高崚嶒
(南京工业职业技术学院 文理学院,江苏 南京 210023)
传统本科层次的高等数学是一门重要的公共基础课,课程理论性强,但与专业结合不够紧密;体系完整,逻辑严谨,推理严密,但内容编排不够科学;重视课堂,教师为主,但没能充分发挥学生的学习主动性,尤其没能充分发挥课外时间的价值;教学手段坚守传统的同时也发挥了现代化教学手段,但没有充分发挥一些典型软件的作用;重视知识点的传授,但对数学思想方法和数学哲学思想等重视不够;教学考核重视考试结果,但是轻视了学习过程.专科层次的高职《高等数学》教材几乎是本科层次的高等数学教材的简化版,高职专科的课程体系也是模仿传统的专科或本科.传统本科和高职专科的课程体系中职业教育的特色体现不明显. 所以,我们要构建具有职业教育特色的高职本科高等数学课程体系[1]8-9.
高职本科高等数学作为一门公共基础课,它和传统本科相比较,具有难度低、课时少、应用性强的特点.在把握“以必须、够用为度”的原则下,首先,要能培养学生的科学素养、理性思维和辩证目光. 其次,培养学生的运算能力、逻辑思维能力和空间想象能力.能应用所学知识,分析解决一些实际问题.最后,在教学中与专业课程紧密联系,为学生学习相关专业课程奠定基础.职业教育强调终身教育,扎实的数学基础会让学生受益终身.既重视具体知识,也重视思想方法,知识和思想方法同等重要.
高等数学以函数为研究对象,极限是重要的推理工具,微分学和积分学是两大支柱,加上无穷级数、常微分方程、空间解析几何和向量代数,构成了整个课程的教学内容.在总共128个学时前提下,为了突出职业教育特点,我们精简内容,弱化理论,减少证明,淡化技巧.比如说我们删除了函数极限的“ε-δ”语言,改为极限的直观性定义.关于函数极限的性质、平面点集的一些概念、一致连续等都进行了精简.去掉了一些定理的严格证明,淡化了解题技巧.我们根据知识点之间的内在逻辑联系,对内容进行模块化,同时不再遵循传统的教学顺序,而是根据模块重新安排教学顺序,使得内容编排更合理,教学顺序更科学.模块名称及内容如表1.
教学手段上,实行板书结合多媒体的教学.板书和多媒体各有千秋,板书过程是个老师与学生双向交流的过程,老师通过语言、结合表情以及语调的变化,将重要的计算推理过程在黑板上逐步展现出来,十分有利于学生同步理解,而且方便教学节奏的控制和重难点的把握.多媒体教学直观形象,图文并茂,信息量大,课件丰富多彩能吸引学生的注意力,同时可以节省大量板书时间,化解内容多课时少的矛盾.特别是几何部分,如旋转体的体积,三重积分等,更适合采用多媒体教学.还可以演示利用MATLAB软件进行极限、定积分的计算,微分方程的求解,图形的描绘等[2]45-46.
在教学方法上,可以大量采用主线教学法、对比教学法和归纳总结法.整个高等数学课程有主线,各个章节也有主线.主线教学法围绕主要知识点的先后逻辑顺序,循序渐进,层层展开,逐步深入.对比教学法将不同的概念从不同的角度进行比较分析,便于理解和搞清不同概念之间的区别与联系.在具体教学中,这两种方法交叉运用.我们还要善于对重点知识点的归纳总结. 向量的点乘与叉乘、平面与空间直线的对比教学分别如表2和表3所示.
表1 高等数学模块名称及内容
表2 向量的点乘与叉乘
表3 平面与空间直线
积分学可以采用主线教学法和对比教学法,从定积分到二重积分、再到三重积分这是一条主线,同时可以从定义、性质、几何意义、计算等角度进行比较.三者的积分区间(域)分别强调两个点、四条线、六个面.极限内容可以采用归纳总结法,比如函数的连续性、间断点的类型、导数的定义、定积分的定义、偏导数的定义、二重积分的定义、无穷级数的收敛性、幂级数的收敛半径等都与极限有关,体现了极限是非常重要的推理工具.
高职本科教育不同于传统本科,它以能力为本位,以就业为导向,所以这门基础课要更好地与专业课程衔接,为学生学好专业课程、掌握实用技能服务.教学观念紧跟时代,课程紧密结合专业.采用案例教学直观生动,如《机械制图》中的各种制图与图形结构分析和空间解析几何相结合;《模拟电子技术》中的负反馈对放大电路性能的影响和函数的微分、常微分方程相结合;《工程力学》中连续量的力矩的计算和定积分计算及微元法相结合.
高等数学不仅要传授具体知识,更要重视思想方法的渗透.高等数学中体现了极限为基础的运动观点,微分学和积分学互逆等普遍联系的观点,质量互变规律,对立统一规律.很多概念成对出现,如连续和离散、有限和无限、无穷大和无穷小、收敛和发散等.高等数学中蕴含了大量唯物辩证法,这些一对一的矛盾相依存在,又在一定条件下互相转化,这不仅是自然界的普遍规律,也是数学中的普遍规律.高等数学还体现了数学形式的简单美、几何对称美、逻辑推导的严谨美.及时进行数学的哲理性教育和审美性教育,训练学生的数学哲学思维,有利于学生形成科学的世界观、人生观、价值观.
除了课内教学保证高效外,还要充分发挥课外时间的价值.老师要自己编写《高等数学学习指导》供学生课后学习;向学生推荐参考书目和好的视频网站;开设讲座和选修课;自己制作视频课件、微课课件;还可以利用QQ、飞信、微信等与学生保持联系,及时发布学习资料,热情为学生答疑解惑.实现课外辅导信息化.
以前我们多采用结果性教学考核,非常重视考试.大部分本科学校将平时成绩和期末考试成绩按照3∶7的比例加权平均后得出学生的最终总评成绩.高职院校可以将两者比例调整为4∶6甚至5∶5,提高平时成绩的比重.平时成绩采用过程性考核,灵活机动,除了学生的课堂表现、出勤情况、作业完成情况外,还可以组织分组讨论,布置小论文,让学生自己写学习心得、课程总结,还可以通过数学实践,数学上机试验等方式全面考察学生.教学考核最终将过程考核和结果考核结合起来,过程考核看平时,结果考核看考试.
构建高等数学课程体系首先需要强大的师资力量,教师要与时俱进,不断更新教学观念,掌握先进教学手段和方法,加强与专业的融合.现在的高等数学与专业融合还不够,MATLAB等软件在数学教学中还没有发挥应有的价值.其次,应用型高职本科刚刚起步,一切还在探索中,现有的高等数学课程体系还要经历实践——反思——再实践——再反思的螺旋发展过程.最后,目前慕课大规模兴起,这对高等数学这门传统的课程带来巨大冲击.只有不断研究高职教育规律,了解学生特点和专业需求,以“必须、够用”为度,以能力为本位,以就业为导向,做到因材施教. 结合相关软件,积极融合专业,构建科学的课程体系,形成高等数学课程的特色,才能在竞争中立于不败之地,才能更好地为高职教育服务[3]8.
[1] 傅 苇.高等数学教学方法的探索与实践[J].大学数学,2007(6).
[2] 钱冰冰.高职理工科高等数学课程体系改革的探讨[J].常州职业技术学院学报,2008(6).
[3] 吴钦宽,孙福树.高等数学[M].北京:科学出版社,2010.