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淺談對(duì)數(shù)學(xué)學(xué)科專業(yè)教學(xué)改革的認(rèn)識(shí)與思考論文
[摘要]面對(duì)高科技對(duì)數(shù)學(xué)人才的需求與日俱增以及對(duì)數(shù)學(xué)人才各層次、多方面的需要,高等學(xué)校要不斷進(jìn)行數(shù)學(xué)教學(xué)改革,轉(zhuǎn)變教育觀念,改革課程教學(xué)體系和教學(xué)內(nèi)容,以適應(yīng)市場經(jīng)濟(jì)對(duì)數(shù)學(xué)人才的需要。但數(shù)學(xué)教學(xué)改革應(yīng)注意數(shù)學(xué)教學(xué)的特點(diǎn),把握全局,加強(qiáng)基礎(chǔ),重視應(yīng)用,積極、穩(wěn)妥地進(jìn)行,保證數(shù)學(xué)教育的健康發(fā)展。
[關(guān)鍵詞]社會(huì)需求 教學(xué)改革 教學(xué)教學(xué)特點(diǎn)
改革開放以來,只有綜合性大學(xué)和師范院校才開設(shè)數(shù)學(xué)系的局面被打破,大量的工科院校成立了數(shù)學(xué)系或應(yīng)用數(shù)學(xué)系。各校的數(shù)學(xué)專業(yè)也廢止了專門化的設(shè)置,拓寬了專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo),并調(diào)整了教學(xué)計(jì)劃。此后,我國高等學(xué)校數(shù)學(xué)學(xué)科專業(yè)的教育教學(xué)進(jìn)入了一個(gè)改革與發(fā)展的新時(shí)期。1998年,教育部重新制定本科專業(yè)目錄,調(diào)整了數(shù)學(xué)學(xué)科專業(yè)的數(shù)量與名稱,將原來的8個(gè)專業(yè)合并為3個(gè)專業(yè),即數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)專業(yè)、信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)以及(與經(jīng)濟(jì)類的統(tǒng)計(jì)學(xué)合一的)統(tǒng)計(jì)學(xué)專業(yè)。為進(jìn)一步淡化專業(yè)、拓寬培養(yǎng)口徑奠定了基礎(chǔ)。隨后,我國進(jìn)行了大規(guī)模的院校合并和擴(kuò)招,高等教育從精英教育逐步走向大眾化教育。如何在大眾化教育形式下確保畢業(yè)生的質(zhì)量,增強(qiáng)他們在就業(yè)市場上的競爭力,滿足社會(huì)對(duì)數(shù)學(xué)人才多層次、多方面的需求等問題,迫切要求我們不斷進(jìn)行數(shù)學(xué)教學(xué)改革,轉(zhuǎn)變教育觀念,改革課程教學(xué)體系和教學(xué)內(nèi)容。
一、對(duì)數(shù)學(xué)學(xué)科專業(yè)教學(xué)改革必要性的認(rèn)識(shí)
1.?dāng)?shù)學(xué)學(xué)科的地位和作用。數(shù)學(xué)在人類文明的進(jìn)步和發(fā)展中一直發(fā)揮著重要的作用。在當(dāng)今高科技時(shí)代,自然科學(xué)的各個(gè)研究領(lǐng)域都已進(jìn)入到更深的層次和更廣的范疇。許多一度被認(rèn)為沒有價(jià)值的數(shù)學(xué)概念理論,出人意料地在其他領(lǐng)域找到了原型與應(yīng)用。從醫(yī)學(xué)上的CT技術(shù)到中文印刷排版的自動(dòng)化,從飛行器的模擬設(shè)計(jì)到指紋的識(shí)別,從石油地震勘探的數(shù)據(jù)處理到信息安全技術(shù)等,在這些形形色色的技術(shù)背后,數(shù)學(xué)都扮演著十分重要的不可缺少的角色。此外,數(shù)學(xué)也廣泛地深入到社會(huì)科學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域。例如,用數(shù)學(xué)模型研究宏觀經(jīng)濟(jì)與微觀經(jīng)濟(jì),用數(shù)學(xué)方法進(jìn)行市場調(diào)查與預(yù)測,用數(shù)學(xué)理論進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析和指導(dǎo)金融投資。數(shù)學(xué)訓(xùn)練對(duì)提高人的素質(zhì)有著重大影響,它在提高人的推理能力、抽象能力、分析能力和創(chuàng)造能力上,是其他訓(xùn)練難以替代的?傊,數(shù)學(xué)在當(dāng)代文化教育、科學(xué)技術(shù)等領(lǐng)域中的地位是絕對(duì)不可忽視的。發(fā)展數(shù)學(xué)科學(xué),改革數(shù)學(xué)教育,培養(yǎng)符合時(shí)代要求的多種數(shù)學(xué)人才,不僅有重大的現(xiàn)實(shí)意義,而且也是保持我國各個(gè)重要領(lǐng)域可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略需要。
2.高科技時(shí)代對(duì)數(shù)學(xué)人才的需求。近幾十年來,我們可以看到一個(gè)現(xiàn)象:一批原來從事數(shù)學(xué)研究的人轉(zhuǎn)為投向其他研究領(lǐng)域或某些技術(shù)開發(fā)領(lǐng)域,特別是信息技術(shù)、金融和經(jīng)濟(jì),以及各種工程計(jì)算,他們在這些領(lǐng)域取得了重大成就,甚至成為其中的領(lǐng)袖人物。如果調(diào)查一下數(shù)學(xué)專業(yè)的就業(yè)狀況,不難發(fā)現(xiàn)其中有很大比例的學(xué)生畢業(yè)后并不從事數(shù)學(xué)研究工作,而是逐漸從傳統(tǒng)的高等院校、科研院所、中學(xué)教師擴(kuò)展到信息、軟件、經(jīng)濟(jì)、金融、保險(xiǎn)、管理、計(jì)算機(jī)等行業(yè)。經(jīng)濟(jì)建設(shè)主戰(zhàn)場對(duì)于各層次、多方面的數(shù)學(xué)人才的需求日顯迫切,對(duì)一般勞動(dòng)者的數(shù)學(xué)素養(yǎng)也提出了較高的要求。社會(huì)對(duì)數(shù)學(xué)人才強(qiáng)烈需求的原因,不僅是數(shù)學(xué)人才在邏輯推理、抽象思維能力和創(chuàng)新能力上的優(yōu)勢,更重要的是在許多領(lǐng)域中的工作者缺乏足夠的數(shù)學(xué)根底與訓(xùn)練,于是,數(shù)學(xué)人才的參與就成為必然。面對(duì)高科技對(duì)數(shù)學(xué)人才的需求與日俱增以及對(duì)數(shù)學(xué)人才多層次、多方面的要求,我們要不斷進(jìn)行數(shù)學(xué)教學(xué)改革,轉(zhuǎn)變教育觀念,改革課程教學(xué)體系和教學(xué)內(nèi)容以適應(yīng)市場經(jīng)濟(jì)的需要。
二、數(shù)學(xué)學(xué)科專業(yè)教學(xué)改革應(yīng)有的特點(diǎn)
數(shù)學(xué)學(xué)科專業(yè)教學(xué)改革除了具有各學(xué)科教學(xué)改革的共性外,還應(yīng)有數(shù)學(xué)學(xué)科自己的特點(diǎn)。以下四個(gè)方面的問題雖然是所有學(xué)科的教學(xué)改革都要涉及的問題,但在這些問題上,數(shù)學(xué)教學(xué)的特殊性,尤其值得認(rèn)真思考和妥善把握。
1.?dāng)?shù)學(xué)教學(xué)中應(yīng)重視理論聯(lián)系實(shí)際。數(shù)學(xué)來源于人類實(shí)踐,但從實(shí)踐中抽象出來以后,又有它相對(duì)的獨(dú)立性和穩(wěn)定性。特別是當(dāng)它發(fā)展到一定程度以后,數(shù)學(xué)內(nèi)部提出了很多重要的問題,推動(dòng)數(shù)學(xué)的發(fā)展。除了實(shí)踐、其他學(xué)科的需要以及工程技術(shù)的需要這種來自外部的動(dòng)力外,還有來自數(shù)學(xué)內(nèi)部的巨大動(dòng)力。數(shù)學(xué)工作者通過對(duì)數(shù)學(xué)內(nèi)部提出的問題的研究,發(fā)展和完善數(shù)學(xué)理論,這些理論又通過不同途徑應(yīng)用于實(shí)踐。因此,數(shù)學(xué)教學(xué)中要注意理論聯(lián)系實(shí)際,但不能處處都強(qiáng)調(diào)機(jī)械地聯(lián)系當(dāng)時(shí)生產(chǎn)生活中的實(shí)際。要講清楚數(shù)學(xué)概念內(nèi)部的聯(lián)系、數(shù)學(xué)理論的文化內(nèi)涵和科學(xué)意義、數(shù)學(xué)與其他學(xué)科的聯(lián)系,以及在數(shù)學(xué)教學(xué)中自覺培養(yǎng)學(xué)生的“應(yīng)用意識(shí)”,特別注意把數(shù)學(xué)建模的思想融人教學(xué)。此外,可開設(shè)“數(shù)學(xué)之應(yīng)用”為主題的講座,編寫、出版“數(shù)學(xué)之應(yīng)用”方面的書籍等。
2.?dāng)?shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容更新的問題。數(shù)學(xué)的基本理論,不像電子元件從電子管、晶體管到集成電路那樣可以“更新?lián)Q代”或“棄舊換新”,它只能在原有知識(shí)的基礎(chǔ)上去講新知識(shí)。我們不可能在沒有初等函數(shù)知識(shí)的條件下去講微積分,也不可能在沒有函數(shù)概念的條件下去講泛函。在數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課教育內(nèi)容更新的問題上,我們應(yīng)該看到數(shù)學(xué)的特殊性,尊重人的認(rèn)識(shí)規(guī)律,不趕時(shí)髦。數(shù)學(xué)學(xué)科教學(xué)內(nèi)容的更新,是就課程體系總體而言的,不是要求每門課的每一部分都更新。數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課應(yīng)當(dāng)在內(nèi)容上、觀點(diǎn)上、語言上、符號(hào)上為后續(xù)課做好準(zhǔn)備,著力打好基礎(chǔ),而不是簡單地把后續(xù)課程前移。 3.?dāng)?shù)學(xué)教學(xué)中如何采用多媒體輔助教學(xué)的手段。高度的抽象性和嚴(yán)密的邏輯性,是數(shù)學(xué)學(xué)科兩個(gè)顯著的特性。它決定了數(shù)學(xué)教學(xué)不僅應(yīng)注意傳授知識(shí),更應(yīng)注意培養(yǎng)學(xué)生的抽象思維和邏輯思維。近些年開展的多媒體輔助教學(xué),優(yōu)點(diǎn)是形象、具體、信息量大。有的教師在“數(shù)學(xué)建!被颉皵(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)”課中采用多媒體輔助教學(xué),取得了較好的效果。但是,對(duì)大量的數(shù)學(xué)基礎(chǔ),當(dāng)教學(xué)中需要培養(yǎng)學(xué)生的想象能力、抽象能力和邏輯推理能力的時(shí)候,若用屏幕上有限的“形象”代替啟發(fā)學(xué)生的數(shù)學(xué)“想象”,用屏幕上個(gè)別的“具體”取代啟發(fā)學(xué)生的數(shù)學(xué)“抽象”,用屏幕上的快速推導(dǎo)取代板書教學(xué)中師生互動(dòng)的邏輯漸進(jìn)過程,反而會(huì)減弱對(duì)學(xué)生的訓(xùn)練。所以,數(shù)學(xué)教學(xué)中,多媒體的輔助手段要結(jié)合數(shù)學(xué)課程的特點(diǎn),注意實(shí)效,恰當(dāng)運(yùn)用,不可過多。有以下教學(xué)內(nèi)容的數(shù)學(xué)課程可以采用計(jì)算機(jī)輔助教學(xué),如復(fù)雜三維圖形的多角度展示,動(dòng)態(tài)過程的演示,影像資料的放映,書寫量過大的內(nèi)容,大量表格、資料、數(shù)據(jù)、圖形的展示,數(shù)學(xué)人物,數(shù)學(xué)史簡介,集體答疑,序言課,復(fù)習(xí)課等。
4.?dāng)?shù)學(xué)基礎(chǔ)課中加強(qiáng)習(xí)題課的教學(xué)。習(xí)題課是數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課教學(xué)中不可或缺的環(huán)節(jié)。數(shù)學(xué)學(xué)科和數(shù)學(xué)教學(xué)的特點(diǎn),使習(xí)題訓(xùn)練在數(shù)學(xué)教學(xué)中特別重要。理解各部分?jǐn)?shù)學(xué)知識(shí)問的聯(lián)系,探索解決問題的思路,培養(yǎng)數(shù)學(xué)思維,訓(xùn)練書面表達(dá)能力,很大程度上依靠做題的過程來完成。習(xí)題課是在教師指導(dǎo)下的做題,與學(xué)生自己做作業(yè)或看《習(xí)題解答》是很不一樣的。教師應(yīng)積極發(fā)揮主導(dǎo)作用,認(rèn)真選擇難易適中的題目,仔細(xì)設(shè)計(jì)做題與講解的過程;對(duì)較難的題目,應(yīng)有分層次的提示;習(xí)題課中還可適當(dāng)組織討論,活躍學(xué)生的思維;做完題后,引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)解題的思路和方法;啟發(fā)學(xué)生自己提出有關(guān)的新問題,從中培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力和創(chuàng)新意識(shí)。一題多解、易混淆的概念、常出錯(cuò)的關(guān)鍵點(diǎn),都是習(xí)題課教師備課中要著重考慮的地方。
三、對(duì)數(shù)學(xué)學(xué)科專業(yè)教學(xué)改革的思考
數(shù)學(xué)學(xué)科當(dāng)前的改革主要是圍繞著培養(yǎng)學(xué)生怎樣適應(yīng)社會(huì)需要這個(gè)根本性問題進(jìn)行的。除去培養(yǎng)目標(biāo)的問題之外,課程內(nèi)容體系的改革也是一個(gè)十分重要的問題。高校數(shù)學(xué)人才培養(yǎng)的主要形式是課堂教學(xué)。教學(xué)內(nèi)容和課程體系的改革,是數(shù)學(xué)教學(xué)改革的核心和重點(diǎn),也是教育觀念、素質(zhì)教育、人才培養(yǎng)模式等客觀研究課題的落腳點(diǎn)。
1.整體優(yōu)化。教學(xué)內(nèi)容及課程體系改革,應(yīng)從整體上全盤考慮。這里的“整體”可以理解為課型、結(jié)構(gòu)及課時(shí)的合理安排,以發(fā)揮課程的整體功能。就“數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)”專業(yè)而言,分析類課程較重,幾何、代數(shù)類課程偏輕。特別是幾何教學(xué)近來比較薄弱,事實(shí)上,幾何學(xué)在整個(gè)數(shù)學(xué)發(fā)展的多個(gè)關(guān)鍵時(shí)期起著主導(dǎo)作用,它的直觀性、實(shí)驗(yàn)性的特點(diǎn)啟示了許多新思想、新方法,孕育了許多數(shù)學(xué)的新分支,幾乎每一個(gè)數(shù)學(xué)分支都有其幾何的側(cè)面!皵(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)”專業(yè)應(yīng)注意增加幾何、代數(shù)類課程,使分析、代數(shù)、幾何、隨機(jī)四個(gè)方面的教學(xué)協(xié)調(diào)發(fā)展。在保證數(shù)學(xué)分析、高等代數(shù)及解析幾何這三門主干課程課時(shí)的同時(shí),可將過去劃分過細(xì)的各分支課程通過刪減、整合等手段進(jìn)一步綜合。就“信息與計(jì)算科學(xué)”專業(yè)而言,教學(xué)內(nèi)容與課程體系都還不夠成熟,更應(yīng)在實(shí)踐新的“專業(yè)規(guī)范”中繼續(xù)探索、調(diào)整、充實(shí)和完善。
2.加強(qiáng)基礎(chǔ)。加強(qiáng)基礎(chǔ)是確保培養(yǎng)質(zhì)量的根本,也是拓寬專業(yè)口徑的前提。所謂加強(qiáng),絕不是增加課時(shí)或加深課程的內(nèi)容,而是幫助學(xué)生切實(shí)把握課程的核心內(nèi)容,更好地理解課程的基本理論,掌握其基本方法和基本技能,加強(qiáng)對(duì)數(shù)學(xué)思想方法的理解和應(yīng)用,增強(qiáng)動(dòng)手能力的培養(yǎng)。數(shù)學(xué)分析、高等代數(shù)、解析幾何是數(shù)學(xué)學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ)課的核心。應(yīng)充分重視上述三門基礎(chǔ)課的改革,在教學(xué)思想和教學(xué)方法、課程內(nèi)容和教材建設(shè)等方面開展各具特色、形式多樣的改革實(shí)踐與探索。
3.重視應(yīng)用。社會(huì)對(duì)數(shù)學(xué)人才的多元化需求,促使大多數(shù)高校形成了“厚基礎(chǔ),寬口徑”的培養(yǎng)思路。按照這一思路,各校應(yīng)加強(qiáng)“數(shù)學(xué)建!奔啊皵(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)”的教學(xué),強(qiáng)調(diào)科學(xué)計(jì)算、統(tǒng)計(jì)實(shí)驗(yàn)、社會(huì)調(diào)查等實(shí)踐性環(huán)節(jié),以擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面,開闊學(xué)生的視野,培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力,提高學(xué)生分析和解決問題的能力;即使是培養(yǎng)基礎(chǔ)理論研究人才,也必須鍛煉其理論聯(lián)系實(shí)際的應(yīng)用能力,才能適應(yīng)當(dāng)代科學(xué)技術(shù)綜合發(fā)展的要求。在各門數(shù)學(xué)課程的教學(xué)中,教師都應(yīng)積極主動(dòng)地培養(yǎng)學(xué)生對(duì)“應(yīng)用”的感情和意識(shí),以及處理實(shí)際問題的應(yīng)變能力。數(shù)學(xué)學(xué)科專業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)和教師,都應(yīng)提倡把數(shù)學(xué)建模的思想精神融入主干課程的教學(xué)中去,而不應(yīng)僅僅關(guān)注針對(duì)數(shù)學(xué)建模競賽的培訓(xùn)和得獎(jiǎng)。
4.?dāng)?shù)學(xué)教學(xué)改革應(yīng)積極、穩(wěn)妥地進(jìn)行。數(shù)學(xué)教學(xué)改革是非常必要的。但是,數(shù)學(xué)教學(xué)改革應(yīng)該穩(wěn)步推進(jìn),切忌急功近利。教育是長線工程,教育的效果要多年后才能顯現(xiàn)出來,教學(xué)改革的利弊也要多年后才能表現(xiàn)出來。所以,數(shù)學(xué)教學(xué)改革的研究主題應(yīng)在一段時(shí)間的實(shí)踐中相對(duì)穩(wěn)定,數(shù)學(xué)教學(xué)改革的成果要有一段時(shí)間的實(shí)踐來檢驗(yàn)。既要注意汲取歷史上的和國際上的數(shù)學(xué)教育教學(xué)改革的經(jīng)驗(yàn),又要根據(jù)社會(huì)對(duì)數(shù)學(xué)人才多層次、多方面的需求以及各校的實(shí)際情況進(jìn)行改革和探索?傊瑪(shù)學(xué)教學(xué)改革既應(yīng)積極地推進(jìn),又要穩(wěn)妥地進(jìn)行,才能保證數(shù)學(xué)教育健康、協(xié)調(diào)地發(fā)展。
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