高等数学教学改革实践与探索

高等数学教学改革实践与探索高等理科教育2004年第5期(总第57期)高等数学教学改革实践与探索蒋晓芸(山东大学数学与系统科学学院山东济南250100)摘要本文论述了高等数学教学改革的重要性,对高等数学教学改革进行了有益的实践探索,并取得了一定的成效.关键词教学改革高等数学课程体系实践探索中图分类号G642.0文献标识码A随着社会的进步,科学技术的发展和高等教育水平的不断提高,数学渗透的触角在急剧伸展,数学应用的领域在急剧扩大,影响着人文科学和社会的进步.事实上,数学教育对高等教育的重要性是不言而喻的,因为它是培养大学生理性思维和思辨能力的重要载体,是开发大学生潜在能动性和创造力的重要基础.如今,高等数学课程已成为非数学类各专业学生都应该学习的课程.高等数学课作为普通本科生的公共基础课,对培养学生的逻辑思维能力,分析问题,解决问题的能力,建立数学模型的能力,对开阔学生思路,提高学生综合素质等都有很大帮助.一,当前国内高等数学教学中存在的问题高等教育对大学教育提出了很高的要求,但长期以来,高等数学课程体系以及教材内容,教学方法的研究和改革远远不能适应高等教育迅速发展的形势和培养21世纪创新人才的需要.主要表现在:教材内容陈旧,教材注意求全求严,忽视了数学思想的剖析,传统的教学方式注意演绎证明,运算技巧,忽视了理解应用及学生创新能力的培养,同时,教学手段落后,计算机和多媒体的运用不够,未能体现现代教育的教学理念.为了深化高等教育改革,提高教育质量,培养适应21世纪中国社会发展和现代化建设需要的人才,近年来,我们在学校和院领导的关心和支持下,以加快培养知识经济时代创造性人才为指导,紧紧围绕适应21世纪教学内容和课程体系改革的需要,做了许多探索性的工作,并取得了一定的成效.二,课程体系的改革及教材建设我们按照教育部高等教育面向21世纪教学内容和课程体系改革计划>的精神和要求,从新的视角对大学数学的课程体系进行了改革,改变一贯的旧模式,采取平台加模块的结构,把大学数学的内容,由浅入深,由易到难,由少到多划分成三个平台,各平台再由一些模块组成,同时将利用计算机解决数学问题的方法,程序有机融入其中,不同要求的专业可以在平台和模块中进行选择使用,体现了现代教育的思想,实现了从应试教育向素质教育的转化.根据这种课程体系,我院组织有丰富教学经验的老师编写了教材大学数学教程微积分(1)>,大学数学教程微?收稿日期20o3O928作者简介蒋晓芸(1963一)女,lJJl成都人,副教授,主要从事应用数学研究一38高等理科教育高等数学教学改革实践与探索积分(2).大学数学教程微积分(1)>属第一平台,体现高等数学的普及和基础,侧重基本要领和基本方法,加强基本运算;大学数学教程微积分(2)>属第二平台,是对第一平台基本概念的加深和知识方法的拓宽;教材与数学实验有机结合,在每章内容后,均有与本章相应的Matlab程序,例题及练习(书后附有软盘一张),附有Matlab软件应用简介;为提高学生学习兴趣,书后附有数学发展简史.该教材被列入普通高等教育十五国家级规划教材,2002年9月已由高等教育出版社正式出版.三,教学内容,教学方法及手段的改革素质教育中,很重要的一个方面是对学生能力的培养,而在诸多能力中最重要的是创造能力,传统的教学方式对素质教育提出的能力培养是较为不利的,加之目前高等数学学时的削减,使本就十分紧张的课堂教学操作更为困难.因此,如何提高课堂教学效果和效率,以适应21世纪对人才培养提出的要求,是摆在我们面前的刻不容缓的问题.我们根据高等数学课程的特点,依据新编的普通高等教育十五国家级规划教材<大学数学教程微积分(1)>,大学数学教程微积分(2)>,调整教学内容,教学中突出数学思想,注重学生能力的培养,将传统数学知识与数学软件的有关内容有机地结合在一起,采用粉笔+口授+计算机演示的教学模式,在高等数学课中有选择地引入计算机教学,既保留了传统教学中启发式教与学的直接,自然的交互方式,又培养了学生实际操作能力和科学计算能力.在课堂教学中总结出一套以疑为主,启发探索一自学一精讲一多练五段式教学法.启发是教学法的前提,点明主线,提出问题,然后学生探究,自学,培养思考,发现,归纳问题的能力,教师的精讲是关键,围绕内容重点与难点,结合学生提出的疑点,引导学生探索性和创造性地学习.不仅教学生证明而且教学生猜测,使学生有一种创新的感受.同时,将先进的教育技术手段融于教学活动中,引入计算机的现场演示,如利用多媒体教室,用Matlab编程制作复杂的空间图形及动画,为学生演示以往用粉笔难以描绘的空间几何图形,使学生有身临其境之感,实现近乎全真的直观教学,达到了粉笔无法达到的境界.结合高等数学教材,利用我院微机室为学生讲解数学软件Matlab在高等数学中的应用,将例题与习题做成课件以软盘的形式发给学生,学生单人单机边听边练,既巩固了所学知识又培养了科学计算能力.为学生进一步深造和走上工作岗位打下了坚实的操作基础.四,分类教学法我院按照学科专业层次,类别将高等数学分为五类:物理类,生化类,工程类,医学类,文史类.每一类都有专人负责,划定每一部分讲授的深度和宽度,确定各部分内容的教学要求,在开学初及中期组织相应教师座谈,督促教师精心备课,通晓教学内容.在学时减少的情况下能精简枝叶,突出重点,注意思维方法的启迪,提高课堂教学质量.五,试题库建设为了更好地搞好我校高等数学公共课程的教学工作,提高课程的教学质量,我院近几年来对高等数学课程实行全校范围内按类别统一考试,因此建立高等数学试题库就显得十分必要.从20世纪80年代,我国部分高校开始研究并建立了高等数学试题库,但这些试题库一般可供学生作为练习或教师配制试卷选用,无法满足教学中测试和学生自测的需要.为适应我校大学数学教学改革,满足教学检查及测试的需要,我们承担了山东大学教研课题高等数学成套试题库建设.试卷库根据我校高等数学教学的实际需要,以我校最新十五国家级规划教材<大学数(下转第55页).一39高等理科教育澄清对学分崩的一些模期认识所谓完全的学分制或真正意义上的学分制是一个真实的假命题.四,废除学年制,实行学分制是大学教学管理制度改革的必然趋势应该承认,学年制确实有其自身难以克服的缺点,学分制也有学年制无法替代的优势,现行高等学校的教学管理严重滞后,与快速发展的高等教育规模,体制改革,后勤社会化极不协调.在很大程度上也与我们摆脱不开陈旧的学年制观念的束缚有关.但决不能由此推论出废除学年制,实行学分制的大学教学管理制度改革的必然趋势,否则我们就要在逻辑上犯以偏概全的错误.在实践上犯矫枉过正的错误.我们知道,学年制固然有其缺点,但也有其优点,如课程设置体系严谨,教学过程管理规范,培养的人才基础宽厚,专业知识扎实,质量较高等.我国的本科教育质量在世界上享有较高的声誉就是例证.学分制虽然有其优点,但也有其不足,如允许自由选修课程,学生所学知识的系统性不容易得到保证,有的学生在选课上可能就易避难,形成凑学分现象,这样势必会降低教学质量;过分强调学生自主学习,自由发展,容易使教学管理疏于松散,导致学生缺乏纪律性,社会责任心和集体荣誉感等.正因为如此,西方各个国家实行学分制的高等学校在进行教学管理改革时,都特别重视汲取学年制的优点,而作为学分制发祥地的哈佛大学却在实行学分制整整114年之后的1986年,取消了学分制.可见,废除学年制,实行学分制并非是我国高等学校教学管理改革的唯一选择.况且不同的学校类型不同,性质不同,学科设置不同,培养目标和任务不同,办学条件不同,办学水平也不相同,具体采用什么样的教学管理制度应该从实际出发,因校制宜,因地制宜,因利制宜,不能强求一致.科学的方法应该是在学年制和学分制两者之间取长补短,优势互补.惟有如此,才是我国教学管理制度改革的根本出路.注释:杜作润.对中国学分制的再考察J.清华大学教育研究.1996.(2);73(2)杨德广.建立中国特色的学分制J.现代大学教育.2OO1.(3):3.(上接第39页)学教程微积分=为依据,同时参照高等数学考研大纲研制而成.使之覆盖教学大纲的全部内容,成为一个行之有效的教学质量测试系统.可在期中,期末考试中使用.我院组织有丰富教学经验的教师进行考试大纲的编写,确保规划出适应我校教学及考试需要的知识点结构体系.依据知识点结构体系选编,汇总.并组织专家审查试题,在学生中进行测试.试卷库含选择题,填空题,计算题,证明题和应用题五类题型.每道试题都有知识点,难点及认识分类,分值等参数指标.具有科学性,严密性,规范性及实用性.上述改革在山东大学200l级,2002级化学院及生命科学学院部分专业中进行了试点,开拓了学生的视野,激发了学生的学习热情.受到了学生的欢迎.目前已在全校推广.教学改革的实施,为教学质量的逐步提高提供了有利的保证.但是,新时期大学数学的教学改革是一项紧迫而艰