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高等数学课程教学方法论文篇一
[摘 要]本文借助当代教育心理学的一些理论,从数学的教育作用、高等数学课程教学的现状和问题、以及多媒体技术在高等数学课程教学中的应用几个方面,来研究高等数学课程的教学改革问题,并结合学校的具体实际情况,提出一些有效提高高等数学课程的教学质量的新建议。
[关键词]高等数学;多媒体技术;旅游管理
1 引言
高等数学是高等院校的一门十分重要的基础课程,也是专业教学计划中的一门主干课程。自从20世纪50年代开始,国内引进苏联教育的教材体系,高等数学课程逐渐形成了现有的、较为完善的教学体系。虽然经过1958年和1978年的两次高等院校教学改革运动,高等数学课程也得到了一定程度的改进,但课程的总的教学思想和教学体系没有发生根本性的改变。而在20世纪80年代,世界范围内出现了大学数学改革浪潮,西方发达国家,也都争先恐后地对大学数学的教育体系进行了不同程度的改革。国家教育部于启动了“高等教育面向21世纪教学内容和课程体系改革计划”, 10月教育部又在北京香山召集了部分大学数学教育的专家、学者,以及来自教学第一线的数学教师,举办了“数学教育在大学教育中的作用”的研讨会。此后,大学数学教育的改革受到各方面更加广泛的关注和重视[1,2]。
自国家开始实行的高校招生扩招政策以来,全国的高等教育形势发生了很大变化,出现了许多新的情况和问题。特别需要指出的是,各个高等院校的在校学生人数不断大幅增加,而教师数量并没有相应地得到同步增加,因此就造成高等院校的教学设施和教学人员的普遍短缺,数学教师尤为严重。为了保证学生有课上、课程有人讲,像高等数学这样的专业基础课,不得不采用大班来组织课堂教学,学生人数一般都在150人左右,有时多达200人。面对这样的困境,如何来保证高等数学课程的教学质量并有效地提高学生的数学素质?就成为一个值得高校有关各方认真考虑和研究的课题。
本文将借助当代教育心理学的一些理论和思想,从数学的教育作用、高等数学课程教学的现状和问题、以及多媒体技术在高等数学课程教学中的应用几个方面,来研究高等数学课程的教学改革问题,并结合我校的具体实际情况,提出一些能有效提高高等数学课程的教学质量的新建议。
2 数学与数学教育
数学的发展历史是非常悠久的,大约在1万年前,人类就从社会生产实践中逐渐认识并形成了“数”和“形”的概念,但是真正产生数学理论还是从古希腊人欧几里得(euclid,公元前3)开始的。
多年以来,数学的发展大体可以分为3个阶段:17世纪以前是数学发展的初级阶段,这一时期出现了常量数学,如初等几何,初等代数;从文艺复兴时期开始,数学进入了第二个阶段,即变量数学阶段,这一时期产生了微积分、解析几何、高等代数;从19世纪开始,数学获得了巨大的发展,形成了近代数学阶段,这一时期产生出实变函数、复变函数、泛函分析、微分方程、近世代数、非欧几何、拓扑学、计算数学、数理逻辑、概率论、数理统计等一大批新的数学分支。到目前为止,数学已发展成为拥有100多个学科分支的庞大的知识体系。
恩格斯曾说过:“数学是现实世界中的空间形式与数量关系”。然而现代数学的内容已经大大超出一般意义下的“形”与“数”的范畴。对于大多数人来说,数学,特别是现代数学,在他们的印象中往往只是一大堆符号和公式,而并不真正了解数学为何物。为简单起见,我们可以用较为生动形象的语言来描述数学,数学是一切科学的共同语言,数学是一把打开科学大门的钥匙,数学是一种思维的工具,数学是一门创造性的艺术。不仅如此,数学还是一门内容丰富的知识体系,其内容对自然科学家、社会科学家、哲学家、逻辑学家和艺术家是十分有用的,而且对政治家和神学家的学说观点也会产生影响,它满足了人类探索宇宙的好奇心和对美妙音乐的冥想,甚至以难以觉察到的方式无可置疑地影响着现代历史的进程。
数学作为一门教育课程进入学校,可追溯到公元前的柏拉图(plato,公元前427-公元前347)时期,至今已有2400年左右的时间。柏拉图曾规定不懂几何学的人就不得进他的哲学学校。他甚至认为:“如果说不知道正方形的对角线和边是不能用同一单位度量的,那他就不值得人的称号”。由此可以看出,那时人类就已经把数学与教育、数学与人的全面发展联系起来了。
1990年,联合国研究机构提出了“知识经济”的说法,19经合组织明确给出这一概念的定义,即以知识为基础的经济。在知识经济时代,知识经济人才的首要标准是要真正有知识,联合国系统曾对高科技产业的研究者、决策者和管理者应具备的`个人基本知识做过一个总结―――高等数学;在研究与发展的某一领域中的实践;计算机的基础知识;现代管理方法;外语知识;社会科学的基本知识。值得注意的是在所列的基本知识当中高等数学被放置于首位,这从一个侧面充分说明了高等数学在人才培养过程中的重要作用。事实上,数学教育在提高人才的推理能力、抽象能力、分析能力和创造能力上是任何其它训练都无法代替的。
北京第二外国语学院是一所以外国语言文学为主体学科,以旅游管理为特色学科,文学、经济学、管理学、法学等多学科门类共同发展的教学型大学。高等数学是旅游管理学院和国际经济贸易学院的各专业本科生的专业必修课,也是国际传播学院、法政学院以及外语类各系的本科生的公共选修课。教学内容涉及到微积分学、线性代数、概率论和数理统计4门不同的数学课程,教学计划144学时,实际教学课时约为120学时。
(1)国内具有同类专业的一流高等院校大都设置250学时左右的大学数学课程,相对来说上述专业的数学课程存在严重的学时不足问题。
(2)由于大学扩招而兴起的大班课堂教学,以及长期以来所形成的重视课堂教学的传统,而导致了“注入式”教学方法更加流行。
(3)由于同一专业实行文理科招生制,再加上生源地的不同,造成学生入学数学水平的差距增大,这就给教师组织教学带来很大的困难。
(4)由于数学教师的缺乏,造成教学任务非常繁重,从而导致教师长期无暇接触科学研究,成为名副其实的“教书匠”,更严重的是数学教师看不到个人的职业发展前景。
(5)由于教学学时的不足,又为了完成教学内容赶进度,致使习题课名存实亡,只能在课堂上找时间多讲几个例题来代替。
(6)由于过分强调“专业教育”,而形成了对大学数学教育的片面理解,在人们的观念里,认为数学只是“为专业服务”的工具仍然根深蒂固,严重忽视大学数学在人才培养中的素质教育作用。
4 多媒体技术在高等数学课程教学中的应用
现在,从数学教师的角度出发,借助当代教育心理学的一些理论和思想[3],来研究多媒体技术在高等数学课程教学中的应用,以便克服和改善在高等数学课程教学中存在的主要问题。
课堂板书教学是高等数学课程教学的一个特点。符号语言是数学的一个重要特征,如同音乐利用符号来代表和传播声音一样,数学也是利用符号来表示数量关系和空间形式的。数学符号语言与日常讲话用的语言是不同的,因为日常语言是习俗的产物,也是社会和政治运动的产物,而数学符号语言是经过慎重地、有意地和精心地设计的。借助于数学符号语言的严密性、简洁性和精确性,数学家们就可以表达和研究数学思想,而这些思想如果用普通语言来表达的话,就会显得非常冗长不堪。另外,数学符号语言的这种简洁性还有助于提高思维的效率。数学符号语言中含有大量的符号和几何图形,这些符号和图形常使得不懂其意义的人感到莫名其妙。因此,要想完整准确地表达和传递数学信息,仅仅依靠普通人类语言是不够的,还必须借助数学的符号语言才能办到。由此可见,数学课程的教学不仅需要大量的说,而且需要大量的写和大量的画。这就决定了数学课程的教学必须借助大量的板书来组织课堂教学。
创建一个能够充分调动学生的各个感觉器官的客观环境是高等数学课堂教学的一个起码条件。神经生物学家的实验研究已经表明,人类自然接受信息是通过视觉、听觉、触觉、嗅觉和味觉等感官来进行的,其中视觉和听觉起着最重要的作用。通过视觉获得的信息占83%,通过听觉获得的信息占11%,因此来自视觉和听觉的信息就达到94%。对于同样的学习材料,单用视觉,3小时后能保持所获得知识的72%,3天后下降到20%。单用听觉,3小时后能保持所获得知识的70%,3天后下降到10%。如果视觉和听觉并用,3小时后能保持所获得知识的85%,3天后下降到65%。因此从提高学生学习高等数学的效率来讲,创建一个能够充分调动学生的各个感觉器官的学习环境是十分重要的。
目前高等数学课程是以大班方式组织教学的,每班合计人数约为140人( 4×35=140),这主要是由于专职数学教师数量不足而造成的。如果数学教师不能在近期内有效地增加的话,那么在这样的教学环境中继续使用传统教学法来组织课堂教学,由大课堂教学所引起的一系列问题,比如坐在教室后面的学生看不清黑(白)板上老师的板书、听不清老师的声音之类问题,就会更加严重。根据近年来的教学研究和实践,笔者认为将多媒体技术应用到高等数学课程教学中是走出这一困境的一个最合适的办法。
随着办学设施的逐步改善,学校已经建成一些多媒体教室,配置了计算机、多功能投影仪、视频展台、有线话筒、高保真音响、影碟机以及录像机,这就为开展高等数学的多媒体教学创造了必要的物质条件。对于高等数学课程来说,借助多媒体技术来组织课堂教学,会弥补传统教学法的某些缺陷,具有无可比拟的优势。
良好的视听环境。电子教案经多媒体演示后,文字规范,字体可大可小,图形直观清晰,色彩丰富,并可设置动画,视觉效果较好且具有形式上的美感。另外,高保真的话筒和音响,更增加了声音的立体效果。这些优势基本上可以解决学生在课堂上看不清板书和听不清声音的问题,使学生获得了一个良好的课堂教学环境。
生动形象的教学情景。传统教学手段难以表达的抽象数学概念和思想,借助多媒体技术可以生动形象地展示出来。如极限概念,从图形上通过计算机对极限过程的动画演示,学生就能比较容易地理解和接受这个抽象的极限概念。对于定积分和二重积分的概念,经过动画演示,学生很容易理解和接受分割、近似代替、求和以及取极限这个重要思想。
精确直观的空间图形。传统教学手段难以演示的空间图形和形成过程,借助多媒体技术可以精确直观地展示出来。三维空间的几何图形,如柱面、二次曲面、旋转体、曲面的截痕、球体被柱面所截得立体等等,这些特殊的曲面和立体的图形,对于大多数学生来说是难以想象出全貌的。通过计算机的三维动画软件,能够直观地演示这些难以想象的几何图形的形成过程,并精确地展示出来。借助图形的直观效果,有助于学生对于数学思想、概念和原理的认识和理解。
增加课堂教学的信息量。电子板书的合理演示,节省了数学教师的大量板书时间,使教师能够将更多的精力和时间用于教学内容的讲授上,进而有效地增加课堂教学的信息量,提高全面地提高课堂教学的有效性。
提高学生的学习积极性。多媒体技术带来的良好的视听环境、生动形象的教学情景和精确直观的空间图形,极大地增强了数学课程的趣味性和吸引力,特别是现代教育技术的引进,使学生在心理上产生一种积极上进的愿望,继而提高学生学习数学课程的积极性。
提高数学教师的业务水平。将多媒体技术引入高等数学的课堂教学中,对数学教师也是一种挑战,从认真备课到吃透教材,从钻研教学课件到制作体现自己教学理念和教学方法的电子教案,都需要去做大量的课前准备工作。另外,对于一般的数学老师来说,熟练使用计算机和电子教案的制作工具也不是一件轻松的事情。这个准备的过程无疑会大大提高数学教师的能力和业务水平。
需要指出的是,多媒体技术是一种辅助高等数学课程教学的工具,它也具有两面性。如果多媒体技术在课堂教学中使用恰到好处,那么就能够成功解决目前高等数学课程教学中存在的部分的问题,从而极大地提高高等数学的教学质量。如果使用不合理得当,也会出现一些传统教学中的常见的问题,如满堂灌现象,特别是由于课堂教学的信息量加大和节奏加快,容易使学生眼花缭乱,难以真正吸收和消化教师在课堂上提供的数学思想和知识。
课堂教学是一门艺术,也是一种创造性劳动,要做好这项工作,需要教师的敬业精神,更需要教师对学生的爱心。
5 提高教学质量的一些建议
翻开国内的学术期刊,不难见到有关高等数学教学改革的研究文章,但这些文章大多数是从教师的角度去考虑高等数学课程的教学改革问题,很少有人从宏观的角度去思考。如何来有效地提高高等数学课程的教学质量,这是一项复杂的、艰巨的系统工程,需要教育部门、院校主管、数学教师、接受教育的学生,各施其职,各尽其力,通力合作才能够奏效。
具体需要以下几个前提条件:
一是有关各方对数学教育在大学人才培养过程中的作用要有一个明确的认识,高等数学是学生掌握数学工具的主要课程,而数学工具可用来处理和解决本学科中普遍存在的数量化问题和逻辑推理问题;数学是学生培养理性思维的重要载体,而理性思维会潜移默化地在学生日后的工作中发挥作用;数学是学生接受美感熏陶的一条途径,而美学四大中心构架(诗词、音乐、造型和数学)之一就是数学;数学是学生从事一切科学研究的共同语言,而数学语言会促进学生在知识、能力和素质的综合协调发展。
二是各级管理机构要加大教育经费的投入,制定切实可行的相关配套政策,鼓励和支持大学教师积极从事数学教学改革的研究和实践,使从事教学研究的教师看到自己的职业发展前景,使通识教育真正落实到实处。
三是数学教师要更新教育观念,自觉运用教育学和心理学的观点来指导数学的教学活动,敬岗敬业热爱学生,设法培养学生们的学习兴趣,使学生们能真正地认识到学习高等数学对他们日后职业发展的重要性,充分调动学生的学习积极性和主动性,并培养学生们的独立思考能力和创新能力,使得学生能够不断地提高他们的学习能力,进而树立终身不断追求学问的理想。
四是学生要积极向上,具有良好的学习动机,并能够认识到学习高等数学的重要作用,积极配合教师的教学活动,不断改进自己的学习方法和策略,提高自己的学习能力,逐渐养成探求问题的习惯。如果这些前提条件能够满足或大部分满足的话,那么经过有关各方的努力,有效地提高高等数学课程的教学质量是完全可能的。
总之,为加快我校向多学科综合型大学发展的速度,跟上国家大学数学教育改革的步伐,尽快提高高等数学的教学质量,建议有关各方转变对数学教育在大学人才培养过程中的作用的认识,更新大学数学的教育观念,大力倡导数学素质教育,健全大学数学教育的管理机构,明确管理机构的职责,加大对大学数学教育的经费投入,加强大学数学课程师资队伍的建设,制定切实可行的相关配套政策,使从事教学研究的教师看到自己的职业发展前景,调动各方面人员的积极性,保证大学数学课程必要的教学课时,设置数学课堂合理的学生人数,为数学教学改革和提高教学质量创造一个更加宽松的良好环境,努力为国家培养更多的高素质人才,为中华民族的复兴做出贡献。
[参 考 文 献]
高等数学课程教学方法论文篇二
随着高等数学课程改革的深入,本文结合三本院校特点,就如何改革高等数学课程,使教师更好地教,学生更好地学,在分析高等数学课程的特点、教师及学生特点的基础上,给出了一些教与学的建议,希望能提高高等数学的教学水平。
近几年各大高校都在进行课程改革,作为重要的基础课程——高等数学也在进行着深层次的改革。这个改革不仅是教学内容上的调整,还在教法、教学内容的实用性等很多方面进行着改革。只有加大改革力度,才能更大地发挥高等数学在各学科中的基础性作用。那么如何才能改革好高等数学课程,更好地服务于大众呢?本文从高等数学的课程特点、教材的特点、教师的特点以及学生的特点四个方面进行了分析,笔者结合自己这几年的教学实践,给出了一些关于课程改革以及教与学上的方法和建议。
(1)抽象性更强。纵观整个高等数学教材可见,很多内容只有数量上的关系式和一些表达形式,其抽象性可谓远超其他自然学科。
比如很多大学生进入大学的第一堂课往往是高等数学课,而高等数学课中内容非常抽象的 “极限的概念”课。何为“极限”?《现代汉语词典》解释为“最大的限度”。但高等数学上的“极限”又不能直接解释为“最大的限度”这样的意思,事实上它的由来是一个逐渐形成的过程,是通过社会实践逐步演变而来的一种思想。大约公元3世纪,我国数学家刘徽创立了“割圆术”,即“割之弥细,所失弥少,割之又割,以至不可割,则与圆周合体而无所失矣”,这就是“极限”的思想。牛顿和莱布尼茨微积分理论的建立,逐渐将“极限”概念化。事实上,在极限思想的运用上,牛顿自己也摆脱不了极限概念的混乱;而后又有很多著名数学家如:达朗贝尔、波尔查诺、柯西等人逐渐给出了“极限”的明确定义。可见“极限”是多么抽象且难理解的知识。
事实上高等数学中的抽象远不止这一个,“连续”“多元函数连续性”“导数”“偏导数”“不定积分”“定积分、重积分”等都为抽象数学。
(2)逻辑性更强。高等数学中的每一个定义、定理、推论及一些重要结论,都是经过大量的逻辑推理和严格验证过的,所以它具有更强的逻辑性。每一次的证明过程都是对学生逻辑思维的培养。
例如,数列极限的性质:收敛数列的极限是唯一的。
又因为a与b均为常数,而2ε也可以表示任意小的正数,所以上式当且仅当a=b时才成立,即数列极限是唯一的。
从上例证明过程可见,每一步的进行都是有因有果的,整个证明过程具有较高的'逻辑性,没有凭空而来的东西。
毕达哥拉斯:“数字,支配着宇宙。”
培根:“数学是打开科学大门的钥匙。”
由此可见数学的应用之广泛。而这些应用必须建立在更高等的数学基础之上。
笔者针对如何改革高等数学教学进行三个方面的分析。
(1)教材特点。随着各高校高等数学课的普及和推广,各式各样的教材层出不穷,但各大教材的内容安排上大同小异,基本都是分为函数和极限、导数与微分、中值定理与应用、不定积分与定积分、定积分的应用、无穷级数、空间解析几何、多元函数微分学、重积分及应用、曲线与曲面积分、微分方程等内容。这些内容相互联系,一环扣一环,逐渐深入。
(2)教师特点。讲授高等数学课程的教师基本都是数学类本科以上学历,他们应该说具备传授高等数学知识的能力,对教学内容也有很深的理解。但各校各专业对高等数学的要求不尽相同,教师个人能力也千差万别,教学方法、对知识的理解、讲解的思路都不一样,从而导致教学效果的不同。
(3)学生特点。各个院校的学生也有很大的区别,三本院校学生大体上具有以下几个特点。①基础较差,三本院校的录取分数线较低,学生质量自然也不太理想。如有的学生学习初等数学就已经很费力了,再让他们去学习高等数学,简直就是“要命”。这就会出现一个问题,即大部分学生对高等数学是敬而远之的,部分学生一入学就放弃了对高等数学的学习,甚至会有学生想转到一个不开数学课的院系去。②学习积极性不高,学生对不感兴趣的东西总是有排斥心理,无论老师怎么强调数学的重要性,甚至拿期末考试和毕业来“吓唬”他们也无济于事。而且很多学生看不到学习数学对专业有多大帮助,看不见成效,从而导致学生出现数学无用论的想法,学生从内心忽视数学课,积极性总也调动不起来。③依赖高科技,学生上课玩手机现象严重,有的戴着耳机听音乐看电影,有的在玩手机游戏。虽然教师采取了多种措施,但这种现象屡禁不止。④动手能力强,有很多学生还是比较喜欢动手操作的,虽然他们对数学不感兴趣,但如果让他们参加数学方面的活动,他们还是比较愿意参加的,而且还会有很好的表现。有的院校采取“2+2”的培养模式,即大一、大二在校学习理论知识,大三、大四进入企业模拟实习。这种模式非常有效,从企业和学生所提供的反馈信息来看,企业认为这些学生聪明、肯干。学生也有这样的反映:在校两年,什么也没学到;而到企业动手做事,反而能学到更多更实用的知识。
(1)调整教材,编写模块化教材。根据高等数学课程特点,结合本校专业特点,及时调整教材,编写符合具有本校特色的教材。
另外,教材应突出高等数学的基础作用,在内容上简化抽象的知识点,多加入一些专业性习题,有选择性地删减或添加专业所需知识,但也应注意高等数学的体系完整性。针对不同专业的不同要求,可以将高等数学内容模块化、打包化,让学生觉得高等数学既有用又好学。这样才能提高高等数学在学生心目中的地位。
(2)教师队伍转型。教师队伍应从以下几个方面进行改革。①加强教师多方面能力的培训,使教师往“双师型”“双能型”方向发展。教师不仅应在课堂上传授高等数学知识,更应该在课堂外利用高等数学知识去指导学生解决实际问题。②多举办讲课、说课大赛。通过这种活动,迫使教师去深入课堂、深入教材,从而更好地向学生传授高等数学知识。③多听取名师讲课及多参加学术讨论班,集百家之长于一身,形成自己的风格;丰富自己的专业知识,从而提高教学水平。④多“备课”,这里的“课”不单单指教材内容,还是指教学计划、教学要求、重难点、学生基础、教学方式、教学手段等。教师只有做到心中有数,才有底气站上讲台。⑤对学生多一些爱,少一些冷漠。教师要起到传道授业解惑的作用,要和学生做朋友,去深入学生的内心,了解他们的所想所需,多鼓励他们,培养师生感情。对他们多一些爱,少一些冷漠,让学生充分信任你。⑥多一些奖惩措施。在教学过程中教师可以实行加分制、减分制,例如参加了数学方面的活动并表现良好的,期末考试成绩可以适当加分,甚至可以免试;对严重扰乱课堂秩序的学生,应当减分,甚至取消其考试资格直至取消毕业资格。避免期末考试一刀切的现象,这样既可让学生多接触数学,也有效避免了期末出现“临时抱佛脚”的现象,使数学真正深入学生的内心,真正为他们的专业服务。⑦多参加体育运动。身体是革命的本钱,教师平时也应注意加强体育锻炼,从而少请病假,避免耽误教学进度和影响学生的学习计划。⑧院校也应适当地提高教师的福利待遇,充分调动教师的教学热情,让教师真正爱上教学,把教学当成一项事业去做。只有免除教师的后顾之忧,这样才能促使教师全身心投入到伟大的教育事业中去。
(3)学生学习上的建议和要求。①克服“畏惧”心理。建立一种“别人能学会我也能学会”的信念,不要轻言放弃,更不能半途而废,树立坚忍不拔的意志,抱定“学海无涯苦作舟”的终身学习信念。②逐渐培养学习高等数学的兴趣。多看一些数学史,了解一些数学家的学习经历;多在网络上搜集一些名家讲座视频,逐渐培养对数学的敬仰之心,从而爱上数学。③经常复习和预习。孔子曾说:“温故而知新,可以为师矣。”复习是非常重要的一环,特别是逻辑性较强的数学学科,更应该复习已学知识,预习要学知识,才能领会到重难点,从而跟上老师的思维,才能真正欣赏到数学的美。④多做练习。学习数学必须做大量的练习,才能巩固所学知识,加深印象和理解;还要多看书,每看一遍都会有新的收获。正所谓“书山有路勤为径”,这是绝对有益的做法。⑤多参加数学方面的活动。每年会有很多关于数学方面的竞赛或活动,应经常参加,不要有心理压力,数学学不好,不一定参加不了数学活动。有的学生对高等数学又爱又恨,每次考试都不及格,但却有勇气参加全国大学生数学建模大赛,而且还可能取得好成绩。
各个学校的具体情况不同,笔者针对本校的教学情况,通过采取以上方式,教学效果有较大的改进,学生的学习兴趣也逐步调动起来了,而且从参加数学活动情况看,学生参加的人数越来越多,而且很多学生表现得非常优秀,获得了很多奖项。
高等数学改革是大趋势、大潮流,随着社会对各个专业的要求越来越高,数学作为基础课程,也应顺势而为。希望本文所提观点能得到同行和学生们的认同,对大家有所帮助!
高等数学课程教学方法论文篇三
指相对于初等数学而言,数学的对象及方法较为繁杂的一部分。广义地说,初等数学之外的数学都是高等数学,也有将中学较深入的代数、几何以及简单的集合论初步、逻辑初步称为中等数学的,将其作为中小学阶段的初等数学与大学阶段的高等数学的过渡。通常认为,高等数学是由微积分学,较深入的代数学、几何学以及它们之间的交叉内容所形成的一门基础学科。以下是小编为您整理高等数学课程小论文,供您参考,希望对你有所帮助!
数学史是研究数学概念、数学方法和数学思想的起源与发展,及其与社会政治、经济和一般文化的联系的一门科学。数学的发展决不是一帆风顺的,数学史是数学家们克服困难和战胜危机的斗争的记录,是蕴涵了丰富的数学思想的历史。无理量的发现,微积分和非欧几何的创立,乃至费马大定理的证明等等,无一不是经历了曲折艰难最终探索出来的。这样的例子在数学史上不胜枚举。在此奋斗的过程中所蕴涵的深刻的哲理。也不是通过学习通常的教科书中被“包装”过的定理就能轻而易举得到的。有一位学者曾收集了九百余条关于数学本质的言论,著成《数学家谈数学本质》一书。书中的各家众说纷纭,观点各不相同,但数学家们都认为对数学史的了解,包括对一些杰出数学家的生平与事迹的了解会有助于吸收各种不同的数学经验,理解各种不同的数学思想观点,探求数学的本质。
教学史、高等数学。
数学科学作为一种文化,不仅是整个人类文化的重要组成部分,而且始终是推进人类文化的重要力量。它与其他很多学科都关系密切,甚至是很多学科的基础和生长点,对人类文明的发展起着巨大的作用。从数学史上看,数学和天文学一直都关系密切,海王星的发现过程就是一个很好的例子;它与物理学也是密不可分的,牛顿、笛卡儿等人既是著名的数学家也是著名的物理学家。对于每一个希望了解整个人类文明史的人来说,数学史是必读的篇章。
如果将整个数学比作一棵大树,那么初等数学是树根,名目繁多的数学分支是树枝,而树干的主要部分就是微积分。由此体现出了微积分的重要性以及它和各科之间的关系。因此,微积分总是作为高等院校理工类的一f j重要的必修课。一般制订为两学期教学计划。它包含了微分学,积分学,空问解析几何,无穷级数和常微分方程的基础知识。我围的数学教学一直注重形式化的演绎数学思维的训练,而忽视了培养学生对数学作为一门科学的思想体系、文化内涵和美学价值的认识。并由于受传统教学课时和内容上的安排的影响,高等数学的教学往往存在课时少,内容多的矛盾。所以,广大教师为了完成教学任务,达到“会考试”的效果,往往在课堂上只注意进行数学知识的传授,忽视了数学的思想性和趣味性。当代著名数学家courant曾指出:“微积分,或者数学分析,是人类思维的伟大成果之一。它处于自然科学与人文科学之间的地位,使它成为高等教育的一种特别有效的工具。遗憾的是,微积分的教学方法有时流于机械。不能体现出这门学科乃是一种撼人心灵的智力奋斗的结晶。”作为高等数学的教师,我们也有过这样的经验,虽然仔细备课全而讲解下来,却发现教学效果并不理想,对一些抽象的概念难以理解,普遍反映昕不懂。长此以往,个别同学甚至失去了能学好高等数学的信心,对学习失去了兴趣。
经过几代人对高等数学教学方法的不断研究,数学史在高等数学教学中的所起的作用已被大家所认可。那些认为在教学中讲述数学史是华而不实的多余之举,是在浪费时间,任为应该多把“宝贵的时问”用在习题训练上的思想已经成为过去。在教师教学里,引进与主题相关的数学史题材,对学生的学习会有很萨面的意义,不仅能凋动了同学们的学习热情,尤其能协助学生将抽象观念具体化。因为不论在科技应用层面或思想突破方面,数学重要概念的演进确有其实用面的意义,因此具有启发性的数学史方面的教学实属必要。
纵观历史发展的长河,重要思想的诞生离不开重要的人物。对数学的发展也是如此。说过:“如果不知道各位前辈所建立和发展的`概念,方法和成果,我们就不能理解近50年数学的目标,也不能理解它的成就。”由此叮见,研究数学人物在数学史研究中的最要性。在高等数学的教材中我们会接触到一些根本重受性的定理和概念。如“牛顿——莱布尼兹定理”.“拉格朗口中值定理”、“富翟叶三角级数”等等。这些定理和概念的学习不仅对于学习高等数学知识来说是重要的,并且对于提高数学素质也是及其必要的。它们是微积分的精华,是高等数学教学的必讲内容。这些定理和概念大都是以重要数学人物的名字命名的。他们也恰恰是微积分的创立者和先驱们。这就提醒了广大教师,在课堂教学过程中适当地加入先驱们的生平和业绩的介绍就不仅能在有限的时间里完成我们的教学任务还可以起到提升大家的学习兴趣,传递了数学思想的作用,对我们的课堂教学起到了画龙点睛的作用。
牛顿(1642—1727)是英国数学家、物理学家、天文学家。他出身于农民家庭。1661年考入剑桥大学三一学院。1665年,伦敦地区流行鼠疫,剑桥大学暂时关闭。牛顿回到了家乡,在乡村幽居了两年,终13思考各种问题、探索大自然的奥秘。
他平生的三大发明,微积分,万有引力、光谱分析都萌发于此。后来牛顿在追忆这段峥蝾的青春岁月时,深有感触地说:“我的成功当归功于精力的探索。”“没有大胆的猜想就做不出伟大的发现。”牛顿的微积分理论主要体现在《运用无穷多项方程的分析学》、《流数术和无穷级数》、《求曲边形的面积》三部论著咀。在《运用无穷多项方程的分析学》这一著作咀,他给出了求瞬时变化率的普遍方法,阐明了求变化牢和求面积是两个互逆问题,从而揭示了微分与积分的联系,即沿用至今的所谓微积分的基本定理。在《流数术和无穷级数》里,牛顿对他的微积分理论作出了更加广泛而深入的说明。例如,他改变了过去静止的观点,认为变量是由点、线、面连续运动而产生的。而在《求曲边形的面积》这一篇研究可积曲线的经典文献里。牛顿试图排除由“无穷小”造成的混乱局面。把求极限的思想方法作为微积分的基础在这里已出露端倪。牛顿还曾说过:“如果我之所见比笛卡儿等人要远一点,那只是因为我是站在巨人肩上的缘故。”莱布尼兹(1646—1746)是德国数学家、自然主义哲学家、自然科学家。他的第一篇微分学论文《一种求极大极小和切线的新方法,它也适用于分式和无理量,以及这种新方法的奇妙类型的计算》是历史上最早公开发表的关于微分学的文献。他也是历史上最伟大的符号学家。他曾说:“要发明,就得挑选恰当的符号,要做到这一点,就要用包义简明的少量符号来表达或比较忠实地描绘事物的内在本质,从而最大限度减少人的思维劳动。”例如,dx、dy、∫、㏒等等,都是他创立的。这些优越的符号为以后分析学的发展带来了极大的方便。以上只是我们在浩瀚的数学人物的海洋中,采摘的两颗最耀眼的明珠,对他们的生平与业绩进行了一些简介。这些内容的介绍在课堂上占用不了多少“宝贵”的时间,然而通过这些,使我们恬生生地看到了数学的发展是曲折的,一个重要概念的产生是离不开实际问题的。只有对实际问题进行精力的思索,/r可以找出问题的本质,抽象出数学思想。还有作者在解决实际问题时频繁运用的“无穷小”、“流数”等概念,使我们体会到正确、熟练掌握基本概念对于理解数学思想的重要性。对于平时我们视为枯燥的数学符号。
却正是它是最直接、最简练表达数学思维的t具,并且从先驱们的言行里我们能感受到科学家的治学念度和对知识的执着追求,这往往能激发大家刻占钻研,勇往直前的奋斗丰寿神。
最后,我们相信作为高等数学的教师.目的不仅是为大家传授数学知识,更霞要的是使大家在学习数学知识的过程中掌握数学思想,提高大家的数学素养。将数学史与数学知识的传授有机地结合起来就能很好地达到以上的目的。经过多年的教学实践,在高等数学的教学c}|适时地加入数学人物的介绍就能对高等数学的教学起到很好的辅助作用。我们相信,对于高等数学的教师,如果熟悉了数学人物的生平、业绩、治学态度、治学方法、趣闻轶_事等等,对高等数学的教学来说有百利而无一害,一定会把高等数学讲授得更生动、有趣和富有哲理。而对于很多正在学习高等数学的学生,一旦了解了这些数坛前荦们的学术成就和道德风范,也必将从中受到鼓舞,继而提高学习兴趣,做出更大的成绩。
高等数学课程教学方法论文篇四
摘要】>
首先,让学生明确学习高等数学的目的、认识学习的意义、了解课程的主要内容与地位,介绍高等数学的学习方法,以帮助学生端正学习动机。其次,必须让学生明确高等数学的重要性以及它在各个领域的广泛应用,高等数学不但深入到物理化学生物等传统领域,而且深入到信息经济金融等各领域中,对于大多数人而言,并不希望成为一个数学专业人员,而是希望将数学作为研究其他学科的工具,随着科学技术和经济的飞速发展,学习高等数学的过程可以使学生具备独立获取知识、分析问题、解决问题的能力及具有创造性的科学精神,符合21世纪对人才培养的要求。再次,将数学文化作为一种教育理念,使学生受到重视。张奠宙教授指出:数学文化必须走进课堂,在实际数学教学中使得学生在学习数学的过程中真正受到文化感染,产生文化共鸣,体会数学的文化品位和世俗的人情味。
在高等数学教学中,要不断激发学生的学习兴趣,让学生主动去学习。例如,在教学过程中,可改变过去的僵化的教学模式,从以教师为中心转移到以学生为中心,彻底改变过去的“单一讲授——被动接受”的填鸭式教学方法,打破传统的老师讲学生听,只有老师可向学生提问,学生不能向老师质疑的教学模式。让学生成为学习的主人,使学生能够主动探索灵活学习。研究表明:主动学习会产生较好的学习效果,老师如果让学生自己选择学习方法,让他们自己控制学习的进度和方向,这不仅会极大的促进学生主动学习的意向,而且能促使学生在学习过程中积极思考。学生由于能够自己控制学习的方向进度和方法,学习的动机和效率也会增强,他们将会在学习中投入更大的精力,花费更多的时间。教师在教学中若能充分给予学生学习的自主权,不仅能让学生学到知识,使学生在学习过程中研究和探讨适合自己的学习方法,提高学习效率,更重要的是能够培养学生的创新意识与创新能力。
每学完一章知识,对本章的主要内容进行总结,进一步加深对基本概念、基本原理和基本方法的掌握,沟通相关、相近内容的内在联系和相互关系,重点的知识进行反复强调,对本章出现的题型进行分析,归纳出常用的处理方法,同时对本章学生存在问题较多的题找一些同类型题进行练习,让学生熟练掌握,有利于加深概念的理解,理论与公式的应用,计算能力的培养。最后找一些综合性的题让学生练习,这样可以提高学生的理解力,使学生以后碰到类似的问题也就有章可循。此外,必须注意强化知识的应用训练,重视对现实问题的数学处理,培养学生提出问题、分析问题和解决问题的能力。
首先,将数学实验引入课堂。数学实验是计算机技术和数学软件引入高等数学教学后出现的新事物,是高等数学教学体系内容和方法改革的一项创新,是对传统高等数学教学的发展与完善。目前,国际上比较流行的数学软件主要有mathematical、matlab等,通过这些软件的使用方法介绍及讲解,使学生能够使用相关的数学软件处理高等数学的知识。例如,函数图形描绘、极限、一元函数微分学、多元函数微分学、微分方程和无穷级数等,培养学生运用所学数学知识,使用计算机技术解决实际问题的能力,培养学生进行数值计算与数据处理的能力,培养学生学习高等数学的兴趣,提高学生的数学素质。
其次,将数学建模的思想融入高等数学的教学中。高等数学的实践性教学主要通过数学建模实现,要把数学建模的思想融入高等数学的教学中,加强数学的应用性,使讲课生动有趣,激发学生的学习兴趣,培养学生的创新能力和解决实际问题的能力。数学建模是指通过对实际问题的`抽象简化确定变量和参数,并应用某些规律建立起变量与参数间的确定的数学问题,求解该数学问题,解释验证所得到的解,从而确定能否用于解决实际问题的多次循环,不断深化的过程。数学建模是一种创造性活动,也是一种解决现实问题的量化手段。数学建模培养学生的观察力、想象力和创造力,激发学生开拓创新精神。数学建模没有现成的答案,没有固定的方法,没有指定的参考书,没有规定的数学工具,有较大的灵活性供学生发挥,学生只有通过独立思考、缜密的观察,充分发挥想象力和创造力,才能寻求到解决问题的方法。这一过程中要求学生具备一定的数学基础、敏锐的观察力、无限的想象力以及灵感和顿悟及较强的抽象思维和创新意识。每一步都是挑战,每一步都需要创新。所以,数学建模使学生面对各种各样的问题时必须开动脑筋,拓宽思路,充分发挥创造力和想象力,这对学生的创新精神和创造能力的培养非常有益。
在高等数学的教学中,传统教学与多媒体教学时必须要适时、适量、适当的选取多媒体教学的内容,尽可能达到二者的优势互补。多媒体作为一个十分有效的教学手段,是为实现教学目的服务的,在不需要使用或者使用效果不理想的情况下,应坚决不使用多媒体。应用多媒体不等于全盘抛弃传统的教学手段,因为黑板也是一个重要的媒体手段,教师在讲课中表现出的艺术感染力和魅力不是多媒体所能完全代替的。怎样将现代化教育技术与传统的教学手段结合起来,还需要我们去探索、去实践。因此,运用多媒体教学对教师提出了更高的要求。在教学手段中应该既发挥多媒体在教学上的优势,也要考虑大学数学课的特点和学生的接受情况,多媒体课件只是一种很好的教学辅助手段,我们应该利用它们突出体现书本与黑板所难以表现的方面,利用它们增大课堂信息量,书本上已有的某些较长的定义或定理证明用多媒体演示可以节省不少时间,一些复杂且用笔难以计算的问题可以用计算机来完成。但是很多数学概念的引入、数学的基本原理、方法与技巧等数学上的训练用粉笔在黑板上解释会更清楚、简洁,有利于学生理解并掌握。
知识的认识和运用一样,是永无止境的,我们还在不断的研究、探讨和改进,以期在今后的教学实践中取得更好的效果。

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