农林院校高等数学教学内容的改革

时间:2022-11-24 16:00:25 浏览量:

摘要:本文针对目前农林院校高等数学教学中存在的弊端,提出了农林院校高等数学教学内容改革的必要性和意义,并从高等数学与专业、现代科技以及数学本身的内在要求讨论了农林院校高等数学课程内容改革的实施方案。

关键词:农林院校;高等数学;教学内容;改革

一、高等数学改革的必要性和意义

21 世纪是我国高校教育转型并逐步与国际接轨的重要时期,它已从昔日的精英教育转为了大众化教育,进入了一个高速膨胀、全面快速发展的历史阶段。在这种历史背景下,我国高等数学教学内容改革也进行了多年,很多教育专家进行了很好和有益的探索,提出了很多宝贵的见解,而从事农林院校的数学工作者针对农林院校的实际提出了很多针对性的意见,这些见解为农林院校高等数学教材的改革和教学水平的提高均提供了极大的帮助。然而近几年来形式又发生了新的变化,农林院校的专业设置随着新农村的发展和市场的需求也发生了改变,有些专业因不适合市场需求而淘汰,为了适应新农村的建设又新上了很多新专业;加之各专业课程设置及人才的培养目标的变化,中学教材的改革和教学要求的的改变,使得现有的高等数学教学内容已不能满足农林院校教学的要求,主要表现在一下几个方面。

(一)教学内容滞后,与学生所具有的知识和能力脱节

在高等教育课程体系中,高等数学是农林院校重要公共基础课之一,也是培养学生能力和提高学生素质的一门重要学科,它不但为学生学习后继课程提供必要的数学知识和方法,而且更重要的是通过数学学习来训练学生的数学思维能力,提高学生的数学修养,为从事所学专业工作和进行深入的科学研究打下坚实的基础,但现有高等数学的教学内容的缺陷之一是与中学的数学教学内容衔接不够,过分强调理论的科学性、严重性、系统性,具有较高的抽象性。现有的高等数学教材均是依据上世纪八九十年代的中学教学大纲来编写,这与农林院校的学生所具有的数学知识是不对称的;农林院校的所有专业均是应用型专业,学生学高等数学主要是应用高等数学的知识解决本领域的问题以及为本专业的进一步学习服务,另外实事求是地说,农林院校的学生整体的数学能力不高,因而这样的教材内容与农林院校学生的数学能力和专业要求是不相符。

(二)教学内容没有紧扣专业需求,与专业应用脱节

关于农林的高等数学教材有很多,注意到与农与林之间的联系,但是联系是远远不够,现在的农林院校不仅有农林专业,而且还有农林工科和农林经管类各专业,就目前来看还没有一本能与农林院校各专业相联系,突出高等数学在各专业应用中的教材。实际上我们的高等数学教学仍多考虑知识、应试需要,而能力、应用则考虑较少,专业应用的针对性不强,满足不了当前素质教育的需要。因此我们的高等数学教学让学生感觉到学高等数学没用,对专业的学习没帮助,自然会影响学生学习高数的积极性,影响我们学校整个教学质量。

(三)教学内容跟不上时代发展的需要,与现代科技在数学中的应用脱节

高等数学是一门古老的学科,如何用现代科技解决古老的数学问题,以及如何用高等数学知识来解决现代科技中的一些问题,一直是我们高数教学工作者探讨和致力解决的问题,如果这个问题解决的好,可以极大提高学生学习高数的兴趣,有利于提高学生的科研能力和解决实际问题的能力,然而在我们的高等数学的教材或教学内容中仍无法找到解决这个问题的有效方法。

二、高等数学教学改革的实施方案

由于现有教材的通用性与滞后性,其内容与学生已有的数学基础、专业的要求衔接不上, 不同学生对学习数学的内容和要求有所不同, 我们应根据这些要求来构建农林院校高等数学课程的教学内容。

(一)突出农林院校的专业特点,加强与中学数学的联系

农林院校的学生学习高等数学主要有两个方面的作用,一是培养其逻辑思维能力;二是为其专业服务。如何为专业服务?就要求在我们的高等数学教学中体现与农林专业的联系,把专业知识渗透高等数学教学中去,只有这样,才能使学生感到学习高等数学不是枯燥和抽象的,而是具体和有用的,才能激发学生学习高数及后继专业课的兴趣。探讨高等数学教学如何与专业知识有机地结合;这是高等数学教学内容改革的重点和难点,一方面要求我们去了解去熟悉相关专业知识,另一方面要请有关专业老师参与到高数教学内容改革中来:简化有关数学概念和原理的描叙;根据农林院校学生的实际,对有些数学概念和原理应尽可能用通俗易懂的语言描叙,避免用抽象数学符号。

高等数学与初等数学的联系不仅是指在内容上的衔接,而且也要考虑在逻辑和思维方式上的衔接。正如我国著名数学家王梓坤院士所说的:高等数学与初等数学、而且在思维方式存在巨大差异,但是高等数学的许多分支正是受初等数学的某些基本概念和启示而产生发展起来的[5] (P.56-57)。因此他们之间必然存在某种联系,只有搞清了这些联系,才有利于我们教学的顺利展开,也有利于学生的学习。关于教学内容的衔接这个问题好解决,至于在逻辑和思维方式上的联系,这是我们在高数教学在值得探讨和解决的课题,实际上高等数学的许多知识源于中学数学又高于中学数学,比如说极限导数这两个概念在中学都讲了,学生也比较熟悉,但在我们的教学中发现,每一次考试很多学生对这些知识掌握得并不好,其中一个重要原因就是在我们的教学中没有把中学的这两个概念和大学里的这两个概念的逻辑关系解释清楚,事实上,在高等数学中我们对这两个概念描叙的更准确更严谨,对它们的性质探讨的更丰富更深入;另外解决高等数学的许多问题的思维方式与解决初等问题的方法是相类似的,如果我们能把这些思维方式之间的联系灌沏到我们的高数教学中,我想高等数学的教学效果一定有很大提高,因为学生会感到有一种亲切感,自然学习兴趣也会提高。

(二)增加数学试验,增强现代科技在高数教学中的渗透

在高等数学的教学内容中增加数学试验,这个问题已讨论了多年,至今仍难以实现,几乎所有的高等数学教材都无这部分内容。其主要原因是:一操作起来难度比较大,绝大部分学生缺乏相应的计算机知识,编程难度比较大;二是数学试验课要尽量与专业联系起来,不然学生兴趣不大,由于教材的通用性,很多教材都不愿安排这部分内容。为了解决这个问题可以从一下两个方面入手:1.教师开发一些学生一学就会的软件,或者编写一些学生简单易学的编程教材。2.数学试验课应根据农林院校的不同来开设,尽量与专业相联系。

数学试验课是有利于学生利用现代科技解决数学问题,或专业上的问题,有利于提高学生应用数学的能力,这只是现代科技在高数教学中的渗透的一个方面,另一方面则是我们高数教学中随时向学生灌输现代科技意识,注意将高数知识与现代科技联系起来,提高学生应用数学解决实际问题的意识。比如说农林工科类的学生在学曲率的知识时,我们可以简单介绍曲率在工程设计中

的应用,以增强学生在这方面的意识。

(三)保持高数课程的基本知识结构,增强数学思想方法体系的构建

前面我们曾讨论过农林院校的学生普遍的数学能力不高,教材的编写要尽量简化具体。但高等数学作为一门课程,其严谨性和基本结构是不能改变的,这是高等数学教学内容改革必须遵守的基本原则,所谓高等数学基本结构是指高等数学的基本概念、基本原理及内部规律。美国的一名著名教育家布鲁纳的认知结构学习论认为:无论教什么学科,务必使学生理解该学科的基本结构。知识结构的学习有助于对知识的理解和记忆,也有助于知识的迁移[6] (P.32-33)。高等数学内容的结构特点是以极限思想为灵魂,以微积分为核心,包括级数在内,它们都是从量的方面研究事物运动变化的数学方法,本质上是几种不同性质的极限问题,我们的教学应该使学生理解和掌握高等数学的这些基本结构,以达到对数学知识的真正理解和掌握。

布鲁纳还认为教材本身除了学科知识结构外,还应包括对这些概念的探究程序和方法,即数学思想和数学方法。数学思想是人们对数学理论和内容的本质认识,数学方法是数学思想的具体化形式,二者本质上是相同的,统称为数学思想方法。数学过程中的每一个知识点的讲解,都是数学基础知识和数学思想方法的有机结合,数学思想方法寓于数学知识中,正是由于数学思想方法的作用,才使数学知识成为一个具有较强逻辑性的整体。数学思想方法是将数学知识转化为数学能力的桥梁,学习数学思想方法是形成和发展数学能力的基础,学生一旦掌握了应具备的数学思想方法, 则学生素质乃至科学素质会得到提高,使他们有了继续学习的坚实基础。农林院校的学生普遍的数学能力不高,主要原因就是他们的数学思想方法的素养不高,因此在农林院校的高等数学课程中,更应增强思想方法体系的构建。根据这些观点,在农林院校的高等数学课程中可以适当增加数学史,对一些数学概念和方法进行分析归纳等内容,让学生了解数学的发展过程以及一些重要的数学思想,以提高他们的数学能力。

总之,在这里我们只讨论了农林院校高数教学内容改革几个大的方向原则,实际上还有许多问题需要我们去探讨和实践,比如说农林院校高数的教材要尽量简单,但如何来保持其严谨性和基本结构不变,数学试验课如何与专业课更紧密联系起来等等。只有我们将高等数学紧贴农林院校学生的实际、专业的实际,才能提高高等数学的教学效率,才能更好为农林专业服务。

参考文献:

[1]董加礼,施光燕.高等数学课程体系及教学内容方法的改革与实践[J].中国大学数学,1998,(3).

[2]孙凤琪.关于高等数学教学改革的某些探讨[J].吉林师范大学学报,2005,(1).

[3]王爱云,张燕.高等数学课程建设和教学改革研究与实践[J].数学教育学报,2002,(2).

[4]王石安,赵立新,付银莲.改革农科高等数学教学,提高教学质量[J].高等农业教育,2001,(9).

[5]孙熙椿主编.从现代数学看中学数学[M].北京,中国林业出版社,1991,

[6]李玉琪主编.数学教育学概论[M].北京,中国科学技术版社,1994,

[责任编辑:秦慧杰]

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