理工科专业有哪些【浅析如何提高理工科高等数学教学质量】

  【摘要】高等数学作为理工科类各专业的核心课程之一,是理工科学生最重要的一门基础课程,对于培养创新型人才具有非常重要的作用,因此,保证高等数学的教学质量,是高校教师肩负的重要责任。本文结合高等数学的教学体会,提出了一些教学措施,以达到提高教学质量的目标。
  【关键词】工科高等数学 教学质量
  中图分类号:G642
  一、工科高等数学教学现状与问题
  高等数学作为理工科类各专业的核心课程之一,是理工科学生最重要的一门基础课程,也是教育部本科教学评估的主要课程之一。理工科高等数学课程教学的基本模式在1952年院系调整后便已经基本形成,并历经几十年基本没有大的变化,这种模式的产生,是与当时的客观现实相适应的,对于当时的历史条件而言,这种模式也具有相当的优越性和可行性。但是随着高等教育规模的不断扩大,我国高等教育正走向大众化,由此高校面临着一些新的形势:
  1、学生方面
  生源的数学水平差距大,总体呈下降趋势,学生缺少自主学习数学的积极性和求知欲望;随着网络时代的发展,大学生获取的信息更快、更多,网络上的种种诱惑冲击着他们的学习生活,他们不再满足于数学课堂上教师提供的知识和信息;当前社会用人单位也不再单纯看重学生的学习成绩,更重视学生的数学技能和应用能力。
  2、教师与教材方面
  高校教师的学历层次较以前有了较大的提高,硕士以上学历已占有很大比例,特别是近几年大量80后的研究生加入到高校教育队伍中来,青年教师的大量涌入为高校输人新鲜血液的同时,由于他们自身受到的是精英教育模式的培养及自身教学经历的缺乏,让他们适应大众化的教育需要一定时间和经验的积累;也有些高校教师普遍重视科研的工作,取得的科研成果较多,但轻视教学工作的意识仍较严重;工科大学高等数学的教材种类较多,但课程内容变化不大,体系单一,部分教学内容下放至高中学习阶段,而大学数学教学没有进行相应的改革;大学数学教学内容的应用性不足,作为工科的基础学科,在其教学内容中应用题量较小,与其他学科的交叉少,应用数学的意识培养在课堂教学中的条件缺失;教学方法上教师侧重于符号演算和解题技巧的教学,忽视问题背景设计及数学文化修养方面的教育。
  针对这些问题,结合自身的教学体会,下面注重提出一些提高工科高等数学教学质量的措施。
  二、提高工科高等数学教学质量的措施
  1、培养学生对学习高等数学的兴趣与强化学生自主学习相结合
  美国著名心理学家布鲁纳也说:“学习的刺激力量乃是对所学教材的兴趣”。兴趣是最好的老师,也是使学生能持之以恒地学习的催化剂,没有兴趣就没有求知欲。从心理学角度看,兴趣是人们经常倾向于认识、掌握某种事物,并力求参与该种活动的心理特征。
  2、注重培养数学思维能力和传授数学思想方法相结合
  数学思想源于数学基础知识与基本方法,又高于知识和方法,它指导知识和方法的运用,使知识向更深、更高层次发展。在当代社会中,数学思想、内容和方法已广泛渗入自然科学和社会科学,成为现代文化的重要组成部分。数学思想的教学,能够使学生真正达到理解、掌握和运用数学知识的目的,从本质上理解数学科学,能够培养和发展学生的创造性思维,提高创造力。数学不仅是一种重要的“工具”或“方法”,也是一种思维模式,即“数学方式的理性思维”。美国教育学家杜威曾说过“学校教育的目的,不在于知识本身,而在于使学生自己获得知识的方法”。数学教学就是理性思维活动的教学,让学生学习数学,学会是基础,会学是目的,变被动学习为主动学习,是完成“教师为了不教”任务的重要标志。因此在教学活动中有意识地培养学生的抽象概括能力、逻辑推理能力、数学探索能力,并在技能培训的同时,强化数学思想与数学方法的教学,培养学生的“问题意识”,激励学生发现问题,并运用数学方法解决实际问题。?
  3、运用多种教学方法和手段相结合
  在以往的数学教学过程中,传统的教学方法采用“满堂灌”、“填鸭式”教学方法,让学生学习兴趣索然,被动接受。这种远离学生的教学态度,对培养学生学习兴趣不利,效果不佳。实践证明,在教学过程中采用研究式与启发式教学法,真正把学生作为教学的主体,引导学生发现问题,提出问题,积极参与课堂,探索解决问题的途径,这样有利于培养学生学习的主动性,并激发学习数学的兴趣; 在概念教学上,一方面要更加注重使用专业课的语言去叙述和强化数学概念,以满足数学概念性教学与专业教学紧密结合的需求。例如:导数概念在工程技术上更多的是被称为在一点的变化率,在数学课上强调这一点,可使学生迅速地接受专业概念的数学描述;另一方面还要对数学概念的实质分析透彻,以使学生能够意识到哪类专业问题可以使用相应的数学概念去表述。
  另外,采用现代教学手段,结合多媒体与黑板,可以将一些数形结合解决的问题形象化,黑板则可以将必要的推导步骤现场演算示范。
  4、开设数学实验课与培养数学建模思想相结合
  开设数学实验课,以简单的实际问题为背景,应用常用的数学软件如:Matlab,SAS与MathCAD等,让学生充分体会数学软件的强大运算功能,这也有利于学生对数学概念、思想和方法的理解与掌握。具体实践如:在开设《线性代数》课程时,可以引入介绍Matlab软件,并用于解决矩阵、多项式、以及求解复杂的n元线性方程组,还可以用于解微分方程等。运用这些软件的过程中,学生不仅可以深刻掌握解题步骤,还可以进一步激发学生对数学的求知欲望,这有利于教学质量的提高。随着今年各个阶段数学建模竞赛的开展,很多学校开始更注重数学建模的开设。实践证明,在高等数学的教学中,加强数学建模的训练,培养学生将复杂的实际问题运用数学知识将问题进行分析、简化,并构造出合理的数学模型的能力,这有利于培养学生思维能力、实践能力、创新能力以及综合化运用能力。具体实施,可以在高数的导数、积分和微分方程、线性方程组等章节中增加应用题的练习,有意识地锻炼学生构建数学模型的能力。
  三、结束语
  工科高等数学教育的意义不在于培养数学家,而在于培养人的数学观念和数学思维,在于培养人分析问题解决
  问题的能力。对于高等数学课老师,必须考虑工科学生的实际特点和工科专业课程的需要,体现数学本身的特点和应用价值,运用多种教学方法和手段,激发学生的学习兴趣,调动学生的学习积极性,让学生以满腔的激情和信心投入到数学学习中去,并不断提高自己的业务水平,以达到提高教学质量的目标,进而更好地服务于高校培养创新型人才的目标。
  参考文献
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