前言:想要寫出一篇令人眼前一亮的文章嗎?我們特意為您整理了5篇大學生如何培養(yǎng)邏輯思維范文,相信會為您的寫作帶來幫助,發(fā)現(xiàn)更多的寫作思路和靈感。
初中生在學習地理時,往往只記住了零散的、支離破碎的知識點。如果用邏輯的方式把這樣的知識點串聯(lián)起來,內(nèi)化為一個知識體系,既方便保存,又方便提取。這個過程要求教師改變自己以傳授知識為主的地位,而轉(zhuǎn)化成幫助學生尋找思維線索的導航者。邏輯思維訓練就是利用各種渠道訓練學生在判斷推理、分析綜合和比較等方面的能力,教會他們運用地理思維由此及彼、由表及里、由現(xiàn)象到本質(zhì)的認識地理事物,把事物的個別屬性、個別特點和要素綜合成一個整體概念。從而把不同時間、不同地點接觸到的知識聯(lián)系起來,分類存放。在教學中,應該著重從以下幾個方面訓練并培養(yǎng)了學生的邏輯思維。那么,如何激發(fā)學生的學習興趣呢?筆者在此淺談如下方法,供廣大師生參考。
一、充分利用直觀教學手段
地理研究的對象,其時空界限廣闊而遙遠,內(nèi)容涉及多學科知識,單純依賴學生的視野和見聞是難以掌握的,必須借助地球儀、各種地理教學掛圖和地理景觀圖等直觀教具,或者借助電視錄像、幻燈片等手段,把教學內(nèi)容生動地展現(xiàn)在學生面前,方能引起學生學習興趣。課堂教學是師生同步思維的過程,不僅教學內(nèi)容和教學要求要符合學生的認識規(guī)律,適合學生的思維水平,而且在實踐思維策略時,也應符合學生的思維水平,既不能超前,也不能滯后。地理思維能力是中學地理學科能力體系的核心。揭示地理事物的形成、發(fā)展與變化的過程,需要運用邏輯思維;闡明地理事物之間和人地之間的聯(lián)系,也需要運用邏輯思維。因此,在教學中培養(yǎng)學生的邏輯思維能力就顯得尤為重要。
1.充分利用課本插圖、地圖冊和地理掛圖進行教學
地圖是地理教學中最常用的教具,地圖又是一種特殊的地理教科書,是地理的“第二語言”,學生可以從地圖上直接獲取許多地理知識。中學地理課本中的插圖、地理圖片是課本內(nèi)容的重要組成部分,一幅好的插圖、照片可以充實和簡化課本有關(guān)內(nèi)容的文字敘述,能達到以圖釋文、圖文結(jié)合的目的,教學形象直觀,還有助于學生對地理知識的理解,能擴大學生的地理視野,創(chuàng)設(shè)地理情景,激發(fā)學生的求知欲,發(fā)展學生的思維能力和想象能力。地圖還可使學生加強對知識記憶的效果。
2.認真設(shè)計地理略圖,提高地理教學效果
在地理教學中,有針對性地設(shè)計地理略圖進行教學,有利于學生掌握地理基礎(chǔ)知識,既能抓住特征突出重點,又能培養(yǎng)學生直接學會畫地圖的基本技能。教師根據(jù)教學內(nèi)容,邊講邊畫,學生邊聽邊記,學生的注意力隨著老師的筆觸和語言自然轉(zhuǎn)移,做到了視聽結(jié)合,頭腦并用,思維集中,印象深刻,便于記憶,又能提高學生的學習興趣。
如在講長江的內(nèi)容時,老師可在黑板上繪制長江干流略圖,從長江的發(fā)源地繪起,一直畫到入海口處,先畫干流,給學生講干流像一個不規(guī)則的英文字母W,然后講到哪里就畫到哪里。首先講上、中、下游的劃分,把宜昌和湖口兩地名稱用紅色筆標在干流上;接著講長江的支流,用藍色粉筆從西向東畫出主要支流,邊畫邊講哪些支流在上游,哪些支流在中游;然后講長江上、中、下游的特征,并標注在適當?shù)奈恢蒙?,上游“水流湍急,水力豐富”,中游“河道彎曲,容易泛濫”,下游“江闊水深,便于航運”。這樣有形有意,展現(xiàn)在學生面前的地理略圖不是靜而是動的感覺,可以特別體現(xiàn)事物的特征,發(fā)展學生的觀察力、注意力和思維力,也能有效地培養(yǎng)學生學習地理的興趣,增強其學習地理的主動性和積極性。
3.充分利用電化教育手段──投影、幻燈、電影、錄像的直觀優(yōu)勢,增強學生的感知能力,以培養(yǎng)學生的學習興趣電化教育是現(xiàn)代化教育的組成部分,是優(yōu)化課堂教學、提高課堂教學的有效途徑之一。投影以其直觀、形象、生動、感染力強等獨特的長處和優(yōu)勢顯現(xiàn)出極大的生命力,成為廣大教師廣泛采用的一種手段。自制的投影片作為一種直觀、實用、形象的地理教學軟件,解決了很多傳統(tǒng)教學形式解決不了的問題,并能取得較好的教學效果。
二、以問題為橋梁,培養(yǎng)學生思維能力
培養(yǎng)學生地理思維能力,要求教師善于結(jié)合教材與學生的實際,提出富有啟發(fā)性的問題,提問要有層次、難易適度、有趣味性,要提示學生如何去想,指出解題思路,引導學生掌握分析綜合、比較、概括、判斷推理等思維方法。提問是地理教學中的重要環(huán)節(jié),在實施素質(zhì)教育過程中充分發(fā)揮教師“導”的作用,促進學生思維能力的提高,非常重要。通過問題情景,發(fā)展學生地理思維能力,就是培養(yǎng)學生運用知識,經(jīng)過分析、比較、想象、綜合等思維方法,認識地理事象和人地間的相互關(guān)系及解決問題的能力,從而提高學習興趣。
關(guān)鍵詞:高中數(shù)學;學生素質(zhì);思維能力;創(chuàng)新能力;綜合能力; 解決問題能力
“學好數(shù)理化,走遍天下”,“數(shù)學”的作用可見一斑?!皵?shù)學”是貫穿人類文化的有機組成部分,“數(shù)學素質(zhì)”不是朝夕 可以培養(yǎng)的素質(zhì),但又是每個現(xiàn)代青年不可或缺的素質(zhì)。因而“數(shù)學教育”在學校教育中的地位是不言而喻的,不僅可以提高學生的抽象思維與邏輯思維,而且可以促進學生的全面綜合發(fā)展,為以后更高等級的求學及工作生活打下結(jié)實的基礎(chǔ)。更重要的是可以提高全民族的數(shù)學素質(zhì),進步延伸為全民族整體素質(zhì),為現(xiàn)代化建設(shè)做出貢獻。因此,在高中教學中,數(shù)學教育顯得尤為重要,值得引起教育工作者的足夠重視,審慎而行之。
一、在高中數(shù)學教學中培養(yǎng)學生的思維能力
高中教學起著承上啟下的重要作用,教師不是以填鴨式的方式將知識強行灌輸給學生,而是教會學生如何思考,培養(yǎng)學生的邏輯思維能力,從而達到主動學習的目的?!皵?shù)學”學科對能力的要求更高,因而任務更重。特別注意的是,“邏輯思維能力”是數(shù)學學科中一項基本的數(shù)學能力,可定義為“根據(jù)正確的‘思維規(guī)律’和‘思維形式’對數(shù)學對象進行分析、概括、推理和論證的能力”。
提高“邏輯思維能力”是數(shù)學教學的重中之重,也是最考驗教師教學水平的一道門檻。因而,教師在高中數(shù)學教學過程中首先要做的就是,給予“培養(yǎng)和提高高中生‘數(shù)學邏輯思維能力’”的充分重視。也就是說在教學生解答出正確答案的同時,更重要的是提高學生思考與推理的能力,真正做到“過程”和“結(jié)果”兩手抓,真正做到把“提高高中學生的邏輯思維能力”作為數(shù)學教學的根本任務來抓。舉例子說,眾所周知數(shù)學有嚴密的推理順序,一步錯步步錯,這也就很考驗教師的備課功夫。教師要做到認真寫教案,做到胸有成竹,深入研究教材,爭取講課深入淺出。最重要的是,巧妙設(shè)計教學過程,加強與學生的互動。充分的準備固然很重要,但教室的臨場發(fā)揮才是關(guān)鍵。教師應在教學過程中扮演引導者的角色,利用“啟發(fā)式教學”的方式,引領(lǐng)學生反客為主,積極主動地思考為什么、怎么辦?!皫熣?,傳道,授業(yè),解惑者”,可以借助現(xiàn)代化的電子產(chǎn)品全面地向?qū)W生展示數(shù)學知識的發(fā)生、發(fā)展過程及其背景,激發(fā)學生興趣,啟迪學生思考,使學生產(chǎn)生疑惑,有了疑惑后更要鼓勵學生主動追蹤線索,在“探究式”數(shù)學教學情境中,學生不僅得到了思考的樂趣,收獲了成功的滿足,充實了大腦中的知識儲備,更為重要的是,鍛煉了學生的邏輯思維能力。這不是一句簡單的空話,而是教育的最高追求,改變中國學生的死記硬背,讓學生享受學習,在數(shù)學學習中最大程度地調(diào)動腦細胞,激活身體中的興奮點,獲得成績與精神追求上的雙贏。
二、在高中數(shù)學教學中完成學生創(chuàng)新能力質(zhì)的飛越
“建設(shè)創(chuàng)新型社會,提高自主創(chuàng)新能力”,這樣的口號大家一定不陌生,同樣在教學中培養(yǎng)與鍛煉學生的創(chuàng)新能力也一樣重要,或許其重要性是至高無上的?!皠?chuàng)新能力”簡單來說就是“運用已知的信息,通過能動性的思維活動,產(chǎn)生獨特而新穎的對社會有一定價值的思想的能力”。21世紀,人才是核心競爭力,受歡迎的人才必然是具備創(chuàng)新能力的人才。因而,教師在高中數(shù)學教學過程中,應運用新穎的教學方式,為學生創(chuàng)造一個自由思考與辯論的環(huán)境,從而培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。比如,可以介紹“牛頓被蘋果砸到而誕生三大定律”的故事,反問學生“你被蘋果砸到會想到什么”,引發(fā)學生的討論。趣味性的故事、科學家的軼事、不同角度的發(fā)問,可以幫助學生打破套子思維,從更多角度、更高的層次去思考已往忽略的細節(jié),培養(yǎng)觀察生活、大膽思考的良好習慣。在激發(fā)學生思考的欲望后,再指導學生觀察、歸納、比較,會得到意想不到的結(jié)果。再大膽的假設(shè),也需要論證的支持,鼓勵學生創(chuàng)新的同時,也不能忽略數(shù)學的嚴密性。
三、在高中數(shù)學教學中貫穿綜合能力的培養(yǎng)
“數(shù)學”不是一個空洞的名詞,高中的數(shù)學教學中包含了“代數(shù)、幾何、三角”等內(nèi)容,彰顯了數(shù)學的綜合性。除此之外數(shù)學也與語文、物理、化學等學科的知識息息相關(guān)。試想,你如果沒有一定的語文理解能力,又怎能讀懂數(shù)學題目,更何談解題。人無完人,每個人都有自己的薄弱項,就好比有的人抽象思維能力較差,那么幾何就是他的難題。此時就要求教師在教學過程中發(fā)掘掩藏點,加強學科間的聯(lián)系,綜合攻克難關(guān),切實提高學生綜合運用的能力。
四、在高中數(shù)學教學中培養(yǎng)學生解決問題的能力
“紙上談兵”最后換來的是兵敗如山倒,充分證實了解決問題能力的重要性。在古代如此,在今天這樣的競爭社會更受重視。想如今許多大學生找不到工作,企業(yè)對此的解釋是學生缺少解決問題的能力。因此,在高中數(shù)學教學過程中就應該理論聯(lián)系實際,將社會生活引入課堂教學,傳授學生理論知識,培養(yǎng)解決問題能力,不僅加深了理論知識的印痕,而且能真正學到本領(lǐng),不是解題的本領(lǐng),而是立足社會的本領(lǐng),對自己的前途、對國家的將來都是有益無害的。
綜上所述,高速發(fā)展的信息經(jīng)濟社會需要更多的人才,需要更多的復合型人才,為了迎合社會需要只能加強自身素質(zhì)。教師作為人類靈魂的工程師真可謂任重而道遠,在高中數(shù)學教學活動中,注重培養(yǎng)學生的能力,提高學生的素質(zhì),思維能力、創(chuàng)新能力、綜合能力、解決問題能力四管齊下,灌溉祖國的希望,培養(yǎng)足擔大任的人才。
【關(guān)鍵詞】批判性思維 經(jīng)驗啟示 創(chuàng)新人才
【中圖分類號】B804 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2013)02-0019-01
(一)從批判性思維運動到批判性思維課程興起
20世紀40年代,美國出現(xiàn)批判本國教育的大量研究報告。調(diào)查發(fā)現(xiàn),學生學到的知識越來越新,獲取知識的數(shù)量越來越多,但學生解決實際問題的思考能力卻明顯變低,尤其在“高階認知過程”方面,有繼續(xù)弱化的趨勢。專家認為,正是高等教育的缺陷使美國喪失了百萬社會棟梁。
卡爾·波普爾(Karl Raimund Popper),當代最具影響的哲學家之一,認為科學的精神實質(zhì)是批判。在此基礎(chǔ)上他運用批判理性主義把科學發(fā)現(xiàn)過程建構(gòu)為四階段圖式,即“問題—嘗試性解決—排除錯誤—新的問題”。①
受波普爾啟發(fā),美國學者認為不僅科技創(chuàng)新需要批判性思維,日常生活和參與民主社會都需要批判性思維。20世紀90年代,批判性思維運動達到頂峰,并帶來以下幾項成果:第一,在高等教育中出現(xiàn)一門以教學生如何思考,即以培養(yǎng)學生的批判性思維能力為主要目標的基礎(chǔ)課程:批判性思維。第二,出現(xiàn)一種以批判性思維理論為基礎(chǔ)的考試類型,主要有:GMAT(工商管理碩士入學考試)、SAT(大學本科入學考試)、LSAT(法學入學考試)等。不同以往的知識型考試,其主要考核目標是考生的批判性思維能力,而非知識。
(二)從單純批判性思維訓練到跨學科融入
美國除將批判性思維作為一門課程開設(shè),還在各學科教學中加以強化。②當前美國高校開設(shè)的批判性思維課程主要有三類:
第一,單純的批判性思維課程。美國高校大多采用此類,具體課程名稱繁多,如批判推理、批判性思維等。 以論證的辨識—圖解—重構(gòu)—分析—評估為主要內(nèi)容,不包括任何形式論證法。
第二,包含批判性思維的邏輯課程。因在批判性思維推理過程中很多時候要用到邏輯思維,因此在培養(yǎng)學生的批判性思維時將邏輯教學當成一種培養(yǎng)手段。
第三,將批判性思維技能與學科教學結(jié)合。教學是教師的教與學生的學相結(jié)合的過程,更是一種互動過程。學生應發(fā)揮其主觀能動性,積極、批判性地思考,形成進行批判性思維的習慣。
(三)從學術(shù)研究理論化到國家教育制度化
作為一項具有全國影響力的教育行為,美國各領(lǐng)域的專家對批判性思維進行跨學科研究,因此全國性批判性思維教育和專門研究組織不斷涌現(xiàn)。目前主要有批判性思維研究中心、批判性思維基金會、批判性思維國家高層理事會。它們分別從科研、資金和制度方面保證了美國批判性思維的科學研究和教育實踐。
隨著各界的共同努力,批判性思維作為教育培養(yǎng)目標被納入國家教育法規(guī)中。 1973年,卡耐基高等教育委員會發(fā)表《美國高等教育的目的和表現(xiàn)》報告,提出了美國高等教育當時及未來的主要目標,其中第五條提出“為社會的自我更新開展對社會的批判性思考”??肆诸D于1994年3月31日簽署《美國2000年教育目標法》(Goals 2000:Educate America Act—GEAA)。該法對美國2000年的教育提出的培養(yǎng)目標有“要大力提高全體學生的推理能力、解決難題的能力、應用知識的能力、寫作能力和進行流暢交流的能力?!雹圻@正是被解析了的批判性思維培養(yǎng)目標。之后此目標被布什政府繼續(xù)采用。
(四)美國批判性思維能力培養(yǎng)對我國的經(jīng)驗啟示
批判性思維在美國的發(fā)展為我國的人才培養(yǎng)提供了很好的借鑒:
(1)重新思考我國高等教育人才的培養(yǎng)目標
批判性思維運動在美國的興起,是對高等教育目標的一次重新認識。二戰(zhàn)以后,美國高等教育實現(xiàn)跨越式發(fā)展,教育規(guī)模急劇擴張,但教育質(zhì)量也出現(xiàn)大幅下降。當前我國高等教育的發(fā)展狀況與這時候的美國很相像。高等教育實現(xiàn)大眾化,規(guī)模躍居世界第一,但我國在科研上所取得的成績卻沒有隨之上升。相反,在大擴招后,由于人均教育資源下降,生師比提高,教學管理水平跟不上,學生的素質(zhì)出現(xiàn)下降,導致整體教育質(zhì)量下滑。因此如何提高高等教育質(zhì)量和學生的綜合素質(zhì)顯得尤為迫切。批判性思維作為“元思維”,對學生的綜合素質(zhì)提高有很重要的作用,不僅能促進創(chuàng)新人才的培養(yǎng),更能為其適應瞬息萬變的社會提供方法指導和智力支持。
(2)重視批判性思維研究
不同學科的研究不僅能促進學科融合,也是產(chǎn)生新理論的必然條件。美國批判性思維理論發(fā)展非常豐富,與之相比,我國落后了很多。具體說來我國可從下幾方面為之努力:首先,形成批判性思維研究的學術(shù)氛圍。只有對批判性思維的重要性取得了一致認同,才會有更深入的研究。其次,重視理論研究,只有理論發(fā)展了才能為我國的批判性思維教育與實踐做出指導。最后,培養(yǎng)批判性思維研究的專業(yè)組織。信息社會中,科學研究的一個重要前提是前沿信息的掌握。專業(yè)組織間的定期交流和信息共享將加速批判性思維的發(fā)展。
(3)批判性思維教育的制度化
教育改革最終能否成功,關(guān)鍵看改革的目標能否成為國家政策。在最新頒布的《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要》中,對高等教育人才培養(yǎng)的目標明確提出“牢固確立人才培養(yǎng)在高校工作中的中心地位,著力培養(yǎng)信念執(zhí)著、品德優(yōu)良、知識豐富、本領(lǐng)過硬的高素質(zhì)專門人才和拔尖創(chuàng)新人才”。④我國開始意識到人才培養(yǎng)的不足,純粹知識的掌握已經(jīng)不能適應社會發(fā)展。如何將批判性思維作為一項制度明確提出并列入培養(yǎng)目標,將決定我國批判性思維的教育發(fā)展。
參考文獻:
[1]卡爾·波普爾.真理、合理性和科學知識增長[A].傅季重等譯.猜想與反駁[C].上海:上海譯文出版社, 1986. 308-318.
[2]武宏志.外國大學邏輯課程的設(shè)置及其啟示[J].哲學動態(tài). 2001, (增刊): 77-78.
【關(guān)鍵詞】大學數(shù)學;教學改革;教學質(zhì)量
一、數(shù)學教學現(xiàn)狀
(1)學生方面
一方面:經(jīng)歷了高中時期大量的題海戰(zhàn)術(shù)折磨的學生,在剛進入大學時,思想上都比較放松,不能進入學習狀態(tài),適應大學生活需要一個過程。另一方面:進入三本院校的學生,數(shù)學底子本身就薄弱,對數(shù)學的學習興趣不高,缺乏自主學習的意識,完全依靠老師的逼迫。
(2)學科方面
中學數(shù)學的教學,學習內(nèi)容更具體,主要學習數(shù)的計算及應用;而大學數(shù)學的內(nèi)容更抽象、更一般,側(cè)重于研究一個理論由來的原因。面對一堆數(shù)學符號,一時沒辦法接受,學生就傻眼了,完全看不懂,僅有的一點學好數(shù)學的信心喪失了。
(3)教師方面
一方面:為了響應教學改革,絕大部分高校將教學重點放在專業(yè)課的教學和就業(yè)前的培訓上,大大縮減了各類數(shù)學課的課時,甚至撤銷了數(shù)學課的開設(shè),給學生造成了數(shù)學不重要、可學可不學的錯覺,無形中給數(shù)學老師帶來挫敗感,從而影響數(shù)學課的教學質(zhì)量。另一方面:教師授課速度更快,有時一節(jié)課十幾頁的內(nèi)容就講完了。一部分教師過多的強調(diào)教師在教學中的主導作用,只注重傳授知識量的多少,而不去啟發(fā)學生主動思考的能力,“純理論”、“滿堂灌”的教學方式增加了學生對數(shù)學的恐懼,教學效果不佳。
二、大學數(shù)學課堂教學改革措施
(1)提高教師的自身素質(zhì)
學校經(jīng)常教導我們說:沒有學不好的學生,只有教不好的老師。大學數(shù)學課堂教學的關(guān)鍵取決于教師,教師在教育過程中應充分發(fā)揮其引導和示范作用。
1引導作用:表現(xiàn)為引導學生掌握有效的學習方法。很多學生反映說:“我已經(jīng)很努力的學了,可就是學不好?!边@就是沒有找準適合自己的學習方法。教師的職責應當是突出教學而不是教書,“授人魚,不如授人以漁”說的就是這個道理。數(shù)學教學,不是教會學生多少書本上的知識,而是教會學生如何學習,培養(yǎng)學生的自學能力、邏輯思維能力,在走出大學校門后能快速適應當今的學習化社會,在新的工作環(huán)境或任務面前能提出獨到見解,拿出解決問題的辦法。
2示范作用:表現(xiàn)在教師在教學過程中的感情投入。教師的授課不是一種照本宣科,而是一種探討問題、追求真知的態(tài)度,在講述中隨著問題的深入解決迸發(fā)出內(nèi)心的感慨和由衷的喜悅。教師的這些狀態(tài)都會對學生產(chǎn)生強烈的感染,激發(fā)學生的學習熱情,讓學生去體會數(shù)學的魅力、邏輯的力量。
教師不應該總是把自己擺在一個高高在上的位置,應注意隨時與學生交流,聽取他們的反饋意見,隨時做出調(diào)整。在課上,是老師與學生的關(guān)系,但也應該要相互尊重、對待知識平等接納。在課下,跟學生形成朋友關(guān)系,關(guān)心他們的業(yè)余生活,尤其三本院校,教師在學生心目中的受歡迎程度直接影響該科的學習。
(2)改革教學手段
為不斷提高大學數(shù)學課程的教學質(zhì)量,教師應改革教學手段,貫徹啟發(fā)式教學。
1課堂教學采用多媒體課件與板書相結(jié)合的教學手段。作為三本院校的學生,數(shù)學底子差,對知識的反應慢,完全依靠多媒體,一節(jié)課所授內(nèi)容太多,難以消化,而且速度相對快,學生反應不過來,教學效果不好。采用多媒體與板書相結(jié)合,將定義、定理、例題題目等放入PPT,而將證明推導過程用板書展示出來,學生有一個反應的過程,這樣比較容易接受。
2隨著現(xiàn)代網(wǎng)絡的發(fā)速發(fā)展,合理利用網(wǎng)絡,與學生建立良好的網(wǎng)絡關(guān)系??梢栽诰W(wǎng)上給學生進行答疑。實現(xiàn)當面輔導與網(wǎng)上答疑相結(jié)合,使學生存在的疑難問題得到及時的解決。
(3)以人為本,因材施教
一方面:教師在授課的過程中,應本著以學生為中心、突出學生的主體地位的原則,隨時掌握不同學生的學習動態(tài),采取鼓勵式教學。表揚學習成績好的學生,鼓勵底子差的學生。另一方面:每個專業(yè)、每個班級的學生的基礎(chǔ)也都不一樣,教師應依據(jù)每個班級掌握知識的能力,適當調(diào)整課時進度,做好教學內(nèi)容安排、課堂練習、課后作業(yè)等工作。
參考文獻:
[1]張巖.經(jīng)濟數(shù)學教學改革初探[J].成都:四川師范大學學報(自然科學版),1999(22):6
[2]嚴士健.數(shù)學思維與數(shù)學意識、創(chuàng)新意識、應用意識[J].教學與教材研究,1999:16-22
[3]徐秀麗,杜平.淺談素質(zhì)教育與大學數(shù)學教學改革[J].決策與信息,2008(10):124- 125
關(guān)鍵詞:數(shù)學建模 高等數(shù)學 課程教學 綜合素質(zhì)
中圖分類號:G642 文獻標識碼: A 文章編號:1672-1578(2013)04-0050-02
大學數(shù)學教育的任務是通過數(shù)學的教學活動讓學生掌握數(shù)學的思想和方法,并能夠應用數(shù)學知識解決實際問題。但傳統(tǒng)的數(shù)學教學忽略數(shù)學應用的廣泛性,重理論,輕應用。學生在學習中很難將理論與實際問題結(jié)合起來,因而影響學生學習數(shù)學興趣,缺乏學習數(shù)學的主動性和自覺性。數(shù)學建模不僅能有效激發(fā)學生的學習興趣,而且能有效提高學生的觀察力、想象力、邏輯思維能力和分析問題、解決問題的能力。但是由于競賽規(guī)模限制,加上對學生數(shù)學知識的要求比較高,專門的數(shù)學建模類課程并不適合大眾化的高等職業(yè)教育。要提高高職學生的數(shù)學素質(zhì)和應用能力,解決知識和實踐脫節(jié)的問題,在傳統(tǒng)的高等數(shù)學教學中滲透數(shù)學建模思想則成為一個理想的途徑和教學改革的方向。
1 數(shù)學建模對學生能力培養(yǎng)的重要意義
1.1培養(yǎng)學生綜合應用和分析能力
數(shù)學建模面對的是實際問題,一般沒有標準答案,也沒有固定的求解方法,而且大多數(shù)不是單靠數(shù)學知識就可以解決的,它需要跨學科,跨專業(yè)的知識綜合在一起才能解決。這就需要學生綜合各方面知識,深入分析,從實際問題中抽象出合理的、簡化的數(shù)學模型,并創(chuàng)造性地使用數(shù)學工具,尋求問題解決方法。在這個過程中,綜合知識運用能力和分析解決問題能力會得到顯著提高。
1.2激發(fā)學生的參與探索的興趣
數(shù)學建模是實際問題經(jīng)過適當?shù)暮喕?、抽象而形成?shù)學公式、方程、函數(shù)式或幾何問題等,它體現(xiàn)了數(shù)學應用的廣泛性,所以學生通過參與數(shù)學建模,充分體會到數(shù)學本身就是刻畫現(xiàn)實世界的數(shù)學模型,感受到數(shù)學的無處不在,數(shù)學思想和方法的無所不能;同時也體會到學習數(shù)學的重要性。建模過程充分調(diào)動學生應用數(shù)學知識分析和解決實際問題的積極性和主動性,激發(fā)學生把數(shù)學知識和方法應用到實際問題中去的渴望,從而激發(fā)學生學習數(shù)學的興趣和熱情。
1.3提高大學生的綜合素質(zhì)
數(shù)學教育要教給學生的不僅僅是數(shù)學知識,還要培養(yǎng)學生應用數(shù)學的意識、興趣和能力,讓學生學會用數(shù)學的思維方式觀察周圍的事物,用數(shù)學的思維方法分析、解決實際問題。在高等數(shù)學的教學中融入數(shù)學建模思想可以培養(yǎng)學生如下能力:(1)培養(yǎng)“翻譯”的能力。(2)培養(yǎng)對已知的數(shù)學方法和思想進行綜合應用的能力,形成各種知識的靈活運用與創(chuàng)造性的“鏈接”。(3)提高面對復雜事物的想像力和洞察力、邏輯思維能力以及分析、解決問題的能力。(4)提高查閱文獻、收集資料以及撰寫科技論文的文字寫作能力。(5)培養(yǎng)團結(jié)合作精神和進行協(xié)調(diào)的組織能力。
2 在教學內(nèi)容上滲透數(shù)學建模的思想和方法
高職數(shù)學內(nèi)容歷來要求“以應用為目的,以必需、夠用為度”,其知識范圍廣、線條粗、深度淺。但又往往容易成為本科數(shù)學的壓縮餅干,常常是經(jīng)典過多,現(xiàn)代不足;理論過多,實際不足;運算過多,思想不足。教師應積極開展課程論研究,在教學中要善于挖掘教學內(nèi)容與學生所學專業(yè)及實際生活中實例的聯(lián)系,根據(jù)學生專業(yè)的實際需求編排高等數(shù)學課程教學內(nèi)容和教學重點。以下舉例說明在高等數(shù)學課程的教學中融入數(shù)學建模思想方法,配合數(shù)學模型內(nèi)容,有利于提高學生的數(shù)學實踐能力。
2.1數(shù)學概念的引入
高等數(shù)學課本中的函數(shù)、極限、導數(shù)、積分、級數(shù)等概念都是從客觀事物的某種數(shù)量關(guān)系中抽象出來的數(shù)學模型。在教學中,應該從學生熟悉的日常生活的例子中自然而然的引出來,使學生感到數(shù)學概念與日常生活是有密切聯(lián)系的,并了解相應知識在實際中的應用場合,增加學習的積極性。例如,在學習函數(shù)概念時可以介紹指數(shù)模型(人口增長、物質(zhì)衰變等),三角函數(shù)模型(交流電、經(jīng)濟規(guī)律、人的生理、情緒等都有周期性)、函數(shù)族模型等。作為在學習極限概念時可以介紹:蛛網(wǎng)模型、科赫雪花模型(面積有限,邊長無限)等。
2.2導數(shù)的應用
利用一階導數(shù)、二階導數(shù)求函數(shù)的極值,求實際問題的最值,利用導數(shù)求函數(shù)曲線在某點的曲率。由導數(shù)概念引入的函數(shù)相關(guān)變化率在解決實際問題中很有意義。作為導數(shù)的實際應用可以介紹最大收益原理、魚群的適度捕撈、征稅問題、最優(yōu)批量、電影院優(yōu)化設(shè)計、驚險雜技的設(shè)計、拱型橋梁的原理與優(yōu)化、未來醫(yī)院拐角設(shè)計等問題的數(shù)學模型。
2.3定積分的應用
定積分以及微元分析法在數(shù)學建模和其他專業(yè)課程中有著廣泛的應用。因此,在定積分的應用這一章中,微元分析法和定積分在幾何、物理中的應用都要重點講授,尤其是借助微元分析法建立積分關(guān)系式的技巧。例如堆積煤矸石的電費、非均勻資金流的現(xiàn)值與未來值,廣告費用,油田儲油罐的設(shè)計等都是定積分在實際中應用的很好例子。
2.4二元函數(shù)的極值與最值問題
求二元函數(shù)的極值與條件極值,拉格朗日乘數(shù)法,以及最小二乘法在很多實際問題中都有具體應用,在教學過程中應注意培養(yǎng)學生用上述工具解決實際問題的能力。多元函數(shù)微分與極值可介紹:河水的污染與凈化的數(shù)學模型、生產(chǎn)調(diào)度最優(yōu)化模型、存貯費用優(yōu)化問題(允許缺貨)、野生動物樂園的面積、曲線擬合的參數(shù)估計等問題;梯度應用可介紹:攀巖路線問題、熱鍋上的螞蟻何處逃生、鯊魚進攻路線。