基于建構主義的工科類高等數(shù)學課程教學改革

基于建構主義的工科類高等數(shù)學課程教學改革第24卷第2期2010年3月湖南工業(yè)大學JournalofHunanUniversityofTechnologyVo1.24NO.2Mar.2010基于建構主義的工科類高等數(shù)學課程教學改革劉東南,黎小蘭(湖南工業(yè)大學理學院,湖南株洲412008)摘要:提出了基于建構主義的工科類高等數(shù)學課程教學改革的觀點,分析了高等數(shù)學課程基于建構主義教學改革的必要性及實施建構主義教學的要點,指出了工科類高等數(shù)學課程基于建構主義教學改革所存在的問題.提倡在工科類高等數(shù)學課程教學中應大力推進建構主義教學觀,以提高教學質(zhì)量.關鍵詞:建構主義;高等數(shù)學;教學改革中圖分類號:G642.0文獻標志碼:A文章編號:16739833(2010)02-0058-03ConstructivismBasedTeachingReformofAdvancedMathematicsinEngineeringMajorsLiuDongnan,LiXiaolan(SchoolofScience,HunanUniversityofTechnology,ZhuzhouHunan412008,China)Abstract:Recommendssomeadvicesaboutadvancedmathematicsteachingreformbasedonconstrutivismtheoryinengineermaiors.Analyzesthereformnecessityandmainpointsofitsimplementationandpointsouttheexistingproblemsofthereform.Promotestoadvanceconstrutivismviewsinhighermathematicsteachinginengineeringmajorsandimprovethequalityofteaching.Keywords:constructivismtheory;advancedmathematics;thereformofteaching0引言21世紀將人們帶人了知識經(jīng)濟的時代,在這樣的時代背景下,改革教學方法,提高學生的綜合素質(zhì),是知識經(jīng)濟的需要,是學習社會的需要,是高等教育改革的需要,更是學生個體可持續(xù)發(fā)展的需要.在當今教育界有一個中心議題:如何在教育中培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的一代新人.在高等教育中,培養(yǎng)創(chuàng)新型人才顯得格外矚目.高等數(shù)學是各高校工科類大一學生必修的一門基礎課程,也是學生進入大學后最先接觸的課程之一,因而,高等數(shù)學在培養(yǎng)創(chuàng)新型人才方面肩負非常重要的責任.本文結合建構主義教學的理論基礎,就長期的教學實踐中遇到的一些問題,提出了高等數(shù)學教學改革的一些觀點,以推動高等數(shù)學教學的改革和教學質(zhì)量的提高.1建構主義的內(nèi)涵20世紀80年代末至90年代初,建構主義理論作為認知學習理論的進一步發(fā)展在西方流行并流傳到我國.建構主義學習理論源于瑞士著名心理學家皮亞杰的認知發(fā)展論,他認為人的活動是對外界刺激作出的反應,但這種反應不同于動物的本能反應,而是受認知結構支配的智慧活動】.后來維果斯基在說明教學與發(fā)展的關系時,提出了最近發(fā)展區(qū)這一重要收稿日期:2009-0915基金項目:湖南工業(yè)大學教學改革基金資助項目(09E65)通信作者:劉東南(1983-),男,湖南邵陽人,湖南工業(yè)大學教師,主要從事大學高等數(shù)學教學及改革研究,E-mail:L第2期劉東南,黎小蘭基于建構主義的工科類高等數(shù)學課程教學改革59概念.他認為教學必須要考慮學生已達到的水平并要走在發(fā)展的前面;學生現(xiàn)在水平與經(jīng)過他人幫助可以達到的較高水平之間的差距,就是最近發(fā)展區(qū).2O世紀50年代末至6O年代初,美國著名心理學家布魯納提出了教學要以學習者為中心的理論,他提倡發(fā)現(xiàn)學習,即知識不是由教師灌輸給學生,而是學生在教師的指導下去發(fā)現(xiàn),去建構;教師由傳統(tǒng)的教員轉(zhuǎn)變?yōu)榇龠M者或引路人.著名心理學家奧蘇貝爾在1978年提出有意義的學習理論3】,即認知結構同化論,認為影響學習最重要的因素是學習者頭腦中已有的知識,教師應根據(jù)學生已有的知識進行教學.以上觀點都從不同方面為建構主義理論奠定了基礎.建構主義理論可以概括為:以學生為中心,強調(diào)學生對知識的主動探索,主動發(fā)現(xiàn)和對所學知識意義的主動建構,學生在探索問題的過程中尋找問題的解決方法.2高等數(shù)學課程基于建構主義教學改革的必要性2.1去除傳統(tǒng)商等數(shù)學課程教學弊端的耍求傳統(tǒng)的高等數(shù)學教學設計上,抄,搬,套的現(xiàn)象比較普遍,阻礙了學生的能力和智力的發(fā)展,教學方法基本上是強調(diào)知識傳授的保姆式教學,忽視了學生的學習積極性和創(chuàng)造性的發(fā)揮,把數(shù)學知識看成是現(xiàn)成的東西,強教給學生.這些現(xiàn)象必然會挫傷學生學習的積極性,會導致課堂教學效益低下.因而,教育者不得不進行教學改革,構建新的提高教學效益的教學模式.2.2提高學生學習能力和數(shù)學素質(zhì)的要求一般理工科類大學生從小學到大學畢業(yè),至少要學13a數(shù)學,耗費了十幾年的光陰,那他們學習數(shù)學的感覺如何,收效又如何呢?在廣泛調(diào)查后獲知:學生們普遍認為數(shù)學難學,抽象,易忘,特別在大學畢業(yè)后他們認為數(shù)學忘得快,感覺不到數(shù)學的廣泛應用性.針對此現(xiàn)象,教育者應改革高等數(shù)學教學方法,形成數(shù)學教育的新方法,新思路,以提高高等數(shù)學教學質(zhì)量,促進大學生專業(yè)學習及今后從事專業(yè)工作的可持續(xù)發(fā)展.3工科類高等數(shù)學課程實施建構主義教學的要點3.1根據(jù)學生認知水平,適當重組教學內(nèi)容學習心理學家奧蘇貝爾在他的教育心理學扉頁上寫道:如果我不得不把全部心理學還原為一條原理的話,那么我將說影響學習最重要因素是學生已經(jīng)知道了什么,根據(jù)學生原有知識狀況進行教學.【4所以,教師首先要了解學生已經(jīng)掌握了什么,并在此基礎上來選擇合適的教學內(nèi)容.例如,學生在中學已經(jīng)學習了極限的通俗定義,教師就可以在其基礎上用兩個既變又不變的量來代替兩個任意趨近,使學生比較容易接受極限的8語言定義;若學生已經(jīng)忘記了極限概念的通俗定義,則有必要引導學生進行適當?shù)膹土暬仡?再在極限的通俗定義基礎上建構極限的86語言定義.高校擴招后,大學生數(shù)學基礎差別比較大.因而,教師在教學內(nèi)容的選擇上要有層次性和針對性,考慮學生的差異性,適當重組教學內(nèi)容,要把知識修剪得適于學生構建.對于一些學生在高中有所涉及的高數(shù)內(nèi)容,如一元函數(shù)的極限,導數(shù)等,應強調(diào)其數(shù)學背景和適用條件,并在高中學習的基礎上加深理解,提高認知層次,高屋建瓴.工科類高等數(shù)學教學中,不能只突出實用,不能將學生看成只會運用公式和法則的機器.要強調(diào)理解.很多概念,公式都要深入理解,不理解就沒有辦法靈活運用.在教學中,可以將在數(shù)學發(fā)展史上有重大影響的典型例子作深刻剖析,注重核心知識點的研究,探尋發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造該知識點的過程及所用的科學思想方法,讓學生用自己的思維方式去發(fā)現(xiàn),接受該知識點.承認學生為學習的主體,給學生學習的主動權,從而增強了高等數(shù)學教學的針對性,實效性和感染力.3.2根據(jù)學生認知水平,做好教學活動的設計建構主義教學觀認為知識的構建受時間,空間和環(huán)境的影響,認為學習過程與其思維方式循序漸進的發(fā)展過程緊密聯(lián)系】.因而,教師在設計教學活動時,要從學生的認知經(jīng)驗和生活經(jīng)驗出發(fā),努力營造氛圍,讓學生主動地,積極地參加到發(fā)現(xiàn)和研究的境界中來,教師應成為學生建構學習的促進者;要善于運用分析,聯(lián)想,類比等手段,將復雜問題用淺顯的形式展現(xiàn)出來,讓學生有一種輕靈飄逸,舉重若輕的感覺,使學生產(chǎn)生求知欲望和熱情,使學生明確學習目標,激發(fā)學生的學習主動性.3.3加強溝通,促進學生主動參與教學高等數(shù)學的教學,應以學生為教學活動的主體,以教師為主導,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì).在教學的過程中,可通過優(yōu)秀學生代表的表率作用來調(diào)動其他學生學習數(shù)學的積極性,鼓勵學生各抒己見,共同討論,努力營造一個師生平等交流的平臺.對于學生的不同見解,教師不能權威性地強加,而應以更有深度,更有邏輯性和綜合性的觀點來加以統(tǒng)領,使學生的領悟更深刻.對于學生的每一個想法,都要以60湖南工業(yè)大學2010年欣賞的眼光去看待,發(fā)現(xiàn)其閃光點,總結其合理之處;要善于從學生討論問題時的錯誤答案中尋找積極的一面,鼓勵學生做進一步的探究.在學生自主構建自己的數(shù)學知識體系時,教師應不失時機的從不同角度給不同層次的學生以充分肯定,鼓勵和贊揚,誘發(fā)學生的學習積極性.3.4增加專業(yè)知識的滲透,增強數(shù)學知識的實用性教師要找準專業(yè)知識的滲透點,了解所講授的知識與專業(yè)知識的結合所在,加強學生應用數(shù)學知識來解決專業(yè)學科教材中的數(shù)學問題的能力,打破學生學好部分專業(yè)課程的瓶頸,從而提高學生對數(shù)學知識的實際運用能力.例如,對于電類專業(yè)的學生,可以將傅里葉級數(shù)在電學中的應用作為課堂例題來進行講解;對于土木類學生,可以將二重積分中矩的概念與其在工程力學里的實際含義結合起來進行教學.為增強學生對高等數(shù)學知識的感性認識,可以適當開設數(shù)學實驗課,學習Mathematica,Matlab,幾何畫板等應用廣泛的數(shù)學軟件,加強學生應用數(shù)學原理和方法解決實際問題的能力,提高學生學習數(shù)學的興趣.例如,運用數(shù)學軟件求導數(shù),積分,解微分方程,把函數(shù)展開成冪級數(shù)等復雜的運算以及繪制空間曲面的圖形,演示級數(shù)的部分和逼近函數(shù)的情況,練習最小二乘法等.4工科類高等數(shù)學課程基于建構主義教學改革必備條件4.1提高教師的業(yè)務水平教師若沒有深厚的底蘊做基礎,不僅難以駕馭課堂,也難以與學生進行多方面的交流互動.數(shù)學教師還要廣泛學習和了解所教學生的專業(yè)的一些基本知識及其與數(shù)學學科的聯(lián)系,從而擴大視野,有效地開展教學改革.4.2更新教學配套設施高校應加強教學硬件設施及圖書資料等的投資,以保證有足夠的多媒體資源,科技資源等用以開展高等數(shù)學教學教改活動.高等數(shù)學教材改革也勢在必行,應與高中數(shù)學教材內(nèi)容更好銜接,跟上高中數(shù)學教學改革的步伐.5結語在工科類高等數(shù)學教學過程中實施建構主義教學法,能夠使學生真正成為教學活動的主體,成為教學活動的重點,使學生的積極性和潛能得到充分的發(fā)揮,使教師高超的教學藝術得到充分的體現(xiàn),使協(xié)作式的師生關系得以創(chuàng)建】.在工科類高等數(shù)學教學中,教育者應大力推進建構主義教學觀,以提高教學質(zhì)量及幫助學生構建其知識體系,提高其應用數(shù)學的能力.參考文獻:t】陳鼎興.數(shù)學思維與方法M】.南京:東南大學出版社,2003.ChenDingxing.TheConceptionandMethodofMathematicsM】.Nanjing:SoutheastUniversityPress,2003.【2張大均.教育心理學M】.北京:人民教育出版社,1996.ZhangDajun.EducationalPsychologyM.Beijing:PeoplesEducationPress,1996.【3SteffeLP,JerryGate.ConstructivisiminEducationM.Shanghai:TranslationCopyrightbyEastChinaNormalUniversityPress,2002.【4】程亞煥.建構主義數(shù)學教學觀與高師數(shù)學課堂教學改革【J】.通化師范學院,2005(2):98-100.ChengYahuan.TeachingofMathematicsBasedonConstructivisimandMathematicsTeachingReforminAdvancedNormalCollegeSClassroomJ.JournalofTonghuaTeachersCollege,2005(2):98100.515張厚超,牛華偉,基于建構主義視角下的高等數(shù)學教學研究【J.赤峰學院:自然科學版,2009(7):7-8.ZhangHouchao,NiuHuawei.TheResearchaboutTeachingofAdvancedMathematicsBasedonConstructivisi