基于建構(gòu)主義的工科類高等數(shù)學課程教學改革

基于建構(gòu)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(gòu)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(gòu)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(gòu)主義教學改革的必要性及實施建構(gòu)主義教學的要點,指出了工科類高等數(shù)學課程基于建構(gòu)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(gòu)主義教學觀,以提高教學質(zhì)量.關(guān)鍵詞:建構(gòu)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(chǔ)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(jié)合建構(gòu)主義教學的理論基礎(chǔ),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(gòu)主義的內(nèi)涵20世紀80年代末至90年代初,建構(gòu)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(gòu)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(jié)構(gòu)支配的智慧活動】.后來維果斯基在說明教學與發(fā)展的關(guān)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(gòu)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(gòu);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(jié)構(gòu)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(gòu)主義理論奠定了基礎(chǔ).建構(gòu)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(gòu),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(gòu)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(gòu)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(gòu)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(chǔ)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(chǔ)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(chǔ)上建構(gòu)極限的86語言定義.高校擴招后,大學生數(shù)學基礎(chǔ)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(gòu)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(chǔ)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(quán),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(gòu)主義教學觀認為知識的構(gòu)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(gòu)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(quán)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(lǐng),使學生的領(lǐng)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(jié)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(gòu)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(jié)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(jié)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(gòu)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(chǔ),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(jié)語在工科類高等數(shù)學教學過程中實施建構(gòu)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(shù)得到充分的體現(xiàn),使協(xié)作式的師生關(guān)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(gòu)主義教學觀,以提高教學質(zhì)量及幫助學生構(gòu)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(gòu)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(gòu)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