高职数学教学必须加强数学思想方法的教学
摘 要:数学思想方法是数学知识的核心,是数学的精髓和灵魂,是研究数学理论和运用数学解决实际问题的指导思想。本文针对目前高职数学教学中存在的数学思想方法教学重视不够以及教法上随意性的现状,提出通过加强数学史和基本数学思想方法的介绍,以及倡导“问题解决”的教学模式来提高学生的数学素养。
关键词:数学教学;数学思想;数学教学改革
数学思想是人脑对现实世界的空间形式和数量关系的本质反映,是思维加工的产物,是人们对现实世界空间形式和数量关系的本质认识。它隐藏在数学概念、公式、定理、方法的背后,反映了这些知识的共同本质。它比一般的数学概念和数学方法具有更高的概括性和抽象性,因而更深刻、更本质。数学思想方法是数学课程的重要目的,是发展学生智力和能力的关键所在,是培养学生数学创新意识的基础,也是一个人数学素养的重要组成部分。
1 目前数学思想方法教学的现状1.1 思想上不重视高职教育更加强调“专业教育”,对高职数学教育提出了“必须、够用”的原则,这直接导致数学课时减少,内容不得不被压缩。这使得一些数学教师片面理解“为专业服务”的真实含义,教学中采用以知识为本位的教学,只关注知识的教授本身,学生只是学到了各种题目的具体解法,并没有掌握数学思想方法,解决问题的水平并没有得到提高。在后续学习中,导致学生数学知识面偏窄,数学思想苍白,眼界不广,缺乏创造力,“后劲”不足。
1.2 教法上的随意性
现行教材主要以知识结构作为编写体系,数学思想散见于教材之中,这就决定了数学思想教学的主观随意性很大,其教学效果主要依赖于教师对数学思想的理解程度。虽然在目前的数学教学中非常强调能力的培养,但在实际教学中往往只注重运算能力和逻辑推理能力的训练,一些重要的数学思想被淹没在大量的计算、证明题之中,失去了应有的魅力和价值。例如,导数思想是高等数学中的重要思想,但导数部分的内容常被当作求导的技能技巧来训练,成为一种机械操作,使学生在专业工程技术、经济、电工学习中对影子价格、边际函数、瞬时电流强度等感到困惑。
2 加强数学思想方法教学的意义2.1 加强数学思想方法教学是素质教育的需要高职数学教学的根本目的,就是提高学生的数学素质,使学生形成良好的数学观念和数学意识,善于用数学思想方法去观察、解释、表述现实事物的数量关系、变化趋势、空间形式和数据信息。可见,加强数学思想的教学是对学生进行素质教育,全面培养新世纪合格人才的需要。
2.2 加强数学思想方法教学是教学改革的新视角从教材的构成体系来看,高职数学教材所涉及的数学知识点和数学思想汇成了数学结构系统的两条“河流”。一条是由具体的知识构成的易于被发现的“明河流”,它是构成数学教材的“骨架”;另一条是由数学思想方法构成的具有潜在价值的“暗河流”,它是构成数学教材的“血脉”。有了数学思想,数学知识点才不再是孤立的、零散的东西,而是数学的内在本质,是获取数学知识、发展思维能力的动力工具。因此,我们的数学教学改革可以从这条“暗河流”入手,对学生进行思想观念层次上的数学教育,这将是进行数学素质教育的有效突破口。
2.3 加强数学思想方法教学是学生可持续发展的需要数学思想越来越多地被应用于环境科学、自然科学、经济学、社会学、心理学和认知科学之中,加强数学思想的教学,可以影响学生的整体素质,为学生今后的工作和学习奠定基础。如定积分的思想广泛地被应用于自然科学和社会科学中。
因此,21世纪的数学课程必须突破原有的结构,从旧的框架中走出来,突出数学思想这条主线,才有可能使学生知其然,更知其所以然,提高学生学习数学的主动性和积极性,使之学到的知识“充满活力”。
3 实施数学思想方法教学的对策数学思想方法蕴含于数学基础知识中,相对来说,它是隐性的、抽象的。为了更好地完成数学思想方法的教学,数学教师要具备较高的数学思想方法素养。认真学习、掌握数学思想方法的内容和实质,明确数学思想方法在整个数学发展中的地位,努力把初等数学、高等数学和现代数学的基本思想方法有机地联系起来。笔者认为可从以下三个方面入手,进行数学思想方法的教学。
例如,在极限的概念教学中,通过介绍历史上刘徽为求圆周率而产生的“割圆术”、阿基米德用“穷竭法”求出抛物线弓形的面积等数学问题引入概念,学生一般都能认识到极限是一种研究变量的变化趋势的数学方法,它产生于求实际问题的精确解。这不仅激发了学生的学习兴趣,而且对于随后介绍数列极限的定义也大有益处。教师还可以由此给出悬念:同学们在学了定积分的应用之后,可以证明阿基米德所作解答是正确的。
3.2 要倡导“问题解决”的教学模式数学中的概念、法则、性质、公式、公理、定理通常称为数学表层知识。数学教材主要记述的就是数学表层知识,深入分析这些表层知识,便可以发现蕴涵在其中的极为丰富的深层知识,这就是贯穿于其中的数学思想方法和模式等。数学深层知识是数学的本质和精髓,掌握基本的数学思想方法能使数学更易于理解和记忆,是学会学习、发展创新的前提。作为数学教师,在教学时不能就知识论知识,就书本论书本,应引导学生去领悟内容中蕴含的深邃思想和巧妙方法。
3.2.1 重视论证的结论
从应用的角度讲,对于高职学生而言需要的往往不是论证的过程,而是它的结论。因此我们主张,在高等数学教学中,应淡化严格的数学论证,强化几何说明,重视直观、形象的理解,但这并非是将定理的推证与公式的推导全盘舍弃。若是推证、推导中包含重要的数学思想和方法,教师应引导学生大胆猜想,运用归纳法和类比的思想积极探索,力求形成“问题情境—建立模型—解释、应用与拓展”的基本教学模式,以大众化、生活化的方式反映重要的现代数学观念和数学思想方法。
3.2.2 展示思维的过程
学生的思维往往是通过模仿教师的思路逐渐形成的,“让学生看到思维的过程”是提高学生学习积极性、促进学生思维能力发展的有效措施。让学生看到思维的过程,意在使学生能从教师的分析中懂得怎样去变更问题、怎样引入辅助问题、怎样进行联想类比、怎样迂回障碍,使之柳暗花明,得到成功的喜悦,从而逐渐养成自觉思维的习惯。
3.3 要重点突出基本数学思想方法的介绍和传授数学思想方法主要包括:化归思想方法、数形结合思想方法、构造思想方法、类比思想方法、极限的思想方法、积分的思想方法、归纳与猜想、函数与方程思想方法等等。高职数学教学中应重点渗透以下两种类型的数学思想方法:3.3.1 宏观型的数学思想方法如抽象概括、化归、数学模型、数形结合,方程与函数,积分等等。
3.3.2 逻辑型的数学思想方法
如分类、类比,归纳,演绎,等等。
4 结论
数学思想方法对数学的认识结构起着重要的导向作用,是将知识转化为能力的杠杆,由于数学思想方法比其它数学知识更抽象、更概括,学生一般难以在教材中独立获得,只有通过教师在教学中的引导和点拨,才能使学生真正感受到数学思想方法俯瞰全局、举一反三、事半功倍的作用。
总之,“授之以鱼,不如授之以渔”,方法的掌握,思想的形成,才能使学生受益终身。
参考文献
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