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摘要:高等數學是高校一門基礎課程,也是很多專業學生的必修課程。尤其對于理工科、金融學科等專業知識的學習,都需要強大的數學知識做支撐。學生具備良好的數學知識應用能力,能為學好這些專業知識夯實基礎。因此,本文重點探討高等數學教育培養學生數學應用能力的相關問題。
關鍵詞:高等數學;數學應用能力;教學策略
高等數學的學習有利于培養學生分析和解決問題的能力,有利于培養學生嚴謹的邏輯思維和創造性思維。因此,高校數學教師在開展高等數學教學過程中,應注重培養學生的數學應用能力,為后續專業課的學習奠定基礎。下面重點闡述在高等數學教育中,針對如何培養學生數學應用能力的幾點看法。
一、目前高等數學教育存在的問題
1.缺乏正確的思想認識
大多數高校學生以及個別高等數學教師,對培養和增強學生數學應用能力,存在不同的看法。很多教師的認識存在片面性,沒有正確認識到培養學生數學應用能力的重要性和必要性,無法準確理解提高學生數學應用能力的現實意義和長遠意義。一些教師、學生在進行“教”和“學”的過程中只是為了完成教學任務,應付考試而已,導致學生數學應用能力長時間無法提高。
2.高等數學教材內容陳舊
現階段,大多數高校的高等數學教材中,仍然側重于理論知識,教學過程中,仍然以“灌輸式”理論教學模式為主,無法滿足新的人才培養目標和課程標準對高等數學教學的需求,阻礙了學生數學應用能力的培養與提升。盡管在高等教育體制改革的推動下,很多教育工作者認識到高等數學教材編著的重要性,但實際操作過程中,理論知識仍然占據很大比例。如,許多專業的高數教材,更側重于內容和體系,忽視了對培養學生數學應用能力的兼顧側重。長此以往,大部分學生喪失了培養自己數學應用能力的熱情與自信心。由此可見,缺乏優質、高效的高等數學教材,不利于培養學生數學應用能力。
3.教學模式傳統單一
傳統應試教育體制的影響根深蒂固,雖然現階段我國大力倡導素質教育、倡導應用新課程標準,但是,仍有部分高校以考試成績來衡量學生的學習效果。在開展高等數學教育時,仍然采用“灌輸式”理論教學模式,教師作為教學的主體具有絕對的權威性,但高等數學是一門邏輯性很強的學科,“灌輸式”理論教學模式無法滿足教學需求,無法培養符合人才培養目標的高素質、創新型人才。長此以往,學生很容易產生思維定式、被動接受,對于學生的長遠發展非常不利。
4.實踐教學占比較小
一直以來,部分高校的高等數學教學以理論講解為主,忽視了實踐教學的重要性,缺乏必要的實踐教學環節和活動,盡管學生理解和掌握了數學知識,但不能在實踐中靈活運用。高校在數學軟件應用、建模課程設置方面存在很大欠缺,久而久之,不利于學生的長遠發展。
二、高校高等數學教育培養學生數學應用能力的具體對策
1.教師應及時更新教學觀念,高度重視培養學生的數學應用能力
新形勢下,作為高校數學教師應努力掌握數學教學大綱要求,與時俱進,及時轉變教學觀念,認識到培養學生數學應用能力的重要性,并在日常教學中進行有效滲透,注重營造良好的教學氛圍,激發學生學習興趣與熱情。其次,將復雜、抽象的數學知識簡單化、形象化,從而大大降低學習難度系數,培養學生數學應用能力,實現教學目標。例如,在講解“微分的應用”章節知識點時,數學教師應先通過具體實例引入微分概念。例如,一個金屬球的半徑為4cm,球的外部鍍了薄薄的一層鋁,鋁的厚度是2mm。求金屬球外部鋁物質的體積大約為多少?(π值為3.14)。教師可以通過引導學生解決這個問題,利用金屬球的體積公式進行計算,且因為金屬球外部的鋁的厚度非常小,因此,基于微分觀念得到另一個公式,然后再結合題干條件把相關數據代入公式內進行計算即可。之后引出微分的概念、計算等理論知識,讓學生有數學層次上的了解和掌握。如此一來,教師結合章節知識點,創設良好的問題情境,讓學生自己解答具體的問題,不僅能夠鞏固記憶和理解所學的數學知識,還能有效提升學生數學知識應用能力,從而通過高等數學的學習培養學生學科核心素養。
2.加強高等數學教材的編著改革,為培養學生的數學應用能力夯實教材基礎
在選擇高等數學教材時,教師應結合本校實際教學方法、學生學習方法,有針對性地選擇滿足本校師生需求的數學教材,旨在通過高等數學教學,培養學生邏輯思維能力、獨立思考能力以及動手操作能力。這樣,不僅能大大激發學生學習興趣與熱情,還能有效提高課堂教學效果,為學生后續學習、工作和生活夯實數學基礎。
3.改變傳統單一的教育教學模式,注重培養學生的數學應用能力
由于學生的學習基礎、學習能力有很大的差別,因此,教師要因材施教,進行分層次教學。針對那些基礎知識掌握牢固的學生,開展一些系統、綜合的訓練,旨在通過訓練培養學生獨立思考、積極探索的能力,充分發掘他們的數學潛能;針對那些數學基礎薄弱、知識掌握不好的學生,由于這類學生往往已經喪失了學習興趣與自信心,因此,教師應注重增強他們的數學學習信心,鼓勵他們,引導他們做一些基礎的數學題目,從而在鞏固基礎的同時,找到數學學習樂趣與信心,等到他們數學基礎打牢以后,再有針對性地進行一些拔高訓練,實現循序漸進的提升。教師要充分利用多媒體、信息化等教學手段,引導學生通過多種途徑進行線上線下混合方式的學習,旨在提高學生學習高等數學的興趣,夯實高等數學學習基礎,為后續專業課程的學習提供有效數學知識,逐步培養學生的數學應用能力,解決專業中遇到的各種實際問題。數學教師在培養學生數學應用能力的過程中,應注重聯系生活實際,創設生活情境,實現數學知識與日常生活的高度融合,讓學生產生熟悉感,有利于降低數學概念理解難度,同時也激發學生學習興趣與熱情,激發他們對數學的探索欲、求知欲?,F階段,我國部分高校的高等數學教學仍然受應試教育體制的影響,過分強調理論知識教學,沒有具體的生活案例作支撐,如此就提高了數學知識的難度系數。以化工專業學生為例,在講解高等數學知識時,就可以用引進化學反應速度等專業知識作案例,實現數學知識與專業知識的有效結合,不僅激發學生學習專業知識的興趣與熱情,還能增強學生對數學知識的掌握程度,成效顯著。
4.注重組織高等數學建模,增強學生數學的應用能力
所謂建模,就是在開展高等數學教學活動時,基于實際教學內容,有針對性地提高學生建模意識,詳細闡述建模方法,從而讓學生樹立正確的學數學、用數學的意識。具體來說,可從以下幾點開展:第一,確定符合數學建模要求的背景性、經驗性材料。在進行數學建模過程中,問題才是第一核心。數學教師在開展教學活動時,應側重于融入與其他學科、與生產生活密切相關的探索性、開放性極強的例題,從而指導學生在進行數學建模時,能夠利用所學的數學模型找到解決實際問題的方法與對策。在學習“函數”相關知識點時,教師可以引導學生在生活中搜集分段函數的真實案例和真實情景,引導學生在具體情境中解決問題,并清楚這些問題存在的意義與價值,切身體驗運用數學知識與方法解決實際問題的樂趣,實現數學與生活的相互交融。第二,積極建立數學模型,將日常生活中的問題轉化為數學問題。讓學生學會從實際問題中抽象數學模型,是培養學生數學應用能力的核心所在。因此,作為數學教師,要引導和鼓勵學生換位思考,基于數學角度、利用數學思想、數學語言來描述實際問題,將實際問題轉化為數學問題,這個轉化的過程,實質上就是學生理解問題中所蘊含的背景、概念等知識,要求學生具有較強的閱讀理解能力、豐富的生活經驗。由此可見,作為數學教師,要多讀書、多參與社會實踐,深入了解日常生產生活中所蘊含的數學知識。第三,引導學生參加數學建?!,F階段,很多學生都愿意參加科學研究,作為教育工作者,我們應時刻秉承盡最大努力為學生創造機會的原則,不用擔心學生的研究成果的有用性,組織和鼓勵學生積極建模,讓學生能夠在科學研究中不斷培養和提高自己的數學應用能力。作為數學教師,有時候提供的一個簡單例子,在學生的探究下可能就變成了一項實用型研究成果。數學知識的學習主要是為了運用,學生能學以致用,真正做到用所學知識解決實際問題,增強數學應用能力。
三、結束語
綜上所述,要想提高高等數學教學的質量與水平,就必須培養和提高學生的數學應用能力。作為數學教師,要與時俱進、及時更新自己的教學觀念,選擇含金量高的數學教材,注重改變傳統教學方式,增加實踐教學比例,培養學生建模思想和能力,從而不斷提升數學教學質量與水平,不斷培養學生數學應用能力,進而通過高等數學的學習,培養學生的學科核心素養,提高后續專業知識學習成效,實現全面、可持續發展。
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作者:楊紅梅 殷華英 單位:承德石油高等??茖W校