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高等数学是大学很多专业开设的一门基础必修课程,它是对大学生进行素质教育的必修科目。在专业要求不高、学时不多的情况下,教师应如何教好这门课程,是个值得深思的问题。作为数学教师,怎样做才能提高大学生学习数学的兴趣呢?尤其作为幼儿师范高等专科学校的学生,虽然他们的专业是初等教育(理科)方向,但大多数同学的数学基础还很薄弱,本文尝试探讨如何在这样的环境中进行高等数学教育教学。
1.学习数学的目的及作用
1.1初等教育理科大专生学习数学的目的是为了学习一些数学思想和数学方法
数学思想是指人们对数学理论和内容的本质认识,是对数学规律的理性认识;数学方法是人们分析、处理和解决数学问题的根本方法,是数学思想的具体化形式。学生如果对数学这门课程的学习目的不明确,就会丧失学习数学这门课程的动力,就会淡化学习这门课程的兴趣。数学思想的教育无论是对数学学科的学习还是对其他学科的学习都是非常有益的。数学思想教育是直接影响到人的素质中的最基本的部分。加强数学思想教育有助于造就一大批创造型人才。应该说,通过从小学到中学再到大学的数学学习,最大限度地提高了人们的观察能力、分析问题和解决问题的能力、归纳总结的能力等。这就是学习数学的本质目的。
1.2初等教育理科生学习数学的作用
提到高等数学,很多学生就会想到抽象的概念、难记的公式、复杂的推理、大量的计算,因而望而却步。其实通过学习数学,不但可以培养人的科学素养,而且还可以培养人的思维能力,提高审美力,从而提高学习者的整体素质。日常生活中的很多问题都可以通过“数学思想方法”进行建模,再通过对模型的求解或者模拟来得到问题的解答。常用的数学思想有:数形结合思想、方程与函数思想、建模思想、分类讨论思想和最优化思想等。学习数学包括两方面的内容:一方面是数学知识(包括概念、公式、定理、题目等)的学习,另一方面是数学方法和思维的学习。在教学中老师更重要的是教给学生第二方面的东西,初等教育理科生毕业后大都从事小学教育工作,在小学教育工作中,数学方法和思维的学习对小学生的学习也显得至关重要。好的学习方法和思维可以影响小学生的一生。
2. 协调好教师的教与学生的学的关系的做法
2.1.要建立一个学习目标,培养学生学习兴趣,充分发挥学生的主观能动性
在教学过程中,可以采用启发问答式的教学方法,学生希望老师通过启迪他们的智慧来达到获取知识的学习目的。这是一种较为理想的教学方法,既能调动学生的学习思维,引发学生学习的兴趣,又能摆脱学生学习抽象性理论知识的枯燥感。同时教师还应重视师生的沟通。比如可通过电话、邮件、QQ、微信、面谈等途径与学生交流学习内容。在教学过程中应力求把新鲜的感觉传递给学生,向学生介绍一些数学概念史、定理发现史以及数学趣味题等,这样既可以扩大学生知识面,又可以激发他们的求知欲。在课堂中为了活跃课堂气氛还可穿插一点小故事、小笑话、新闻消息来缓解学生的紧张情绪,抓住学生的眼球,调动他们的思维。教师应对教材内容进行大胆取舍,对课程中的重点与难点,要进行详细讲授,而对学生能够看书理解的内容尽量在课堂上不予讲授。
2.2.要善于启发引导和总结,把知识的点、线、面结合起来交织成知识网络。
在教学过程中将知识系统化、条理化、专题化、网络化,让学生对所学到的知识由厚到薄再到厚。即先将知识用自己的语言进行提炼概括,形成知识网络,再将知识拓展开来。
3.存在的问题与应对方法
幼儿师范高等专科学校的学习是学生踏入社会前的最后一次有老师指导的系统学习阶段。因此,学生们争相学习与教师技能有关的各项技能,为毕业后能成为合格的小学教师打下坚实基础。但是高等数学课程中的知识却看似与此无关,因此不能完全激发学生的兴趣,甚至有些学生在学习过程中提出了“学高等数学有什么用”的疑问。这种疑问是隐藏在部分学生心中的疙瘩,授课教师如果不能及时做个解铃人来解开学生心中的疑问、激发学生的学习兴趣,教学质量就很难保证。
3.1联系小学数学教学内容,增加学生学习兴趣
学习兴趣是最好的老师。实践表明,在学生的学习过程中,授课教师的知识传授固然重要,但更重要的是学生学习动力的激发以及学习积极性、主观能动性的发挥。因此,授课教师在高等数学开篇可以把握学生“学高等数学有什么用”的心状介绍一些内容,争取在源头上打消学生的疑问,使他们明白为什么要学高等数学。如果有了坚定的信念,当以后学习遇到困难时,他们也不会轻言放弃。因此把高等数学与小学数学联系起来非常必要。在开学前几节课,教师可以通过例子讲明高等数学与小学数学的联系。
一般人认为小学数学与高等数学相差甚远,但它们之间不仅在内容方面,而且在思维形式方面都存在着密切的联系。如果站在高等数学的高度来理解小学数学,会使人感到小学数学的博大和精深;但如果能把小学数学的内容放在高等数学这一背景中理解,那将会对小学生学习和理解数学概念起到非常积极的意义。小学数学和高等数学之间在思维形式和内容间具有很强的互补性。
3.1.1内容的互补性
内容的互补性主要体现在以下几个方面:一、个别和一般。比如小学数学中有平均数的计算,平均数在高等数学中就是数学期望值的特例。如果站在数学期望的高度来讲解平均数,教师就会着重强调平均数和各个数之间的差异,学生就会知道全班数学平均分数和每个学生的分数,虽然都是分数,但是它们的意义是完全不同的。反之,如果学生只会计算平均分数,而没有把平均分数和每个学生的分数加以区别,那么学生只是多做了一些四则运算的习题。这样不仅不能活跃学生的思维,而且也不利于提高学生的学习兴趣。二、有限和无限。比如,在小学数学中无限循环小数和分数之间的互化问题,这一问题是高等数学中级数概念的应用,教师在教学中通过“0.9”、“0.99…9”和“1”之间关系的解释,就会让学生再一次体会极限的概念。
3.1.2思维形式的互补
思维形式的互补主要体现在以下几个方面:一、分析和综合。分析和综合是数学中常用的思维方法,“曹冲称象”这则故事正是分析和综合方法应用的实例。七岁的小曹冲以“称石头代称象”,运用的就是一种把整体分成若干较小而简单的问题,逐个地加以解决,从而使原问题得以解决的方法。二、比较和分类。在高等数学中可以利用同态、同构的方法把整数与多项式、矩阵与线性变换、多面体和平面图等建立联系。这就是比较、分类的方法。而小学数学中在学生掌握了自然数的四则运算法则的基础上,也是通过比较的方法使学生掌握小数的四则运算的。三、系统的方法。高等数学中的集合、向量空间、群等都是系统方法的应用。在小学数学中,如果利用这一思想方法不仅可以发展学生的思维,而且在解题时,可以化繁为简。
3.2培养学生自学能力,适当增加练习和思考时间
高等数学内容多,逻辑性强、课时相对较少,教学难度比较大。在这种情况下,教学应以重、难点为主,其它内容不能很详尽讲解,这样便要求学生必须有一定的自学能力才能学好这门课。当然,自学能力的培养离不开教师的正确引导,教师指导学生钻研教材和阅读参考书是提高学生自学能力的关键。教师在课堂上可以有意安排一部分内容和时间让学生自学,继而对自学内容中可能出现的问题及解答以提问的形式向学生提出并与学生共同讨论,经过多次锻炼,学生的自学能力会得到显著提高。授课教师还可以鼓励学生自己在课余时间选择一些教师讲解过的、自己认为已经理解的例题的解题过程再熟悉一遍。通过这些方法,不仅可以让学生自己发现学习过程中存在的问题、弄明白出问题的环节从而想办法解决,而且还能在无形之中提高学生的自学和独立思考的能力。
教师在课堂上留有一定时间,解答学生疑难问题,帮助学生及时消化课堂教学内容。这是因为教学中教师讲解之后,学生学习了基本理论,看懂了例题,不一定具备了分析问题和解决问题的能力。采取课堂指导练习的方式,给学生一定的练习时间,以便学生及时巩固所学的知识,这种讲练结合的教学方式,能调动学生学习的积极性,加深学生对课堂内容的理解。
3.3合理把握知识的深度
对于初等教育理科专业的学生,我们的培养目标不应该和数学系的学生一样,在知识深度上必须把握适当的度。在不放松基础教学大纲要求的基础上,对于性质、定理较难的证明应放弃,只做一些通俗易懂的解释。如果学生在数学学习中难题太多,本身又难以学会,学生常常产生畏难情绪,他们就会失去学好数学的信心和勇气。
本科期间,赵云龙于2011、2012连续两年参加“挑战杯”竞赛并取得优异成绩。2011年,其学术科技作品《钼酸锰/钼酸钴分级异质结构纳米线设计构筑与超级电容器性能研究》获得第十二届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛特等奖和湖北省第八届“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛特等奖;
2012年,以他为队长并围绕其科研成果组建的“帧科创业团队”获第八届“挑战杯”中国大学生创业计划竞赛铜奖和湖北省第七届“挑战杯”大学生创业计划竞赛金奖。由于其在科技创新方面的孜孜追求和取得的突出成绩,赵云龙于2012年4月荣膺“2011湖北大学生年度人物”称号,同时获年度绩优人物大奖,并先后获得校青年五四奖章、理工青年十大风云学子、校创新创业先进个人等多项荣誉,最终以年级第一的综合成绩保送本校2012级研究生,并获得直博生的资格。
赵云龙自2008年入校以来,刻苦学习,勤奋努力,成绩优异。大学四年,坚持参与科技创新,他主持的“钼氧化物复杂结构纳米材料器件组装与光电应用”项目获得2009年国家大学生创新性实验计划项目资助,并于2011年结题考核为优秀。赵云龙先后在《Nature Communications》(武汉理工大学首篇Nature子刊)、《Nano Letters》(影响因子:13.2)等国际重要刊物上发表SCI论文10篇,申请国家发明专利4项。2012年,又以第一作者身份在《PNAS》(美国科学院院刊)上发表了关于锂空气电池方面的研究论文,受到了包括《中国日报》、《光明日报》、美国“Research News on General Science”等大量主流媒体的广泛关注与赞扬,为锂空气电池领域的发展做出了积极贡献。
基于2009年的国家大学生创新性实验计划项目赵云龙进行了长期的科学探索实验,发表了一系列论文,经过校“创新杯”大学生课外学术科技作品竞赛、第八届“挑战杯”湖北省大学生课外学术科技作品竞赛、多次的模拟答辩以及大量的材料准备,他站在了第十二届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛终审答辩的现场。在最重要的专家封闭考察阶段,赵云龙从容地应答评委们一遍又一遍地提问与评审,当看到“武汉理工大学”颁奖典礼的舞台屏幕上出现时,他的眼泪禁不住地流出来了,内心那份喜悦难以言说。为了将自己的科技成果进一步投入应用,赵云龙牵头组建了“帧科创业团队”,参加了2012年湖北省第七届“挑战杯”大学生创业计划竞赛,最终获得湖北省金奖,同时他还作为主答辩手参与公开答辩环节并获得“最佳团队奖”。通过模拟创业,赵云龙期待自己的科研成果能够真正与社会发展进步相结合。
关键词: 大学生 课外学术科技活动 问题与对策
大学生课外学术科技活动是指高校大学生在学校和老师的倡导支持下,利用课余时间,以提高自身的能力与素质、培养科研精神和创新能力为目标所开展的科普、学术、发明,科技制作、科技开发和科技服务等形式的活动。[1]研究高校大学生课外学术科技活动存在的问题及对策,对于深化大学生课外学术科技活动,培养适应社会发展要求的创新型人才具有重要的现实意义。
一、大学生课外学术科技活动面临的问题
1. 科研态度不够端正。一是学生科技意识淡漠。对学术科技活动促进自身成长的重要性认识不足,普遍认为学术科技活动是一种“高不可攀”的活动,不是他们课程学习“份”内的事情,因而较少予以关注。二是重短期突击,轻长期研究,不能持之以恒。多以各级各类竞赛为中心,片面追求竞赛成果,[2]往往比赛活动结束后,就不再继续深入研究下去。三是重利益结果,轻能力提升过程。有的同学认为科研活动会消耗较多的时间和精力,如果最终不能获奖就更加得不偿失。
2. 课题选题不清。表现在:①不知如何选题。不注意在日常学习和工作中积累知识、寻找课题,导致前期准备不足,选题只能局限于本专业甚至是课本中已有明确结论的课题,视野不开阔,找不到正确的选题方法。②选题不合理,课题太大或是太小;③重复选题,选题多依学生兴趣爱好而定,缺乏足够的市场调查和社会需求分析,导致科研活动变成对别人研究的简单重复。④内容层次不能前沿化。未能关注人类社会生存发展的前沿。
3. 学生缺乏科研时间保证。搞科研必须有足够的时间投入,大学生课时多,任务重,又由于课程考试成绩是评价学生的主要标准,因此学生的精力主要都放在课程知识的学习上。一、二年级打专业基础,外语过级;三、四年级参加社会实践、准备考研、考公务员……影响了学生对课外学术科研活动精力的投入。因此,尽管各高校为营造学术氛围,纷纷举办不同形式的“学术讲座”,但实际参加的学生人数相对不多,而且大部分学生是应学院的硬性要求才参加的,讲座的教育效果并不理想。要让学生有时间投入科研,就要优化课程设置,让学生在课内学习,提高能力,在课外活动,参加竞赛,课内学习与课外科研要相互促进。
4. 师资指导力度不足。在“挑战杯”活动中,各高校为了竞赛出精品、出成果,往往集中精力对种子选手加强师资指导,如配教授予以重点培养,并给予科研经费大力资助。而普通多数的学生课外科研活动,则是由中青年教师担任。这些中青年教师教学任务繁重,科研压力大,而学生课外科研作为一项由团委组织和领导的青年学生第二课堂活动,既不计算教学工作量,在评职称中也没有硬性要求,因此,甚少教师为之投入大量时间和精力,导致大学生课外学术科技活动缺乏高质量指导,从而出现学生撰写科研论文格式不规范,文体不对,对研究目的、方法、手段、结果论证不清等问题,暴露出学生知识层次和结构不健全、不完善,实践动手能力低的一面。
5. 信息网络化利用率不高。目前高校都拥有比较先进的校园网络,但是在学生课外学术科技活动中的利用率却不高,表现为:一是没有使用网络进行学生课外学术科技项目管理,如选题指南,作品立项申报、成果提交、作品评审、成果展示等工作都是依靠人力进行宣传,力度不够,范围不广,程度不深,这在一定程度上影响了科技创新活动组织管理工作科学化、规范化;二是很多学生不懂得使用电子图书数据库资料,数据分析、数据查询和数据统计的网络利用能力低,难以保证科研活动的前沿性、科学性和高效性。
二、深化大学生课外学术活动的对策
进一步深化学生课外学术科技活动,应注意四个结合。
(一)学术科技活动和思想教育工作相结合。
通过思想政治教育工作,进一步强化学生的学术科研意识,夯实思想基础。引导学生明确参与学术科技活动对促进自身成长进步的重要作用:有利于不断培养自己严谨求实的科研态度,勤奋刻苦的求学精神,克服功利主义和短期行为,提高分析问题和解决问题的能力,使自己成为适应社会需要的“复合型”人才。引导学生在科研活动中提倡团队合作精神,鼓励学生在学习和科研中互相帮助,共同提高,发挥团体力量,开拓视野,拓宽学生分析、解决问题的思路。
(二)学生学术科研活动和学科建设相结合。
一是教师、科研人员吸收学生参与前沿课题研究。让学生承担课题研究中的部分工作,担任科研助手,学生通过直接参与这些课题,教师手把手传授有效的科研方法,培养学生的创造性的观察能力,思维能力和实践能力,一方面能提高学生的科研兴趣,同时有利于及时发现科研工作中的各种特色、有所“突破”;并保证了充足的科研经费和科研条件;使指导教师自身的科研工作和指导工作两不误,有助于研究工作的有效开展。教师能够及时发现学生科研活动中出现的各种偏差,保证项目有效、按时完成;指导学生正确地撰写科研论文;为学生今后的科研工作积累必要的经验。使学生能够逐步独立开展创新活动。
二是开展大学生科技创新活动,要充分利用有效的社会资源,要引进企业的资金来支持大学生科技创新活动,让学生与教师参与社会单位合作项目的研究,提高学生的科研能力。教师可以在指导实习过程中研究实习工作遇到的具体问题,或者是接受实习所在单位委托的研究任务,选送优秀学生到实习单位第一线,接触实践,注重社会经济价值,让教师带学生开展课外社会科研,及时把研究成果投入实践使用,并在实践中不断改进和连续创新,使学生课外科研活动与社会工作第一线实际需要相结合。
三是引导学生充分利用信息化网络进行数据查询、数据分析和数据统计,使学生课外科研活动能够在学科发展的基础上掌握前沿动态,把握时代脉搏,开创科研新高点,站在巨人的肩膀上攀登前进,保证科研活动的前沿性、科学性和高效性。
(三)学生课外学术科技活动和本科教学相结合。
大学生科技活动是全面推进素质教育的重要环节,应当纳入正常的教学轨道,作为培养学生创新素质的主要环节。主要对策有:1.对课程体系进行优化组合作出相应的调整,尽量采用先进的多媒体教学手段来提高教学效率,压缩理论教学的学时数,使绝大多数的学生有充足的时间参与科技活动,同时要求教师在教学中既要传授专业知识、书本知识,更要给学生传授更多的新知识、新信息,新技术,传授好的学习方法和科研方法,培养学生在学习中发现问题、分析问题和解决问题的能力。2.对参与指导的教师计算教学工作量,学生给予学分,对获奖的师生给予奖励,并在评先评优方面给予优先考虑等等。该措施必定会激励更多的师生参与到活动中来,扩大师生的参与面。另外必须创造活动条件,如实验设备、指导教师、经费等。3.开设论文撰写指导课程,传授论文撰写基本知识,让学生掌握论文层次结构,内容,格式等相应的规定和模式。
(四)学生课外学术科技活动与完善的组织实施体系相结合。
即由教务处、社科处与团委组成组织实施体系。1.由教务处通过计算教学工作量、教学奖评定、职称评定等措施调动教师积极性,通过给予学分、学生评优激励学生,组织课堂教学。2.由社科处列出各学科前沿选题指南,引导教师、学生课外科研选题紧扣社科前沿,使科研活动符合社会发展需求,解决现实问题;发挥社科网络项目管理优势,使用网络进行学生课外学术科技项目管理,包括立项申报、成果提交、作品评审等工作;发挥社科处学科专家库资源,组成教授委员会对学生课外科研作品进行立项评审、中期评审、结题评审乃至优秀作品的答辩等;通过借助计算机网络优势实行信息化管理,提高工作效率,确保活动与项目管理的质量。3.由团委加强宣传、广泛动员,精心设计组织好定期的学术科技活动,抓好每年的学术活动月,求实效,营造更加良好的学术科技活动氛围;组织学生开展社会实践活动,突出学生的主动性,推动课外科研,促进学生能力及综合素质的全面提高;搭建创新服务平台,组织学生参加各类创新科技竞赛:如“挑战杯”全国大学生课外科技作品大赛、创业设计大赛、数学建模竞赛、机器人大赛、全国大学生电子设计大赛等,从而推动科技活动的蓬勃发展。
参考文献: