基于建構(gòu)主義的工科類高等數(shù)學(xué)課程教學(xué)改革

基于建構(gòu)主義的工科類高等數(shù)學(xué)課程教學(xué)改革第24卷第2期2010年3月湖南工業(yè)大學(xué)JournalofHunanUniversityofTechnologyVo1.24NO.2Mar.2010基于建構(gòu)主義的工科類高等數(shù)學(xué)課程教學(xué)改革劉東南,黎小蘭(湖南工業(yè)大學(xué)理學(xué)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(xué)課程教學(xué)改革的觀點(diǎn),分析了高等數(shù)學(xué)課程基于建構(gòu)主義教學(xué)改革的必要性及實(shí)施建構(gòu)主義教學(xué)的要點(diǎn),指出了工科類高等數(shù)學(xué)課程基于建構(gòu)主義教學(xué)改革所存在的問題.提倡在工科類高等數(shù)學(xué)課程教學(xué)中應(yīng)大力推進(jìn)建構(gòu)主義教學(xué)觀,以提高教學(xué)質(zhì)量.關(guān)鍵詞:建構(gòu)主義;高等數(shù)學(xué);教學(xué)改革中圖分類號(hào):G642.0文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A文章編號(hào):16739833(2010)02-0058-03ConstructivismBasedTeachingReformofAdvancedMathematicsinEngineeringMajorsLiuDongnan,LiXiaolan(SchoolofScience,HunanUniversityofTechnology,ZhuzhouHunan412008,China)Abstract:Recommendssomeadvicesaboutadvancedmathematicsteachingreformbasedonconstrutivismtheoryinengineermaiors.Analyzesthereformnecessityandmainpointsofitsimplementationandpointsouttheexistingproblemsofthereform.Promotestoadvanceconstrutivismviewsinhighermathematicsteachinginengineeringmajorsandimprovethequalityofteaching.Keywords:constructivismtheory;advancedmathematics;thereformofteaching0引言21世紀(jì)將人們帶人了知識(shí)經(jīng)濟(jì)的時(shí)代,在這樣的時(shí)代背景下,改革教學(xué)方法,提高學(xué)生的綜合素質(zhì),是知識(shí)經(jīng)濟(jì)的需要,是學(xué)習(xí)社會(huì)的需要,是高等教育改革的需要,更是學(xué)生個(gè)體可持續(xù)發(fā)展的需要.在當(dāng)今教育界有一個(gè)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(xué)是各高校工科類大一學(xué)生必修的一門基礎(chǔ)課程,也是學(xué)生進(jìn)入大學(xué)后最先接觸的課程之一,因而,高等數(shù)學(xué)在培養(yǎng)創(chuàng)新型人才方面肩負(fù)非常重要的責(zé)任.本文結(jié)合建構(gòu)主義教學(xué)的理論基礎(chǔ),就長期的教學(xué)實(shí)踐中遇到的一些問題,提出了高等數(shù)學(xué)教學(xué)改革的一些觀點(diǎn),以推動(dòng)高等數(shù)學(xué)教學(xué)的改革和教學(xué)質(zhì)量的提高.1建構(gòu)主義的內(nèi)涵20世紀(jì)80年代末至90年代初,建構(gòu)主義理論作為認(rèn)知學(xué)習(xí)理論的進(jìn)一步發(fā)展在西方流行并流傳到我國.建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論源于瑞士著名心理學(xué)家皮亞杰的認(rèn)知發(fā)展論,他認(rèn)為人的活動(dòng)是對外界刺激作出的反應(yīng),但這種反應(yīng)不同于動(dòng)物的本能反應(yīng),而是受認(rèn)知結(jié)構(gòu)支配的智慧活動(dòng)】.后來維果斯基在說明教學(xué)與發(fā)展的關(guān)系時(shí),提出了最近發(fā)展區(qū)這一重要收稿日期:2009-0915基金項(xiàng)目:湖南工業(yè)大學(xué)教學(xué)改革基金資助項(xiàng)目(09E65)通信作者:劉東南(1983-),男,湖南邵陽人,湖南工業(yè)大學(xué)教師,主要從事大學(xué)高等數(shù)學(xué)教學(xué)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(xué)課程教學(xué)改革59概念.他認(rèn)為教學(xué)必須要考慮學(xué)生已達(dá)到的水平并要走在發(fā)展的前面;學(xué)生現(xiàn)在水平與經(jīng)過他人幫助可以達(dá)到的較高水平之間的差距,就是最近發(fā)展區(qū).2O世紀(jì)50年代末至6O年代初,美國著名心理學(xué)家布魯納提出了教學(xué)要以學(xué)習(xí)者為中心的理論,他提倡發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí),即知識(shí)不是由教師灌輸給學(xué)生,而是學(xué)生在教師的指導(dǎo)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(jìn)者或引路人.著名心理學(xué)家奧蘇貝爾在1978年提出有意義的學(xué)習(xí)理論3】,即認(rèn)知結(jié)構(gòu)同化論,認(rèn)為影響學(xué)習(xí)最重要的因素是學(xué)習(xí)者頭腦中已有的知識(shí),教師應(yīng)根據(jù)學(xué)生已有的知識(shí)進(jìn)行教學(xué).以上觀點(diǎn)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(xué)生為中心,強(qiáng)調(diào)學(xué)生對知識(shí)的主動(dòng)探索,主動(dòng)發(fā)現(xiàn)和對所學(xué)知識(shí)意義的主動(dòng)建構(gòu),學(xué)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(xué)課程基于建構(gòu)主義教學(xué)改革的必要性2.1去除傳統(tǒng)商等數(shù)學(xué)課程教學(xué)弊端的耍求傳統(tǒng)的高等數(shù)學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)上,抄,搬,套的現(xiàn)象比較普遍,阻礙了學(xué)生的能力和智力的發(fā)展,教學(xué)方法基本上是強(qiáng)調(diào)知識(shí)傳授的保姆式教學(xué),忽視了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和創(chuàng)造性的發(fā)揮,把數(shù)學(xué)知識(shí)看成是現(xiàn)成的東西,強(qiáng)教給學(xué)生.這些現(xiàn)象必然會(huì)挫傷學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,會(huì)導(dǎo)致課堂教學(xué)效益低下.因而,教育者不得不進(jìn)行教學(xué)改革,構(gòu)建新的提高教學(xué)效益的教學(xué)模式.2.2提高學(xué)生學(xué)習(xí)能力和數(shù)學(xué)素質(zhì)的要求一般理工科類大學(xué)生從小學(xué)到大學(xué)畢業(yè),至少要學(xué)13a數(shù)學(xué),耗費(fèi)了十幾年的光陰,那他們學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的感覺如何,收效又如何呢?在廣泛調(diào)查后獲知:學(xué)生們普遍認(rèn)為數(shù)學(xué)難學(xué),抽象,易忘,特別在大學(xué)畢業(yè)后他們認(rèn)為數(shù)學(xué)忘得快,感覺不到數(shù)學(xué)的廣泛應(yīng)用性.針對此現(xiàn)象,教育者應(yīng)改革高等數(shù)學(xué)教學(xué)方法,形成數(shù)學(xué)教育的新方法,新思路,以提高高等數(shù)學(xué)教學(xué)質(zhì)量,促進(jìn)大學(xué)生專業(yè)學(xué)習(xí)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(xué)課程實(shí)施建構(gòu)主義教學(xué)的要點(diǎn)3.1根據(jù)學(xué)生認(rèn)知水平,適當(dāng)重組教學(xué)內(nèi)容學(xué)習(xí)心理學(xué)家奧蘇貝爾在他的教育心理學(xué)扉頁上寫道:如果我不得不把全部心理學(xué)還原為一條原理的話,那么我將說影響學(xué)習(xí)最重要因素是學(xué)生已經(jīng)知道了什么,根據(jù)學(xué)生原有知識(shí)狀況進(jìn)行教學(xué).【4所以,教師首先要了解學(xué)生已經(jīng)掌握了什么,并在此基礎(chǔ)上來選擇合適的教學(xué)內(nèi)容.例如,學(xué)生在中學(xué)已經(jīng)學(xué)習(xí)了極限的通俗定義,教師就可以在其基礎(chǔ)上用兩個(gè)既變又不變的量來代替兩個(gè)任意趨近,使學(xué)生比較容易接受極限的8語言定義;若學(xué)生已經(jīng)忘記了極限概念的通俗定義,則有必要引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行適當(dāng)?shù)膹?fù)習(xí)回顧,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(kuò)招后,大學(xué)生數(shù)學(xué)基礎(chǔ)差別比較大.因而,教師在教學(xué)內(nèi)容的選擇上要有層次性和針對性,考慮學(xué)生的差異性,適當(dāng)重組教學(xué)內(nèi)容,要把知識(shí)修剪得適于學(xué)生構(gòu)建.對于一些學(xué)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(dǎo)數(shù)等,應(yīng)強(qiáng)調(diào)其數(shù)學(xué)背景和適用條件,并在高中學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上加深理解,提高認(rèn)知層次,高屋建瓴.工科類高等數(shù)學(xué)教學(xué)中,不能只突出實(shí)用,不能將學(xué)生看成只會(huì)運(yùn)用公式和法則的機(jī)器.要強(qiáng)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(yùn)用.在教學(xué)中,可以將在數(shù)學(xué)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(shí)點(diǎn)的研究,探尋發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造該知識(shí)點(diǎn)的過程及所用的科學(xué)思想方法,讓學(xué)生用自己的思維方式去發(fā)現(xiàn),接受該知識(shí)點(diǎn).承認(rèn)學(xué)生為學(xué)習(xí)的主體,給學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)權(quán),從而增強(qiáng)了高等數(shù)學(xué)教學(xué)的針對性,實(shí)效性和感染力.3.2根據(jù)學(xué)生認(rèn)知水平,做好教學(xué)活動(dòng)的設(shè)計(jì)建構(gòu)主義教學(xué)觀認(rèn)為知識(shí)的構(gòu)建受時(shí)間,空間和環(huán)境的影響,認(rèn)為學(xué)習(xí)過程與其思維方式循序漸進(jìn)的發(fā)展過程緊密聯(lián)系】.因而,教師在設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)時(shí),要從學(xué)生的認(rèn)知經(jīng)驗(yàn)和生活經(jīng)驗(yàn)出發(fā),努力營造氛圍,讓學(xué)生主動(dòng)地,積極地參加到發(fā)現(xiàn)和研究的境界中來,教師應(yīng)成為學(xué)生建構(gòu)學(xué)習(xí)的促進(jìn)者;要善于運(yùn)用分析,聯(lián)想,類比等手段,將復(fù)雜問題用淺顯的形式展現(xiàn)出來,讓學(xué)生有一種輕靈飄逸,舉重若輕的感覺,使學(xué)生產(chǎn)生求知欲望和熱情,使學(xué)生明確學(xué)習(xí)目標(biāo),激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性.3.3加強(qiáng)溝通,促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)參與教學(xué)高等數(shù)學(xué)的教學(xué),應(yīng)以學(xué)生為教學(xué)活動(dòng)的主體,以教師為主導(dǎo),培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì).在教學(xué)的過程中,可通過優(yōu)秀學(xué)生代表的表率作用來調(diào)動(dòng)其他學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的積極性,鼓勵(lì)學(xué)生各抒己見,共同討論,努力營造一個(gè)師生平等交流的平臺(tái).對于學(xué)生的不同見解,教師不能權(quán)威性地強(qiáng)加,而應(yīng)以更有深度,更有邏輯性和綜合性的觀點(diǎn)來加以統(tǒng)領(lǐng),使學(xué)生的領(lǐng)悟更深刻.對于學(xué)生的每一個(gè)想法,都要以60湖南工業(yè)大學(xué)2010年欣賞的眼光去看待,發(fā)現(xiàn)其閃光點(diǎn),總結(jié)其合理之處;要善于從學(xué)生討論問題時(shí)的錯(cuò)誤答案中尋找積極的一面,鼓勵(lì)學(xué)生做進(jìn)一步的探究.在學(xué)生自主構(gòu)建自己的數(shù)學(xué)知識(shí)體系時(shí),教師應(yīng)不失時(shí)機(jī)的從不同角度給不同層次的學(xué)生以充分肯定,鼓勵(lì)和贊揚(yáng),誘發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性.3.4增加專業(yè)知識(shí)的滲透,增強(qiáng)數(shù)學(xué)知識(shí)的實(shí)用性教師要找準(zhǔn)專業(yè)知識(shí)的滲透點(diǎn),了解所講授的知識(shí)與專業(yè)知識(shí)的結(jié)合所在,加強(qiáng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)來解決專業(yè)學(xué)科教材中的數(shù)學(xué)問題的能力,打破學(xué)生學(xué)好部分專業(yè)課程的瓶頸,從而提高學(xué)生對數(shù)學(xué)知識(shí)的實(shí)際運(yùn)用能力.例如,對于電類專業(yè)的學(xué)生,可以將傅里葉級(jí)數(shù)在電學(xué)中的應(yīng)用作為課堂例題來進(jìn)行講解;對于土木類學(xué)生,可以將二重積分中矩的概念與其在工程力學(xué)里的實(shí)際含義結(jié)合起來進(jìn)行教學(xué).為增強(qiáng)學(xué)生對高等數(shù)學(xué)知識(shí)的感性認(rèn)識(shí),可以適當(dāng)開設(shè)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課,學(xué)習(xí)Mathematica,Matlab,幾何畫板等應(yīng)用廣泛的數(shù)學(xué)軟件,加強(qiáng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)原理和方法解決實(shí)際問題的能力,提高學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣.例如,運(yùn)用數(shù)學(xué)軟件求導(dǎo)數(shù),積分,解微分方程,把函數(shù)展開成冪級(jí)數(shù)等復(fù)雜的運(yùn)算以及繪制空間曲面的圖形,演示級(jí)數(shù)的部分和逼近函數(shù)的情況,練習(xí)最小二乘法等.4工科類高等數(shù)學(xué)課程基于建構(gòu)主義教學(xué)改革必備條件4.1提高教師的業(yè)務(wù)水平教師若沒有深厚的底蘊(yùn)做基礎(chǔ),不僅難以駕馭課堂,也難以與學(xué)生進(jìn)行多方面的交流互動(dòng).數(shù)學(xué)教師還要廣泛學(xué)習(xí)和了解所教學(xué)生的專業(yè)的一些基本知識(shí)及其與數(shù)學(xué)學(xué)科的聯(lián)系,從而擴(kuò)大視野,有效地開展教學(xué)改革.4.2更新教學(xué)配套設(shè)施高校應(yīng)加強(qiáng)教學(xué)硬件設(shè)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(xué)教學(xué)教改活動(dòng).高等數(shù)學(xué)教材改革也勢在必行,應(yīng)與高中數(shù)學(xué)教材內(nèi)容更好銜接,跟上高中數(shù)學(xué)教學(xué)改革的步伐.5結(jié)語在工科類高等數(shù)學(xué)教學(xué)過程中實(shí)施建構(gòu)主義教學(xué)法,能夠使學(xué)生真正成為教學(xué)活動(dòng)的主體,成為教學(xué)活動(dòng)的重點(diǎn),使學(xué)生的積極性和潛能得到充分的發(fā)揮,使教師高超的教學(xué)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(xué)教學(xué)中,教育者應(yīng)大力推進(jìn)建構(gòu)主義教學(xué)觀,以提高教學(xué)質(zhì)量及幫助學(xué)生構(gòu)建其知識(shí)體系,提高其應(yīng)用數(shù)學(xué)的能力.參考文獻(xiàn):t】陳鼎興.數(shù)學(xué)思維與方法M】.南京:東南大學(xué)出版社,2003.ChenDingxing.TheConceptionandMethodofMathematicsM】.Nanjing:SoutheastUniversityPress,2003.【2張大均.教育心理學(xué)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(xué)教學(xué)觀與高師數(shù)學(xué)課堂教學(xué)改革【J】.通化師范學(xué)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(xué)教學(xué)研究【J.赤峰學(xué)院:自然科學(xué)版,2009(7):7-8.ZhangHouchao,NiuHuawei.TheResearchaboutTeachingofAdvancedMathematicsBasedonConstructivisi