运用数学软件开展高校数学基础课程改革初探

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 运用数学软件开展高校数学基础课程改革初 探 作者:曹海鹏,何珊,邵露,谭洪新,黄旭雄 来源:《教育教学论坛》2017 年第 44 期 摘要:作为理工科专业基础课的高校数学基础课程,在教学效果和学习体验上差强人意。 本文阐述了在数学基础课程中运用数学软件的模式与意义,论述了运用数学软件开展数学基础 课程在知识掌握衡量标准、学科专业背景融入、课外拓展活动需求和今后工作学习需求的四大 立足点,并为这一数学教学模式提出了加强学科支撑、实施分层教学、更新学分认定、加大资 源统筹的推进措施和建议。 关键词:数学基础课程;数学软件;学科专业支撑;课程改革 中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)44-0121-03 高校数学基础课程是国内高校理、工、农、医类专业的基础课程,能够为学生掌握其他领 域的学科知识奠定基础。在数学基础课程的教学中,普遍存在教师投入大、学生接受难、教学 管理愁的严重问题。因此,如何采取有效理念或举措提升高校数学基础课程的教学效果,无疑 已经成为国内各高校面临的实际难题。最近几年,国内部分高职院校尝试结合数学软件进行教 学,且取得了不错的效果。如山东工业职业学院[1]在给信息图文印刷专业的学生讲授数学资 料的编辑一章时,采用 MathType 软件的教学效果远优于传统讲授,学生能够在 45 分钟内基本 掌握相关知识;还有学者提出[2]在数学课教学中运用数学软件辅助运算板书、借助数学软件 开设数学实验的思路。由此可见,采用数学软件开展数学基础课程教学不失为解决问题的方案 之一,能够达到教师、学生、学校三方共赢的效果。鉴此,本文阐述了在数学基础课程中运用 数学软件的模式与意义,论述了运用数学软件开展数学基础课程的四大立足点,并提出了相应 的措施和建议,以期为高校数学基础课程教学的创新提供科学参考。 一、高校数学基础课程教学现状 高校数学基础类课程主要包括高等数学、线性代数、概率论与数理统计等课程。在数学基 础课程的教学中,普遍存在教师投入大、学生接受难、教学管理愁的问题。从教师教学角度而 言,教师往往投入大量工作,除去正常课堂时间外,还需投入大量的批改作业、课后答疑、期 中考试出卷、排考、批卷的时间。就上海海洋大学数学基础课来说,大多数课程是每周布置课 后习题,任课教师对每份作业进行批改、评讲和订正;在晚自习中专门开辟课后答疑时间。即 便教师们投入如此之多的精力,数学基础课的成绩依旧不甚理想,近 4 年以来,水产类专业在 高等数学、概率论与数理统计、线性代数课程上的平均分约为 75 分,线性代数的均分略高于 另两门课程,却也低于 80 分。从学生的学习体验角度而言,数学基础课程难度高、学习的投 入与产出比严重偏低、今后实际运用少,抱着这样的消极抵触的学习心态,学生往往采取回避 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 的姿态去面对一些较难的知识点。因此,在数学教学实践中,学生往往在学习中出现后劲不足 的现象。以上海海洋大学 8 学分的高等数学为例,在第一和第二学期各安排 4 学分,不论是年 级群体还是各专业班级,往往出现第二学期不及格率比第一学期高出 10 个百分点的现象。而 该现象主要由以下三个方面因素造成。 (一)以往知识基础的支撑作用逐渐减弱 学生在入学第一学期的数学基础类课程学习中能够较多地利用到高中时所学的知识,如微 积分、排列组合等,因而即使在第一学期花费的学习努力不多,也能够依靠高中的旧知识勉强 通过考试。而此时这部分同学已堆积了较多的学习障碍,使其难以进一步了解更为深入的知识 点,因此陷入恶性循环的怪圈。 (二)学生自控及时间安排能力欠缺 高校数学基础课一般都安排在第一学年,由高中初入大学,许多学生难以适应自主选课、 自主学习的模式。一方面,学生在为自己第二学期选课时缺乏经验,选课过多,课表过满,导 致数学学习时间和注意力过度分散,无法集中精力学习数学;另一方面,大一时学生社团及课 外活动十分丰富,而学生在平衡学习和课外活动时往往缺乏自控自制力,在考试结果出来后方 才后悔不迭。 (三)对知识及学习过程必要性认可度低 由于信息化和互联网的高度发达,目前大学生通过网络接受到的信息量广而多,同时也使 他们在不自觉中形成自主筛选信息的意识,对于信息的功能和有效性他们十分重视。从教师教 学的角度来说,由于数学是基础学科,与现实应用有一定的距离,因此往往难以在知识的有用 性上说服学生。 二、数学软件在高校数学基础课中的运用思路 运用数学软件开展数学基础课,主要是以数学软件作为工具和线索,在讲授知识点的同 时,介绍该知识点在软件中的体现,以及在讲解软件功能时介绍其所蕴含的理论知识点。以概 率论与数理统计课程为例,教师在讲授方差分析知识点时,可打开 SPSS 软件中的单因素 ANOVA 分析功能,现场示范方差分析知识点如何运用于软件中,以及软件中 ANOVA 分析过 程如何体现该知识点。这样,学生通过课堂现场示范软件,从感性上加深了对知识点的印象; 通过软件运用和知识点讲解的比对,很容易了解知识点的应用范围和操作流程,对知识点的有 用性更加认可和肯定;在课堂上能够完成理论与实践的融合,在理解知识的同时掌握到相应的 统计学技能。 三、运用数学软件开展数学基础课的立足点 (一)数学软件操作是衡量数学知识掌握情况的标准之一 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 在知识领域,理论与实践相辅相成、互为基础,理论来源于实践也运用于实践。古语云 “纸上谈兵终觉浅,绝知此事要躬行”说的就是这个意思。数学知识也是如此,掌握基础数学知 识的最终目的和数学知识的体现方式之一就是数学软件的熟练运用,且能通过运用数学软件较 好地解决实际问题,这是在数学基础课堂中运用数学软件的首要出发点。 (二)以数学软件开展教学有利于学科背景的融入 在数学基础课程教学过程中融入一些学科专业研究

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