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高職院校已成為高等教育隊伍中的一個重要成員,高等職業(yè)教育的健康發(fā)展,對相關產業(yè)的發(fā)展有不可忽視的推動作用。從學校小環(huán)境來看,高等職業(yè)院校若要創(chuàng)出特色、辦出水平、增強社會影響力,科學完善課程和教學建設是關鍵性的環(huán)節(jié);而高等數學是學生入學后首先接觸到的基礎課程,是理工農等類專業(yè)的重要基礎課。在高職院校中,打好高等數學基礎,不論是對學生后繼專業(yè)課知識的學習、思維靈活性的培養(yǎng)、還是進一步升學考試,都有非常重要的影響。教師在課堂教學中嚴謹的教風、敏捷的判斷能力和教學問題的靈活處理方式對學生的隱性教育作用,也是值得挖掘的教育因素。應進行必要的探究。對高等數學教學。

一、模塊教學的概念

過去幾年,一部分理工科學校借鑒發(fā)達國家流行的教育理論———CBE理論(“以能力為基礎”的理論),對專業(yè)課教學模式進行過改革,并且取得了比較理想的結果,積淀了一定的經驗。上世紀90年代末,高等數學的教學改革開展得如火如荼:根據不同的目的和要求,模塊的劃分有多種形式,如鄭州電力高等?？茖W校在高等數學教學改革中取得了一定的經驗,他們根據一定的分類標準,把高等數學課程分為三個教學模塊,即:數學理論(基本模塊)、數學實驗(擴展模塊)、數學建模(開發(fā)模塊);把數學建模作為高等數學的重要內容之一,并把高等數學更名為《技術數學》[1]。有的學校打破了原有教材“以元為中心”的內容體系的安排方式,遵循知識體系協調、有機銜接,解題過程向下兼容、學生建構知識的原則,把高等數學設計為:極限模塊(一元和多元函數統(tǒng)一定義、極限和連續(xù)性統(tǒng)一講授)、微分模塊(一元和多元函數的微分)、積分模塊(定積分、重積分、線積分和面積分統(tǒng)一定義)、級數模塊、方程模塊等[2],并提出了相應的教學實施方法,取得了很好的結果。按照數學模塊設置有利于學校靈活安排課程、有利于學生的自主學習、利于教師的合作交流和科研能力成長以及有利于學校特色發(fā)展原則,并根據我們學院的實際狀況,可把高等數學劃分為:一元函數的極限與連續(xù)、一元函數的微積分、空間解析幾何與多元函數的微積分、級數和常微分方程等模塊,分兩個學期(一學年)完成。根據高職學生的人數和專業(yè)要求,制作多個并行授課計劃,實施大課堂多媒體教學,每個計劃由兩個教師按時間順序依次交替完成。在講學期間,每個人的周課時數相當于模塊教學實施前的兩倍或更多一些,實行教師定點教室教學,一人上課期間(見表1),另一人作簡單的輔助工作(比如適當聽課、輔助批改作業(yè)等),并及時與授課者進行交流;剩余的時間,可集中精力查閱資料,進行相應的科研工作,做到教學科研相輔相成,強化教師隊伍建設,促進教師個人和學院的健康發(fā)展。在教學實施的過程中總結經驗,逐步完善模塊教學,形成我院自己具有特色的高等數學模塊教學理論與程式。

二、高等數學實施模塊教學的必要性

(一)高職院校學制的要求2004年2月28日,在全國高等職業(yè)教育第三次產學研結合經驗交流會上,國家教育部部長周濟明確指出:高職教育主要任務是以相關產業(yè)為重點加速培養(yǎng)高技能緊缺人才,高職教育的學制由三年逐步過度到二年。從國家指令性計劃方面分析,高職高專教育的學制有進一步縮小的趨勢,這對高職教育提出了更高的要求和更艱巨的任務,在既要力保基礎文化課教育體系完善和專業(yè)課程縱向教學有一定深入的基礎上,又要適應學制壓縮的要求。因此作為基礎課的高等數學教學模式的改革應首當其沖。

(二)高職院校對教師的要求高職院?；A課教師,雖然應把教學放在第一位,但科研活動也是不可缺少的。在課堂教學課時分散充斥整個學年的情況下,在盡職盡責處理教學工作的條件下,很少有足夠的精力和時間放在科研上。而實施模塊教學之后,有了集中的時間,就可以充分利用學校的教學科研資源,也可以外出學習先進經驗,以盡可能快的速度縮小我們與知名院校的差距。所以,從學院大局著想,對相應學科實施模塊教學會利大于弊。

(三)高職學生的特點大學生生理基本成熟,心理狀況比較穩(wěn)定,具有相對穩(wěn)定的價值觀和一定的審美能力。他們只身在外,學習、生活等方面需要有歸屬感和安全感,由于需要、動機、情感、態(tài)度、信念等方面的一致性,學生會自愿結成一定群體,這種集體沒有定員、無固定組織形式,群體的凝聚力靠成員間的志趣相投、心理相容,其中的成員會相互對比,發(fā)現自己的缺點、促成自己的優(yōu)點。因此,采取適當的教學方式,克服其消極面,正確引導這一群體向著教育預定的方向發(fā)展。在一定程度上,教師嚴謹的態(tài)度、科學教學設計的模塊教學可以促進學習群體的形成、引導學生向積極方面發(fā)展。

三、高等數學實施模塊教學的理論依據

沒有理論的實踐是盲目的實踐,沒有實踐的理論是空洞的理論?！罢胬砟呐率窃傧蚯岸嘧咭徊奖闶侵囌`”,任何事情走向了極端都終會走到它的反面。所以,模塊教學模式離不開科學的現代教育教學理論的指導。

(一)高等數學的特點“數是一切事物的本質”。恩格斯也說過:“任何一門科學,只有成功地應用了數學,才能達到真正完善的地步。”學生只有真正領悟到數學的特點,才能對數學產生間接興趣。從應用性角度看,高等數學作為一門重要的基礎課,至少有三個方面的特性:工具性、邏輯性和思辨性,學習高等數學是學生對后繼專業(yè)課學習、思維靈活性的培養(yǎng)、升學考試的必修課。從高等數學內容的邏輯結構方面分析,它雖然有一定的嚴謹性,但它的知識體系并不是絕對的線形結構,每一個知識單元又具有相對獨立性。例如高等數學可分為極限與連續(xù)、微積分、級數、常微分方程以及線性代數和概率統(tǒng)計等。在保證高等數學基本邏輯結構完整的基礎上,可以從知識體系的縱向或橫向進行整合,對高等數學實施模塊教學,這一點已經在一些學校得到了初步驗證。

(二)集體動力理論大學學習氛圍需要學習群體的帶動、教師的維護指導和學校的支持。集體動力理論是指來自這種群體內部的一種“能源”,即具有不同的智慧水平、知識結構、思維方式和認知風格的成員之間可以相互啟發(fā),實現思維、智慧上的碰撞,從而產生創(chuàng)新思維,使學生體會到一個人總不如集體更優(yōu),個體在集體中才能找到自尊、自重和發(fā)展動力。心理學家史穆克對課堂集體動力學作過分析,他依據學生自尊、自重的態(tài)度和學業(yè)成績變量關系所取得的大量數據總結指出,學生的學業(yè)成績跟他們的自尊、自重存在一定的關系。

(三)合作學習理論心理學研究表明,大學生的抽象思維能力已達到甚至高于一般成人的思維水平,范疇思辨性是大學生學習活動的重要特征之一。范疇是指一門學科的基本概念體系或稱概念群,思辨是指大學生在學習中的辯證思維,即大學生在學習過程中不僅要回答“是什么”、還要探索“為什么”以及事物之間有什么既定關系等;另一方面,大學生學習活動不但受外部環(huán)境的影響,更重要的是,他還會用自己的行為影響他人甚至整個環(huán)境,科學的教學模式對大學生的學習會起到事半功倍的作用。從心理學上看,這符合馬斯洛的需要層次說:人們不僅有生理的、安全的需要,還應有更高層次的需要,如缺失的需要、尊重需要、自我實現的需要。人在社會中就一定相互影響、相互作用,個體之間是相互依賴的。

(四)建構主義理論建構主義理論認為知識不是通過教師傳授所得到的,而是學習者在一定的情景下,即一定的社會文化背景下,借助于他人(如教師和學習伙伴)的幫助、利用一定的學習材料,通過學習主體的“意義建構”而獲得,同時又不能忽視教師的指導和影響。這一理論認為教師是學生進行“意義建構”的幫助者和促進者,情景、協作、會話和意義建構是學習的四大要素。其基本觀點從微觀的角度為我們的教學理論和實踐指明了方向。

1.知識觀:知識不是主觀的,也不是客觀的;知識是一種解釋、一種假設,而不是問題最后的答案,它會隨著人類的進步將不斷地得到修正、完善,并隨之出現新的假設[3],這種解釋或假設依賴于具體的情景以及學習主體的原有認知結構。知識包括結構性知識與非結構性知識,非結構性知識是指個體在具體情境中形成的、不規(guī)范的、非正式的知識或經驗。

2.學習觀:知識“是個體在與環(huán)境交互作用的過程中逐漸建構的結果”。學習是同化順應的過程,是一個動態(tài)的平衡過程。學習是個體在情景化的學習過程中發(fā)揮其主動性和能動性,以長時記憶中的內容和傾向力為依據,對信息進行主動判斷、選擇和處理,從而建構起關于事物及其過程的表征。學習是一個多向建構的過程。

3.教學觀:在主客體相互作用中,由于外部環(huán)境和教育的不斷刺激而向個體提出的新要求,從而引起的個體新需要與其已有的心理發(fā)展水平或心理狀態(tài)之間不一致所導致的不平衡(認知沖突),這是人心理發(fā)展的內在原因。教學就是教師探討如何制造這種“不平衡”,并設法幫助學習者達到暫時平衡,以求得受教育者心智的不斷發(fā)展。

四、高等數學模塊教學的優(yōu)缺點

(一)為教師合作提供更多時空條件

模塊教學要求先后任課教師的教學要具有連續(xù)性,實施不同教學計劃的教師之間需要橫向溝通,教師在教學關系上相互制約、互為條件,因此具有共同的成功機會。教師以共同的課程教學要求為中心,促成集體備課、展開課題討論,為教師的教學與科研提供了時空條件(如模塊教學的概念部分所述)。

(二)強化教師縱向深加工教材以及對多媒體技術的使用CAI進入課堂,計算機快速運算和靈活輸出的功能,使得復雜的問題可以適當簡化,抽象的問題可以適當具體化。根據教育理論,只要建立起相應的數學模型,使抽象的概念基于具體的幾何形象,就可以幫助學生深入淺出地領悟所學內容,并且能促使學生把所學知識與具體形象的信息結合,快速進入長時記憶系統(tǒng)。例如,利用PPT進行文字和靜態(tài)圖像的傳輸、利用FLASH對切線等動態(tài)概念的演示、以及利用Maple的二維和三維Graphic功能對空間圖形的多角度動態(tài)觀察……多種媒體軟件的結合會在課堂教學中收到非常理想的效果。實施模塊教學,教師有較充足的時間和精力進行多媒體教學設計,可以充分合理利用學校的教學設備,發(fā)揮先進教學工具的巨大作用,不會因時間緊、機器資源少而發(fā)生沖突,也能為教師的精心備課、優(yōu)秀課件制作相對減少工作量。因此,高等數學模塊教學與CAI的結合,可以有效地解決常規(guī)教具所不能完成的復雜教學任務,揭示問題的本質和內在聯系,優(yōu)化課程結構,提高教學質量。

(三)為教師更好地交流創(chuàng)造機會相互聽課有利于教師之間相互學習、取長補短。但是,目前教師課時多而分散,課外時間還要處理備課、改作業(yè)等其他教學環(huán)節(jié),這樣教師們在時間上總會有所沖突,因而教師之間相互學習、集體備課的機會少的可憐。實施模塊教學,會使教師之間的教學時間相對分散,教師可以相互配合、相互學習、共同處理學生作業(yè)問題和學生學習問題。當然模塊教學也存在缺點:模塊教學縮小了教師教學內容的范圍,如果教師之間配合默契程度不高(如集體備課不充分)、教師的專修能力不強或缺乏上進心,高等數學的模塊教學模式就會窄化教師的知識結構,對師資隊伍建設起消極作用。

五、結語

目前,高等數學模塊教學與CAI結合在我國尚處于起步和探索階段,高等數學的CAI還有比較大的探索空間,我們借模塊教學機會,花大力氣在教學實踐中逐步完善高等數學CAI教學材料,對不斷提高我院高等數學的教學質量有諸多益處。在高等數學教學改革和課程研究中,我們取得了一些經驗,但也存在不少認識問題。如在過分強調“為專業(yè)服務”以及數學的工具理性的觀點中,忽視了數學的思維訓練對培養(yǎng)學生的智力和悟性的作用,往往造成學生的邏輯思維能力弱的后果;教學中很少合理地利用多媒體技術進行教學,課堂教學也不能擺脫“以講例題為主”的教學模式,仍帶有“應試教育”的痕跡。若要改變這種現狀,就需要進一步理清思路,防止空談,掌握改革的方向,把課程與教學改革落到實際教學工作中、落實到具體行動中。