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[摘要]大学数学教学中需要重视学生数学素养的培养。学生数学成绩的好坏与学生自身的数学素养有着密切的联系。对于一些具备良好数学素养的学生而言,他们有着较强的独立思考能力,能够较为容易理解深奥数学定理以及复杂的数学公式,较易接受新的数学理论知识,具备举一反三的能力。反之,对于某些缺乏数学素养的学生而言,他们普遍缺乏深入理解数学知识以及独立思考的能力,学习方式较为机械,不易接受新的数学理论知识,学习成绩也普遍不佳。因此,教师为了提升学生的数学成绩,需采取有效的教学方式提高学生的数学素养。
[关键词]大学数学;教学培养;数学素养
对于大学数学教师而言,应当关注学生数学素养的提升。学生数学素养的提升不仅有助于数学知识的传播,而且还能促进学生自身的全面发展。通过采取有效的教学方法,可以使原本枯燥的数学知识变得生动有趣,通俗易懂。通过不断培养学生的独立思考能力以及自主探究能力,可以激发学生的学习兴趣,调动学生学习的积极性,提高学生的数学感悟能力,从而加深学生对数学知识的理解。教师不能仅仅要求学生死记公式、定理或者固化的解题技巧,要使学生体会到数学思想的重要性,加强对学生数学思维的培养,进而使学生形成较高的数学素养。
一、大学生数学素养的内涵概述
数学素养是后天环境教育产生的结果,教师应当通过各种有效的方式提高学生的数学素养。数学素养主要包括以下几个方面。第一,数学知识。数学知识是数学素养提升的重要前提以及基础性因素。大学教师在开展数学教学的过程中,首先要让学生掌握数学知识。数学知识类型较多,总体而言包括下列三种类型,即基本知识、策略性知识以及经验性知识。基本知识包括数学原理、数学概念以及数学法则等;策略性知识要求学生懂得如何解答数学问题,让学生掌握解答数学题目的技能以及方法,包括解答数学问题的思维模式,通过向学生传授数学策略性知识,能够提升学生解答题目的质量以及效率;经验性知识是学生在学习过程中获得的某种经验。总之,数学知识对于学生提升数学素养具有十分重要意义,是学生数学素养培养的基础。第二,数学能力。数学能力是数学教育之后产生的一种结果。它体现在学生的能力与智力两个方面。能力主要包括想象能力、创新能力以及数学交流能力。智力主要包括记忆能力、思维能力、想象能力以及观察能力。数学能力的提升能促使学生具备良好的解决未知问题的技巧和技能。第三,数学思想。在对学生进行数学素养培养的过程中,应当注重体现数学思想。例如,数学归纳思想、数形结合的思想、类比的思想、局部线性化思想等。数学思想能够促使学生构建数学观念,是学生在学习过程中对数学问题进行分析解决时的一种思维升华。第四,数学品质。数学品质是个体在心理素质以及生理素质的基础上,通过有效的后天社会实践活动逐渐发展起来的。数学品质主要包括个性、品德以及思想。衡量学生是否具备数学品质,主要是观察学生是否对学习感兴趣,是否具备浓厚的数学情感。如果学生对于数学充满兴趣以及热情,就可以认为学生具备良好的数学品质。此外,数学品质还包括社会意义层面上的个性特征以及个性品质,例如良好的数学动机以及优秀的数学品格等。
二、大学数学教学对学生数学素养培养的必要性
大学数学教学过程中应当高度重视对学生数学素养的培养。例如,相比于研究常量的初等数学,高等数学是研究变量的学科,其中极限的思想又贯穿始终。但是,对极限严格数学定义的理解涉及非常抽象化的“ε-N”语言。这就要求大学数学教师通过归纳类比、动态演示、几何描述等多种方式促使学生真正掌握这部分内容。数学学科是一门综合性文化学科,具备了德育价值、素质教育、科学价值、文化价值等多种功能。培养学生的数学素养很有必要,它能够提升学生的民族素养,使学生适应社会发展的需要,同时能促进学生传播数学文化知识。
(一)提升学生的民族素养
极限的思想在中国古代就有过研究。例如庄子的“一尺之锤,日取其半,万世不竭”,以及刘徽的“割圆术”。但是对此问题背后的现象,古代的中国人却没有深入的研究,更没有建立系统的学科。而西方的数学家们由于其数学思想以及数学素养得到了保持与延续,这使得他们最终提出了极限,创立了微积分。可见,对于大学生而言,提高他们的数学素养有助于提高他们的民族素质。
(二)适应社会发展的需要
数学在天文学、力学、生物学、工程学、经济学等多个分支中都有着越来越广泛的应用,特别是计算机的发明更加促进了这些应用的发展。只有具备一定的数学基础,才能高效地参与到社会活动中;只有具备较高的数学素养,才能对现实问题有深入的理解,同时采取合理的方式解决现实中的问题。随着科学技术的快速发展以及信息时代的到来,数学素养将直接影响到公民的信息处理能力以及吸收能力,关系到人们日常生活与工作的方方面面。如果缺乏数学素养,也难以学好其他学科,比如化学、物理等学科都需要学生具备良好的数学基础。在大学数学教育过程中应当注重对学生数学素养的培养,促使其掌握数学研究方法、思想方法以及推理方法。只有这样,才能让学生在日后的学习和生活中应用数学思想以及方法,提升其适应社会的能力。
(三)促进学生自身的全面发展
加强学生数学素养的培养,不但能够促使学生实现个体的全面发展,而且能够提高学生的思维能力以及想象能力。此外,学习数学还能够培养学生的辩证唯物主义思想。例如,微分和积分本质上是对立的,一个是表示局部概念,另一个是表示整体概念。但是,微积分基本定理却将二者和谐地统一在一个表达式之中,这体现了马克思主义哲学中的对立统一思想。上述能力的提高对于学生今后的发展具有十分重要的意义。在培养学生的数学素养过程中,关键是要提升学生的数学意识。这要求大学数学教师转变思想观念,不要一味地赶教学进度,照本宣科,日复一日重复多年使用的教案。这样的教学不仅难以激发学生的学习兴趣,调动学生的学习积极性,甚至会导致学生逐渐丧失学习的信心和热情。此外,还要注重数学思想以及数学精神的传播,帮助学生形成对数学的独特认识,帮助学生建构数学意义,促使学生的创造性思维得到培养与锻炼。最后,培养学生的数学素养有助于学生形成正直、诚实以及勇敢的品质。数学要求实事求是,能够促使学生形成诚实以及正直的品质。在数学学习中遇到的各种困难,能够促使学生在困难面前形成勇敢自信的品质。
(四)传播数学文化
培养学生的数学素养能够促使数学文化得到传播。数学本身和数学文化有着密切的关系。例如,通过对牛顿-莱布尼茨公式发现的过程以及背后人物的介绍,可以增加大学生学习微积分的兴趣。数学虽然是一门独立性学科,但是属于文化体系的一部分。作为数学文化的重要载体,数学课程需要传播数学文化,增加数学的趣味性。
三、大学生数学素养培养的主要策略
应当采取有效策略培养大学生的数学素养,这些策略主要包括加强对大学数学教材的改革、启发学生思维以及促使学生深入理解数学知识,同时创设情境、引导学生探索、促使数学教师提高自身素质、课件与板书相结合等。通过这些方式可以提高教学效果以及教学质量,进而提升学生的数学素养。
(一)加强对大学数学教材的改革
为了培养大学生的数学素养,应当高度重视数学教材改革。目前我国现行的高等数学教材品种单一,且偏重演绎推理,很难兼顾工科学生的特点。加强对大学数学教材的改革,成为当前大学数学教学过程之中面临的一个重要问题。解决教材问题,应当注重和工程实际之间的联系。譬如对于工科学生,其教材主旨是“数学问题工程化,工程问题数学化”。直白地说,就是使工科数学通俗化、接地气,成为“下里巴人”。要避免对工科学生使用过于偏重理论的数学分析教材,这会让其误入歧途。在数学教学过程当中,应当注重对学生推理能力、判断能力及思维能力等的培养。教材应当和现实生活相互联系,挖掘生活中的数学现象,使学生建立较为形象化的理解,激发学生的学习兴趣,让学生理解知识背后的深刻内涵。教材应具有典型性,在例题讲解中,详细叙述解题思路的由来以及解题方法的形成,加强数学原理分析,促使学生能够举一反三。另外,数学思想以及数学知识也不可或缺,学生掌握数学思想能够更好地掌握数学知识,数学教师应当高度重视数学知识的教授,促使学生数学素养得到提高。
(二)启发学生思维启发学生思维,促使学生深入理解数学知识
在大学数学教学的过程中,学生想要熟练掌握数学技能、深入理解数学知识,应当深刻理解数学公式、数学定理。该过程要求教师给予学生必要的引导以及启发,循序渐进,避免采取填鸭式以及灌输式的教学方法。应给予学生更多独立思考的时间,采取多元化的教学方式对学生进行引导,以激活学生的发散思维、抽象思维。除此之外,还应当促使学生思维品质得到优化,提升学生的思维能力。在数学教学过程中,教师应指导学生对公式法则进行分析,促使学生形成良好的数学思维习惯,让学生对数学知识产生正确的理解,促使学生数学素养得到提高。
(三)创设情境创设情境,引导学生探索
在数学教学过程中,为提升教学质量和教学效果,教师应创设必要的情境,引导学生学习数学知识、探索数学知识,培养学生发现问题、提出问题、解决问题的能力,激发学生的创造力以及独立思考的能力。教师在教学过程中要精心设计问题情境,采取问题情境的方式提升学生的数学能力和数学素养。在设置问题的过程中,应当注意适度原则。设置的问题不要太难,也不要过于简单,最好保持在学生最近发展区之内。问题太难会导致学生产生畏惧心理,太简单又没法激发学生的潜力。另外,应当根据教材知识特点以及相关要求,对教材的编排顺序进行必要的改进,帮助学生归纳数学知识,构建知识网络,促使学生对于数学知识理解更为深入,以提升学生的数学素养。
(四)数学教师应当提高自身素质
在数学教学过程当中,教师自身的素养也直接关系到学生数学能力和数学素质的提升。随着科学技术的快速发展,大学数学教育应符合时展的要求。数学教学过程应当引进新型技术,使数学教学形式更加丰富。例如,运用多媒体工具或者计算机工具,提升教学的生动性以及形象性,激发学生学习的主动性,调动学生的学习积极性等。摒弃传统的教学模式,即教师在讲台上独自讲课,学生在讲台下低头睡觉。这样的教学质量以及教学效果教差,课堂气氛较为沉闷,学生的学习兴趣较为低下。在今后教学过程中,应当加强学生的引导与启发,促使学生积极主动地参与社会活动。教师应当充当学生的咨询者、启发者以及示范者。这就要求教师转变思想观念,改进教学方式,提升自身数学知识水平以及综合素质。只有这样才能提升教学效果以及教学质量,促进学生数学素养得到提高。
(五)课件以及板书相结合
在数学教学过程中应当将课件和板书相结合,提升课堂教学质量和教学效果。当前科学技术快速发展,计算机、投影仪等工具在数学课堂得到广泛应用。将多媒体工具运用于课堂之上,可以使原本枯燥的数学内容变得形象生动、通俗易懂。例如,在讲解定积分概念的过程当中,如果仅仅依赖于教师口头讲解定义中的分割、近似、求和、取极限等步骤,学生较难理解。但是,如果运用PPT对于上述步骤进行动态演示,则可以使学生一目了然,从而深刻理解定积分的定义。这激发了学生学习的兴趣,提升了教学质量以及教学效果。但是,也不能过分依赖多媒体设备教学,应将多媒体和传统的板书相互融合。教师通过板书对定理公式推导,使学生有充分的时间理解每一步推导内容。板书的过程实际上就是教师思路发展的过程,它依然具有不可替代的作用。对于数学教师而言,应当根据授课内容选择教学形式。例如,在讲解数学定理以及公式时,可以选择一边讲解一边板书的方式;在说明某些抽象函数或者动态变化图形时,可以借助多媒体工具,使得表达更为直观。这些形式能让学生更容易理解数学中的概念、公式以及定理,深刻领悟到数学的思想和解题的技巧,做到对数学知识的融会贯通,从而提高教学质量和教学效果,最终实现学生数学素养的提高。
四、结语
综上所述,培养大学生的数学素养具有十分重要的意义。对于教师而言,应当改进传统的教学模式,注重对学生数学素养的培养,鼓励学生在数学学习中不断探索,实现自我学习与自我完善。数学素养的培养是一个系统性的工程,教师应在实际工作中勇于发现,不断总结,不断创新,扮演好引导者、启发者的角色,使学生形成数学思想以及数学精神,进而提高学生的数学素养。
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作者:程瑶 单位:苏州科技大学数理学院