余汪洋
Arizona State University 215400
摘要:高等数学具有较强的逻辑性,知识点繁多,难度较大,许多大学生成绩并不理想,与教师所用教学方法有直接关联。如今的高数课通常缺乏新鲜感,对学生吸引力较弱,教师应从大学生数学素养培养角度出发,引导学生构建完整的知识框架,夯实基础,提高数学学科素养与应用能力,实现可持续发展。本文联系实际,详述基于数学素养培养的大学数学教学策略。
关键词:大学生;数学素养;培养;教学;探讨
引言:在大学绝大多数专业中,高数课程不可或缺,教师应采取科学高效的方法引导学生养成良好学习习惯与思维习惯,培养学生的数学素养,从而提高教学质量、培养全面发展的人才。
一、数学核心素养综述
知识经济背景下,大学教育应致力于培养学生的学科核心素养,在学科教学中做好引导,使学生逐渐形成科学的思维模式,充分锻炼各方面能力,树立正确的价值观念,培养良好品格。数学学科素养内涵丰富,集中体现了课程目标,是深入学习数学知识过程中必不可少的重要财富。其主要包括:
1、数学抽象能力
数学抽象指对数量关系与空间关系进行抽象,从而获得某个研究对象和主体,其主要包括数量关系、图形关系与概念关系,总结出一般规律后,再使用准确严谨的数学语言进行描述,可将其转化为数学问题。数学抽象是数学学科中的基础思想,能够反映数学本质特征,化具体为抽象,是从实际问题中获得数学问题的重要途径,能够生成新的数学命题、定理、方法等。大学生必须具备数学抽象能力,才能够在生活实践中发现问题,把握问题本质,并将其转化为可研究的数学问题,最终解决。
2、数学运算能力
运算为数学学科基础内容,指的是根据数学运算法则和规律,对运算对象进行研究,得到最终计算结果。数学并非理论性科目,其严谨、逻辑性强,要求有理有据,绝大多数数学问题都需要经过严密计算后才能得出正确结论,在大学考试中,运算能力也是重点考察项目,此外,数学运算还将影响到大学生其他理科课程的学习,甚至对涉及计算的经济、法学等也有促进作用。学生必须具有较强的运算能力,才能为后续学习奠定良好基础,提供保障。
3、逻辑推理能力
指的是从某些已知事实或者既定命题出发,根据数学方法与思维进行推断,得到新命题的过程。在数学中,并非所有命题都能够通过直接方法得出,且直接计算的工作量较大,因此,大学生应当能够举一反三,具备逻辑推理能力,进行从特殊到一般、从一般到特殊的合理推断。前者所用主要方法为类比归纳和总结,后者则多用演绎法。逻辑推理能力能够体现数学学科严谨、客观的本质特征,是重要研究途径和得到新命题的方法之一,在学生其他科目的学习、乃至生活与工作中同样具有广泛用途。
4、数据分析能力
高等数学还涉及较为深入的统计学、概率论知识,需要学生针对某个问题进行实验研究,收集并整理数据,据此进行合理分析与推断,从而得出统一结论。
数据分析的主要流程为:收集、整理数据,提取关键信息,构建数学模型,完成数学逻辑推理,总结结论。对数据分析能力在学生学习过程与步入工作后都具有关键作用,尤其是在如今的大数据时代,唯有对数据足够敏感,熟练掌握分析方法,才能顺应时代发展潮流,迎接数字化时代。
二、基于大学生数学素养培养的教学
1、开展生活化教学,培养数学抽象能力
高等数学课本中的知识抽象性强,但部分题目却源于生活,与理论有一定差异,学生必须能够将具象与抽象内容进行转化,才可进行后续研究。为此,教师应采用生活化教学法,降低学生对问题的理解难度,培养学生数学抽象能力,同时为课堂注入趣味,牢固吸引学生的注意力,避免其出现走神等问题。首先,应选取适宜的、带有实际生活情境的题目,避免纯粹的数学概念与运算;其次,则应采取情境教学法,要求学生运用智慧解决实际问题。如在学习空间向量时,可结合大学所在城市、省份的地图设问,引导学生练习使用经纬度与海拔高度或使用坐标系表示某点的空间位置,或者将学生合理分组,要求其绘制校园、城市的三维地图,并在其中穿插空间向量计算。如此,既能够充分锻炼大学生的观察能力、数据收集与分析能力、数学建模能力等,还可使学生在进行运算过程中提高计算速率与结果的准确性,一举多得。
2、规范学习习惯,提高学生运算能力
提升运算能力的诀窍有三:一是大量练习,形成计算本能;二是严谨细心,减少低级失误;三是简化计算,综合使用各种公理、定理调整运算顺序,简化复杂计算。教师应帮助学生培养良好的做题习惯,例如要求其规范使用草稿纸,将草稿纸划分为多个板块,每个区域只用于计算一道题目,在草稿纸上必须标清题号,无绝对把握时不可使用口算、心算,必须使用竖式计算,得出最终结果。如此,能够有效减少低级计算失误,方便学生进行自检,在后续反思时迅速发现错题原因;若学生在练习时或考试中跳过某道题目,解决其他问题后返回该题目时,也能够迅速回忆起所用思路与方法,完成对接,节省时间。
3、提出开放问题,培养逻辑推理能力
在数学课堂上,教师应将具有共同特征的板块结合在一起进行学习,并要求学生根据某个已知规律进行拓展,进行合理的逻辑推理,得出新结论。教师也可通过提出趣味性推理问题来活跃课堂氛围并锻炼学生逻辑思维,或讲解名人轶事,丰富课堂内容,起到更好的教学效果。
4、开展实践活动,锻炼数据分析能力
在学习统计、概率部分时,教师可组织学生进行社会实践活动,针对某个自己感兴趣的话题设计一份调查问卷,并在班级或者年级、学院乃至校外发放,回收有效调查问卷后,对每个问题的答案结果进行统计,并设计合适的图表来记录和表现数据,据此进行分析,推断结果。数据分析是与实际问题紧密相关的能力,开展实践活动,则能够锻炼大学生综合素养,使其提高解决实际问题的能力,了解实际操作中存在的注意事项,在做题过程中也可避免陷阱。
结束语:基于核心素养开展大学数学教学,可有效培养学生的学习兴趣,充分调动与发挥其主观能动性,提高教学效果,全方位提升学生素养,促进其全面发展。
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