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【关键词】三角函数;教学体会;教学反思;实际应用
当今时代,知识更新速度加快,日新月异.特别是进入21世纪以后,思想活跃,关于数学方面的研究日益深入和丰富.三角函数研究的意义和必要性也日益突出,其中三角函数的教学扮演着重要角色.
三角函数教学的内容、教学目标及教学方法不断发生着变化,而且在我们的日常生活中具有越来越重要的作用.下面让我对高中三角函数教学的心得体会、反思以及三角函数在我们日常生活中的作用做一些详尽的介绍.
一、三角函数教学的心得体会
1.要特别关注和留意教材与大纲内容的变化.认识这一变化,我们才能有目标地学习,了解教学的深度、难度和广度,避免复习中做一些无用功.
2.关注教材编写的新颖之处.
3.强化几何思想,加强几何直观.
4.加强了数学建模的思想.把三角函数作为描述真实生活的数学模型,首先展示大量的背景材料,再分析、概括、抽象,建立模型来解决问题.数学生活化,更容易调动学生的学习积极性.
5.高科技设备的引入和应用.把学生从烦琐的计算中解脱出来,并利用信息技术探索数学规律.
二、三角函数的教学反思
关于三角函数的教学,应注意以下问题:
1.数学知识生活化.让学生自主积极地将数学与生活联系起来,使学生体会三角函数模型的意义.
2.弧度是学生比较难接受的概念,教学中应使学生体会弧度也是一种度量角的单位,可在后续课程的学习中逐步理解这一概念,在此不作深究.
三、对学生的要求
学生一定要注重三角函数中的基础知识及应用知识.要对三角函数的图像、周期性、单调性、奇偶性、对称性、化简、求值和最值等重点内容熟练掌握并加以运用.将三角函数与代数、几何、向量的关系加以联系总结,相互融通.在三角函数的学习中比较重要的就是注重知识的总结.
1.熟悉三角变换常用的方法——化弦法、降幂法、角的变换法等,并能应用这些方法进行三角函数式的求值、化简、证明.
2.深入探究正弦函数、余弦函数、正切函数、余切函数的图像性质及对平移变换、伸缩变换的意义.
四、学习三角函数的策略
1.了解差别:深入探究角、函数运算间的差别,即进行所谓的“差异分析”.
2.寻找相关性:通过公式间的相关性,找出差异之间的内在联系.
3.恰当转化:选择合适公式,使得差异转化.
五、三角函数知识的意义和影响
三角函数知识对于锻炼学生思维,培养学生数学思想方面发挥着重要作用.
1.培养学生的函数与方程思想
教师在培养学生的函数与方程思想时,讲授求值域、求最值、求参数等相关的知识和方法,引导学生学习函数和方程的使用,通过指导学生进行解题练习,使学生在实际练习中感悟函数与方程思想的意义,从而使学生的函数与方程思想得到锻炼和培养.
关键词:高中数学 教学体会
高中数学课程要体现大众数学的理念,学校和教师应该相信他们在力所能及的范围内能够学好数学,而当前数学慢生的大面积存在,使教师感到困惑。因材施教是我国的教学传统,对学生数学基础应该有不同要求。高中数学的基础正在发生变化。数学课程中大量的新内容,正在加进高中的数学内容中,加多少,加哪些才恰当,还需要认真讨论。以下谈谈我自己的心得体会。
一、科学制教学目标
高中阶段,学生需要学好代数、几何、概率统计、微积分初步的基础知识、基本技能,以及其中的数学思想方法。数学教学过程中,注重培养学生数学地提出问题、分析问题和解决问题的能力,发展学生的创新意识和应用意识,提高学生数学探究能力、数学建模能力和数学交流能力,进一步发展学生的数学实践能力。
二、培养学生创造性的思维
在数学教学中培养学生的创造性思维是时代的要求。要培养学生的创造性思维,就应该有与之相适应的,能促进创造性思维培养的教学方式。当前,数学创新教学方式主要有以下几种形式:
1、开放式教学。
这种教学在通常情况下,由教师通过开放题的引进,在学生参与下解决,使学生在问题解决的过程中体验数学的本质,品尝进行创造性数学活动的乐趣。开放式教学中的开放题一般有以下几个特点。一是结果开放,一个问题可以有不同的结果;二是方法开放,学生可以用不同的方法解决这个问题;三是思路开放,强调学生解决问题时的不同思路。
2、活动式教学。
这种教学模式主要是让学生进行适合自己的数学活动,包括模型制作、游戏、行动、调查研究等,使学生在活动中认识数学、理解数学、热爱数学。
3、探索式教学。
采用“发现式”,引导学生主动参与,探索知识的形成、规律的发现、问题的解决等过程。
索性的学习方式需要有时间的保证。为了培养学生在力所能及范围内进行“创新”性的学习,还需要创造条件,让学生有机会尝试这种学习方式。学生应该有机会经历数学知识的发现、发生、发展的过程。为此,高中数学课程标准设置了“数学建模”、“数学探究”的学习活动。这些活动为学生形成积极主动的学习方式创造了有利的条件,有利于发展学生的创新意识。学生的数学课主要是学习间接的数学知识,因此,传统的听课理解、模仿记忆、练习作业等仍是主要的学习方式。对传统的学习方式要适当改造,让它渗透研究性学习的因素。在许可的情况下,要指导学生通过调查研究,发现数学的某些规律性。
要培养学生的创造思维能力,应当在数学教学中充分有效地结合上述三种形式(但不限于这三种形式),通过逐步培养学生的以下各种能力来实现教学目标:
(1)敏锐的观察力是创造思维的起步器。那么,在课堂中,怎样培养学生的观察力呢?第一,在观察之前,要给学生提出明确而又具体的目的、任务和要求。第二,要在观察中及时指导。比如要指导学生根据观察的对象有顺序地进行观察,要指导学生选择适当的观察方法,要指导学生及时地对观察的结果进行分析总结等。第三,要科学地运用直观教具及现代教学技术,以支持学生对研究的问题做仔细、深入地观察。第四,要努力培养学生浓厚的观察兴趣。
(2)想象力是思维探索的翅膀。数学想象一般有以下几个基本要素。第一,要有扎实的基础知识和丰富的经验支持。第二,要有能迅速摆脱表象干扰的敏锐的洞察力和丰富的想象力。第三,要有执著追求的情感。因此,培养学生的想象力,首先要使学生学好有关的基础知识。其次,根据教材潜在的因素,创设想象情境,提供想象材料,诱发学生的创造性想象。另外,还应指导学生掌握一些想象的方法,像类比、归纳等。
(3)在教学中,培养学生的发散思维能力一般可以从以下几个方面入手。比如训练学生对同一条件,联想多种结论;改变思维角度,进行变式训练;培养学生个性,鼓励创优创新;加强一题多解、一题多变、一题多思等。特别是近年来,随着开放性问题的出现,不仅弥补了以往习题发散训练的不足,同时也为发散思维注入了新的活力。
三、实际教学中应关注的几个问题
1、教学首先要拉近师生间的距离
学生作为学习的主体,能否发挥他们的积极性和创造性,是教学成败的首要因素。因此,在教学中,首先对学生进行德育教育,显得尤为重要。第一,就是消除学生与老师的距离感,使学生对老师产生信任,建立友谊的师生关系,这是学生学习动力的源泉;第二、要真心关心学生的生活,让他们感受亲人般的温暖,改掉老师威严般的面孔,让学生更愿意接近老师,接近老师所教的学科;第三、对犯错的学生绝不姑息,但方法一定要合适,让学生感到你批评他是为他好,这样才乐于接受你的批评,改正自己的错误。
2、教学要时刻面向全体学生
面向全体学生就是要促进每一个学生的发展,既要为所有的学生打好共同基础,也要注意发展学生的个性和特长。学生在入学之前,因各种不同的因素,在数学知识、技能、能力方面以及数学经验、志趣上存在很大的差异,特别是我校生源的实际问题——个性突出、基础知识相对薄弱,因此在教学过程中,既要尊重学生的人格,关注个体差异,又要因材施教,因势利导,发挥他们的特长和潜能,通过多种途径和方法,调动所有学生学习数学的积极性,改进教学策略,满足学生的不同学习需求,发展学生的数学才能。
Abstract: The paper firstly analyzes the teaching status and content of logistics system modeling and simulation, secondly studies teaching methods in terms of project teaching, case teaching, experimental teaching, experience teaching and systematic teaching, finally puts forward the steps design of course teaching and related content.
关键词: 物流;建模仿真;教学方式;实践教学
Key words: logistics;modeling and simulation;teaching methods;practical teaching
中图分类号:F252 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2013)23-0258-03
0 引言
《物流系统建模与仿真》是一门面向物流工程专业本科生和研究生学习的课程。可用的参考教材有彭杨的著作[1]。
该课程的开展要求学生对物流学、数学、运筹学、统计学和计算机编程有一定的了解和掌握,注重理论与实践的结合,重点培养学生的动手能力、独立思考能力。在教学过程中,教师要特别注意难易程度的把握,重在教学物流系统建模和仿真的基本理论方法和技能,及相关辅助软件工具的运用。物流系统正朝着自动化、信息化、集成化的方向快速发展,教学内容需跟随时展的实情,提高学生对现实物流系统的认识。
通过本课程的学习,要求学生掌握物流建模和仿真的一般原理方法和技能,综合应用所学知识对物流系统运作规律和特征进行建模和仿真,了解物流系统各种业务流程的仿真方法和技术,熟悉使用物流仿真的专业软件,能够对一些实际的物流系统进行建模和仿真,并进行综合分析得出有价值的结论;提高学生的理论研究水平和实践应用能力,培养综合能力较强的物流工程的专业人才。
1 教学现状
国内一批学者对物流教学展开了系列探讨[2-4],物流系统建模与仿真的应用性、综合性较强,掌握本课程的学习,需要事先了解其它的一些学科知识,这包括:系统工程、高等数学、概率统计、运筹学、统计学、计算机编程、数据库、现代物流等课程知识。建模与仿真的复杂性使得过硬的计算机相关知识成为学好这门课的必要条件。Matlab、C/C++、Exe、Flexsim、Automod、Arena等相关软件的熟练运用,也是学好这门课程的基础和前提。由于相关基础课程课时的有限性与知识内容大容量之间的冲突,学生对知识的掌握是蜻蜓点水式—杂而不深入,使得结合计算机技术进行建模仿真的教学内容有一定的难度。
我们需要借助管理学以及现代企业和物流的发展脉络来学习和运用这门学科知识。比如在建立一个模型时,我们需要先了解实际的企业状况,分析可能存在的问题,再针对问题建立数学模型,综合利用计算机技术和数学理论进行求解和优化,然后对实际物流业务流程进行可视化分析,建立仿真模型。此过程要求学生了解物流业务的各个流程和存在的瓶颈问题,具备良好的数学抽象建模的思维,掌握计算机编程和物流专业软件。这都给教师的教学和学生的学习带来了很大的挑战。
物流作为新兴行业,新的技术、新的概念、新的方法层出不穷。要学好这门课程,学生就要关注前沿科技,把握最新的物流研究动向。目前的教学中关于理论方面的教授比较详细,但是关于仿真和实践,由于课时和实践条件的限制,以及学生自学能力的欠缺,要做到理论与实践有效地相结合,确实是有一定难度。即使有理论与实践的结合,对于物流实际业务的忽略也使得实践只能是局限于课本之上的实践。系统思想的不成熟,问题解决捉襟见肘,顾此失彼,无法协调系统内部的平衡性,更没有长远的眼光。所以在安排理论与实践的教学部分时,两者所占用的时间比例要恰当,以培养学生的动手实践能力。借助计算机仿真的三维可视效果培养学生的兴趣,是一个比较好的切
入点。
2 教学内容
《物流系统建模与仿真》可作为经济管理、物流管理、物流工程、工业工程、系统工程、自动化等专业的本科生教材,是高等院校物流管理和物流工程必修的一门课程。该课程的开展要求教学与自主实践相结合,旨在培养具有扎实理论知识基础和丰富实践经验的物流人才,使其能进行物流规划、管理、组织、指挥、决策以及在物流企业及企业物流部门从事生产与经营管理工作的高级专业人才,以适应中国物流行业的发展需求。
本课程教学内容包括了物流系统建模与仿真的一般概念、理论、方法和流程,重点探讨离散事件系统仿真的一般理论基础;特别介绍了一些计算机仿真软件(物流仿真软件Flexsim等),及其在物流系统建模与仿真方面的应用。当研究的物流系统不是十分复杂,或经过简化降低了系统复杂程度时,我们可以利用数学方法,如线性代数、微积分、运筹学、计算数学等方法去建模和分析问题。但在实际研究中,随着物流理论和应用实践的不断深入,所提出的问题日益复杂,非确定因素、不可知因素、模糊因素众多,因果关系复杂,单独应用数学方法就难以进行描述或很难求解,甚至有时无法求解,借助计算机仿真技术来辅助解决问题是势在必行的。因此,培养学生对物流系统进行综合分析的能力也是十分必要的。
3 教学模式探究
3.1 项目教学 项目教学方法是以实践为导向、教师为主导、学生为主体的教学方法[5]。它从专业的实际需要出发选择具有实际背景的项目为教学内容,在老师指导下,经由师生共同实施这一项目,来完成教学活动。比如,在物流仿真学习的过程中,可以把同学分为几个小组,每个小组根据自己的业务和流程来进行仿真和软件(Flexsim)学习。如此,通过小组的讨论和规划,就能得到更加合理、全面的仿真方案。因为要解决实际问题,仿真时需要考虑许多事项。比如,做自动化仓库的仿真要考虑到公司从事什么业务,需要什么样的布局,货物到达的方式以及货物在货架上的摆放要求等一系列的实际问题,来进行仿真的安排,强化物流建模和仿真的实践教学[6]。这样才能达到仿真的目的——检验或者为决策提供依据。
项目教学方法要求学生在教师的指导下,按项目要求进行资料收集、选择、整理,通过小组成员的共同研究分析,创造性地解决问题,完成项目任务。我们还可以通过让多个小组参与同一个目标项目的仿真,使学生在紧张的竞争中得到提升和锻炼。这样的教学方式不仅能提高学生的积极性,还能提高学生的团队合作能力。
3.2 案例教学法 教学过程中要大量运用案例教学[7],以使学生对教学内容充分理解,能够在不同的场景中合理运用知识,达到举一反三、学以致用的目的。案例有背景、有条件,能将抽象的理论具体化。案例教学能让学生感知到知识应用的真实性。单个案例虽然不能全面、多角度地对理论知识进行透彻的剖析,但是比起纯粹的理论教学能让学生更清晰地掌握并准确运用所学习的内容,因此更具有使用价值。用于教学的案例,即使不能涵盖所有的知识点,也要有其主要的理论知识点。案例要有深度,有拓展的空间,最好是当下时新的物流企业案例或企业的物流案例。案例的难度应根据它所运用的理论的难度系数来
确定。
案例教学要以探究为主,以展示为辅。通过老师对案例的展示和分析,由学生分组讨论探究理论的应用方法和技巧。老师引导学生去思考案例的可能性、创新性。这样有利于对后续理论知识的引出和学习。案例教学是一种互动的教学方式,既需要老师的讲解,也要求学生的配合。学生对案例的理解、消化和联想可加深对知识的理解,经过缜密地思考提出解决问题的方案,便能得到综合能力上的升华。而学生对问题的思考和求解需要老师的引导,因此,双向互动的教学形式对老师也提出了更高的要求。
3.3 创新性教学 创新能力的培养是当前教育的一个重点。物流涉及了工科、理科、文科等众多学科,综合了各行各业的知识系统,所以其创新性也显得举足轻重。问题的分析有定量和定性之分,定量的比较更有说服力,但是也不能忽视定性分析的优点。物流建模不仅借助了定量分析也大量借助了定性分析的方式。在海量的数据面前,定量分析显得繁琐,虽然现有的数据分析软件可以解决这一难题,但是有时若能适当运用定性分析,便可以使得问题简明化。
例如:物流系统建模让学生觉得枯燥且难以理解,可以引导学生学习别的学科中相似问题的解决方法,以达到触类旁通的教学目标。也可以引导学生从不同的角度去解决相同的问题,提高学生发现问题和解决问题的能力。创造力是社会发展的不竭动力。老师在上课时要引导学生思考,鼓励学生思考。以学生提问的方式进行教学,既可以调动学生的积极性,避免讲授一些重复的知识点,又能让学生更好的掌握所要学的内容。教学过程中要多倾听学生的想法,要有目的性的讲学,而不是一味的单方面传授。
3.4 经验教学 教师自身经验是教学的一大宝藏。具备一定的社会阅历和相关的工作经验的教师可以指导教学方向和教学问题的研讨方向,指明理论学习所需要掌握的知识和实际应用中应具备的技能。大部分学生接触物流企业生产运作的机会少,老师的经验就显得很有价值。因此,在平常的教学中,老师应加强对学生实战经验的传授,而不仅仅只是知识的灌输。此外,还可以邀请高年级的优秀学生来做一个关于本门课学习心得体会的报告,或者学习方面的交流活动。这种学生之间的互动更有影响力,而且可以增加学生与高年级学生之间的联系。学生看到本门课程对于后续课程学习的重要性,可以增强他们的自主学习意识。
3.5 系统化教学 系统化教学重点在于做好课程内容的取舍及编排、教材建设和多媒体课件等工作。针对不同的教学内容采取辩论式教学、实践教学、启发式教学等多种教学方式,确保对不同学科知识的综合运用、理论和实践的结合、教学和学习的相互促进,优化教学过程,提高教学效率。同时,针对单独的知识点采取模块化建设,确保知识体系的系统性和精简性,创建宽松的教学氛围,调动学生学习的积极性和主动性。
4 教学流程设计
在教学过程中,可以分为以下四步进行:整体认知、理论学习、实践操作和能力培养。
4.1 整体认知 整体认知是通过目录和老师的讲述给学生一个大概的知识轮廓,让其明白主要知识点、相关基础知识背景,让学生对将要学习的课程有一个大体的了解。通过老师的讲述,学生应该能够明白课程性质、相关基础知识背景,明确课程目标和意义,理清主要知识点,了解前沿理论研究及其实践应用状况等。讲解过程中指明国内外的物流现状和差距,并根据我国物流发展趋势为学生学习引导好方向,奠定课程的背景知识基础。首次课时,应该介绍学期的整体安排,便于学生合理安排学习计划;推荐一些课外阅读资料和相关教辅书籍,便于学生进行课外自学,加强知识理解,提高学习效率。
4.2 理论学习 理论学习是课程开展的重点也是难点,因此占用了课程教学的大部分课时。作为物流工程专业的学生,工科和理科方面的知识相对薄弱,而本课程教学又需要借助计算机、高数、统计和运筹学等相关知识来辅助,这给课程的有效进行带来了极大的挑战。因此理论学习的目标就是充分运用案例学习法、自学引导法等教学方法,让学生充分理解和掌握物流建模与仿真的理论。案例教学在建模的学习过程中能够得到充分的应用。例如,在学习排队论时,我们完全可以联系实际生活,引用一些生活中的事例,如在食堂排队买饭、到自助取款机排队取钱等。而自学引导法则贯穿整个学期的始终,因为相关的知识需要学生自己课外补充,老师只能引导而不能面面俱到。但需要注意的是,学生自学能力不尽相同,既要充分发掘学生的学习潜力又不能给学生太大的学习压力。只有这样才能有效调动学生的积极性,培养学生的学习兴趣。
4.3 实践操作 实践操作是一种重要且十分有效的学习手段。物流专业的人才培养目标是培养理论和实践相结合的平衡性人才。实践操作不仅能检验学生对知识的掌握程度,还能让其在实践的过程中发现问题,引起学生主动思考,让知识得到进一步的升华。这门课程有关仿真和相关物流软件的学习需要学生自己操作,老师课堂上做的只是对学生实践操作的指导和点评。为了提高学生的实践能力,我们可以在学习建模和仿真的过程中将实践操作和自学辅导法结合起来,比如课后按小组分配任务,布置一些实践操作项目,然后在后续课程中进行点评和检验。
4.4 能力培养 能力培养是学习的最终目的。通过课程的学习,不仅是学生对相关知识的扩展,更重要的是学生综合能力的提高。通过项目教学法培养竞争意识、提高学生的团队合作能力;通过案例教学培养交流能力和主动思考能力;通过实践教学法锻炼学生的实践动手能力和发现问题的能力;还有自学辅助教学法对学生的自学能力的提升等都有助于学生能力的培养。
5 结论
《物流系统建模与仿真》是物流工程专业学生的一门重要课程,该课程的边缘性和结合性十分强。物流工程专业学生学习该课程有一定的难度。这门课程不仅要求学生掌握大量的基础知识,还需要学生有分析、思考和自学的能力,这对学生和老师都提出了很高的要求。本文从教学内容、教学方式和教学流程设计等角度展开论述,以期达到理论教学和实际操作的结合,为物流行业培养理论研究和实践技术操作相结合的新型平衡性物流人才。
参考文献:
[1]彭杨,吴承建.物流系统建模与仿真[M].浙江大学出版社,2009年05月第一版.
[2]王东生.本科物流教学存在的问题及对策[J].管理观察,2008.
[3]黄思杰.高校物流专业教学现状及教学改革分析[J].魅力中国,2010.
[4]曹明兰,刘恒.物流教学改革探析[J].科技视界,2012.
[5]王金妍,李国龙.项目教学法在物流教学中的应用[J].商业经济,2009.
关键词:数学 考试 改革
考试是教育的重要环节之一,是实现教育目的的主要工具和检验教学成果的主要手段,考试的目的、方法、内容对教’学目标的实现和教学活动的开展有很强的导向作用,考试结果将直接影响教师的教学内容、教学方法和学生的学习方法与思考方法,所以要改进教学方法首先应改进考试制度。
一、改革考试观念
高等数学作为高职院校开设的一门重要基础课程,不仅仅是后续学习及解决问题的工具。更重要的职责在于培养理性思维,提升学生的素质,并能结合自身专业进行应用。教师以书本内容为主。讲授枯燥的数学理论知识,从概念讲解到定理证明再到例题、习题一味灌输,这种“满堂灌”的教学方式使数学课程变得与现实生活脱节。教师只注重考试结果和内容,强调数学的逻辑性和严密性。而忽视对学生数学应用能力的培养;高职已经没有升学压力。学生也是以应付考试为学习目的,或单纯追求高分。或六十分万岁。考完就再也不会去碰数学课本。这极大地阻碍了学生的思维发展和创新能力培养,抑制了学生自主学习的热情和探究欲望,违背了设立高等数学课程的目的。
二、改革考试方法
长期以来,数学考试的唯一形式是闭卷笔试,最终成绩往往是由平时成绩和期末笔试成绩按一定比例组合而成,闭卷笔试占了较大比重,这种考试形式造成了“上课记笔记,下课抄笔记。复习背笔记”的普遍现象,容易让学生养成机械地套用定义、定理和公式解决问题的习惯。其实数学考试虽然有其特殊性,却也可以融合多种考试类型,如可以开卷与闭卷相结合。改变考试题型,笔试与计算机考试相结合,独立完成与合作完成相结合等多层次、多样化的考试方式,可由平时成绩+考试成绩+上机成绩组成。不仅有利于增强对数学的兴趣,而且更可激发学生的学习热情,重新认识数学课程的意义。
1、平时成绩可增加单元小结或论文形式。
平时成绩一般由到课率及作业情况给出,其实平时成绩还可考虑由解题的创新性、单元小结、论文等多种形式得到。
鼓励学生主动探索新思路、新解法,一题多解、一题多思,对于一题多解和一题多问的学生要适当给予加分奖励,鼓励学生在掌握基础知识和基础方法的情况下,主动思考探究。
单元小结可在每章结束或总复习时进行,可要求学生对该章节内容做一个梳理,写出重点理论内涵,并附以相应例题,最后总结本章所有数学知识,列出本章知识中容易出错的部分。加上心得体会。
论文可以借鉴数学建模比赛形式,将学生分为几组,让其根据自身专业编写小论文,利用所学知识解决实际中存在的较简单的问题。如一般的优化问题、计算最佳值问题等,或者可由教师找一些具体的实际问题,让学生通过查找资料、共同研究等形式解决,不过需要写明组内同学承担的任务,以便教师评分。如此不仅可以增强学生的团结合作精神,让学生从多种渠道去想办法解决问题,而且可通过论文写作增强起逻辑思维和写作能力。
2、期末考试可尝试开卷或开闭卷结合,题型也可多样化。
高等数学中有不少公式或定理需要记忆,比如导数的公式和积分的公式,如果按照以前的考核方式,学生势必要去记忆一大堆枯燥乏味的公式和定理。而其实公式和定理仅仅是作为一个解题的工具,更重要的是去考核学生是否能够正确应用公式去解决相应问题,因此可以采取开卷闭卷相结合的方式,既可以考核学生掌握基础知识的情况,也可以让学生把精力更多地放在数学应用上。计算能力不是最主要的考核目的,因此建议可让学生在考试时携带计算器。
同时。一旦采取了开卷考试,对试卷内容就提出更高的要求,对记忆要求降低,对应用要求加大,题型可以更灵活多变,内容也可以更深更广,真正让学生体会到数学是作为一门工具去解决问题的,增强学生的应用能力。
一般考试多由填空题、选择题、证明题、计算题和应用题组成,考查基本技能特别是考查逻辑思维能力的常规题偏多,基础知识覆盖面大。应用题、开放题、探索题偏少,缺少数学文化、数学设计、数学创新等内容,可适当增加应用题、开放题、探索题,要增加能体现学生数学素质的题型。
3、增加数学上机考试。
根据高职的培养目标,数学作为一门重要的基础课程,应侧重培养学生的动手能力和应用能力,而不是单纯的计算能力。随着计算机的广泛应用以及数学软件的日益完善,可在教学过程中引进对数学软件的介绍和应用,如可引进Mathemati-ca软件和Matlab软件等,引导学生利用数学软件自己动手去处理诸如微积分、统计学、线性代数中的某些问题,让学生可以轻松地利用计算机完成一些课外作业和计算。在期末增加上机考试这一内容,不仅能提高学生利用计算机解决数学问题的意识和能力,而且能较好地激发起学生的学习兴趣,使他们能集中精力去掌握解题的基本步骤,用更多的时间去领会数学的思想和方法。对数学发展的现状和应用有更深切的了解和体会。
三、改革考核内容
考试不仅能够反映学生的学习效果,而且能体现教师的教学质量如何,要真实反映教学质量除了要有合适的考试方法外,还应该有合理的考试内容。
原本的考试内容较多地考查学生对定义、定理及公式的掌握情况,并没有真正、完全地和专业结合起来,更不会应用所学的数学的内容。因此在考试中应适当增加与专业结合的题目,可增加应用题、开放题、探索题。
【关键词】高等数学 教学改革 多媒体技术
【基金项目】贵州民族大学人文科技学院教学改革项目,项目编号1403
一、引言
高等数学是高等教育中的一门基础学科,是理工科学生的一门基础必修课.高等数学不仅是一种工具,而且是一种思维模式,是理工科学生的后续课程的基础,因此学好这门课程意义重大.随着高等教育改革的进一步深化,大部分高校由传统的理论教育转变为应用型教育,而我国教育事业的发展,独立院校办学规模不断扩大,导致学生基础参差不齐,动手能力有强有弱的复杂局面,给传统的教学带来挑战.如何搞好独立院校《高等数学》教学,不断提高教学质量成为教学工作者深思的问题.
二、现状分析
(一)独立院校高等数学教学模式
以往我们使用的教材主要以理论知识为体系,教学内容要求完整,严谨,没有体现以应用为中心,培养学生能力为主的教学.教学手段还是以板书为主的教学,教学方法依旧是传统的理论教学模式,追求逻辑上的完整性,推导、证明的严密性,忽视了对学生能力、技术的培养.
(二)独立院校学生自身的特点
独立院校学生有着自己的特点,如(1)基础参差不齐,学习积极性差.独立院校属于三本院校,本科入学分数较低,这就导致学生基础差距较大,并且偏科现象严重,学生自学积极性差.(2)思维活跃,个性张扬.学生大部分属于90后,接触外界及网络较多,见识较广,这会让他们在课堂上表现比较活跃,有自己的个性.(3)家庭情况不同,学习态度各异,社会实践经验相对丰富.
三、教改的目标和设想
(一)教材的修订和建设
根据我院学生的基础文化程度和培养应用型人才的专业教学需要,积极改革教材体系成为首要任务,对理论的证明做适当的削减,对后续课程不用的较难的知识点做适当删减调整,加强实践环节,加强对应用部分内容的学习,借助计算机解决数学问题,逐渐引入数学建模的思想.
(二)教学手段和方法改革
传统的教学方式以板书为主,随着课时的缩减,这样的教学方法导致教学时间严重不够,且坐在后排的同学很可能看不清楚,因此,有必要采用多媒体教学方式辅助教学.多媒体教学不仅能节省时间,而且图文并茂,如有些空间图形不好想象,手动绘制又很困难,借助计算机可以直观的展示出来,有些还可以做成动画,这样不仅能激发学生学习的积极性,还能使内容直观简单化,更利于学生理解,达到事半功倍的效果.当然多媒体教学也有自身的弊端,如做好课件后,上课时一味的顺序播放,少了跟学生的互动,很可能导致大部分学生听不懂,使学生陷入很被动的局面,或者老师总是想方设法的要将学生的注意力引到计算机上来,忽视了对学生发现问题、提出问题、解决问题的能力的培养,将会事与愿违.因此,合理的将多媒体教学和传统教学结合起来,借助多媒体辅助教学,调动学生的积极性是我们的重要目标.
(三)考核方式的改革
传统的考核方式为平时成绩和期末考试两部分,平时成绩包括上课出勤和课堂课后作业,占30%,期末考试占70%,这种考核方式造成了大部分学生“突击式”的学习状况,较多学生感到前松后紧,期末考试压力大,整个学习过程就是应付考试的感觉.从长远来看,学生基础不扎实,会影响后续课程的学习及进一步深造,由此可见,考核方式亟待改革.
在保持原有的考核方式的基础上,考核方式改革的方面如下:
(1)增加提前预习和自学部分,要求学生对部分内容进行提前预习,上课提问进行检查,对部分内容要求学生自学,对自学内容进行测试.
(2)展开讨论课,对每个学期的内容,选一到两个内容进行分组讨论,充分发挥学生的能动性,讨论完后要求学生每人交一份心得体会或者对内容的理解的小论文.
(3)进行章节总结,每学完一章都要求学生对每章的内容进行总结,形成书面材料,作为总成绩的一部分.
(4)进行期中考试,每个学期进行一次期中考试,计入总成绩的计算,减小期末考试的压力.
(5)增加计算机解决数学问题的考核,每个学期课程结束后,进行一次上机考试,主要考查用MATLAB计算函数的极限,计算函数的导数,计算多元函数的偏导数,计算不定积分和二重积分、计算微分方程等,加大对应用方面的考核.
总之,高等数学的教学是一个传统而古老的话题,其教学改革也是一样,并非一朝一夕的事情,也不仅仅限于以上几个方面,其他方面的改革还有待于我们进一步探究.
【参考文献】
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一直以来,数学都是大多数高中生的薄弱科目,许多学生反映数学学习非常吃力,甚至有时候花费大量时间和精力仍然学不好数学,笔者认为这主要是因为学生们没有掌握合适的数学方法所致。本文将简要分析高中数学的特点,并就其学习方法的改进做出详细的介绍,希望能够帮助学生们更好地学习好数学这门学科,攻克学习中的薄弱环节。
【关键词】
高中数学;学习方法;学科特点;策略探讨
引言
众所周知,高中数学具有抽象、理论性强且内容量大等特点,很多刚步入高中学习的学生表示很难适应,学习与理解能力跟不上教师的教学节奏。而高中阶段的数学学习具有重要的承上启下的作用,并且与其他学科的学习存在着密切的关系,如物理、力学、化学等等,所以掌握科学高效的数学学习方法对于高中生而言非常重要。高中生除了要树立学好数学的决心,还应寻找适合自己的学习方法,提高自己的学习效率,只有这样才能取得较为理想的成绩。
一、高中数学学习的特点
(一)抽象性
抽象性是数学这门学科最为明显的特点之一,对学生的观察、概括、分类能力等具有一定的要求。例如,通过对黑板、桌面等进行观察、概括,进而总结出平面这一数学概念。因此,学生要学会多观察生活中的各种实物模型,并且与数学课本上抽象的内容联系起来,以便加强自己的记忆与理解。
(二)严谨性
要想学习好数学,仅靠观察和实验是远远不够的,观察得出的结果还必须经过严谨的逻辑推断与运算才能被认可,所以数学学习对归纳、演绎、分析、证明等综合方法也有着较高的要求。
(三)广泛性
数学的广泛性主要体现在应用对象的数量关系和对象形式方面,在我们的日常生活中无处不在。运用数学解决实际问题的具体流程为提出问题,用准确的数学语言进行描述,建立相应的数学模型,再进行计算与检验。因此,数学学习方法还包括建模能力、检验、评估能力等等。
二、学好高中数学的方法
(一)树立正确的学习观念,形成良好的习惯
数学学习是一个讲究耐心也学习的过程,而高中学生的年龄不大,性格相对来说不太沉稳,容易急躁冲动,不少学生在学习过程中,常常显得没有耐心,以为数学的学习可以通过几天的努力一蹴而就,稍有成绩就骄傲自满,而当遇到挫折时,则又容易消极懈怠。因此,学生必须要树立正确的学习观念,充分认识到数学学习是一个在巩固旧知与学习新知相结合过程中不断循序渐进的过程,要想真正学好数学需要我们花费整个高中三年甚至是更久的时间。此外,培养良好的学习习惯有着事半功倍的效果,例如制订学习计划、课前自主预习、课堂上认真听讲、课后及复习、独立完成作业等等。
(二)充分掌握学科特点,寻找最合适的学习方法
高中数学的学科特点主要体现为抽象性、逻辑性以及广泛性等,对学生们的计算能力、想象力、应用能力等有着较高的要求。因此,高中生要想学好数学,一定要学会“灵活”,即根据实际情况,选择最为合适的方法,提高学习效率。如果只是看书而不做题,或者埋首钻研题目却不结合行为,这两种方法都是错误的。对于高中生而言,在学习数学的过程中既要能够快速进入课本知识内容,也要能够快速跳脱出来,根据自身特点,选择最合适的学习方法。
(三)做适量的习题
很多高中生在学习数学时常常会陷入这样一个误区,认为数学就是做题,只要自己进行了大量的习题练习就能够提高成绩,显然,这种看法是片面且不妥当的。做练习题的目的是为了检验我们的学习成果,帮助我们发现自己在学习过程长存在的不足之处,弥补不足,所以在牢固掌握了课本基础知识内容的基础上,进行适量的习题练习很有必要。尤其是在解一些中档题时,学生要关注效益,即自己在解题过程中的收获,解题后要进行必要的反思,思考自己在解题时所运用到的基础知识、分析方法以及是否可以用其他方法代替等问题。同时,在求解不同的题目时,学生还应该学会将各种方法联系起来,进行对比研究,培养自己灵活的思维能力。
(四)做好课后的复习和总结
第一,及时复习课堂知识。高效的复习方法并不是一遍又一遍地看书或者课堂笔记,而是将书本与笔记本上的内容结合起来,以回忆的方式来复习教师所讲的内容。然后再重新比对课本和笔记,找出遗漏的内容,将其补充完善。这种方式对于当天课堂内容的复习效果极佳,能够有效检验学生的课堂听课效果;第二,做好单元复习。每当完成一个阶段的单元内容学习之后,学生同样应采取回忆式的复习方法来对整个单元的内容进行回顾,不断强化自己的记忆,巩固旧的知识内容;第三,进行单元总结。完整的单元总结包括:知识网络、基本思想、个人学习心得体会等。学生应将本单元内做错的内容摘取记录下来,仔细分析错误的原因,同时还可以附注自己觉得有价值的思想方法或者具有典型意义的例题,在今后的学习过程中不断对其进行补充和完善。
三、结语
综上所述,高中数学主要以培养学生逻辑判断推断能力、想象能力、运算能力等各方面能力为主,对学生今后各科的学习都有着重要的影响作用。高中生要想学好数学这门学科,仅仅拥有热情是不够的,还应掌握适合自己的科学的学习方法,平时在看书做题的过程中注重总结,寻找最优的解题方法,改进运算策略,在学习新知识的过程中不断对旧知识进行补充,相信只要学生们找到了正确的学习方法,再付出足够的努力,一定能够学好数学这门课程。
作者:郑璐瑶 单位:山东省日照第一中学
【参考文献】
关键词:数学 活动 合作 小组
职高生的数学不好教是公认的。学生的积极性很差,有认为学数学没有用的,有觉得数学课太枯燥乏味的,更有觉得自己笨学不好数学的,觉得把时间花数学上还不如花其他科目上收效来得更大。对于以上的情况,我认为要改变这种状态,必须从根本改变大家对数学的看法。而学生之所以不喜欢数学,归根结底是因为在数学学习过程中,不堪它的枯燥乏味,晦涩难懂。所以,解决的根本办法是要让学生感受到学习数学是快乐的,轻松的。于是,大家将目光投在了数学活动课上。高中部数学大组也多次提到要在高中数学教学中实施以活动为主的数学课。因此我们决定在本校做小范围的试验,开设以活动课为主的生活数学选修课,用实践来完善理论。我有幸担任了该课程的第一任任课老师,以下我将自己在该课程的开展过程中的学习思考和收获,做下总结拿出和大家分享,希望起到一个抛砖引玉的作用。
一、课程的设定
课程开设出来了,作为任课老师首先要思考的问题是我要上什么?怎么上?要达到什么目标?对此我做了以下几点的思考。
(一)内容的确定
在信息时代,数学与生活联系越来越紧密,不但从事经济类、社会类、医学类工作的需要学习数学,数学在许多社会科学领域也得到越来越广泛的应用。因此,具备数学基础知识以及应用数学思维、工具解决实际问题的能力,是适应当今时代对人才素质的新要求。这充分反映了数学的重要性,同时对数学教学也提出了要更生活化的要求。所以内容决定以生活中的数学问题为主,再增加些其他数学知识。
(二)目标的制定
在以前,教育通常以成绩优劣来衡量学生的好差。而事实证明这种体制下的一些优秀毕业生,不一定能很好适应社会,而一些较差甚至毕不了业的学生,也有不少成为社会的精英。这让我们不得不反思教育的评价制度和目标是否还适应社会的发展。我们追本溯源会发现教育产生于劳动,目的是要让人们学习具备适应社会的生存能力。现在社会分工不断多元化,生存能力不再仅仅指具备某项具体的技能。能说会道是能力,善于收集是能力,独到的审美观也是能力,只要是社会发展需要的能力,都可以让我们生存下去。对于学校来说,教育的任务应是挖掘、培养和提高学生的各种能力,向社会输送有用人才。作为数学学科的教学目标同样要考虑到这样的变化。作为选修课或许我们可以大胆尝试改变以掌握知识点为主的教学目标,减少学生在学习数学上的压力和无助情绪,而以诸如团队合作,语言表达等多种能力的养成为新的标准来衡量学生的学习效果。
(三)课堂的形式
要改变学生对数学课的固有看法,除了以上两个变化,最重要的是要从形式上做大胆的尝试,活动课的教学目标灵活,活动内容和形式丰富多样有趣味,能创设宽松活泼的学习气氛,极大地吸发学生的好奇心、好胜心、好学心,使学生无拘无束的参与活动,尽情显露自己的智慧和才华,发展自身潜在的个性特长。所以活动课的形式是本课程的重点。
鉴于以上几点,我对此课的设想是创设一个以生活数学为主要内容,以活动课为基本形式,淡化知识点的学习,注重多方面能力的培养的全新课型。下面我从活动课的角度来说说我是如何开展这门课的。
二、理论与实践
因为是第一次开设这样的课程,没有前例可以借鉴,所以一切的工作都要在不断的摸索中进行。一上来就遇到很多概念的问题。什么是数学活动课?如何开展数学活动课?它的教学内容和目的又是什么?都是我要在课程开始之前要了解的。经过一年的学习摸索,现我结合自己的实践事例来对这些概念作出我的解答。
(一)数学活动课的概念
数学活动课的数学指的是内容,而活动指学生在教师的指导下进行的有课题有形式的主体性活动。学生的主体性要明确,且活动应具有教育性。对于这点在我的课堂设计中是要始终贯彻的,学生的活动的主体,就连知识的获取也需要学生自己去收集掌握,老师只是策划者和指导者。学生甚至可以自己策划课堂,老师充当合作者或指导者。
(二)数学活动课的内容
现实生活中凡可通过学生的自主活动,获得关于数量关系和空间形式的直接经验或即时信息的事物或现象,都可以选做数学活动课的内容。我们可以根据当时当地的具体情况和班级学生的特点,优选活动课的内容。以下,我列举一些曾上过的内容供大家参考。
1.日常生活中的数学
(1)建筑物高度的计算。(2)球赛场轮次和场次的计算。(3)投球入篮的角度,和球的运动轨迹方程计算。(4)市场促销方式的辨析。(5)学生日常饮水花费问题的计算。(6)储蓄存款利息的计算和最佳存款方式的选择。(7)社会保险的保险费和赔偿费的计算。(8)工商纳税的税费计算。(9)物价涨跌指数的计算。(10)房屋贷款计算。
2.数学思维训练
3.简易测量与制图
4.数据的搜集、整理和分析
5.计算机搜索功能应用
6.简单数学建模
7.数学竞赛
8.趣味数学史与数学问题
9.数学游艺
10 .数学课外阅读
11 .数学小论文的写作
(三)数学活动课的形式
数学活动课不应该规定机械的活动模式,但对具体的活动课题,为了取得最佳的活动效果,应尽量选择最恰当的活动形式。数学活动课的形式大致可以分为以下几种类型:
(1)指导探索课。在教师的指导下,学生自主探索身边的数量关系或空间形式的规律,建立数学模型,运用数学方法,以解决这一现象的数学活动课,我们把它称为指导探索课。活动的方式是学生自主探索,教师只能启发诱导,不提供现成的工具和方法。指导探索活动课的目的是培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。在这方面的尝试在此课开始的前几个
(2)问题研讨课。教师提出问题,学生自主思考、研究、讨论,直至问题被解决的活动课,称为问题研讨活动课。其特点在于学生的思考、研究、讨论。第三和第四课时对如何测量水池中雕塑高度的问题的方案设计正是这样的课型。学生通过分组讨论,研究方案,并做出解答。一方面锻炼了学生主动思考的能力,另一方面也提高了学生口头表达能力。
(3)数学故事课。以学生自主讲述数学故事为内容的活动课称为数学故事活动课。数学故事是用故事的形式普及数学知识的作品,包括数学家的故事、数学发现的故事、数学游戏故事、数学童话故事、顺序科幻小说等。数学故事活动课的目的:主要是激发学生对数学的兴趣,提高学生学习数学的积极性,扩大学生知识视野,增强学生的想象力。同时,还可以丰富学生的语言,提高学生的表达能力,活跃学生的学习生活。由于考虑到选修课设计的整体性,并未设计安排了故事课,但曾要求学生上交了份自己收集的数学故事作为作业。通过收集过程来了解一些数学方面的故事,对拓展学生的知识面也有一定的好处。
(4)数学游艺课。以文艺演出和游艺活动为主要形式的数学活动课,称为数学游艺活动课。其目的:让学生通过表演数学文艺节目、参与数学游艺活动、观看数学文艺演出,学习数学知识,熏陶数学思想,掌握数学方法,增加对数学的兴趣;同时还可以培养学生的文艺表演能力、欣赏能力和组织能力。曾也试过设计了堂类似于电视节目里面知识竟答型的课,但终是因为学生无法很好配合而不是很成功。所以这方面的课堂还需要继续尝试设计。
(5)数学竞赛课。这里讲的数学竞赛活动课,是以数学竞赛的形式实施的一种活动课课型。应以“普及型”“趣味型”为主。数学竞赛活动的目的:激发学生学习数学的兴趣,调动学生学习数学的积极性,促使学生掌握好基础知识和基本技能,提高数学教学质量,培养学生的竞赛的意识、进取精神和集体荣誉感。
这里我有两堂课被我定义为了竞赛课。一次是正值学校技能节在举行趣味数学竞赛,于是拿了份试卷给平时没有机会参加数学竞赛的他们去做。学生的竞争意识和荣誉感被激发出来,结果出来出乎意料的好。但这显得竞赛有余活动不足。另一次是第七课时的时候设计的班级饮用水问题,由学生主持,以竞赛的形式展开,整个过程体现了学生的主体性。设计的三个问题以小品形式给出,并层层推进,环环相连。中间对题目设计还考虑到了环保和道德教育问题。此次竞赛课只是改变了上课的形式,以现场竟答评分的形式展现,让学生感受分组竞争的气氛。还不是真正意义上的竞赛。
(6)数学实践课。实践性是数学活动课的一大特点。“动脑动口和动手”都是实践,但这里更强调有动手操作的实践,即学生运用数学知识动手操作的活动课,称为数学实践活动课。数学实践活动课的目的:使学生通过实际动手操作,强化学生对数学知识的感性认识,提高抽象思维能力和空间想象能力,培养实践动手能力,加强数学教学与实际的联系,进一步激发学生学习数学的兴趣。可以称为是数学实践课的是一次数学游戏课。学生模拟摸奖游戏,运用概率的知识,去分析研究摸奖的欺骗性。我认为这不但对学生的能力的提高有帮助,对学生的思想教育也有一定的积极意义。
(7)数学阅读课。指导学生阅读数学课外读物的活动课,叫数学阅读活动课。数学阅读活动课的目的:通过教师指导和学生自主阅读练习,使学生学会独立阅读数学课外读物的方法,培养自学能力,扩大知识视野,进一步激发学习兴趣,提高数学教学质量。
(8)数学写作课。指导学生撰写数学学习小论文的活动课,称为数学写作活动课。撰写的小论文,包括学习数学课程的心得体会,对数学概念的理解、数学定理的应用、解题方法的总结,以及对某些数学课堂教学内容的延伸等。数学写作活动课的目的:促进学生加深对数学课程的理解,培养发现问题、解决问题的能力和初步的数学表达能力,发挥他们学习数学的聪明才智,增强创新意识和开拓精神。
(四)数学活动课的实践
以上,是本人在开展生活数学活动课前对数学活动课相关的资料收集加上自己的理解作出的整理归纳。接下来的问题就是如何将这些理论应用的实践上去了。我校在05学年两个学期均开设了本课程。本人边学边上,边上边总结,整个上下来,学生的反应还是很让人满意的。对此,本人将自己上课的内容,以一学期为例按课时做个简单整理。以对照验证以上的理论知识,以求能完善高中数学活动课实施的理论依据。
每个学期有大致18至20周,掐头去尾再除掉假期,大约有14周的课时,也就是14节课。
第一课时:
内容:认识学生,自我介绍。以数学的重要性引出对本课程的简单介绍,及要求。
(首堂课学校规定20分钟)
后记:要小心设计介绍说辞,尽可能在第一次见面,用最简短精彩的语言概括出能吸引学生的课程特点。第一印象很重要。
第二课时:(思维训练课)
内容:1.大致介绍活动课的概念,让学生对本课程有更深一点的了解。2.小组划分,解释本课教学目标的特殊性,其中很重要一点就是要培养大家的合作精神和能力。3.热身运动,数学思维训练题的做题及讲解。(如逻辑推理题,脑筋急转弯题,趣味题等等)4.布置任务,让学生自己想办法测出操场的旗杆长度。将过程结果下在本子上上交。
后记:让学生清楚了解课程,可以让学生明白他应该做什么。可以使他们能积极配合老师。同时思维训练题可以有助让学生对本课程充满期待。而测量的任务布置,更让学生兴头十足。
第三课时:(问题研讨课)
内容:1.上交作业,进行点评。这时可以从学生的作业里看出很多问题和不规范的地方,恰好可以作为本讲内容的引入。2.以作业为例,规范做测量的步骤。订方案-测量-计算-检验-填写实验报告单(自己制定实验报告单,可以根据自己的需要设定要不要将用到的知识点的归纳等)3.分组讨论问题,设计解决方案:学校大门的喷水池中间有座雕塑,如何测出它的高度。要求下次课能将方案拿出。4.布置准备好下次测量课要用到的工具。(圆规,量角器,卷尺)
后记:学生了解了一些数学实验的知识,学习了如何做数学实验报告,让学生考试切身体会数学的乐趣了。学生对下次的测量课非常期待,积极性很高。
第四课时:(实验测量课)
内容:1.每组讲解测量雕塑的方案。2.老师对他们的设计可行性进行点评,并给出老师的方法作为他们的参考。3.带上工具去操场测量,测量过程中,教师从旁指点。4.将测量数据记录,回家完成实验报告。
后记:学生对测量课感觉非常好奇新鲜,一节课他们一直都保持高涨的热情,而且他们也自主进行了组内分工,自觉承当任务,体现了合作精神。而学生讲解方案让学生的口头表达能力,数学语言的运用能力都得到了一定的提高,同时还锻炼了学生的胆量。效果相当不错。作为老师要考虑到的几个问题就是,怎么测量,需要哪些测量工具。我在此处用到了测角仪,当然学校没有这样的设备,于是用圆规和量角器做成一个简易的测角仪,可能的结果就是误差会比较大。还有就是要注意实验报告的写法,还是继续强调。
第五课时:(上机查询课)
内容:1.上交实验报告,现场评讲。2.由前三次课的内容形式,定义生活数学的概念,让学生发言你在平时看的哪些事物是生活中的数学问题。3.给出数学建模的说法,并简单介绍。4.给出本堂课的任务,要求学生通过上网查询有关数学模型的概念,要求每个小组回家将文件整理成稿,下周上交一份关于数学建模的概念及形式的报告。5.每组设计一个生活数学问题,要有点难度,下周来各组交换问题解决。
后记:上机房上数学课是学生从来没有体验过的。而知识点不是通过老师传授,而是自己查找自学就更没有试过了,这能让学生充分感受数学教学形式的多样性,对数学有了新的认识。通过此次的课更能让学生体会到科技带给我们的便捷,及电脑不止是用来玩的,还是学习的有利工具,有一定的教育意义。而课后的任务,开始让学生逐步熟悉数学小论文,为日后数学小论文课做准备。
第六课时:(指导探索课)
内容:1.上交报告。并分组大致讲解自己的学习认识。2.交换设计的生活数学问题,分组讨论解答。3.每组派代表上台讲解解答过程,不足的由其他组员补充。
后记:数模是个可深可浅的东西,在此简单涉及就可以了。本课可能会出现的问题就是学生设计的问题太复杂自己无法建立模型去解决。这时候需要老师帮忙指点或指正。如有一组设计了如何投篮才能保证命中。本来是个好课题,可惜设计过程中有很多因素没有考虑进去而最终无法求解。不过还是有不少组的思路非常好的,其中有个小组设计的手机话费套餐择优问题就很好,有层次分情况。这样有条理确实出乎老师意料之外。上台讲解能培养学生数学语言表达能力及加强逻辑思维能力。
第七课时:(数学竞赛课)
内容:设计班级饮用水问题,由学生主持,以竞赛的形式展开,整个过程体现了学生的主体性。设计的三个问题以小品形式给出,并层层推进,环环相连。中间对题目设计还考虑到了环保和道德教育问题。(附教案)
后记:此次竞赛课只是改变了上课的形式,以现场竟答评分的形式展现,让学生感受分组竞争的气氛。还不是真正意义上的竞赛。曾也试过设计了堂类似于电视节目里面知识竟答型的课,但终是因为学生无法很好配合而不是很成功。此次课的课前准备工作较多,先安排三个同学演练写好的数学生活小品。再指导一个学生主持整堂课,这里教会学生基本控课应变能力很关键。对问题的设计也需要比较用心,要符合贴近日常生活,还要环环相扣,最难的是始终对思想道德有着积极的教育作用。对学生数学语言的运用也是本堂课要考查的目标。本次课学生的主体性特别突出,基本上老师只是一个参与其中的小角色,必要时给予一定的评价。
由于篇幅的关系,以后的几个课时我做下简单的介绍。
第八课时:因正值达芬奇的密码热播中,于是设计了一堂《简单的加密解密的方法》,让学生感受了数学的神奇。因学生非常感兴趣,所以效果很好。这类的课是不可多得的,如果经常有这类的和时值的焦点联系很紧密的数学问题构思出来的话,那就更能持续维持学生的高度热情。
第九课时:设计的是一堂游戏课,模拟各类摸奖,谈讨概率问题。这堂课也可以将之归类为数学实践课。将已有的数学概率知识来回答摸奖的欺骗性问题。游戏的模拟对学生的表演能力等都有很大帮助,而此次课的教育意义也是非常大的。
第十课时:尝试了将学生分成两个大组,犹如娱乐节目中的两大阵营,为他们分别设计了两部分的评分。第一部分设计了必答题,对两组分别记分。第二部分是抢答题。结果学生很不能适应这类的活动课,而草草了之。这次课确实是个失败的教训,看来以后设计的时候,还要更多的考虑到学生的反应。多种可能发生的情况,设计多个结果。
十一课时:要求学生当场设计一个可以得到正弦型曲线的工具。用设计出工具得出两组正弦型曲线,建立直角坐标系并写出方程。本课用到三角函数的知识,和平时的课堂联系更紧密些。难度也比较大。
十二课时:简单介绍什么是数学小论文,如何写数学小论文。
十三课时:带学生去图书馆查阅资料。完成一堂阅读课,要求是寻找要完成的论文的资料。
十四课时:最后一课,上交论文,并到场评判。总结本课程整体的收获。
(五)一点反思
【关键词】生物工程专业;试验设计与数据处理;教学对策
作为地方本科院校,将教学目标定位于培养应用型人才,是提高学校竞争力、突出办学特色的关键。南阳理工学院生物工程专业立足于自身教学条件,积极将培养模式与南阳地区经济特点相结合,紧密围绕南阳市支柱产业——生物制药和工业发酵,发展工业微生物菌种选育、发酵工艺调控和中药材药用成分提取分离为主攻方向的专业特色。毕业生主要在科研开发、生产监控、质量检测等方向就业,工作中经常涉及到工艺控制、过程优化模拟、质量检测控制等问题。对于这些实际问题若不进行科学的试验方案设计和数据结果分析,将很难在短时间、低成本内得到正确的结果。因此,有必要对生物工程专业学生开设相关课程。
试验设计与数据处理是一门应用领域相当宽广的现代技术课程,主要介绍工程技术和科研试验中常用的试验设计与数据处理方法。通过对本课程的学习,学生能够掌握试验设计和数据处理的基本原理和方法,为后续教学环节如专业试验、毕业论文和今后在工作中开展产品工艺优化、质量管理等工作的顺利进行打下良好基础。该门课程教学内容主要包括2个方面:试验设计和数据处理。试验设计部分主要是让学生掌握设计试验的方法,能做到在有限的试验条件下,用最少的试验量获得尽可能多的信息;数据处理部分主要是让学生学会对实验结果采用合理、有效的分析方法,从而发掘出潜在的、有用的信息[1]。
为了提高试验设计与数据处理的教学质量,培养学生的学习兴趣,增强学生应用的能力,笔者对试验设计与数据处理的教学研究做了很多努力和尝试,现将几点教学心得体会归纳如下。
1讲好绪论,强调课程的重要性
绪论就像是一部电影的开场,直接影响着整门课程的教学效果,好的开场才能吸引学生的注意力,激发其学习兴趣。试验设计与数据处理是统计学在生物领域的应用,是一门应用技术学科,在绪论中不仅要介绍学科发展的历史,还应该清晰展示课程的内容体系及本门课的任务和作用,重点介绍要学习什么、知识点之间有什么联系、这些知识可以帮助解决什么问题、该如何学习等。在绪论中应多列举一些利用本门课程的知识解决实际问题的例子来强调本门课程的重要性,如在毕业实践环节,将试验设计和数据分析的知识用于毕业论文的设计和撰写中,以求论文结构的系统性和试验结果的科学性。在走向科研工作岗位后,利用试验设计和数据分析的知识合理设计科研方案、分析结果,以求在低成本、短时间内完成任务。通过这些例子来明确学生的学习目的,激发其学习兴趣。
2重在培养应用能力
应用性本科培养的是运用科学理论从事高技术工作的应用型专门人才,在培养规格上以行业需求为本位,注重知识的复合性、现时性和应用性。培养出的人才应具备综合运用理论知识和方法解决实际问题的综合能力和实践能力,并兼备技术创新能力[2]。因此,在教学内容组织和知识侧重点的处理上应以结合专业特色、适应行业需要为主旨。试验设计与数据处理是以统计学原理为基础的学科,其原理部分涉及到高等数学、概率论和线性代数的知识,这部分内容在基础课程中已有详细讲述。因此,教学重点放在各种试验设计方法和数据处理方法的具体应用上,而方法的理论推导过程可以作为学生自学内容。如讲解方差分析时,将重点放在方差分析的具体步骤上,而偏差平方和分解过程的推导则作为自学内容;在正交试验设计及分析部分,教学侧重点主要放在如何使用正交表及如何对正交试验结果作恰当的分析上,而对于正交表的构成原理、特点仅作简要介绍。
3选择合适的例题,做到熟能生巧
试验设计与数据处理的应用领域非常广泛,不仅用于生物,还应用于化工、食品、机械加工制造等领域。为了让学生正确理解和掌握知识,在举例说明时应选择试验设计与数据处理在本学科的应用实例。面向生物工程专业的学生时,结合生物工程专业的特色,主要从菌种选育条件、发酵工艺控制、目标产物分离等方面选择相应的例子,最好是专业试验或科研中的真实问题,如淀粉酶产生菌选育方案的设计、乳酸发酵条件的确定、茶多酚提取工艺的优化,这有助于学生了解本门课的应用领域,激发学生学习本课程的兴趣,调动学生的积极性和主动性。
对于应用技术学科,关键是能将书本上的知识应用自如。对于试验方案设计方法,如正交试验设计、均匀试验设计、回归旋转试验设计、sn比试验设计等方法,要求能够根据试验周期的长短、原料易得性、条件控制难易、待考察因素水平的数量等实际情况,选择合理可行的试验方案设计(下转第33页)
(上接第31页)
方法。对于所得数据结果,要求能够采用正确的分析方法,发掘出有用的信息。数据分析方法部分有很多公式,如偏差平方和的分解公式、回归系数的求解公式等,若要做到灵活运用课程的知识,就必须加强公式的记忆,因此多做练习是必要的。虽然现在有很多软件能解决计算问题,但是还要求学生掌握各种分析方法的分析过程,这些都需要在教学中安排一定的练习量,使学生熟能生巧。
4把握前沿知识,扩展学生视野
试验设计与数据分析的方法种类多样,在本科教学阶段主要要求学生掌握单因素试验设计、正交试验设计和均匀试验设计等方案设计方法,极差分析、方差分析和回归分析等数据分析方法。这些内容是本门课程的基本内容,但并不是本学科的全部知识。为了让学生充分认识本学科的重要性,可以在教学学时允许条件下,补充知识点,开拓学生的视野。如向学生介绍旋转试验设计及其分析方法,指出它的作用和优势;对于解决多指标问题的试验设计和分析时引入主成分分析方法的知识[3];在对回归方程求解最优解时引入遗传算法的理论[4];对于试验问题建模分析时引入神经网络建模方法[5]。这些试验设计和分析方法很多都是近几年才应用到生物工程领域的,在要求学生牢固掌握基本知识的前提下,引入前沿知识有助于拓宽知识面,在今后的学习和工作中能更好地发挥学生的能动性。
5重视上机环节
试验数据的处理计算量很大,完全依靠手算既浪费时间又容易出错。而现在有多种软件,它们可以对数据作各种分析,并能够在短时间内得到准确的结果。因此,应重视上机环节,要求学生至少掌握1种统计软件的使用方法,学会用软件绘图、计算,并能正确理解分析结果。例如spss是一个功能全面的统计分析软件,操作界面友好,易学易用,广泛应用于自然科学、社会科学领域[6]。在教学过程中安排适当学时进行上机操作,要求学生能够使用软件进行平均数假设检验、方差分析、多重比较、回归分析等操作,不仅能增强知识的掌握程度,还可以激发学生的学习兴趣,获得良好的教学效果。
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国家教育部制定了中小学信息技术教育规划和教学大纲,并组织编写了《中小学计算机基础教程》,使我国中小学计算机教育步入正轨。而且近年来个人计算机的价格逐渐降低,很多家庭购买了计算机,中小学生不论是在学校或家里接触计算机的机会和时间越来越多。这使得近年来高校入学新生计算机理论知识和操作水平的起点显著提高,新生在入学时已具备良好的计算机平台能力,如操作系统(如Windows)的主要操作技能,日常工作软件(如Word、Excel、Powerpoint)常用功能的使用,可以较快速准确地使用电脑打字。大学生入学时计算机水平不断提高,因此高校公共计算机基础课程的教学也必须同步进行改革。
二、高校公共计算机分层次教学
笔者认为大学计算机基础教育的内容应该根据学生的实际计算机水平进行改革,不要重复设置中学计算机已经教完的内容,教育改革应该使大学与中学同步进行,使大学与中学的教学内容各有所侧重,仅将计算机平台能力教育作为大学中的一门起填平补齐作用的计算机补习课,在课程的设置上更应注重培养学生应用计算机软件解决实际问题的能力。根据实际教学现状,笔者认为大学计算机教育应该以三个层次为基础,实施教学改革。非计算机专业的计算机教学以三个层次课程设置为依托,按照学生水平、专业需求进行改革。第一层次是计算机基础知识和操作能力的培养。主要任务是使学生掌握操作计算机的基本技能,并培养他们应用计算机处理日常问题的能力[1]。学习内容主要包括计算机组成硬件的性能指标及装机步骤、软件的安装与卸载、日常生活软件(如图像处理、电子杂志、视频编辑等)的功能使用、计算机常见问题的处理(如网络连接配置、如何ghost等)。第二层次是程序设计基础和高级程序设计语言的学习。这一部分的重点是培养学生的计算思维,学会对问题的抽象,找出解决问题的形式化方法,在处理复杂问题时能从根本上提高学生解决问题的能力,安排课程主要包括VB、VF等。第三层次是结合专业需求学习专业应用软件。主要任务是进一步培养增强学生对本专业及相关领域中专业软件的使用能力,实现能够利用所学的计算机知识,处理、解决本专业领域中的实际问题。根据专业方向、学习重点的不同,结合各专业需要,对不同专业的学生差异化进行计算机应用软件教学,达到与专业紧密结合,为专业学习服务,互学互长。通过以上三个层次的学习,学生就能由浅入深地掌握计算机的基本知识和基本操作,较全面地了解计算机技术的发展趋势,并能增强学生的计算机意识,提高进一步学习计算机技术及利用计算机技术解决实际问题的能力。但计算机三个层次的教学模式通常不能切实执行。多数高校在第一、二层次上投入了较大的精力,而对第三个层次关注较少,通常仅在大学一年级开设计算机的公共课程,其余学年出现计算机教学的断层,没有开设与专业相关的计算机应用新技术、新知识相关的课程,造成了学生在后续的学习中不能用计算机技术解决自己专业中的相关问题[2]。这造成当代大学生通常都拥有国家计算机二级证书,但却不会在自己的毕业论文中应用计算机软件对实验数据进行计算与分析,而这种专业性计算机知识技能的水平,是用人单位对大学毕业生的基本要求。
三、高校公共计算机教学改革带来的思考
本着大学四年计算机教育“三层次”不断层的思想,以大学计算机教学不能仅停留在理论了解计算机知识为准则,以大学生将计算机作为本学科研究的桥梁和工具为目标,笔者结合多年非计算机类大学生计算机教学经验,提出几点改革的基本思路。第一层次教学教师应注重实例演示。大部分同学感觉在使用计算机遇到问题时,不知道如何应用学过的理论知识解决它。为了克服这类问题,课堂上教师应注意避免照本宣科,要多多融入实例操作。如在第一层次介绍计算机硬件和软件时,教师可以准备一台可供拆卸的计算机主机,使学生可以直观的了解计算机各硬件组成部件的外观,及它们之间是如何被组装连接构成主机的,带领学生学习装机操作后,即可进一步演示如何安装操作系统软件、如何安装硬件驱动和常用应用软件、如何配置网络连接。通过这一系列课程内容的设置,学生在操作中掌握了多个知识点,相比较以前枯燥文字、简单图片的幻灯片课件,这种生动、互动的教学方式对学生真正了解计算机相关知识更有效,当他们以后遇到装机、拆机、安装软件等问题时,更容易自己解决。第二层次教学注重学生上机操作的练习。学生普遍感受计算机程序设计课程枯燥难学、内容多、难记忆,程序看得懂,但自己去编却不一定能编出来,造成这个问题的主要原因还是学习方法的偏差,仅满足于上课听懂了,但却忽略了上机解题能力的训练。计算机课程不是听会的,也不是看会的,而是自己练会的。只有让学生上机动手操作,解决设定问题,他们才能学会针对问题进行分析,构建数学模型,设计算法并编程实现,真正明白结构化程序设计及面向对象程序设计的概念和方法。上机操作使学生产生解决问题的成就感,进而对课程产生兴趣,调动了学习的积极性,促使他们主动学习。第三层次教学应为高年级学生开设相适应的选修课。根据学校各专业实际计算机应用需求,开设计算机选修课,通过选修课的学习,学生达到可以较熟练应用本专业常用的应用软件处理、解决本专业领域中的实际问题。如理工类学生学习CAD、MATLAB等建模软件,学会对产品和工程进行设计、绘图、分析和编写技术文档,初步掌握系统的设计与仿真;经济管理类学生学习eviews、spss等统计分析软件,掌握应用对经济活动数据进行数据分析、回归分析和预测,实现数据分析与评估、金融分析、宏观经济预测、仿真、销售预测和成本分析等;文史类学生学习与多媒体制作相关的软件,如Photoshop、Flash、Authorware等,学会把文字、图片、视频、特效、光影、音效等多种信息综合处理。计算机各层次的学习采取基于项目导向的方法。传统教学方法通常都是按照教材内容编写的顺序,由前向后逐章讲解,学生学习时只见树叶,不见森林,提不起学习兴趣的问题,一门课程学完后,只记得一些基本的知识点,死记硬背些常用规则,能够独立实现设计任务者凤毛麟角。基于项目导向的方法以项目实例为主线,学习内容围绕其展开,按照项目开发的流程展开教学,并结合书本上相关章节的内容,有效融汇到学习中[3]。学生按人数或兴趣分成小组,在老师的指导下选定自己感兴趣的项目,详细制定学习时间和活动步骤,定期开展小组交流、讨论和学习,展示并介绍制作的作品、交流经验和心得体会。定期举办丰富多彩的计算机知识普及活动。大多数学生在大学以前都学过计算机基础知识,有一定基础,但是计算机软、硬件技术发展日新月异,升级换代频繁。著名的摩尔定律指出计算机每隔18个月性能翻一倍,操作系统和应用软件的界面和功能变化也非常快。根据这种情况,我们应定期安排计算机专业教师或学生,结合当下计算机软、硬件技术的发展动态,采用专题讲座的方式,使学生能及时掌握最新的计算机软、硬件知识。组织开展计算机知识竞赛、命题作品展示等参与性广泛的活动,让学生们从多种方式多种途径学习计算机、应用计算机知识。