計算機工程系CDIO理念下的高等數學案例教學

才智咖 人氣:2.53W

在實施高等數學案例教學之前,教師需要根據教學內容和教學目標的要求精心準備教學案例,要告知學生應該提前預習和複習的內容,學生需要按照教師的要求,完成課前任務。

計算機工程系CDIO理念下的高等數學案例教學

摘要:高等數學是一門重要的課程,是學生學習其它專業課程的基礎,但由於高等數學自身的特點,在學習的過程中學生的積極性並不高,導致高等數學的教學達不到理想的效果。把CDIO教學理念引入高等數學教學中,並藉助案例教學模式,讓學生運用數學知識自己去解決實際問題,一定能激發學生學習高等數學的興趣,從而提高高等數學課堂教學質量。

關鍵詞:高等數學;CDIO;案例教學

大家都說數學很有用,可是如何去用?這是一個值得討論的話題。高等數學是各個高校都會開設的一門課程,該課程所學習的內容和方法對學生後面學習專業課程具有重要的影響,所以說高等數學課程是一門工具性的課程,也足見學好高等數學課程的重要性。但高等數學的學習是枯燥乏味的,學生在學習的過程中是痛苦萬分的,我們應該改變傳統的高等數學教學方法,提高學生學習高等數學的積極性,才能有效提高高等數學的教學質量。藉助CDIO理念,在高等數學教學中引入案例教學方法,一定能激發學生學習高等數學的興趣,從而提高高等數學教學效果。

一高等數學教學現狀

一直以來,高等數學的教學都是以講授式為主的,也就是老師講,學生聽,雖然老師在講臺上滔滔不絕,但由於數學學科自身的特點,比如枯燥、抽象等,有些學生在下面卻昏昏欲睡,學生學習的興趣不大,積極性也不高,達不到理想的教學效果。很多教師在課堂上更注重定義的講解、定理的證明、公式的推導等,至於數學知識產生的歷史背景和文化價值,以及怎樣運用數學知識解決實際問題介紹得很少,讓學生覺得學習數學沒有什麼用處,沒有意識到高等數學對他們後續學習專業課程以及以後在生活中的作用,從而不重視對高等數學的學習。傳統的高等數學教學模式的弊端日益顯著,急需尋找一種有效的教學模式改變這種現狀。

二CDIO理念簡介

CDIO是目前高等教育中工程領域非常流行的一種教育理念,CDIO代表Conceive(構思)、Design(設計)、Implement(實施)和Operate(運作),是由美國麻省理工學院、瑞典查爾摩斯工業大學、瑞典林雪平大學、瑞典皇家理工學院四所大學共同創立的一種新型工程教育模式[1-3]。該模式強調學生的主體地位,要求學生積極主動參與到教學中來,儘量調動學生的積極性,讓學生主動來實踐工程技術,強調對學生實踐能力的培養,倡導“做中學”,引導學生將“聽數學”轉變為“做數學”。我國自汕頭大學引入CDIO教育理念以來,將CDIO教育模式與我國高校的教學情況相結合,增加誠信、職業道德以及職業素質的教育,能引導學生對核心專業課程的學習產生興趣,能讓學生在實踐中進行學習,從而培養了他們的實際應用能力。CDIO模式要求以教師為引導,以學生為主體,加強實踐教學,進一步培養他們的合作與溝通能力,提高他們的創新能力以及團隊合作能力。

三案例教學簡介

案例教學法就是教師以案例作為教材,使學生進入某種情景,充當某個角色,在教師的引導和支援下,鼓勵學生思考及相互交流,找出問題及產生問題的原因,尋找機會,做出決策的一種教學方法[4]。案例教學法起源於20世紀20年代,首創於哈佛大學商學院,20世紀50~60年代在美國得到推廣,而國內教育界開始探究案例教學法,則是20世紀90年代以後的事。剛開始,案例教學法主要在經貿、管理、法學等學科領域得到廣泛應用,目前在我國MBA教學中也已廣泛使用。在高等數學教學中,應用案例進行教學的例項並不多,這主要和高等數學自身的特點有關。高等數學是專業基礎課,後續專業課程的學習要藉助高等數學知識去解決問題,而很多經典案例存在於後續專業課程中,兩者在銜接上存在一定的問題,但由於案例教學法的特點和優勢,還是很值得借鑑的。

四CDIO理念下的高等數學案例教學

在高等數學教學中,引入CDIO理念,並開展案例教學模式,這是一種全新的嘗試。案例教學直觀生動,容易激發學生學習數學的熱情,而且案例規模可大可小,在教學上具有良好的可操作性,同時也符合CDIO理論。CDIO要求在做中學,在教學中,教師引入案例,學生藉助所學的數學知識進行討論,尋找解決的.方法,培養了學生解決問題的能力。在教學中既要學數學,更要用數學,即“做中學,學中練”,這就是CDIO理念。

(一)案例的選擇要科學合理

在高等數學中並不是所有的內容都適合案例教學,因此,在進行案例教學前,教師應選擇合適的數學內容,並且選擇與專業相關的實際專案設計教學案例,一方面,所選案例要符合教學目標的要求,另一方面,案例選擇要綜合考慮學生的認知結構和個性特徵,要清楚案例教學解決什麼問題,能體現學生解決問題的哪些能力。例如導數的應用,定積分的應用,多元函式的極值等,這些內容都比較容易選擇和專業實際背景相關的案例,並容易引導學生加以分析和討論,從而提高了學生解決實際問題的能力。

(二)教師的角色定位要準確

在高等數學案例教學過程中,教師和學生是教學的兩個重要角色,教師要發揮組織引導的作用,即以教師為主。首先,教師在課前要根據學生的認知水平選擇合適的案例;然後,在課堂上要組織好學生並指導案例分析、討論的全過程。在此過程中,教師需要解決案例中存在的問題,要有意識的引導學生朝既定的目標去思考,尋找需要用到的各種數學知識和思想方法,並關注問題發展變化的多種可能性;最後,對案例分析的全過程進行總結和點評,完成教學目標的各項要求。教師還應隨時更新案例,使案例適應時代的發展,能夠真正反映專業學習的需要,對於不符合發展實際需要的案例要及時剔除。

(三)學生能積極主動參與教學

CDIO工程教育模式要求以學生為主體,提高學生的主動性和積極性。在案例教學中,學生是重要的參與者,學生要分析案例,收集資訊,參與討論,發表見解。高等數學中的概念、定理等有著很強的邏輯性和抽象性,學生在學習過程中容易產生厭學情緒,在組織學生開展案例討論活動的時候,讓學生積極參與是重點。

(四)案例教學的實施要組織得當

在實施高等數學案例教學之前,教師需要根據教學內容和教學目標的要求精心準備教學案例,要告知學生應該提前預習和複習的內容,學生需要按照教師的要求,完成課前任務。在課堂上,教師展示案例,幫助學生進行合理的分組,引導學生對案例進行討論,並及時解決學生提出的問題,幫助學生一起找到解決問題的途徑。案例討論結束之後,每個小組選派一名代表發言,將本小組的討論意見進行彙報,大家一起從中選擇最佳的方案。最後,教師還應該對案例教學的方法進行小結和評價,再列舉一些類似的案例,分析案例解決的思路,通過對比找到共性,並對學生的各種合理見解給予充分肯定。只有完成好這四個階段的工作,才能更好的實現教學目標。

五小結

在高等數學教學中引入CDIO教學理念,並藉助案例進行教學,充分體現了師生互動的過程,教師不再是主動的講授,學生不再是被動的接受,教師變成課堂的組織者和引導者,學生真正變成課堂的主人,學生從實際問題出發,通過自己親自討論和設計,體驗解決問題的樂趣,培養了學生的創新意識和數學實踐能力,讓學生學會了如何用數學知識去解決實際問題,提高了學生對數學學習的興趣,也進一步提高了課堂教學質量。

參考文獻

[1]ley,JohanMalmqvist,sorenostluna,eur著,顧佩華,沈民奮,陸小華譯inkingEngineeringEducation:TheCDIOApproach[M].北京:高等教育出版社,2009(4):81-83.

[2]查建中.論“做中學”戰略下的CDIO模式[J].高等工程教育研究,2008(3):1-6.

[3]王平.基於CDIO的高等數學專案驅動研究[J].教育現代化,2015(15):143-145.

[4]高振濱,沈繼紅.案例教學法在數學建模中的應用[J].教育探索,2011(5):65.