計(jì)算機(jī)工程系CDIO理念下的高等數(shù)學(xué)案例教學(xué)
在實(shí)施高等數(shù)學(xué)案例教學(xué)之前，教師需要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)的要求精心準(zhǔn)備教學(xué)案例，要告知學(xué)生應(yīng)該提前預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)的內(nèi)容，學(xué)生需要按照教師的要求，完成課前任務(wù)。
摘要：高等數(shù)學(xué)是一門重要的課程，是學(xué)生學(xué)習(xí)其它專業(yè)課程的基礎(chǔ)，但由于高等數(shù)學(xué)自身的特點(diǎn)，在學(xué)習(xí)的過(guò)程中學(xué)生的積極性并不高，導(dǎo)致高等數(shù)學(xué)的教學(xué)達(dá)不到理想的效果。把CDIO教學(xué)理念引入高等數(shù)學(xué)教學(xué)中，并借助案例教學(xué)模式，讓學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)自己去解決實(shí)際問(wèn)題，一定能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)的興趣，從而提高高等數(shù)學(xué)課堂教學(xué)質(zhì)量。
關(guān)鍵詞：高等數(shù)學(xué);CDIO;案例教學(xué)
大家都說(shuō)數(shù)學(xué)很有用,可是如何去用?這是一個(gè)值得討論的話題。高等數(shù)學(xué)是各個(gè)高校都會(huì)開(kāi)設(shè)的一門課程，該課程所學(xué)習(xí)的內(nèi)容和方法對(duì)學(xué)生后面學(xué)習(xí)專業(yè)課程具有重要的影響，所以說(shuō)高等數(shù)學(xué)課程是一門工具性的課程，也足見(jiàn)學(xué)好高等數(shù)學(xué)課程的重要性。但高等數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)是枯燥乏味的，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中是痛苦萬(wàn)分的，我們應(yīng)該改變傳統(tǒng)的高等數(shù)學(xué)教學(xué)方法，提高學(xué)生學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)的積極性，才能有效提高高等數(shù)學(xué)的教學(xué)質(zhì)量。借助CDIO理念，在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中引入案例教學(xué)方法，一定能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)的興趣，從而提高高等數(shù)學(xué)教學(xué)效果。
一高等數(shù)學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀
一直以來(lái)，高等數(shù)學(xué)的教學(xué)都是以講授式為主的，也就是老師講，學(xué)生聽(tīng)，雖然老師在講臺(tái)上滔滔不絕，但由于數(shù)學(xué)學(xué)科自身的特點(diǎn)，比如枯燥、抽象等，有些學(xué)生在下面卻昏昏欲睡，學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣不大，積極性也不高，達(dá)不到理想的教學(xué)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(dǎo)等，至于數(shù)學(xué)知識(shí)產(chǎn)生的歷史背景和文化價(jià)值，以及怎樣運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題介紹得很少，讓學(xué)生覺(jué)得學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)沒(méi)有什么用處，沒(méi)有意識(shí)到高等數(shù)學(xué)對(duì)他們后續(xù)學(xué)習(xí)專業(yè)課程以及以后在生活中的作用，從而不重視對(duì)高等數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)。傳統(tǒng)的高等數(shù)學(xué)教學(xué)模式的弊端日益顯著，急需尋找一種有效的教學(xué)模式改變這種現(xiàn)狀。
二CDIO理念簡(jiǎn)介
CDIO是目前高等教育中工程領(lǐng)域非常流行的一種教育理念，CDIO代表Conceive(構(gòu)思)、Design(設(shè)計(jì))、Implement(實(shí)施)和Operate(運(yùn)作)，是由美國(guó)麻省理工學(xué)院、瑞典查爾摩斯工業(yè)大學(xué)、瑞典林雪平大學(xué)、瑞典皇家理工學(xué)院四所大學(xué)共同創(chuàng)立的一種新型工程教育模式[1-3]。該模式強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主體地位，要求學(xué)生積極主動(dòng)參與到教學(xué)中來(lái)，盡量調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，讓學(xué)生主動(dòng)來(lái)實(shí)踐工程技術(shù)，強(qiáng)調(diào)對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)，倡導(dǎo)“做中學(xué)”，引導(dǎo)學(xué)生將“聽(tīng)數(shù)學(xué)”轉(zhuǎn)變?yōu)?ldquo;做數(shù)學(xué)”。我國(guó)自汕頭大學(xué)引入CDIO教育理念以來(lái)，將CDIO教育模式與我國(guó)高校的教學(xué)情況相結(jié)合，增加誠(chéng)信、職業(yè)道德以及職業(yè)素質(zhì)的教育，能引導(dǎo)學(xué)生對(duì)核心專業(yè)課程的學(xué)習(xí)產(chǎn)生興趣，能讓學(xué)生在實(shí)踐中進(jìn)行學(xué)習(xí)，從而培養(yǎng)了他們的實(shí)際應(yīng)用能力。CDIO模式要求以教師為引導(dǎo)，以學(xué)生為主體，加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)，進(jìn)一步培養(yǎng)他們的合作與溝通能力，提高他們的創(chuàng)新能力以及團(tuán)隊(duì)合作能力。
三案例教學(xué)簡(jiǎn)介
案例教學(xué)法就是教師以案例作為教材，使學(xué)生進(jìn)入某種情景，充當(dāng)某個(gè)角色，在教師的引導(dǎo)和支持下，鼓勵(lì)學(xué)生思考及相互交流，找出問(wèn)題及產(chǎn)生問(wèn)題的原因，尋找機(jī)會(huì)，做出決策的一種教學(xué)方法[4]。案例教學(xué)法起源于20世紀(jì)20年代，首創(chuàng)于哈佛大學(xué)商學(xué)院，20世紀(jì)50～60年代在美國(guó)得到推廣，而國(guó)內(nèi)教育界開(kāi)始探究案例教學(xué)法，則是20世紀(jì)90年代以后的事。剛開(kāi)始，案例教學(xué)法主要在經(jīng)貿(mào)、管理、法學(xué)等學(xué)科領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，目前在我國(guó)MBA教學(xué)中也已廣泛使用。在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中，應(yīng)用案例進(jìn)行教學(xué)的實(shí)例并不多，這主要和高等數(shù)學(xué)自身的特點(diǎn)有關(guān)。高等數(shù)學(xué)是專業(yè)基礎(chǔ)課，后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)要借助高等數(shù)學(xué)知識(shí)去解決問(wèn)題，而很多經(jīng)典案例存在于后續(xù)專業(yè)課程中，兩者在銜接上存在一定的問(wèn)題，但由于案例教學(xué)法的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，還是很值得借鑒的。
四CDIO理念下的高等數(shù)學(xué)案例教學(xué)
在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中，引入CDIO理念，并開(kāi)展案例教學(xué)模式，這是一種全新的嘗試。案例教學(xué)直觀生動(dòng)，容易激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的熱情，而且案例規(guī)�？纱罂尚。诮虒W(xué)上具有良好的可操作性，同時(shí)也符合CDIO理論。CDIO要求在做中學(xué)，在教學(xué)中，教師引入案例，學(xué)生借助所學(xué)的數(shù)學(xué)知識(shí)進(jìn)行討論，尋找解決的方法，培養(yǎng)了學(xué)生解決問(wèn)題的能力。在教學(xué)中既要學(xué)數(shù)學(xué)，更要用數(shù)學(xué)，即“做中學(xué)，學(xué)中練”，這就是CDIO理念。
(一)案例的選擇要科學(xué)合理
在高等數(shù)學(xué)中并不是所有的內(nèi)容都適合案例教學(xué)，因此，在進(jìn)行案例教學(xué)前，教師應(yīng)選擇合適的數(shù)學(xué)內(nèi)容，并且選擇與專業(yè)相關(guān)的實(shí)際項(xiàng)目設(shè)計(jì)教學(xué)案例，一方面，所選案例要符合教學(xué)目標(biāo)的要求，另一方面，案例選擇要綜合考慮學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)和個(gè)性特征，要清楚案例教學(xué)解決什么問(wèn)題，能體現(xiàn)學(xué)生解決問(wèn)題的哪些能力。例如導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用，定積分的應(yīng)用，多元函數(shù)的極值等，這些內(nèi)容都比較容易選擇和專業(yè)實(shí)際背景相關(guān)的案例，并容易引導(dǎo)學(xué)生加以分析和討論，從而提高了學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力。
(二)教師的角色定位要準(zhǔn)確
在高等數(shù)學(xué)案例教學(xué)過(guò)程中，教師和學(xué)生是教學(xué)的兩個(gè)重要角色，教師要發(fā)揮組織引導(dǎo)的作用，即以教師為主。首先，教師在課前要根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知水平選擇合適的案例;然后，在課堂上要組織好學(xué)生并指導(dǎo)案例分析、討論的全過(guò)程。在此過(guò)程中，教師需要解決案例中存在的問(wèn)題，要有意識(shí)的引導(dǎo)學(xué)生朝既定的目標(biāo)去思考，尋找需要用到的各種數(shù)學(xué)知識(shí)和思想方法，并關(guān)注問(wèn)題發(fā)展變化的多種可能性;最后，對(duì)案例分析的全過(guò)程進(jìn)行總結(jié)和點(diǎn)評(píng)，完成教學(xué)目標(biāo)的各項(xiàng)要求。教師還應(yīng)隨時(shí)更新案例，使案例適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展，能夠真正反映專業(yè)學(xué)習(xí)的需要，對(duì)于不符合發(fā)展實(shí)際需要的案例要及時(shí)剔除。
(三)學(xué)生能積極主動(dòng)參與教學(xué)
CDIO工程教育模式要求以學(xué)生為主體，提高學(xué)生的主動(dòng)性和積極性。在案例教學(xué)中，學(xué)生是重要的參與者，學(xué)生要分析案例，收集信息，參與討論，發(fā)表見(jiàn)解。高等數(shù)學(xué)中的概念、定理等有著很強(qiáng)的邏輯性和抽象性，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中容易產(chǎn)生厭學(xué)情緒，在組織學(xué)生開(kāi)展案例討論活動(dòng)的時(shí)候，讓學(xué)生積極參與是重點(diǎn)。
(四)案例教學(xué)的實(shí)施要組織得當(dāng)
在實(shí)施高等數(shù)學(xué)案例教學(xué)之前，教師需要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)的要求精心準(zhǔn)備教學(xué)案例，要告知學(xué)生應(yīng)該提前預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)的內(nèi)容，學(xué)生需要按照教師的要求，完成課前任務(wù)。在課堂上，教師展示案例，幫助學(xué)生進(jìn)行合理的分組，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)案例進(jìn)行討論，并及時(shí)解決學(xué)生提出的問(wèn)題，幫助學(xué)生一起找到解決問(wèn)題的途徑。案例討論結(jié)束之后，每個(gè)小組選派一名代表發(fā)言，將本小組的討論意見(jiàn)進(jìn)行匯報(bào)，大家一起從中選擇最佳的方案。最后，教師還應(yīng)該對(duì)案例教學(xué)的方法進(jìn)行小結(jié)和評(píng)價(jià)，再列舉一些類似的案例，分析案例解決的思路，通過(guò)對(duì)比找到共性，并對(duì)學(xué)生的各種合理見(jiàn)解給予充分肯定。只有完成好這四個(gè)階段的工作，才能更好的實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。
五小結(jié)
在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中引入CDIO教學(xué)理念，并借助案例進(jìn)行教學(xué)，充分體現(xiàn)了師生互動(dòng)的過(guò)程，教師不再是主動(dòng)的講授，學(xué)生不再是被動(dòng)的接受，教師變成課堂的組織者和引導(dǎo)者，學(xué)生真正變成課堂的主人，學(xué)生從實(shí)際問(wèn)題出發(fā)，通過(guò)自己親自討論和設(shè)計(jì)，體驗(yàn)解決問(wèn)題的樂(lè)趣，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和數(shù)學(xué)實(shí)踐能力，讓學(xué)生學(xué)會(huì)了如何用數(shù)學(xué)知識(shí)去解決實(shí)際問(wèn)題，提高了學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的興趣，也進(jìn)一步提高了課堂教學(xué)質(zhì)量。
參考文獻(xiàn)
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