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以Mathematica为辅助教学工具的高职数学教育模式的构建

时间:2018-05-10 22:08来源:www.shlunwen.org 作者:lgg 点击:
本文是一篇教育论文,针对教育理论或教育实践中出现的问题或薄弱环节进行专题分析、提出自己的见解或解决方法的论文。它的关键是“立论”,这是所有教育论文的基本特点和基础。
本文是一篇教育论文,针对教育理论或教育实践中出现的问题或薄弱环节进行专题分析、提出自己的见解或解决方法的论文。它的关键是“立论”,这是所有教育论文的基本特点和基础。(以上内容来自百度百科)今天为大家推荐一篇教育论文,供大家参考。
 
1 绪 论
 
1.1 问题的提出
自 1999 年以来,我国高等教育在数量和规模上进入迅速发展的快车道,高等教育毛入学率逐年升高,2002 年是 15%,2010 年是 26.5%,2015 年达到 40%(2016 年 1 月15 日全国教育工作会议报告)。如果以高等教育毛入学率来划分,我国高等教育已处于大众化阶段。在这个阶段,接受高等教育不再是天赋高或出身好的人群的特权,而成为具有一定资格的人的一种权利;精英教育以培养受教育者的心智和个性为己任,为学生在政府或学术领域工作做准备,而大众化教育的对象则更为宽泛,还包括社会成员中所有技术和经济组织的劳动者;精英教育的课程具有严密和专门化特点,大众教育课程趋于模块化,强调传授知识和培养技巧;大众化教育阶段学生的入学门槛相对较低,作为入学限定条件的英才标准虽然仍被人们广为接受,但被受教育权利均等观念冲淡,教育部门或学校通过补偿性计划和制定其他非学术标准,来降低不同社会群体和阶层入学机会的“不平等”,这在高等职业教育领域尤其明显,高职学生前期基础知识和能力参差不齐,职业能力训练成为职业教育的核心任务,教育评价标准趋于多元化。高等职业院校的课程设置一般包括三类课程——公共基础课、专业基础课和专业课。其中数学课程属于公共基础课范畴。公共基础课一般与专业基础课和专业课没有或较少有直接的或显性的关联,其开设目的主要是扩充学生视野,提升学生素质,为学生的终身学习提供重要的知识和方法论支撑。就数学课程来说,由于它具有高度的抽象性、严密的逻辑性和广泛的应用性特点,历来是精英教育的核心课程;但在目前高等教育大众化阶段,由于职业学校学生的前期数学基础参差不齐,在基础知识和学习能力上存在严重缺陷,学生的前期数学基础与数学学科的内在学习要求不匹配,大部分学生对数学这类具有严密逻辑体系的“强度框架[1]”课程缺乏兴趣。
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1.2 选题的目的
当前,高职数学的内容体系、教学程序、学生接受程度等方面存在不少问题,加之学生的前期数学基础与数学学科学习的能力要求不匹配,导致高职数学教学效率低下。传统的高职数学教学模式与目前高职学生的实际情况产生种种不适应,高职数学教学改革势在必行。为此,本选题聚焦于高职数学教学模式研究,探索将数学软件融入高职数学教学的方式和方法,课题研究的主要目的是:高职生在中学阶段的数学学习过程中普遍存在挫败感,过往不成功的学习体验使他们对数学学习缺少兴趣和动力。传统的数学学习方式,学生往往是知识的被动接受者,高职生中学阶段的学习经历已经证明这样的学习方式不能契合他们的特点,而高职数学与中学数学相比显然又增加了难度,很多时候学生的认知结构无法同化新知识,容易形成“习得性无助”,需要提供更多的帮助。信息技术的普及为人们改变学习方式提供了条件和可能,高职生抽象能力欠缺但动手能力较强,对操作计算机有一定心理优势,把数学软件融入数学教学,让它成为高职学生数学学习的一个“帮手”,有利于增强高职生的数学学习兴趣和动力。
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2 高职数学教学现状与问题分析
 
2.1 高职数学课程的性质、地位与作用
数学是研究现实世界空间形式和数量关系的一门科学。高职数学是高等职业院校理学类、工学类、经济类、管理类相关专业必修的一门公共基础课,是学习这些学科门类中众多专业课程的基础和工具。其主要任务是培养学生的求真和批判性思维,在掌握必要的基础知识和数学思想方法的同时,着力培养学生的计算能力、空间想象能力、抽象概括能力、逻辑推理能力,形成细致的观察能力、准确的判断能力以及数学应用能力,为学生终身学习可持续发展提供知识、技能和方法论支撑。数学是高职院校课程体系的组成部分,是高职教育不可或缺的教学内容。从人类社会发展的进程看,数学是研究自然科学和社会科学的基础,高职院校很多专业的学习依赖于数学知识的支撑。例如,电路分析需要微积分知识,模拟电子技术需要微积分和微分方程知识,数字电子技术需要数制转换和逻辑代数,分析高频电子线路要用到多元微积分,数控专业学习编程涉及大量的数学计算和解析几何、三角函数知识,而学习信号与系统课程要用到级数、正态分布、拉普拉斯变换和差分方程。高职生数学基础的强弱将直接影响其专业课程的学习,数学的思想方法对学生的专业技能发展和职业能力提高具有举足轻重的作用。目前,高职数学教学面临的突出问题是高职院校不同程度地存在重视专业课、忽视公共基础课倾向,而学生基础差,教学内容多,随意删减教学内容的做法时有发生;而且由于数学知识抽象难懂,学生学习兴趣不足,存在教学内容与专业脱节等问题。
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2.2 高职数学教学现状与存在的问题
目前,高职数学教学遭遇前所未有的困境。主要表现在作为公共基础课的数学课程的作用遭受质疑,甚至在课程设置上受到“挤压”,学生的前期数学基础参差不齐,知识储备和学习能力与数学这样的“强度框架”课程不匹配,高职数学教师不能适应高等教育大众化形势,高职数学教学知识体系封闭忽视专业应用等问题。学生数理基础差是一个方面,而很多高职院校在课程设置上也开始或已经削减数理类课程。在一些人(包括有些学校领导和教学管理人员)看来,高职教育必须重视专业技能训练,公共基础课应该为此让路。笔者认为,这种轻视公共基础课、认为这类课程可有可无的做法是值得商榷的。中国职业技术教育学会蒋乃平先生曾撰文指出,单纯强调技术技能训练而忽视学习能力训练是对职业能力的误解。学习能力是一种区别于具体专业技能的能力,是一种“可携带的能力”,是劳动者从事任何一种职业都应具备的基本素养。数学课程的主要功能就在于发展思维、培养能力。职业院校应遵循育人规律,把学习能力纳入职业能力培养范畴,在教学中明确学习能力训练的具体要求,让人的技能成为有“生命力”的技能。教育不仅要服务于当下,更要服务于未来。长期关注中国发展问题的美国斯坦福大学国际研究所罗思高教授认为,“学会学习”要比学习单一的技巧,然后去从事一份不久之后就有可能消失的职业重要得多。他比较德国和中国的职业教育认为,德国的职业教育是为未来培养技术人才,而中国的职业教育是为转瞬即逝的当下需求培养技术工人。他认为中国职教的根本解决之道,在于重新厘清职业教育的终极目标和根本内涵。学者马想斌先生认为,当一个社会最需要某类专业人才的时候,一定是这个专业刚刚起步的时候,这个时候社会对此类人才的要求很低,只要求能够上手就可以了。但当这个行业发展了几年,进入了深耕阶段,行业所缺的人才一定不是只知道摄像机开关按钮位置的人,而是懂得摄像构图具有创意的人才。从这个意义上讲,职业教育必须关注当下兼顾长远,充分考虑学生的终身学习和可持续发展。
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3 对高职数学教学的理性思考.....17
3.1 高职学校数学教师......17
3.1.1 高职教育对教师素质的一般要求.......17
3.1.2 高职数学教师应具备的基本素质.......18
3.2 高职学校学生学情......19
3.3 高职学校数学教材......20
3.4 高职学校课堂教学环境......21
3.5 高职数学教学改革的路径选择..........21
4 以 Mathematica 为辅助教学工具的高职数学教学模式的构建......23
4.1 理论依据......23
4.2 要素分析......24
4.3 模型框架......28
4.4 教学策略......31
4.4.1 教学内容加工策略.......31
4.4.2 教学内容呈现策略.......31
4.4.3 变式训练策略.......32
4.4.4 数学建模策略.......32
4.4.5 情感教学策略.......32
4.5 教学评价......33
5 教学案例与反思.........34
5.1 教学案例......34
5.2 案例分析与反思..........37
 
5 教学案例与反思
 
5.1 教学案例
选用教材为高职高专“十二五”规划教材高等数学,湖南师范大学出版社 2013 年8 月出版,主编孙旭东。(图 5-1) 本次课教学内容为“随机变量的数字特征”,是教材第10 章第 3 节内容,预计教学时长 2 课时。(1)教学内容分析该教材以教育部《高职高专教育高等数学课程基本要求》为指针,以培养能力、强化应用为出发点,遵循需有所学、学有所用原则,注重将数学建模思想融入到教学中,结合数学软件培养处理数据及求解数学模型能力。全书共 10 章,分为基础篇(前 7 章)和应用篇(后 3 章)。随机变量的数字特征为概率论内容,其前期章节为随机事件及其概率、随机变量及其分布,后期的概率论知识(如随机过程等)已不属于高职教学范畴(属本科教学内容)。高职高专高等数学课程标准要求,通过概率论知识的学习要使学生初步理解处理随机现象的思想方法,掌握概率论的基本概念,培养学生运用概率论知识分析和解决实际问题的能力。随机变量的数字特征的核心内容是数学期望和方差,它们是随机变量的两个最重要的数字特征。数学期望描述随机变量的平均取值,方差刻画随机变量的取值相对于其数学期望的离散程度。数学期望和方差的学习需要前期无穷级数、定积分等知识的支撑。本次课的教学重点是随机变量的数学期望,教学难点是随机变量的方差。将随机变量的数学期望预设为教学重点,是因为离散型随机变量的数学期望其本质是“求和”,连续型随机变量与随机变量函数的数学期望形式上是定积分,本质也是“求和”,对“求和”思想的理解是掌握数学期望概念的关键,理解随机变量的数学期望的内涵对学习本节其他知识有决定性意义;而方差其实也是一种数学期望,是随机变量函数的数学期望,将随机变量的方差作为难点处理,是因为相较于数学期望其求和式或被积函数多了个“平方”,客观上增加了难度。(责任编辑:gufeng)


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