面向高階思維能力培養(yǎng)的軍校大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)策略設(shè)計(jì)

敬斌+張輝+陳春梅+于寧莉

【摘要】基于高階思維的內(nèi)涵，探討如何設(shè)計(jì)面向高階思維培養(yǎng)的軍校大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)策略，有效促進(jìn)學(xué)員數(shù)學(xué)高階思維能力的發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】高階思維 教學(xué)策略 教學(xué)目標(biāo) 教學(xué)模式

【基金項(xiàng)目】第二炮兵工程大學(xué)教育教學(xué)理論研究面上課題（編號(hào)：EPGC2014001）資助

【中圖分類號(hào)】G642

信息時(shí)代大學(xué)教學(xué)活動(dòng)不能再僅僅滿足于對(duì)基本知識(shí)和基本技能的掌握，而是對(duì)人才素質(zhì)結(jié)構(gòu)與能力的培養(yǎng)提出了新的要求和挑戰(zhàn)。高階思維正是學(xué)員適應(yīng)信息時(shí)代生存與發(fā)展的根本要求，是學(xué)員自身發(fā)展的核心。促進(jìn)學(xué)員高階思維能力的發(fā)展， 成為當(dāng)今軍校信息化教學(xué)發(fā)展的重心。對(duì)于軍校的學(xué)員來(lái)說(shuō)，作為基礎(chǔ)學(xué)科教育的大學(xué)數(shù)學(xué)課程教學(xué)通過(guò)有目的和有意識(shí)地訓(xùn)練，發(fā)展學(xué)員的高階思維能力是非常必要的，不僅能提高學(xué)員分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，而且能促進(jìn)群體協(xié)作能力和學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)能力的提高。因此，探討促進(jìn)學(xué)員高階思維發(fā)展的教學(xué)策略，是軍校大學(xué)數(shù)學(xué)課程教學(xué)研究的重要課題之一。

一、高階思維概述

高階思維[1]，是指發(fā)生在較高認(rèn)知水平層次上的心智活動(dòng)或認(rèn)知能力。它在教學(xué)目標(biāo)分類中表現(xiàn)為分析、綜合、評(píng)價(jià)和創(chuàng)造。高階思維是高階能力的核心，主要指創(chuàng)新能力、問(wèn)題求解能力、決策力和批判性思維能力。高階思維能力集中體現(xiàn)了信息時(shí)代對(duì)人才素質(zhì)提出的新要求，是適應(yīng)知識(shí)時(shí)代發(fā)展的關(guān)鍵能力。

結(jié)合數(shù)學(xué)學(xué)科自身的特點(diǎn)，數(shù)學(xué)高階思維[2]是指在數(shù)學(xué)活動(dòng)中的有意識(shí)的、圍繞特定目標(biāo)的、需要付出持續(xù)心理努力的高層次認(rèn)知水平的復(fù)雜思維。它具有嚴(yán)謹(jǐn)性、深刻性、批判性、獨(dú)創(chuàng)性、靈活性的特點(diǎn)。

大學(xué)數(shù)學(xué)教育是以培養(yǎng)學(xué)員數(shù)學(xué)素質(zhì)為主要目標(biāo)，將數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)與專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能相結(jié)合的科學(xué)文化基礎(chǔ)教育的重要組成部分。在大學(xué)課程改革和新版人才培養(yǎng)方案的驅(qū)動(dòng)下，大學(xué)數(shù)學(xué)教育已由傳統(tǒng)的重理論、輕應(yīng)用向培養(yǎng)學(xué)員獨(dú)立思考、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題和創(chuàng)造性思維能力為主的高階思維能力轉(zhuǎn)變。

二、面向高階思維培養(yǎng)的大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)策略設(shè)計(jì)

（一）調(diào)整大學(xué)數(shù)學(xué)課程設(shè)置，優(yōu)化課程內(nèi)容，培養(yǎng)創(chuàng)新能力

在課程優(yōu)化整合中我們把握的原則是：抓應(yīng)用、重實(shí)踐、強(qiáng)能力。大學(xué)數(shù)學(xué)類課程根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和高階思維培養(yǎng)要求，適當(dāng)減少理論課的內(nèi)容，增加約10%實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，包括研討課和實(shí)驗(yàn)課兩部分內(nèi)容。采取的具體措施是：刪減一些理解和計(jì)算困難但實(shí)際中又不常用的內(nèi)容；降低部分內(nèi)容的難度要求，適應(yīng)工科學(xué)員的文化和專業(yè)理論基礎(chǔ)。以高等數(shù)學(xué)課程教學(xué)為例，在一元函數(shù)積分學(xué)的教學(xué)過(guò)程中，重點(diǎn)講授定積分概念的形成過(guò)程，強(qiáng)化數(shù)學(xué)思想方法的介紹，同時(shí)滲透數(shù)學(xué)建模的思想。而在定積分的計(jì)算時(shí)，著重介紹計(jì)算的思路——微積分基本公式，尋找原函數(shù)的過(guò)程就涉及到不定積分的計(jì)算方法，可以設(shè)計(jì)的相對(duì)簡(jiǎn)單，一些比較復(fù)雜的函數(shù)積分可以略去不講。加強(qiáng)應(yīng)用，淡化運(yùn)算技巧訓(xùn)練，教學(xué)重點(diǎn)放在介紹數(shù)學(xué)思想，例如極限思想、函數(shù)逼近思想、數(shù)形結(jié)合、優(yōu)化思想等。數(shù)學(xué)思想方法和高階思維的培養(yǎng)并不矛盾，而是相輔相成的，只有知曉了概念形成的來(lái)龍去脈，才能夠把類似的實(shí)際問(wèn)題轉(zhuǎn)化成數(shù)學(xué)模型，提高學(xué)員的創(chuàng)新能力。

（二）增設(shè)大學(xué)數(shù)學(xué)類課程的研討實(shí)踐環(huán)節(jié)，提高學(xué)員學(xué)習(xí)興趣

通過(guò)課程內(nèi)容的調(diào)整和有機(jī)的整合，在大學(xué)數(shù)學(xué)類課程的授課學(xué)時(shí)中增設(shè)研討課內(nèi)容。研討課以與學(xué)員所學(xué)課程緊密相關(guān)的內(nèi)容為主，對(duì)基礎(chǔ)理論起到畫(huà)龍點(diǎn)睛的作用。研討主題確定后，研討的內(nèi)容、設(shè)計(jì)和實(shí)施都由學(xué)員獨(dú)立完成，通過(guò)學(xué)員的主動(dòng)參與，使學(xué)員對(duì)分析問(wèn)題，抽象問(wèn)題和解決問(wèn)題的全過(guò)程有一個(gè)基本的了解和熟悉，培養(yǎng)學(xué)員初步的分析思維和動(dòng)手能力。

（三）增設(shè)大學(xué)數(shù)學(xué)類課程的實(shí)驗(yàn)課環(huán)節(jié)，提高學(xué)員解決實(shí)際問(wèn)題的能力

通過(guò)課程內(nèi)容的調(diào)整和有機(jī)的整合，在大學(xué)數(shù)學(xué)類課程的授課學(xué)時(shí)中增設(shè)實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)課以演示實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，對(duì)基礎(chǔ)理論教學(xué)起到輔助作用。通過(guò)數(shù)學(xué)軟件計(jì)算、畫(huà)圖、優(yōu)化設(shè)計(jì)，加深學(xué)員對(duì)數(shù)學(xué)基本概念，定理、公式的理解。另外一方面，教員在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)計(jì)上將學(xué)習(xí)的內(nèi)容與實(shí)際問(wèn)題相結(jié)合，通過(guò)案例融入數(shù)學(xué)建模思想，經(jīng)過(guò)計(jì)算和結(jié)果的分析使學(xué)員進(jìn)一步理解基本理論和應(yīng)用。使抽象的理論直觀表現(xiàn)出來(lái)，提高學(xué)員對(duì)理論教學(xué)的興趣，培養(yǎng)學(xué)員的好奇心和探索精神。

（四）鼓勵(lì)學(xué)員積極參與課外競(jìng)賽，提高學(xué)以致用的能力

構(gòu)建并實(shí)踐“學(xué)員競(jìng)賽-科技創(chuàng)新-教員科研”的互動(dòng)教學(xué)模式。面向高階思維能力培養(yǎng)的大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)過(guò)程既要體現(xiàn)教員在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)方法和手段的改革和創(chuàng)新，還要體現(xiàn)以學(xué)員數(shù)學(xué)素質(zhì)培養(yǎng)和提高為目的的高階思維的培養(yǎng)，這兩個(gè)方面是相輔相成，相互促進(jìn)的。通過(guò)數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽帶動(dòng)學(xué)員的科技創(chuàng)新能力，培養(yǎng)青年教員的科研水平，鼓勵(lì)學(xué)員積極參與教員科研，共同提高，營(yíng)造一種探索研究、普遍提高、個(gè)性發(fā)展的培養(yǎng)氛圍，培養(yǎng)學(xué)員創(chuàng)新素質(zhì)和青年教員科研水平，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量和教員教學(xué)研究水平，真正實(shí)現(xiàn)“教學(xué)相長(zhǎng)”。

（五）引入概念圖

利用概念圖進(jìn)行知識(shí)的導(dǎo)航，可以把數(shù)學(xué)的解題過(guò)程形式化為在概念圖上的思維通路的發(fā)現(xiàn)過(guò)程，該過(guò)程包括：根據(jù)問(wèn)題信息在恰當(dāng)?shù)墓?jié)點(diǎn)上輸入、由求解要求定位目標(biāo)節(jié)點(diǎn)以及以有效的啟發(fā)方法引導(dǎo)思維通路的建立，高階思維能力得到充分訓(xùn)練。

三、結(jié)束語(yǔ)

在軍校大學(xué)數(shù)學(xué)課程教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)員的數(shù)學(xué)高階思維能力是一項(xiàng)復(fù)雜又艱巨的系統(tǒng)工程，是教員教學(xué)藝術(shù)的完美體現(xiàn)。如何有效促進(jìn)學(xué)員高階思維發(fā)展，以往和現(xiàn)在的教學(xué)策略研究還遠(yuǎn)未予以足夠的重視。而今，面對(duì)信息時(shí)代對(duì)人才素質(zhì)需求的新挑戰(zhàn)，作為一名軍校大學(xué)數(shù)學(xué)教員要盡可能地利用現(xiàn)有條件為學(xué)員創(chuàng)設(shè)一個(gè)廣闊的、無(wú)限的思維空間，使學(xué)員的數(shù)學(xué)高階思維得以有效發(fā)展和快速提高。

參考文獻(xiàn)

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