“数学物理方法”启发式教学探索

摘　要:启发式教学是当前国内外教学方式研究的热点之一,任何教学方法的研究都离不开“启发”。启发式教学与其说是·种教学的方法,倒不如说是一种教学观念;在数学教育中,启发式教学也有着重要意义,是目前数学与物理教育的重要方法之一。

关键词;数学物理方法;启发式教学;注入式教学

作者简介:周浩淼(1979-),男,湖南衡阳人,中国计量学院信息工程学院,副教授,理学博士,主要研究方向:可调微波器件设计’磁电信息功能材料多场耦合研究;宣立明(1986-),男,浙江绍兴人,中国计量学院信息工程学院硕士研究生,主要研究方向:可调微波器件设计,磁电信息功能材料多场耦合研究。(浙江杭州　310018)

基金项目:本文系中国计量学院2009年重点建设课程项目“数学物理方法”的研究成果。

教学模式是教学活动的基本结构,是在一定的教学思想指引下建立起来的,为完成教学任务而运用得比较成熟的教学方法的策略体系,它由若干个教学方法组成。每种教学模式都有特定的指导思想,具有独特的功能。教学模式对教学方法的运用,对教学实践的发展具有很大影响。现代教学中最有代表性的教学模式是注入式教学模式与启发式教学模式。以下将以“数学物理方法”课程为例,对两种方法进行比较,介绍启发式教学模式的优越性。

“数学物理方法”课程是一门重要的课程,是不少学科的必修科目之一。它是一门承上启下的课程,可以巩固和深化学生在“高等数学”课程中所学到的数学知识,为专业课程提供必要的数学基础和工具。在培养学生的创新能力和实际解决问题的能力方面起着重要的作用。按部就班的注入式教学方式在这一点上有着明显的弊端。换言之,启发式教学对“数学物理方法”有着尤其重要的意义。

一、注入式教学

长期以来,我国大学教学在知识为本的教学观指导下,多采用注入式教学模式,在教学目标上重知识传授而忽视创新能力培养,在教与学的关系上将教师的权威绝对化,而将学生视为接受的存贮器。教师只管教,学生只管学,两者之间缺乏相互的交流,无法形成互动式的教学模式。

注入式教学模式就是满堂灌,教师只顾传授知识,学生只管接受知识,教师成了知识贩子,学生则成了接受知识的袋子。从教学气氛看,教师一人唱独角戏,学生则呈现群体失语的局面,无论是教师还是学生都对课程没有兴趣。有人讽刺说,这种教学模式,上课是赶鸭子,讲课是填鸭子,考试则是烤鸭子。这种教学实为非人性化的教学。

然而,这种教学模式在我国大学教学中广泛流行,教师对照本宣科的轻车熟路,对书本知识累积的过于崇拜,对死记硬背的顽强固守,对注入式的恋恋不合,压抑了学生学习的主动性、积极性和创造性。严重阻碍着创新人才的培养。

“数学物理方法”是一门难度较大的课程,它涉及的概念、定理多,方法复杂,题目难度大。教师也一般使用注入式教学模式,很多教师只是照本宣科,对于学生的要求也只是只要能将课本上的内容记住,能解课后习题就可以了,压抑了学生学习的主动性、积极性和创造性,这使得大部分的学生在上这门课时都是云里雾里,对教师讲的一知半解。加上繁琐的计算过程使得学生学习该课程的兴趣大大降低,在多数情况下学生在学完该课程后觉得并没有学到东西,使得教学质量变低。

因此,转变注入式教学模式,积极探索并实施培养学生创新意识、创新精神和创新能力的启发式教学模式势在必行。

二、启发式教学

在国际上,著名大学都十分重视启发式教学,强调教学中的师生互动。比如:美国哈佛大学在教学中所实施的研讨会教学模式,使学生在思维、人格、智慧三个层面均得到了发展。在思维层面,学生摆脱了思维标准化与知识非活力化的束缚,大力开发学生的想象力和直觉思维;在人格层面,学生敢于并善于质疑、批判和超越教师和书本知识。在智慧层面,学生养成了求真务实、灵活多变的精神。这种教学模式既培养了学生思维的主动性、深刻性、准确性、批判性和敏捷性,也培养了学生的形象思维、辩证思维、逆向思维、求异思维和发散思维等能力。

哈佛大学研讨会教学模式给我们的启示是:培养创新人才的教学模式应该营造创新氛围,强化对学生创新意识、创新精神和创新能力的培养,要求教师创设思维活跃、畅所欲言的教学情景,让课堂成为学生充分发挥独创精神的空间。为此,教师必须更新教学观念,始终把培养学生的探索精神、综合能力、创新意识和创新能力作为教学的主旨,尊重学生,建立民主、平等的师生关系,开展创造性教学活动,营造民主、宽松的研讨氛围,使学生在良好的教学氛围中,互相学习,大胆交流,共同提高。同时,对学生的评价注重激发学生独立思考,尊重并鼓励学生的创新意识和创新精神。

教学目标由“授人以鱼”到“授人以渔”,由教给学生知识到教会学生学习的转变。在教学实践中,教学模式必须以启发式为主,改教师主讲为师生互动,改学生听讲为师生间平等的对话与探讨,培育学生积极的思维习惯和探究问题的意识。实现教学从以教师的教为主向以学生独立性、师生合作性教学为主转变,进而向研究性、创新性教学发展,实现教师的“教法”与学生的“学法”的有机结合。重视学生在教学中的主体地位,充分调动学生的积极性、主动性和创造性,为学生参与教学、积极思考、大胆存疑、自主学习与发展提供条件与环境,引导学生创造性地获取与运用知识,培养学生的创新思维和创新能力,促进学生的全面发展。

针对“数学物理方法”这门课的特点,启发式教学模式的应用将会是相当有效的。在教学过程中,要根据具体内容及学生的接受能力,善于创造一种气氛。使学生产生疑问且渴望得到答案,并通过自己的努力分析最终能得到答案。启发式教学的方法有很多,以下简单列出几项。

(1)在课堂教学时要适当制造悬念,在讲明基本概念、基本公式、基本方法的前提下,对于一些具有发挥性、灵活性的问题浅讲辄止。采用提问等方式激发学生思考问题、掌握知识。在提问时要注意在学生原有的基础上进行,同时提问要触及到学习的难点,既能激发学生的学习兴趣,调动学习积极性,又能让他们理解难点、接受难点。

(2)归纳学生易出错误。学生学习中免不了出错,教师应经常注意收集,防患于未然。或结合学生当时出现的问题进行启发,引起学生思想上的重视。同时,在教学中还要鼓励学生提出问题,让学生学会提问,教会学生如何发现问题,鼓励学生敢于提出问题。学生提问会有不确切之处,教师不能以任何方式讥笑学生提出的问题“粗浅”、“肤浅”或。乱提”问题。教师的责任在于启发和帮助学生细致观察、冷静思考,使学生逐渐生疑发问,创造出一个让学生发问的良好气氛,提倡学生敢于发表不同见解。对教师和同学提出的问题及其分析、讲解和结论,应鼓励学生争论,敢于发表不同看法。

(3)对每堂课的教学内容要精心组织,广泛涉猎各种参考文献,选择那些对培养学生逻辑思维能力有重要作用的讲演方

式做为教学方式。如在讲授“数学物理方法定解问题”一章时,在介绍教材上采用的方法之外,可以参考文献上采用的相对简单的方法,教材上的解题方法一般比较生硬,难于理解和接受,而文献上的方法无论方法还是思路,还是从记忆及应用方面都比前者更具有代表性,因此,在教学时介绍后者,会收到很好的效果。

(4)教学中通过演算、推证等方法对问题进行考察,发现可能的规律,再加以演绎证明,而不是直接给出结论。经过讨论,验证不仅可以引起学生的兴趣,还可以增强记忆,以达到更好的效果。

(5)在教学过程中,要注意新旧知识的联系,并在适当时候把新旧知识加以归纳综合,有利于启发学生的思维,有利于学生对知识的掌握和理解。例如在讲“复变函数”这部分内容时,可以结合以前高等数学里的相关知识,可以巩固已有知识,并在此基础上学习新的内容。

(6)通过课堂演示启发学生。教师借助图片,视频等多媒体,组织学生观察并思考问题,探求解答。讲抽象的概念的时候,恰当地选择直观性启发手段,对提高教学质量常会起到事半功倍的作用。比如,在讲积分变量时,教师可以利用信号处理等专业课的信号处理的图形相结合进行讲解。同时可以利用计算机软件对其进行软件模拟,更加直观地将抽象的内容展现给学生,使学生更容易理解。运用直观因素进行启发式教育,引导学生注意概念的本质属性,以及事物的内部规律,而不要被由直观教具本身的那些非本质、非主要的东西所迷惑,以致影响概念与规律的掌握。

(7)学生学习“数学物理方法”的主要目的是培养思维逻辑能力并掌握后续的专业课所需的数学方法,因此,“数学物理方法”教学中的讨论课,应该偏重于对解题方法思路的讨论,其目的是培养学生创造性思维的能力,在讨论课进行前,应对所讨论的问题精心准备,使学生对所讨论的问题有较深入地了解和思考。

(8)“数学物理方法”课中的习题课,是教学中的重要环节之一,不仅对于学生深入理解教学内容中的基本概念、基本定理、灵活运用基本方法,同时对于启发学生积极思考,提高学生分析问题和解决问题的能力都有着极其重要的意义。不应把习题课简单理解为解题课,把所涉及的每一习题的每一步骤都交待清楚。对于课后习题,也不应题题都解,要选择那些对于理解教学内容作用大,同时对于培养学生思维能力也有益的问题作为习题课的主要内容。在习题课教学过程中,应尽量鼓励学生敢于思考和提问,积极培养学生的独立性、主动性和创造性,形成敢思、善思的良好习惯,以培养并提高学生发现、分析和解决问题的能力。

三、总结

综上所述,启发式教学指的是教师在教学过程中根据教学任务和学习的客观规律,从学生的实际情况出发,采用多种方式,以启发学生的思维作为核心,调动学生的学习主动性和积极性,促使他们生动活泼地学习的一种教学指导思想。它能调动学生的主动性,启发学生独立思考,发展学生的逻辑思维能力;让学生动手,培养独立解决问题的能力,发扬教学的民主性。在“数学物理方法”课程中应用这种方法将更加有利于实现教学目标,提高教学效果。

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