来源:全国高等学校教学研究中心网站
教育部高等学校数学基础课程教学指导分委员会主任委员、西安交通大学教授 徐宗本
信息化背景下大学教育的本质要求是创新性教育。根据信息化背景下对高校人才培养的新要求,本文对当前大学数学教育存在的问题进行剖析,并提出若干对策与建议。
1.信息化与信息化社会
(1) 信息化
中共中央办公厅、国务院办公厅印发的《2006—2020年国家信息化发展战略》明确指出:信息化(Informatisation)是充分利用信息技术开发利用信息资源,促进信息交流和知识共享,提高经济增长质量,推动经济社会发展转型的历史进程。从经济学的角度来说,信息化是从物质生产占主导地位的社会向信息产业占主导地位的社会转变的发展过程。其特征总结起来主要表现为四化(智能化、电子化、全球化、个性化)和四性(综合性、竞争性、渗透性、创新性)。
智能化主要表现为知识的生产成为主要的生产形式,知识成了创造财富的主要资源;
电子化主要表现为光电、计算机和网络等代替工业时代的机械化生产;
全球化主要表现为时间和空间概念被颠覆,即距离不再成为互相交流和沟通,以及资源共享的障碍;
个性化主要表现为人们的活动更加个性化,个人之间的信息交换日益增加;
综合性主要是指各种信息技术的综合应用;
竞争性主要是指通过市场和竞争来推动相关信息技术的发展和信息资源的充分利用;
渗透性主要是指经济文化等各类信息相互交流、相互渗透;
创新性主要是指在信息化发展进程中创新是创造价值的核心。
(2) 信息化社会
信息化社会即所谓社会的信息化,是指以信息技术为基础、以信息产业为支柱、以信息价值的生产为中心、以信息产品为标志的社会。与农业社会和工业社会不同的是,信息化社会是以信息与知识为基本生产资料,以人与知识的结合为生产力。其主要特征表现为,信息是最基本的生产资源,信息处理是最基本的生产方式,知识创造是最基本的生产目的。这体现了创新是信息化社会的灵魂,知识是信息化社会的核心,信息是信息化社会发展的基础。
随着信息化社会进程的加速,信息传递、共享的广泛性和多层次性使整个社会信息传递过程扁平化;信息利用的迅捷、无障碍性使信息交互实现了实时化;海量数据信息的处理与混杂信息的分类使得信息内容多元化;真实与虚拟信息的交融以及信息角色的不断转换使信息环境虚拟化。
(3) 信息化对学生行为方式的影响
信息化社会的加速发展,不但驱使高等教育信息化快速发展,而且对接受高等教育的学生的行为方式有显著的影响。这主要表现在,学生知识获取快速化,认知简单化;学生对信息内容的怀疑态度增强,辨别能力减弱;学生获取信息的自主选择性增强,功利性增强;学生处理信息、利用信息的角色化增强,自我意识膨胀。
2.信息化背景下对人才培养的新要求
(1) 教育理念的转变
阅读、写作和计算是传统教育的三大基石。进入信息化社会,传统的三大教育基石就转化为信息获取、信息表达和信息处理,即信息化社会促成了阅读到信息获取、写作到信息表达、计算到信息处理的三大转变。
阅读到信息获取的转变主要表现在由文本阅读走向超文本阅读、由纸质媒介发展到多媒体、由图书馆转向网络。写作到信息表达的转变主要表现在由文本结构到超文本结构,由手写输入走向键盘输入、扫描输入和语音输入等,由纯文字表达到图文并茂、声形并茂的多媒体表达,由书面展示到口头报告、多媒体展示。计算到信息处理的转变主要表现在由手算到计算机使用的转变,由演算到算法的转变,由求解简单问题到复杂问题的转变,由单纯计算到计算机仿真的转变。
(2) 人才培养的新目标
信息化社会的教育不但要为学生传授知识,更重要的是要培养学生的创新能力。培养学生进行信息获取、信息筛选、信息整理以及信息加工与表达的能力,使其逐步养成自主学习的习惯和自主进行知识更新的自觉性,加强学生对知识信息的综合应用和解决实际问题能力的培养。
(3) 大学数学教育的新目标
信息化社会的大学数学教育应以培养学生数学能力和提高学生的数学素养为目标。培养学生的数学能力主要包括逻辑思维能力、定量分析能力、数学建模能力和科学计算能力;提高学生的数学素养主要包括理性思考、严谨审慎、批判创新、抽取本质、实事求是。
3.当前大学数学教育存在的问题
信息全球化和教育全球化给大学数学教育教学提出了新的要求。如何转变教育观念,培养适合信息化社会需要的创新型人才是广大数学教育工作者面临的重大课题与难题。对比信息化社会的要求,当今大学数学教育教学过程尚存在着许多不适应的问题。
(1) 教师队伍对信息化环境的不适应问题
教师队伍对信息化环境的不适应主要表现在教师的教育理念没有保持与时俱进,部分教师依然停留在重教师主导、轻学生主体,重知识传授、轻能力培养,重结果、轻过程的传统教育理念上。由于没有很好地把握教学和科研的相互促进而导致教学能力与水平出现问题,没有做到以科研水平提升教学水平导致对信息化技术本身的掌握问题。
(2) 教学内容的不适应问题
当前,数学课程教学内容与信息化社会的发展不适应问题主要表现在课程教学内容未能及时反映数学发展的最新成果,依然固守形式演绎体系而忽略了非常重要但非演绎的、非严格的重要内容;囿于课本,只讲课本中呈现的内容而忽略了课程内容的来源与出处的讲解;重视计算技巧,忽略模式构建,导致计算不与解决问题的原理、建模结合起来,最终只学会“屠龙之技”,而没有领会其精神实质;学生课后练习的内容机械、单调,主要以消化内容为主,以认可与模仿为目标,而缺乏培养学生进行独立创新、综合应用的能力。在教学过程中采用传统陈旧的教育理念:重理论轻计算、重技巧轻思想、重连续轻离散、重确定轻随机、重推理轻应用。
(3) 教学方法、教学手段的不适应问题
当前高等教育阶段的教学方法和教学手段与信息化社会对教育教学的要求不相适应的问题,主要集中在教师讲解几乎是唯一的教法,灌输重于引导,过多地沿用了传统的说教与灌输的方法;教学中以教材的逻辑线索代替了认知线索,忽略了培养学生自主学习、自主获取信息能力的培养;课堂教学中过于重视细节与技巧,而忽略整体与原理以及很少引导学生领会核心思想,启发式、讨论式、研究性的教学方法更是少见,纵然有也是局部的或是短暂的,很难坚持到底;教学手段单一,要么黑板加粉笔,要么单纯使用PPT。这种教学模式很难培养出满足当前信息化社会需要的创新型人才。
(4) 教学效果方面的不适应问题
当前高等教育教学理念、教学内容、教学方法与信息化社会的要求不相适应的问题自然导致了教学效果方面的不适应。主要表现在学生学到的只是形式的表层知识,而缺乏对内容本质的理解,造成学生能力发展的不平衡:只培养了学生被动接受和模仿的能力,而偏废了学生对知识的应用能力、独立解决问题能力、探究学习能力以及合作交流能力的培养;强化了信任服从权威的品质,扼杀了独立批判精神,使学生丧失了对数学的信心和兴趣,达不到崇尚理性精神,体会数学美学,全面认识数学价值的目的,其结果是对学生的品质培养不够全面。
(5) 体制、环境中的不适应问题
教育质量的大幅提升需要教育经费的大量投入。当前,以提升大学数学教师的能力和激励教学改革的教育经费投入不足,再加上各所大学管理中缺乏正确的政策导向来处理好教学与科研的关系,就很难调动大学数学基础课教师进行深层次教学改革的积极性,因此很难保证具有高素养的数学教师走上教学第一线。
4.对策与建议
伴随社会信息化的进程,教育全球化已是必然。建立一套完整的支持适应信息化社会需求的教学制度是与时俱进、落实科学发展观的具体体现,是科技强国的基础。因此,信息化社会的高等教育应加强基础课教师队伍建设。具体到大学数学基础课程的教学方面,要稳步推进大学数学教育理念、教学内容与教学方法的改革;建立国家与大学两个层面的激励与保障机制;呼吁在NSF框架下建立常规的大学基础课程教学资助体系,用于专门支持教师培训、模版课程的建设和重大教改探索;在大学框架内建立有效的有助于大学数学基础课教师队伍成长、刺激名教授上讲台的制度框架,鼓励越是有名的教授越应该给学生上基础课的做法。
(1) 教育理念的改革
信息化社会的高等教育要树立现代的学习观、教师观和学生观,全面落实“知识传授,能力培养,素质提高”三位一体的教育理念。
信息化社会的学习观要求由传统的在校学习转变为现在的终身学习;要对自身的知识体系、知识内容进行自觉地更新以适应信息化社会的要求;信息社会的教师观要求教师在教学过程中将“教”转变为“导”,使原先的课堂主导者转变为学生学习的服务者;信息社会的学生观要求将传统的视学生为“知识容器”的观点转变为视学生为“学习主体”,使学生在主观能动性的驱使下进行自主学习,而不是无奈地接受知识灌输。
(2) 教学内容的改革
信息化社会大学数学的教学内容必须及时反映数学发展的最新知识成果,适应现代科学技术发展的需求,有助于培养学生创新能力、适应学生自主学习的目标实现。具体可包括培养学生信息获取、信息表达和信息处理的能力;将数学建模思想融入课程教学内容;有效使用优质教学资源(如精品课程、精品教材);提倡和推动问题驱动的教学内容设计;加强数值计算和数据处理能力的培养。
(3) 教学方法的改革
为了培养适合信息化社会需要的创新型人才,教学方法的改革是成功的关键,也是实施创新人才培养的保证。教学过程中应充分利用信息技术辅助教学,使教学内容更加生动、直观,更加容易理解,亦可利用现有软件增强教学内容,提高教学质量和效果。
(4) 信息化考核方法的改革
考核方式在一定程度上左右着教学内容和教学方法,如何考核、考核什么会牵引教师在教学过程中的教学方法。因此,教学改革中考核方法的改革是关键。信息化技术、计算机多媒体教育技术的蓬勃发展使改革传统的以事实性知识为基础的“分科知识与分离技能”的考核为“以知识、能力、素质相结合”的综合性考核成为可能。因此,课程考核可采用多种灵活的方式,如“知识点测试+能力测试”,“专题报告(小论文)+面试”,随机抽取书本中的重要定理及重要方法反讲授等。
5.结束语
教育教学改革是永恒的话题,也是影响人才培养质量的根本性问题。大学数学教学是大学人才培养的关键性环节,也是培养学生科学素质与创新能力的根本载体。信息化为大学数学教学改革提供了难得的机遇。让我们积极探索,勇于实践,把大学数学教学提高到一个新的、更高的水平。(本文是作者是在2009年第五届大学数学课程报告论坛上的报告)