高等数学案例教学论文

高等数学案例教学论文

一、实施案例教学的意义

案例教学着眼点是在活动中获取知识,得到原理、规则,注重“做”中“学”,提高学生能力。第一,案例教学缩短了纯数学情境与现实情境以及专业情境的差距,让学生体会到数学是有用的,数学来自于生活,经济的发展需要数学。第二,案例可以把原本抽象的概念、原理置于一定的实际情境中,让学生感到数学概念不是那么陌生、枯燥,理论不再是“空中楼阁”,从而促进学生学习欲望的提升,主动吸收、消化数学。第三,案例教学不仅仅是为了传授知识,重要的是为了“用数学”。按照“必需、够用”的原则选择特定的案例进行教学,改变传统的“满堂灌”模式,有利于改进教学方法。第四,案例教学通过浅显的、具体的、实用的案例研讨,使学生得到深刻的、隐性的、灵活的知识,贴近专业和实际生活情境的案例,在潜移默化中让学生认为数学是解决专业问题和实际问题的重要工具,数学是有用的。

二、实施案例教学的原则

经济管理类专业高等数学课程通常是大学低年级基础课程,学生的知识、专业基础和认识能力有限。考虑到专业特点和学生具体的情况,在案例教学中必须遵循适量性、适应性和适用性的原则,以保证达到理想的教学效果。适量性是指运用案例教学的时数要合适。按照高等数学课程教学目标和内容,教学应以讲授基本概念和训练基本方法为主,按照需要进行案例选择与设计,案例的课堂讨论占用课时数应该控制在总课时的20%以内。适应性是指运用案例教学的过程中要渐进。要对涉及到的专业概念的学习进行总体设计,布置学生查阅资料。在布置案例问题时,有计划、有目的地引导学生运用先前查阅学习过的专业概念,让学生适应案例教学,从而提高积极性、主动性和创造性,保证案例教学的教学效果。适用性是指案例教学的案例要浅显。案例教学的目的是通过案例帮助学生有效地消化、吸收和运用数学知识,达到培养专业兴趣和激发创新欲望的目的。因此,案例的选择和设计不宜过深过难,要浅显易懂,要启发思维,注重运用。

三、实施案例教学的方法

教师和学生是案例教学活动的两个主体,两者的有效互动是案例教学效果的重要条件。案例教学不同于常规教学,是通过案例设计和组织学生研究讨论、撰写案例研究报告,实现学生自主学习、构建知识、合力协作、提高能力的一个教学过程。实施案例教学的方法既包括教师的教法,又包括学生的学法。

1.实施案例教学的教法

实施案例教学主要是教学设计和教学组织。教学设计包括确定教学目标、选择设计案例、制订课堂计划。教学组织包括布置案例问题、组织课堂讨论、指导案例报告。教学目标是教学活动的预期结果,通常描述学生学习后能做什么以及情感态度的变化。例如,在“常微分方程”的案例教学设计中,我们拟定的教学目标是:能通过查阅资料获得案例中相关的经济数学概念的定义;能将案例问题用“常微分方程”的数学语言描述出来;能提出运用“常微分方程”的数学知识和求解方法解决案例问题的方案和建议;能归纳总结案例讨论的各种意见,写出具有一定水平的案例报告;了解“常微分方程”的专业运用。选择设计案例要遵循适用性原则,促进教学目标的实现。

案例涉及的专业知识应是浅显的、基本的和普遍的。案例表达要体现教学目标,如具体列出要求学生做什么、如何做。还要注意使案例具有真实性、趣味性和生动性,以使学生获得处于案例情境的真实感,增强案例研习的体验效果。制订课堂计划应做到对案例有全面的把握,了解学生小组讨论的情况,计划好学生发言次序,预测可能出现的问题,设计好解决方案,准备好课堂讨论的总结提纲。课堂计划应包括讨论主题、时间分配、发言学生人选、预测问题解决方案和总结提纲。讨论主题既可以根据案例设定,也可以根据案例分析的步骤设定。布置案例问题要把握好适当的时机,提出课前分组讨论的明确要求,让学生了解课堂讨论的方式并推选好小组发言代表人选。教师宜尽早布置教学案例,以使学生有充足的时间查阅相关资料,理解案例问题,做好案例讨论的准备。组织课堂讨论是案例教学的中心环节。

教师要做好案例讨论的组织者和引导者,让学生真正成为积极的参与者与分享者。教师要把握好课堂讨论的节奏和方向,通过即时的评论使课堂教学讨论紧紧围绕主题,避免偏离“航道”。教师的评论要以鼓励、表扬为主,激发学生的参与热情,让学生体验成功的快乐。课堂讨论的总结要做到系统化、有条理和具有启发性。指导学生撰写案例报告形成案例教学的成果是案例教学的关键,也是案例教学的难点。教师要向学生提供案例报告的写作提纲和案例报告的范文,让学生在模仿中逐步学会创造。教师要和学生交流案例报告的写作情况,不断地提出修改建议,让学生在不断完善的案例报告中体验取得进步的成就感。

2.实施案例教学的学法

实施案例教学的学法主要包括案例理解和案例研究。案例理解包括明确学习目的、查阅相关资料、做好讨论准备。案例研究包括参与案例讨论、课后总结反思、撰写案例报告。教师指导学生做好讨论准备是做好案例教学的重要保证。教师要引导学生在讨论前思考这样一些问题:案例涉及的数学概念有哪些?这些概念的定义是什么?在案例问题解决中如何运用这些概念?从案例解决中认识到需要什么新的数学概念和方法?学习新的数学概念和方法的意义是什么?如何求解案例问题?案例的分析求解结果合理吗?如何改进案例模型?等等。学生参与案例讨论要积极主动发言。为鼓励学生积极参与案例讨论,有效制止学生消极旁观,教师应采取有效的奖惩措施。如小组讨论以贡献度大小上报排名,作为平时成绩的重要依据;课堂讨论的发言人平时成绩给予加分奖励等。课后总结反思是学生对案例理解和讨论结果的提升过程。教师要引导学生总结自己在案例理解和研讨过程中的表现和收获,反思各种意见的优点和缺陷,取长补短,提高认识水平。案例报告是学生参与案例研讨的重要成果。教师应要求学生严格按照规范的格式书写,指导学生参考范文进行写作,及时解决学生写作中出现的问题。

四、“常微分方程”教学案例的解析

“常微分方程”是经济管理类专业高等数学教学中的难点。传统的教学中,通常会介绍各种类型一阶、二阶常系数线性微分方程的求解,学生由于不明来由,会产生一种错觉,认为这部分内容就是一些计算,无实际用处。其实不然,经济学中有许多运用微分方程分析问题的案例,通过“常微分方程”教学案例的解析有助于我们准确把握教学案例的原则与方法。我们在一个学生人数为70人的教学班级的常微分方程的案例教学中选择和设计了如下5个案例。案例一:某商品的需求量x对价格p的弹性为-pln3,若该商品的最大需求量为1200(即p=0时,x=1200)(p的单位为元,x的单位为公斤),试求需求量x与价格p的函数关系,并求当价格为1元时市场上对该商品的需求量。案例二:若国民经济总值N(单位:元)随时间t(单位:年)的变化率为7%,问多少年后可以使国民经济总值翻两番?案例三:假设某产品生产的边际成本函数MC(单位:元)等于总成本函数TC(单位:元)的倒数与产品数量Q(单位:件)的平方的乘积,若生产3件产品时总成本是273元,求总成本函数TC关于产品数量Q的关系式。案例四:在一个池塘内养鱼,因为条件限制最多只能养1000条鱼,已知鱼的数量y(条)随时间t(月)的变化率与鱼数y和1000-y的乘积成正比。现池塘内放养100条鱼,3个月后池塘内有250条鱼,求:(1)数量y(条)随时间t(月)变化的表达式y=y(t);(2)6个月后池塘中鱼的数量。案例五:设某种商品在某地区进行推销,最初厂家策划宣传活动以打开销路。若商品确实受欢迎,则购买人数逐渐增加,销售速率逐渐增大。已知该地区潜在消费总量有限,当购买人数接近潜在消费总量时,销售速率逐渐下降,此时厂家就应该更新商品了。假设消费者总量为N,任一时刻t已出售的商品总量为x(t),试建立x(t)所应满足的微分方程;并分析x(t)的性态,给出商品的宣传和生产策略。

上述案例涉及到的经济学概念有需求价格弹性、国民经济增长率、边际成本等,这些概念都可以用高等数学中学过的导数来描述。在讲完导数的定义后,教师可布置学生查阅这些概念的定义,只有理解上述概念,才能建立案例的数学模型。案例涉及到的数学概念有:微分方程、微分方程的阶数、微分方程的解、通解和特解。学生通过课前预习,结合案例的数学模型,初步了解了上述概念。由于学生已经有了一元函数微积分的基础,请学生课前思考是用微分的方法还是积分的方法来求解案例的数学模型。课前将学生分成5个小组,每个小组在课前完成1个指定案例的分析和求解。课上派代表交流发言,回答其他小组学生提出的问题。教师在适当的时候给予引导,最后总结。课后以各小组交换案例的方式布置学生写案例分析报告,以检测学生参与案例讨论的效果。

五、总结

通过案例所涉及的微分方程解的分析和讲解,让高等数学融入到专业课的教学中。总之,适当地进行案例教学,既能激发学生学习数学的兴趣,拓宽学生的视野,又能强化数学思维及数学应用意识,提高学生分析问题和解决问题的能力。基于应用型人才的培养目标,案例教学将是经济管理类专业高等数学课程教学模式的发展趋势。

作者:季红蕾 黄素珍 单位:盐城工学院基础教学部