一、加快军队院校数学改革势在必行
为适应新时期军事变革对部队人才建设的需求,有效提高军队院校人才培养质量,军队院校的学科体系设置,教员的教学方法和教学手段的改革成为一个亟待解决的问题。
饮水思源,在孕育、形成中华文明、发展并取得辉煌成就的先秦时代,产生了许多精神文化上的巨人和教育家,他们从各自的立场出发,畅快淋漓地抒发着自己的政治见解和学术主张,形成了百家争鸣的现象。军校数学教育改革中许多思想、方法都可以从这个时代的思想宝库中直接或间接的找到有益的镜鉴。
二、先秦百家思想对数学教学的启发
(一)墨家:“学以行为本”
墨家教育对象多为“农与工肆之人”,因而墨子教育方法的特点是重视实践力行,强调理论联系实际。认为“以身载行,以行为本,士虽有学,而行为本。”[1],墨子注重学义与行义的统一,学习知识与实际应用的一致,强调学思并重,还要求学生在学习时要探明事物的原因,不仅要知其然,还要知其所以然。墨子还给了我们一些启示,即思想是教育的灵魂,应用是教育的第一要义。
对于大学数学教育也应如此,教员在传授知识过程中,教学不仅是对数学知识的简单传承,更应是加大对数学思想和应用意识的培养,充分挖掘知识的来龙去脉,在不断将知识形成整体网络的条件下,对知识进行应用并延伸到其他学科,延伸到课外,展现数学学科自身魅力,体现数学对军校学员全面素质教育的特殊作用。因此,教员在教学过程中需要注意以下几点:
1.注重军事数学思维的培养
新形式下,面对波澜壮阔的新军事变革及扑面而来的信息化浪潮的挑战,军事科学的发展和创新也离不开数学这一自然基石,数学思维素养不但是军人所必须具备的一项重要技能,也是遂行任务应当掌握的一项重要技能。指挥员必须具备一定的数学素养,学会运用数学理性的思维和精神,主动分析和解决问题,突出重点,“统筹兼顾”,才能带领部队圆满完成任务。
如学习《线性代数》这门课程,可以告诉学员,通过矩阵的乘法,构造一个行列式为正整数的矩阵对信息进行变换,起到信息加密作用,完成特殊情况下情报的传输。经过这样的变换后,信息一般就难以破译。如学习《概率论与数理统计》这门课程,可以告诉学员在制定决策时应统筹兼顾。二战中德军用潜艇偷袭盟军的运输船,如何对运输船进行编队和如何运行就是盟军面临一个问题。通过对随机现象的研究和概率知识的运用,最终提出一个合理的方案,结果被击沉的可能由原来的百分之二十五降为百分之一,从而保证了战略物资的及时供应。
数学思维的培养是学员综合素质的重要组成部分。如果秉承墨家:“学以行为本”的思想,通过教员的努力,培养学员的数学思维,在日后的指挥岗位,不仅能加强学员缜密的思维,还可以大大提高学员指挥决策水平,从而全面提高部队战斗力。
2.注重建模思维的培养
随着科学技术的发展,特别是计算机计算技术的发展,数学科学的范围和应用不只在军事,在其它领域也得到极大的拓展,所谓数学建模思想是指数值计算的思想,应用计算技术的思想,理论应用于实践的思想,即用图形,文字,数值和代数等形式理解所学的数学概念。美国科学学院院士Jam G.Glimm在《数学科学,技术,经济竞争力》中指出“数学是一种关键的、普遍的、能够实行的技术”。所以教员在授课过程中要注重建模思想的培养,将数学的理论教学与实践相结合,通过开展各种类型的数学建模竞赛等,提高学员应用数学解决实际问题的能力。
如学习《高等数学》这门课程,可以解决许多的实际问题。譬如:可以判定椅子在不平的地面上放稳是否成立。通过模型假设,构造椅子的模型,建立坐标系,然后通过对所学区间上连续函数的性质,及微分中值定理知识的应用,可以证明结论成立;还可以合理的安排原油的采购与加工。其本质是高等数学的极值问题,通过模型假设,构造优化模型,然后利用最值和极值的数学知识可以设计一个较好的方案。
遥想伟大的教育家墨子,正因为十分重视培养人才的实践力行,追求“学以行为本”,所以跟同时代其他学派所培养的弟子相比,墨家的弟子更能适应社会的需要。
(二)儒家:“不愤不启,不悱不发”
孔子于春秋末年首创私学,“上下说教”,“以干世主”,在长期的教学实践中,积累了丰富的教学经验,在中国教育史上首次提出了启发教学的思想。《论语·述而》中,他说:“不愤不启,不悱不发。举一隅不以三隅反,则不复也”[2],这是“启发”一词的最早来源。据朱熹《论语集注》:“启谓开其意,发谓达其辞。”表明教员的主要作用在于引导学员探索未知的领域,及时地进行启发诱导,使其积极地进行思考,举一反三,触类旁通。
对于大学数学,教员是教的主体,在教中处于主导地位,学员是学的主体,儒家的启发式教育正是依据对教学过程本质这一认识。因此教学过程中就要“循循善诱”使得学员在兴趣,疑惑,好奇等等因素的趋势下,逐渐的抓住知识精髓。要做到这一点,就要善于因时而教,“强而弗抑”,提出的要求能使学生“省其所省,堪其所堪”,这样才能在不挫伤学生信心的同时最大限度的发挥其积极性。切忌“揠苗助长”。
如《高等数学》中从有限到无限概念的引入,怎样才能使学员很好的理解无限的概念呢?“希尔伯特旅馆”的故事就是一个很好的例子[3],假使一家旅馆,内设无限个房间,所有的房间都客满了,所来新客通过将所住旅客依次移到下一房间的方法,可以被安排在已经腾空的1号房间。住满房客的旅馆总是能住进新客人,这种奇特的现象是由于房间的个数是无限的,启发学员对无限概念的理解。
正如有孔子的“不愤不启,不悱不发”,才有其弟子深有感触的说“夫子循循然善诱人,博我以文,约我以礼,欲罢不能”,说明了孔子的启发方法使弟子受益匪浅,受到了积极的效果。
(三)道家:“物各有宜,顺应本性”
道家崇尚自然之教,因材施教,强调顺应事物的自然秉性,然而“无为”并不是教人消极地不要创造 ,而是为了“无不为”,即在遵循客观规律的前提下,运用自己所掌握的规律去充分作为。“物各有宜,顺应本性” [4],庄子认为,万物有其特性,不同的个体各有自己的本性和长处 ,人们应该充分认识和保持各自的特性。
数学教育也应如此。学员的知识结构,认知能力不同,非智力因素有优劣等,要想“无不为”,应当因材施教,人尽其才。以一个标准和一个模式培养各具特征的教育对象,不利于培养创造精神,应摈弃这种的思想。由于学员水平的参差不齐,对于数学教学,我们需要确立不同的培养目标,制定不同的教学内容,因此多样化的教学方式有着重要的意义。