農業院校應用型人才培養模式下的大學數學改革

[摘 要]在應用型人才培養模式下，農業院校如何進行大學數學改革值得關注。科學構建教學內容體系，針對不同專業特點精選教學內容是大學數學改革的前提。搭建實驗實踐教學平臺，抓好針對不同專業的實驗實踐教學、數學建模實踐等環節，實現課內、課外、專業相結合，激發學生的學習興趣，培養應用數學的意識，提高解決實際問題的能力是大學數學改革的關鍵。建立合理的教學評價體系，強調以能力培養為核心是大學數學改革的重要組成部分。

[關鍵詞]應用型人才 大學數學 實驗實踐教學

[中圖分類號] G642.42 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2013）16-0104-03

大學數學是各高校普遍開設的一門基礎學科。通過大學數學課程的開設可以提升學生的科學文化素質、培養良好的思維品質，為不同專業的后續課程學習提供支持，為學生進一步深造提供基礎。但應該看到，一方面，當前我國高等教育理念由過去的“精英教育”轉向了“大眾化”，大學教育面臨的任務不僅僅是培養學術型人才，應用型人才已經成為我國高等教育人才培養中的絕對多數；另一方面，當今世界科學技術以及其他各學科的發展對數學的依賴程度越來越高，這就要求大學數學教育不斷進行改革發展，以跟上時代步伐，適應實際需要。

從近幾年大學數學改革的研究成果看，大學數學實踐教學的探索得到了普遍的關注，趙志新等闡述了開設大學數學實踐性教學的必要性，并從數學實踐課的課程結構設計、內容設計及教學實踐等方面構建了大學數學實踐性教學模式。在應用型人才培養的大環境下，不同學科專業以能力培養為核心的實驗、實踐教學改革也得到了廣泛關注，公共基礎課實驗、學科基礎課實驗、專業課實驗成為應用型人才培養的重要環節。本文探索以應用型人才培養為立足點的大學數學課程的改革，力求提供具體的優化方案。

一、合理改革教學內容

（一）結合實際，科學建設

隨著科技的迅猛發展，數學與其他各學科，各領域的交叉滲透日益增多，社會需要具有較強數學能力的人才，更需要能夠將數學知識熟練應用到其他領域及學科上的應用型人才。然而，多年來大學數學課程內容幾乎沒有什么變化，主要強調理論教學模塊，這樣的課程內容很難實現培養學以致用的應用型人才培養目標。結合各高校的實際情況，根據學校專業設置的現狀和發展規劃，并參考其他院校先進模式，將大學數學課程進行分類細化是首要任務。以沈陽農業大學為例，已經將大學數學劃分成“農科數學”、“理工科數學”和“經管類數學”。這里的數學主要包括高等數學、線性代數、概率論與數理統計三門課程。當然在不同大門類的數學中，授課對象又有差異，比如農科類中包括了農學專業、動物科學專業、林學專業等，理工類中包括了機械制造和自動化專業、土木工程專業、水利水電專業等，經管類中包括了金融專業、農林經濟管理、會計專業等。在分類的基礎上，就可以根據不同類別的具體需要進行教學內容改革。要制定與不同專業相適應的指導意見，保證不同專業對數學知識的基本要求，有選擇地調整教學內容。

（二）精選教學內容

為適應應用型人才培養的教學模式，教學內容中應引入與學生專業知識相關的案例，激發學生學習的動機。以讓學生掌握基本運算和基本方法為出發點，突出編制經典的案例和習題，把學生學習數學的注意力引導到對基本運算和基本方法的訓練方面。以教材為載體，展現數學概念和方法在各學科中的廣闊應用空間，為學生更好學習專業課打下堅實的基礎。

但從上面的分類結果看，不同專業面臨不同的需要，這對教師在教學內容的取舍提出了巨大的挑戰。由于數學教師對專業課程了解不夠，所需信息資料缺乏，對于選取實踐課所需內容存在一定困難，把數學知識、計算機軟件、專業知識很好地結合起來還不太容易，還需教師花費大量的時間和精力，所以教師必須多下工夫才行。也可采取與專業教師交流合作的方式，加深對學生所學專業的認識，根據學生專業特點，將學生在專業課學習時遇到的需要用數學知識解答的問題，作為案例直接引入課堂教學中，讓數學知識與學生的專業學習聯系更加緊密。比如，在單因素方差分析的教學中可以引入很多案例，應針對不同的專業調整相應的案例。某案例可能適合動物科學或食品科學專業的教學，但不一定適合水利工程相關專業的教學。若針對不同專業采用單一的案例，顯然達不到與專業知識交叉融合的目的。

二、增加數學實驗、實踐教學環節，提高應用型人才的質量

（一）通過數學實驗教學，培養動手能力

數學實驗主要是針對數學課程的教學內容，使用計算機等工具，用實驗的方法研究數學，可以使學生深入理解數學的基本概念和理論，掌握數值計算方法，培養學生運用所學知識使用計算機解決實際問題的能力。大學數學實驗課程已經成為我國近幾年來數學教學改革關注的熱點。

數學實驗通過演示某些數學現象，可以使學生對其有直觀認識，使某些不易理解的數學理論變得生動，比如利用Mathematica或Matlab等軟件完成課程中一些復雜的數學運算，把數學教學中費時、計算復雜以及具有價值的近似計算問題讓學生應用數學軟件加以解決。在高等數學教學中，可以做證明的動態顯示，讓學生更好地理解極限理論的表述等。在線性代數教學中，可以直接求出行列式值、矩陣的逆矩陣及求解線性方程組等。在數理統計教學中，可以直接調用Matlab的統計功能，或用更專業的SPSS統計軟件進行假設檢驗、方差分析、回歸分析等計算。在教學環節中，增加數學實驗，不但以簡單直觀的方式幫助學生理解掌握所學的理論知識，同時為學生在今后的學習和工作中運用計算機進行數學處理和計算打下堅實的基礎。在數學實驗課程實施過程中，要處理好數學實驗內容和學生學習承受能力之間的關系，循序漸進，使學生徹底弄懂。

（二）通過數學實踐教學，培養應用能力

數學實踐是在高等數學教學改革和素質教育的形勢下提出的將數學知識、專業知識與計算機應用三者融為一體的一種新的教學模式。實踐教學的目的是培養學生豐富的實踐經驗和較強的實踐能力，在大量的實踐教學研究中，針對不同專業，提出了較多加強實踐教學的對策，比如在課時上要保證實踐教學的時間，加強校內外實訓基地建設，注重實踐教學課程的建設，強調師資隊伍建設等，但應該注意到數學實踐教學對某些專業教育的必要性，把數學實踐教學與某些專業實踐教學緊密融合，可以促進數學與其他學科專業之間的交叉，從而拓展應用型人才的專業知識和能力。作為應用型人才，不僅應具備本科應用型人才的一般知識、能力與素質，而且應該具備特定專業應用型人才特殊的知識、能力與素質。數學實踐教學不僅滿足了本科應用型人才一般的要求，還滿足了應用型人才特殊的要求。

數學實踐教學要求老師必須充分掌握專業知識并能靈活運用，根據學生的興趣及需求，把所學數學課程加工設計達到真正意義上的實踐效果，游刃有余地運用數學基礎理論、基本技能、專業知識和計算機技能，設計好數學實踐課程的教學方案，這也會對學校的課程建設起到促進作用。學校師資力量薄弱，實驗機房又有限，老師要想根據專業性質合理規劃實踐內容和學時需要，只能從部分專業入手。數學實驗和數學實踐課程可以開設選修課，學生的知識面可以得以拓展，同時學生所學知識和實踐相結合的能力也能夠得到鍛煉，這需要確保必修課程充分掌握的前提下才能實施，可達到一舉兩得的效果。徹底打破數學教學與專業應用脫節的局面，摒棄傳統單一學科體系的教育教學模式，培養出具有扎實的數學基礎、較強的動手能力、較高專業數學素質的應用型人才，才能把培養學生的數學素質、提高學生分析問題和解決問題的能力這一教學目標落實到教學實踐活動當中。

近幾年來，數學建模活動在各高校全面展開，成為我國規模最大的大學生課外科技競賽活動。數學建模以實際問題為中心，能有效地啟發和引導學生主動尋找問題、思考問題、解決問題，可以提高學生的邏輯思維能力，使他們思路清晰、條理分明、有條不紊地處理紛繁的各項工作。數學建模及其競賽活動打破了原有數學課程自成體系、自我封閉的局面，為數學和外部世界的聯系在教學過程中打開了通道，提供了一種有效的方式，是這些年來規模最大也是最成功的一項數學改革實踐，是對素質教育的重要貢獻。因此，數學建模成為高校實施素質教育的重要途徑。數學建模可以看作一種數學實踐，數學建模競賽也可以作為檢驗數學實踐教學效果的手段，兩者互相補充。

三、重建教學評價體系

就全國而言，一方面，評價學生學習數學的唯一指標是卷面的成績，根本不考慮學生運用數學知識獨立解決實際問題的能力，唯成績論成為了衡量學生學習數學的唯一標準。另一方面，由于傳統考試方式沒有革新，限時筆試還在延續，教材中的例題一而再、再而三地出現在卷面上，這不僅使學生的抵觸意識增強，最主要的是根本達不到基本理論和基本技能與實踐相結合的預期效果，也不利于教育事業的發展。這與整個教育過度注重知識傳授，輕視數學所具有的實際價值及意義有著緊密聯系，現行的學生評價體制犯了舍本逐末大忌。

作為教學改革的重要組成部分，建立新的教學評價體系也是十分必要的。根據專業特點，針對數學課程教學過程，設計開放式考核，考核以討論、口頭或論文報告、計算機模擬、針對實際問題的數學實踐或者數學建模及其應用等方式進行。具體地，可以把學生按照幾人一組進行組合，教師設計好考核的題目，規定完成的時限，學生可根據需要查找相關資料，并對計算的結果進行數據分析，最后以書面報告形式上交評分。在此過程中，自然地把數學軟件包運用能力及數學建模的考核納入到課程考核體系中，這兩項措施將起到重要的導向作用，學生學數學、用數學的積極性會有明顯提高。總之，以“過程評價+應用演練+報告+考試考核”相綜合，給予學生知識、能力、素質等方面全方位的評鑒，在數學潛移默化的學習過程中培養學生的數學素養，達到素質教育、培養應用型人才的目的。

四、結語

目前大學數學教學模式已經不能適應社會發展要求，“一本教材+幾只粉筆+一塊黑板”的教學模式越來越遭到學生的抵觸，必須進行創新和改革，以引導學生構建知識、培養能力、提高素質為主要內容，培養復合型應用人才。首先，要結合實際，科學建設，結合專業特點，合理改革教學內容。其次，結合大學數學的抽象性特點，構建符合大學生學習特點的實驗實踐性教學體系：在學習大學數學基礎理論知識的同時，運用相應的數學軟件，求解簡單數學問題；綜合應用所學理論知識，參與多種多樣的數學實踐和數學建模活動。最后，加之以合理的教學評價和考核體系，使學生實現從感性到理性，從理論到實踐再到理論的認知過程，從而激發他們的創新意識，鍛煉他們的創新思維，起到最終培養具有較高數學素質的應用型人才的作用。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 陳俊，周群艷.大學數學建模課程的教學方法探討[J].大學教育，2012，（12）.

[2] 趙志新，費忠華，吳建成，等.大學數學實踐性教學模式的構建與實踐[J].中國高教研究，2008，（3）.

[3] 田管鳳.研討式教學法的應用探索[J].大學教育，2013，（2）.

[4] 郭紅.數學建模思想在大學數學課堂教學中的應用[J].中國成人教育，2010，（16）.

[5] 于海峰.以能力培養為核心深化實驗實踐教學改革[J].中國高等教育，2011，（22）.

[6] 陳新民.完善本科院校應用型人才培養體系的幾點思考[J].中國大學教學，2009，（1）.

[責任編輯：左 蕓]