大學數學課程教育體系化調整與結構優化策略

唐家銀 陳尚云 陳滋利 秦應兵

［摘要］創新型、復合型人才的培養對大學數學課程教學提出了更高的要求。為進一步全面提高本科教學質量，大學數學課程教學體系的深化改革勢在必行。通過對西南交通大學工科專業的數學基礎課程的總結，提出以西南交通大學為例的大學數學課程教育體系化調整與結構優化策略。

［關鍵詞］大學數學 課程體系教學改革結構優化

［中圖分類號］G642.0 ［文獻標識碼］A［文章編號］2095-3437（2014）03-0046-03

一、大學數學系列課程體系改革的背景

大學數學課程是高等工科院校各專業培養計劃中重要的工具性公共基礎理論課程。其目的在于培養工程技術人才所必備的數學素質,為培養我國現代化建設需要的高素質人才服務。基礎數學課程是學好專業課的基礎。通過系統的大學數學學習，不僅能使高等工科院校的學生知識結構得以擴充，更重要的是,它對培養學生的創造性思維能力、抽象概括能力、邏輯推理能力、分析和解決問題的能力，以及開闊學生思路、提高學生綜合素質等都有很大幫助。因此，大學數學公共課程的教學一直深受各高等院校的重視。

我校大學數學系列課程內容包括《高等數學》、《線性代數》、《概率論與數理統計》、《數學建模》、《隨機過程》、《復變函數》、《數理方程》、《數值計算》等，其核心部分以《高等數學》、《線性代數》和《概率論與數理統計》三類課程為基礎。西南交通大學是教育部直屬、國家首批“211工程”、“特色985工程”、“2011計劃”建設高校以及正式設有研究生院的全國重點大學。大學數學系列課程是西南交通大學長期扶持的特色重點課程，其教學質量的好壞直接影響到學校本科教學質量能否穩步提高，關系到貫徹落實教育部關于進一步深化本科教學改革，全面提高教學質量方案的實施。

長期以來，多數高校的教育觀念一直以課程設置的合理調控和知識結構的穩定平衡為主導。數學教學側重于基本知識、基本理論和基本方法的傳授，教學內容以“不變應萬變”，不考慮專業、授課對象而進行相同的、單一的授課形式。從目前社會發展的趨勢看，傳統教學內容培養出來的人才已難以適應當今人才市場的需求。如何選擇教學內容已成為新時期教學改革的緊迫問題。另一方面，西南交通大學作為全國重點大學，由于地域性、地區性教育質量的差異，導致同一年級、同一專業的學生基礎水平參差不齊，總體差異明顯，數學單科的差距懸殊。傳統單一型教育模式為任課教師的教學組織、滿足學生知識吸收需求帶來困難。為此，適應新形勢的工科型高校大學數學系列課程體系的調整與結構優化改革勢在必行。

二、西南交通大學數學基礎課程改革研究的實踐基礎

從2000年起，西南交通大學先后對工科大學數學課程體系進行教育教學改革，探索新形勢下的大學數學課程教學模式，不斷總結實踐經驗。先后承擔1項教育部高等理工教育數學基礎課程教學改革與實踐項目“大學數學考試手段的現代化的研究”（2007-2009年）；2項四川省高等教育人才培養質量和教學改革項目“教、學、研一體化的大學數學教學模式的研究與實踐”（2005-2008年）、“問題教學法在工科數學教學中的研究與實踐”（2006-2009年）；11項西南交通大學教改及教材立項項目（2006-2012年間）。面向全校工科本科學生分類別開設必修課、限選課和選修課，形成了以高等數學、線性代數課程概率與數理統計為基礎，數學實驗課程為重點，含數值分析、隨機過程、積分變換、復變函數、數學實驗、數學建模等課程的多類型、多模式、多層次（諸如：《高等數學》課程分設《工科數學分析》、《高等數學A》、《高等數學B》、《高等數學C》、《高等數學D》五個層次；《概率論與數理統計》課程分設《概率論與數理統計A》、《概率論與數理統計B》、《概率論與數理統計C》三個層次）的工科數學系列課程體系，并初步完成了教材建設。編寫出與之配套的教材和講義，并在本科教學中大面積使用。在教材的編寫中，我們注意精選內容，加強各數學課程之間的聯系與銜接，按思維科學的規律組織教材的編寫，重在培養學生的素質與數學的應用能力。這些課程的開設和教材的使用，培養和提高了學生運用數學知識能力、理論結合實際的能力、使用計算機解決實際問題的能力。

通過不斷教改實踐、課程建設，數學系列課程體系的建設取得了一定的收效。“以數學創新為核心，融合理論教學、實驗教學的大學數學教學模式”2008年獲得四川省優秀教學成果二等獎；“工科數學內容課程體系改革的實踐”2001年獲四川省優秀教學成果二等獎；“線性代數課程的改革與建設”、“概率統計課程的改革與實踐”、“數學實驗的改革與實踐”等獲其他校級教學成果獎16項。高等數學課程是首批校一類課程，線性代數課程、概率統計課程1999年被評為校一類課程。由數學學院直接負責指導、培訓的全國大學生數學建模參賽工作屢創佳績。從2006-2012年間先后有16個隊獲全國一等獎；28個隊獲全國二等獎，其中2001年、2010的競賽成績綜合排名并列全國第一。

表1.西南交通大學2006-2012年間的“高教杯”全國大學生建模競賽成績

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三、與特色工科接軌的大學數學課程體系對策性教學模式

為了更好地適應學校軌道交通特色以及多學科協調發展的需要，強化公共數學類課程之數學思想對其他工科類專業的影響和滲透，充分發揮數學課程的基礎作用，在提高我校數學及統計學學科自身實力和發展水平的同時，我們更加注重其他相關專業對數學及統計學課程內容的實際需求和要求，為其專業進一步的發展和提高提供強有力的數學支撐和保障。為此我們將對大學公共數學課程建設作系列深入細致的研究，進行大學數學課程體系調整和結構優化研究，并沿著兩條主線展開。1.層次推進。分成茅以升學院系列數學課程的建設與研究、大面積工科數學課程建設與研究、文科普及類數學課程建設與研究三類。2.課程內容整合集成。分成高等數學類課程（以高等數學為核心）的建設與研究、代數類課程（以線性代數為核心）的建設與研究、隨機數學類課程（以概率論與數理統計為核心）的建設與研究。

作為一個公共數學課程建設工程，由主管教學的副院長牽頭負責，各個部分分別設立負責人并配備相應的團隊。

此項教改工程包括：1.深化教學內容改革，建立與經濟社會發展相適應的數學課程體系。要堅持知識、能力和素質協調發展，實現從注重知識傳授向更加重視能力和素質培養的轉變。要根據經濟社會發展和科技進步的需要，及時更新教學內容，將新知識、新理論和新技術充實到教學內容中，為學生提供符合時代需要的課程體系和教學內容。要大力推進教學方法的改革，提倡啟發式教學，注重因材施教。要優化課程結構，構建以核心課程和選修課程相結合、有利于學科交叉與融合的課程體系。2.推進人才培養模式改革，著力培養學生創新精神和創新能力。要采取各種措施，繼續推進學分制、降低必修課比例、加大選修課比例、減少課堂講授時數等，增加學生自主學習的時間和空間，拓寬學生知識面，增強學生學習興趣，完善學生的知識結構，促進學生個性發展。創造條件，組織學生進行創新性實驗和實踐，提升學生創新精神和創新能力。3.高度重視實踐環節，提高學生實踐能力。增加數學實驗等實踐教學環節，推進實驗內容和實驗模式改革和創新，培養學生的實踐動手能力、分析問題和解決問題能力。推進教育教學與生產勞動和社會實踐的緊密結合。4.推行學科帶頭人作為課程負責人制。堅持教授上講臺，保證為學生提供高質量的教學。發揮教授、副教授在教學改革中的主力軍作用，同時重視兼職教師隊伍建設，積極聘請國內外著名專家學者和高水平專業人才承擔教學任務和開設講座。5.建設教學團隊，培養可持續發展的教學隊伍。教學是一項系統性很強的工作。要根據教學改革和教學任務需要，建設由教學水平高、學術造詣深的教授領銜，由教授、副教授、講師、助教及教輔人員組成的教學團隊。鼓勵高等學校創建跨學科的教學團隊。要通過創建教學團隊，研究和改革教學內容，開發教學資源，開展啟發式教學、討論式教學和案例教學等教學方法改革，促進教學研討、教學經驗交流。要充分發揮教研室在開展教學討論、交流教學經驗、研究教學改革中的作用。6.對策性的教材建設。要加強紙質教材、電子教材和網絡教材的有機結合，實現教材建設的立體化和多樣化。

限于篇幅，本文僅就其中一節點（茅以升學院系列數學課程的建設與研究）進行演繹說明。

四、 我校茅以升學院系列數學課程的建設與研究策略

為了適應我校茅以升學院堅持“寬基礎、重實踐、善科研、求創新、高層次、國際化”的辦學思路，以培養具備健全人格、基礎理論扎實、知識結構合理、科研能力和創新能力突出、國際視野寬廣的拔尖創新人才為目標，以“4年（學士）+2年（碩士）+3年（博士）”的人才培養模式為主渠道的培養模式，構建茅以升學院本碩博數學課程體系，改革教學方法以及考核方法，形成與其目標、培養模式相適應的課程體系與教學方法與手段。具體建設思路從以下五個方面推進。

1.茅以升學院數學課程師資隊伍建設。組建一支結構合理、人員相對穩定、教學水平高，教學效果好、綜合素質強的適合于茅以升學院數學教學的師資隊伍。

2.茅以升學院數學基礎課程體系的研究。 一方面根據培養目標，研究茅以升學院數學類課程按“本-碩”、“本-碩-博”等模式設置方案，形成系統科學的茅以升學院數學基礎課程體系。 另一方面，研究茅以升學院數學各門課程之間的聯系，按照茅以升學院對數學基礎課程的要求，充分研究各門課程的特點，形成茅以升學院各門數學課程的教學內容。還要開展大學數學實驗教學的理論、內容和方法研究與實踐，通過數學建模課程的層次化開設、數學建模教學內容的實驗化和大型數學軟件的應用等措施將數學實驗的思想、理論、方法和應用滲透到大學數學教學的各個層面，構建將課堂教學、課外實踐、訓練和競賽有機融合的大學數學實驗教學體系。

3.茅以升學院數學基礎課程教學研究。首先將茅以升學院的每個教學班人數控制在60人左右，探索小班教學方法的改革，進行自主學習、課堂討論與課堂講授相結合的教學方法的研究與實踐。其次，對其考核方法進行相應改革。注重學習過程的考核，改革學生成績的評定方式。

4.茅以升學院數學基礎課程教學中注重數學思想與數學文化的滲透。數學不僅為認識自然界提供了必要的工具和方法，它更應該是一種文化和一種思想的傳播。在大學數學教學中滲透數學思想與數學文化，不僅可以極大地提高學生的學習興趣和愛好，更能激發學生的積極性和學習能力，從而達到提高教學質量的目的。數學思想對人的深層次滲透，數學文化對“情感態度與價值觀”的影響與塑造，對于提高學生的綜合素質和能力具有十分重要的作用。這就需要系統地挖掘、提煉蘊含在數學課程中的概念、知識中的數學思想，形成大學數學思想與知識點結合的研究報告，在研究教學過程中滲透數學思想與數學文化。此外，將大學數學的教學與數學史有機結合，研究數學史在大學數學教學中的作用。在教師教學中，引進與主題相關的數學史題材，不僅能調動學生們的學習熱情，還能協助學生將抽象觀念具體化。因為不論在科技應用層面還是在思想突破方面，數學重要概念的演進都有其實用的意義。大學數學教師，如果熟悉了數學人物的生平、業績、治學態度、治學方法、趣聞軼事等，對大學數學的教學來說有百利而無一害。而對于很多正在學習大學數學的學生來說，一旦了解了這些前輩們的學術成就和道德風范，他們也必將從中受到鼓舞，繼而提高學習興趣。

5.茅以升學院數學基礎課程教材建設。在上述研究的基礎上，編撰和形成茅以升學院各數學基礎課程的特色教材，及配套的課程教學的輔導材料。

五、 結束語

通過近十年來對西南交通大學工科專業基礎數學課程的連續教學實踐，本文在總結所授課專業人才培養的成功經驗和失敗教訓的基礎上，提出以西南交通大學為例的大學數學課程體系調整與結構優化策略。致力于深化高等教育本科教學改革，全面提高本科教學質量，著力培養大學生的學習能力、創新能力、實踐能力、交流能力和社會適應能力。

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［責任編輯：陳明］