城建類應(yīng)用型本科院校《高等數(shù)學(xué)》教學(xué)改革的幾點(diǎn)思考

王剛

（河南城建學(xué)院數(shù)理學(xué)院，河南 平頂山 467036）

城建類應(yīng)用型本科院校《高等數(shù)學(xué)》教學(xué)改革的幾點(diǎn)思考

王剛

（河南城建學(xué)院數(shù)理學(xué)院，河南 平頂山 467036）

本文通過對城建類應(yīng)用型本科院校《高等數(shù)學(xué)》課程教學(xué)中存在問題的分析，提出了以培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)素養(yǎng)為目標(biāo)、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、實(shí)施分層教學(xué)、努力提高自學(xué)習(xí)能力、計算軟件化的教學(xué)改革思路，努力培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神的應(yīng)用型人才。

城建類；應(yīng)用型；CDIO；數(shù)學(xué)素養(yǎng)

1 引言

應(yīng)用型本科的培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神的應(yīng)用型人才，注重知識應(yīng)用能力和工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)；高校開設(shè)《高等數(shù)學(xué)》課程的主要目的是為了能增強(qiáng)應(yīng)用高等數(shù)學(xué)的理論及方法解決問題。應(yīng)用型人才的數(shù)學(xué)素質(zhì)體現(xiàn)在四個方面：第一，在意識層面，能夠?qū)⒖陀^事物與數(shù)和形的結(jié)合，因為用數(shù)學(xué)解決實(shí)際問題要先量化、在運(yùn)用數(shù)和圖、數(shù)學(xué)公式、數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)以及數(shù)學(xué)計算描繪和建模；第二，在思維和語言層面表現(xiàn)為會把具體問題變成數(shù)學(xué)語言；第三，在能力層面重在體現(xiàn)運(yùn)用數(shù)學(xué)基本運(yùn)算和數(shù)學(xué)軟件解決實(shí)際問題；第四，在心理層面表現(xiàn)為通過高等數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)，在實(shí)際工作中有意識地采用數(shù)學(xué)工具和思考方式。

作為面向地方的城建類應(yīng)用型本科院校，城建類專業(yè)的《高等數(shù)學(xué)》課程教學(xué)工作需要結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)和行業(yè)需求在意識層面、思維層面、能力層面和心理層面分別就教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核機(jī)制等方面進(jìn)行探討和改革。

2 《高等數(shù)學(xué)》教學(xué)中存在的問題

高等數(shù)學(xué)是高校教育中的基礎(chǔ)學(xué)科，是其他各門學(xué)科的基礎(chǔ)，在培養(yǎng)大學(xué)生綜合素質(zhì)方面具有獨(dú)特的，不可替代的作用。目前現(xiàn)行高等數(shù)學(xué)教育和教學(xué)存在缺點(diǎn)和不足：

第一，教學(xué)目的。當(dāng)前的《高等數(shù)學(xué)》教學(xué)課程教學(xué)目的在于傳授知識的層面上與應(yīng)用型人才培養(yǎng)目的不匹配；

第二，教學(xué)內(nèi)容。追求基礎(chǔ)理論的科學(xué)性和系統(tǒng)性，忽視了教學(xué)內(nèi)容與生活實(shí)際及相應(yīng)專業(yè)的聯(lián)系，與培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)之間存在矛盾。

第三，教學(xué)過程。注重知識的傳授而忽略了向?qū)W生傳授學(xué)習(xí)與獲取知識及分析問題和解決問題的方法，與學(xué)生自學(xué)習(xí)能力提高的要求有差距。

第四，教學(xué)的方式。填鴨式、滿堂灌、簡單互動的教學(xué)法，學(xué)生處于被動地接受地位，與學(xué)生主動學(xué)習(xí)的習(xí)慣養(yǎng)成之間存在矛盾。

第五，教學(xué)手段。方式單一，教學(xué)活動集中，與教育信息化發(fā)展與應(yīng)用之間存在差距。

教學(xué)評價，關(guān)注結(jié)果、忽視過程管理、考核方式單一也是傳統(tǒng)教學(xué)中存在的一個明顯不足之處。

3 高等數(shù)學(xué)教學(xué)改革的思考

3.1 明確應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)，確立培養(yǎng)數(shù)學(xué)素養(yǎng)為導(dǎo)向的教育理念

應(yīng)用型人才重在培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐技能的人才，創(chuàng)新精神應(yīng)體現(xiàn)在藝術(shù)學(xué)教育為重點(diǎn)的邏輯思維、以物理教育為重點(diǎn)實(shí)證思維和以計算機(jī)教育為主的計算思維培養(yǎng)，邏輯思維是三種思維能力的基礎(chǔ)，而數(shù)學(xué)素養(yǎng)是邏輯思維能力的外在體現(xiàn)，是高素質(zhì)人才必備的素質(zhì)，是人的知識和能力更好發(fā)揮作用的要素。理論界大家公認(rèn)的數(shù)學(xué)素養(yǎng)通常可以在三個不同層次表現(xiàn)出來：首先，在生活實(shí)踐方面，數(shù)學(xué)素養(yǎng)表現(xiàn)為能夠主動地用數(shù)學(xué)知識來觀察、分析、處理一些實(shí)際問題；其次，在學(xué)科內(nèi)容方面，表現(xiàn)為能夠理解數(shù)學(xué)的學(xué)科意義、理解數(shù)學(xué)知識的內(nèi)涵，懂得數(shù)學(xué)知識的應(yīng)用價值等；最后，表現(xiàn)在數(shù)學(xué)文化方面，理解數(shù)學(xué)學(xué)科的科學(xué)意義、文化內(nèi)涵，懂得數(shù)學(xué)的簡單之美和價值等內(nèi)容。

為此應(yīng)用型本科院校在數(shù)學(xué)教育中應(yīng)體現(xiàn)數(shù)學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)的導(dǎo)向，為具有創(chuàng)新精神的應(yīng)用型人才培養(yǎng)奠定基礎(chǔ)。

3.2 完善分層教學(xué)法 優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

在承認(rèn)學(xué)生有差異的前提下，確立以生為本的意識，依據(jù)學(xué)生的專業(yè)特點(diǎn)、學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和興趣方向，運(yùn)用不同的教學(xué)方法，有針對性地制定教學(xué)目標(biāo)、設(shè)計教學(xué)內(nèi)容、調(diào)整教學(xué)進(jìn)度、優(yōu)化教學(xué)方式、完善考核體系、實(shí)施分層教學(xué)法以滿足不同層次（專業(yè)、愛好、興趣）的學(xué)生學(xué)習(xí)的需要，促進(jìn)人才培養(yǎng)質(zhì)量的提高。正確運(yùn)用分層次教學(xué)，可以提高學(xué)生的自學(xué)習(xí)能力，提高學(xué)習(xí)信心、明確學(xué)習(xí)目的，更好地實(shí)施素質(zhì)教育，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，使數(shù)學(xué)教學(xué)更加適應(yīng)專業(yè)發(fā)展和社會發(fā)展的需要。

微積分、線性代數(shù)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計作為高等數(shù)學(xué)基本內(nèi)容都是單純的數(shù)學(xué)理論，脫離專業(yè)課程并且與實(shí)際問題結(jié)合不夠，而專業(yè)中要解決是工程時間的應(yīng)用性問題。在新的教學(xué)理念的指導(dǎo)下，高等數(shù)學(xué)的課程目標(biāo)應(yīng)該體現(xiàn)在兩個方面，一方面提高數(shù)學(xué)修養(yǎng)以滿足人才發(fā)展與社會進(jìn)步的需要；另一方面專業(yè)技術(shù)人員要掌握足夠的數(shù)學(xué)技能解決專業(yè)領(lǐng)域的工程實(shí)踐。具體來說，高等數(shù)學(xué)課程的目標(biāo)包括：一是獲取必要的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識和基本技能；二是進(jìn)一步提高學(xué)生的空間想象力、抽象思維能力、邏輯推理能力和數(shù)據(jù)處理能力等；三是提高提出問題、分析問題、解決問題的能力，培養(yǎng)通過自學(xué)習(xí)獨(dú)立獲取數(shù)學(xué)知識的能力；四是培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用意識和創(chuàng)新理念，著力提高建模能力；五是提升學(xué)習(xí)興趣、樹立信心、拓寬視野。例如工程中施工效益最大化的求解、荷載作用下的位移計算、不規(guī)則圖形面積的計算等問題；研究模擬計算、研究隨機(jī)事件及概率、隨機(jī)問題模型的建立及分析、建筑工程測量中數(shù)據(jù)的處理及分析，建筑工程造價中回歸方程的建立及可信度評價和檢驗。

3.3 改革教學(xué)模式 突出核心能力培養(yǎng)

當(dāng)前高等數(shù)學(xué)（包括工程數(shù)學(xué)）教學(xué)偏重于定力提出、理論證明、求解方法和解題技巧方面的教學(xué)，數(shù)學(xué)的實(shí)用性教學(xué)有所缺失。近幾年來，通過相關(guān)學(xué)校的教學(xué)改革、大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽以及CDIO教學(xué)理念的推行，使得高等數(shù)學(xué)越來越貼近于工程實(shí)踐的需求和數(shù)學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)的目標(biāo)。

為此在以培養(yǎng)數(shù)學(xué)素養(yǎng)為目的的高等數(shù)學(xué)教育過程中。應(yīng)該從兩個方面入手：一是轉(zhuǎn)換以能力訓(xùn)練（重在技能訓(xùn)練）教育模型到以數(shù)學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)的教育模型，注重各專業(yè)和課程之間數(shù)學(xué)知識和方法的融合及應(yīng)用，充分利用多學(xué)科間的知識交叉與滲透的特征，解決專業(yè)實(shí)踐中的數(shù)學(xué)問題；二是以CDIO的工程教育理念指導(dǎo)高等數(shù)學(xué)教育的全過程，以構(gòu)思、設(shè)計、實(shí)現(xiàn)、運(yùn)作來貫穿生產(chǎn)生活實(shí)際問題解決的全過程，讓學(xué)生以主動的方式學(xué)習(xí)和獲取工程能力，包括個人的科學(xué)技術(shù)知識、終身學(xué)習(xí)能力、交流和團(tuán)隊工作能力以及在社會和企業(yè)環(huán)境下構(gòu)建產(chǎn)品過程和系統(tǒng)的能力；三是以賽促改、以賽促教，力爭融“教、學(xué)、做、賽” 于一體，形成課堂教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)一體化的教學(xué)模式。

3.4 努力實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)自主化 計算軟件化

應(yīng)用型人才的核心能力體現(xiàn)在技術(shù)能力、自學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力等方面，學(xué)生的自學(xué)習(xí)能力決定了人才發(fā)展的高度和能力擴(kuò)展的廣度。特別是大數(shù)據(jù)時代的到來，網(wǎng)絡(luò)資源、MOOCs視頻越來越豐富、為學(xué)生的自學(xué)習(xí)創(chuàng)造良好的外部環(huán)境。所以能力培養(yǎng)和引導(dǎo)學(xué)生的自學(xué)習(xí)能力成為決定人才培養(yǎng)成功與否的關(guān)鍵。

同時信息技術(shù)的飛速發(fā)展，計算泛在化要求學(xué)生必須具有計算機(jī)知識和使用數(shù)學(xué)軟件的能力，能夠充分利用信息技術(shù)的優(yōu)勢迅速、精確的解決工程實(shí)踐中的問題。為此引導(dǎo)學(xué)生熟悉使用Matlab、Mathematica、SPSS和Excel等軟件，培養(yǎng)學(xué)生操作數(shù)學(xué)軟件去解決工程實(shí)踐中的數(shù)值計算和數(shù)據(jù)處理的能力，保證高等數(shù)學(xué)課程課堂教學(xué)之外學(xué)生數(shù)學(xué)素質(zhì)培養(yǎng)的延續(xù)性。

4 結(jié)論

總之，高等數(shù)學(xué)作為大學(xué)生的核心公共基礎(chǔ)課，對于培養(yǎng)創(chuàng)新型應(yīng)用人才具有重要的支撐作用。為此把握和處理好基礎(chǔ)知識教學(xué)與培養(yǎng)數(shù)學(xué)素質(zhì)的關(guān)系、關(guān)注自學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)、優(yōu)化教學(xué)方法、充分利用信息技術(shù)的后發(fā)優(yōu)勢，應(yīng)用型人才培養(yǎng)才更有針對性、科學(xué)性和時效性。

[1]劉忠志.應(yīng)用型本科高等數(shù)學(xué)教學(xué)與“CDIO”教學(xué)改革初探[J].2011（4）.

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[6]李玉紅，羅曉暉.數(shù)學(xué)素養(yǎng)與數(shù)學(xué)教學(xué)改革[J].科教文匯，2010（11）.

G420

A

1671-0037（2014）03-94-1.5

王剛（1970-），男，講師，研究方向：高等數(shù)學(xué)和工程數(shù)學(xué)的教學(xué)和研究。