技術技能型大學高等數學教學改革研究

孫鳳芝

(大慶師范學院數學系，黑龍江大慶 163712)

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技術技能型大學高等數學教學改革研究

孫鳳芝

(大慶師范學院數學系，黑龍江大慶 163712)

[摘要]大學擴招后，我國教育部出臺相應方案，將大學分為技術技能型和學術型兩類。全國將有600多所地方本科高校向技術技能型轉變，這些高校在“轉型”過程中勢必要發生一系列變革。高等數學是理工類和經管類專業的基礎必修課，高等數學教學改革是所有教學改革的重中之重。本文從技術技能型大學高等數學更好地為學生服務的角度，對高等數學的教師、教學大綱及附錄說明、教材、專業案例庫、立體化教學平臺、多元化考核方式的專業化建設，優化教學內容、方法、手段和策略，引入數學實驗，強化實踐教學，拓寬數學與專業的聯系等方面進行了論述。

[關鍵詞]高等數學；數學實驗；實踐教學；應用能力

1技術技能型大學高等數學教學改革勢在必行

魯昕在中國發展高層論壇上說，技術型人才的高考和學術型人才的高考分開即將執行。重點高中和普通高中的學生將參加學術型大學招生的高考，職業高中的學生將參加技術型大學招生的高考，考試內容為技能加文化知識。學習程度差的學生在學術型大學跟不上教學進度，將來也無法勝任科研型工作，而又沒有學得其它的技術，也無法從事技術技能型工作，不利于將來的就業。技術型人才和學術型人才的高考模型分開了，大學生就業也就分流了，由此可以緩解高校畢業生就業難和技術型人才短缺的矛盾。這樣，學生各盡其能、各得其所，使學生和家長滿意，社會需求漸趨平衡。我校于2014年初接到了國家教育部讓我們辦技術技能型大學的通知，當前，我們正在緊鑼密鼓地執行當中。

高等數學教育是整個大學教育的基礎，是理工科及經管類專業學習的工具[1]。高等數學應有效地為專業課服務，實現高等數學課程與專業課程的“無縫銜接”[2]。學生通過高等數學的學習獲得良好的數學能力以及可持續發展能力是至關重要的。所以，高等數學課程的教學改革是所有教學改革的重中之重。

2技術技能型大學高等數學教學改革構想

2.1加強大綱、教材、教師隊伍的專業化建設

2.1.1為不同專業制定不同的教學大綱及其附錄說明

為了滿足不同院系、不同專業對數學教學的要求，應制定與專業課相適應的教學計劃，需要數學教師多與專業課教師取得聯系[3]，了解各個專業所需的數學知識，例如：用到哪些數學知識、在什么地方用、什么時間用以及如何用，等等。將這些問題弄清楚后，高等數學教師可根據專業課的需要，有目的、有針對性地調整教材順序，刪減或補進教材內容，分別制定物理電子、生物化學、經濟管理和計算機等方向的高等數學教學大綱，并在大綱后加一附錄說明。這樣，講授相應專業高等數學課程的授課教師便對后續課程對數學知識的要求有了較詳細的了解，在教學過程中能夠有重點、有針對性地進行教學。同時，在專業化建設實施的過程中，要注意隨時修改和完善大綱的附錄說明。

2.1.2加強教材建設，實現教材與相關專業的融合

技術技能型本科高等數學教學不能照搬重點大學的內容和教材，否則將出現內容與專業不配套的現象，使學生感覺“學的內容用不上，用的內容沒有學”，因此應在教材建設上下功夫，由各專業的高等數學主講教師負責相關教材的編寫工作[4]。

了解新課標的變化情況，做好與高中數學的銜接。例如極坐標、數學歸納法、反三角函數等內容在十多年前的高中教材中是必修內容，但在現階段的高中教材中是選修內容，幾乎90%的高中學生沒有學過，而目前的大學高等數學教材大多沿用以前的體系，也沒有此部分內容，因此在剛上頭幾節課時，高等數學教師應對高中階段學生未接觸的相關知識予以補充。又如極限、導數等內容，學生在高中階段僅是初步了解，因此在大學本科高等數學教學中，教師應對該部分內容進行講解，突出和強化高等數學的思想方法，讓學生接受高等數學理論，養成用高等數學方法解決實際問題的能力。

高等數學教材內容要注重概念產生的背景，新知識點的引例及應用實例都要用專業案例，并且不同專業教材引用不同的專業案例，要具有專業針對性，弱化定理的證明，避開偏、難、怪題。將數學軟件應用引入教材，將數學實驗納入教學環節，增加學生實踐環節，編寫與各專業匹配的數學教材，真正遵循“必需、夠用、實用、先進”的編寫原則。目前，我校已編寫了21世紀高等學校應用型規劃教材——《高等數學》上、下冊，在教學實踐中取得了較好的效果。按照我校的實際情況，項目組將著手編制物電類、生化類、計算機類、經濟類的高等數學教材，以便更好地服務于專業課的可持續發展。

2.1.3加強高等數學教師的專業化建設

首先，將高等數學教師隊伍與專業教學團隊進行有效結合。大多數高等數學教師畢業于師范院校的數學教育專業，他們對經濟、管理、化工、生物、計算機、農業、林業等相關專業并不熟悉，不清楚這些專業對數學知識的具體要求，容易使數學與專業課程嚴重脫節。因此，要針對不同專業重新搭建數學體系結構，使得數學與專業課程進行“捆綁式”發展?；诖?，對授課教師要實行相對固定的授課制度[5]。我校為計算機網絡、計算機軟件、計算機嵌入式、計算機科學與技術、電子信息工程、自動化、材料、化學工程與工藝、應用化學、化學教育、油氣儲運、生物科學、生物技術、生物制藥、經濟管理、旅游管理、財務管理、工商管理等專業安排不同的高等數學教師，在沒有特殊情況時每位教師上課的專業是固定的，教師只需潛心研究自己對應專業對高等數學的要求，主動與所教專業教師溝通，甚至將辦公地點安排到其所教專業的辦公室，使其與專業教師充分接觸，充分掌握高等數學與專業課程之間的聯系，找出高等數學知識的側重點，編寫相應的數學應用案例，側重于專業知識對高等數學的需求。學生和專業課教師的滿意度是評判該高等數學教師勝任與否的重要標準。

其次，高等數學教師應具有較強的專業科研能力。主動參與所教專業教師的科研項目，以便充分了解高等數學在該專業領域的作用，使高等數學教學更好地貼近專業需求，為專業發展服務。

再次，高等數學教師應具備信息化意識。一方面，教師要能夠運用媒體及網絡等教學工具，熟練掌握MATLAB、SPXX等各種數學軟件；另一方面，教師要時刻關注數學學科與所教學科的新進展，及時更新觀念，并調整教學內容、方法和模式，指導學生跟上時代前進的步伐，以適應目前職業發展的需要。

2.2結合專業培養目標進行教學內容改革

如今高等數學學科發展的不足之處主要體現：第一，與專業課的聯系不緊密；第二，缺乏生動實例，致使大部分學生不明白數學知識與專業課程有何聯系。解決上述困境的有效途徑就是實現高等數學與專業的有機融合。

2.2.1將教學內容“模塊化”，針對專業選取教學內容

我校從實際出發，將高等數學的課程內容分為基礎模塊、選修模塊。其中，基礎模塊內容主要包括：極限、導數、一元函數微積分、數學軟件、數學實驗；選修模塊內容主要包括：多元函數微積分、微分方程、復變函數與積分變換、數理方程、拉氏變換、無窮級數、概率論與數理統計、線性代數、離散數學、數學建模、數值計算方法、圖論、高等數學選修(針對考研和競賽輔導)、數學文化概論、數學美欣賞、層次分析法、數學中的哲學、數學競賽解題研究、數學思想方法、文科高等數學、數學建模與實驗初步、運籌學選講、模糊數學、金融風險投資中的常用分析方法、數學史選講等。

各專業基本都在本科一年級第一學期開設基礎必修模塊課程，在一年級第二學期及以后各學期按照各自不同專業方向的需要，由各專業課教師和高等數學教師共同研討確定選學專業選修模塊的部分內容；另外，應在本科三年級第二學期或四年級第一學期開設高等數學選修課程，主要是為了滿足學生個性化的需求，如考研和競賽，這樣可以提高學生考研數學成績通過率和競賽獲獎率；通識選修模塊在各個學期周一至周四第9-10節課面向全校學生開設，對學生進行數學文化思想的滲透，培養他們的數學素養。模塊化教學為學生提供“必要、夠用”的知識，使高等數學教學更貼近專業的需要。

2.2.2引入專業案例，將高等數學與各專業知識緊密結合

把高等數學教學從純數學的演繹推導和嚴密的邏輯推理中解放出來，不做繁瑣的理論推導，對某些定理和法則不用給出嚴格的證明過程，只提出幾何圖形或幾何解釋即可，避免教學內容走向“全”“深”“難”的陷阱，將重點放在培養學生的數學應用意識和應用能力方面，建立“專業案例—知識分析—解決導出”的高等數學教學模式。

首先，建立各專業案例庫。高等數學教師在與專業教師進行深入交流、調查、研究以及翻閱專業教材、了解專業內容的基礎上，針對專業課和相應專業在生產生活實際中對高等數學的應用，本著“實用”的原則，分別編寫各個專業的案例。

其次，不斷完善各專業案例庫。在高等數學教學過程中，要將新編寫的專業案例及時應用于教學中，把各專業以及生產生活中的實際問題抽象為數學問題，再進行分析，最后挖掘出解決問題的方法。促進學生分析、解決實際問題以及創新能力的形成，提高學生的學習興趣和學習效率。另外，在案例教學過程中要根據實際使用效果進行適時的調整和修改。

2.2.3強化實踐教學，拓寬高等數學與各專業知識的聯系

在高等數學教學過程中，教師可利用MATLAB等軟件進行復雜圖形的繪制，求解某些復雜函數的導數與積分，解方程以及多元函數的最值，進行行列式計算，求解線性方程組的解，計算矩陣的逆、秩以及特征值、特征向量等，以此來促進學生對相關知識的理解與掌握，拓展學生的思維，提高他們解決實際問題的能力。

另外，數學建模是數學聯系實際問題的橋梁，是將數學轉化為科技生產力的有效途徑。在高等數學的教學過程中向學生滲透數學建模的知識，使學生體會到“數學源于現實，又應用于現實”，能夠鍛煉學生的獨立思考能力以及相互間的協作能力，有利于培養他們的綜合素質。

3優化教學方法和教學策略

在教學過程中，教師應根據講授內容的不同，靈活地運用“案例教學法”“討論合作式教學法”“交互式教學法”“任務驅動式教學法”“基于問題教學法”等，注重與學生的互動，避免“獨白”；將枯燥問題趣味化、抽象問題直觀化、復雜問題簡單化、理論實踐化，注重向學生講授知識的形成過程，及時進行各章節內容的歸納和總結，成為學生學習的組織者、引導者和合作者。

4優化教學手段

4.1合理運用多媒體教學工具

適當運用多媒體進行教學，既可以增大課容量，擴充教學內容，又可以使抽象的問題具體化、形象化，例如將平面圖形動態化、精確化、立體化，以此提升學生學習的興趣，提高課堂效率。

4.2搭建立體化教學平臺，構建多元化學習環境

我校引進了Blackboard網絡教學平臺，將高等數學精品課的教學大綱及其附錄說明、教案、電子課件、教學要求、教學視頻、習題及其解答、工程實例分析、專業案例庫等內容上傳到網絡并實現共享，并建立網絡課程圖形動畫庫、網絡多媒體學習系統、網上輔導及答疑平臺、網上自測平臺，開辟高等數學網絡實驗室。將MATLAB軟件應用到教學中，開發出適合技術技能型大學高等數學教學的實訓系統。學生能夠根據自己的學號和密碼進入實訓系統，在網絡上對教師設置的討論題目進行預研、自測等。

5建立與專業相融合的多元化考核方式

設立開卷與閉卷、場內考試與場外考試、理論與實踐相結合，獨立完成與分組討論共同完成，以能力為主導的多元化考核模式，將考試視為培養學生創新能力的手段。例如，讓學生對某章或某節進行總結并形成小論文、提交實際問題的數學建模報告等，這一成績將按照一定比例記入學生的期末成績。

另外，值得注意的是，應注重學生的平時成績，不能把“與專業結合、注重應用”作為降低高等數學教學水平的借口。以培養學生應用能力為教學目標并不是要忽視理論教學，而是要權衡理論與實踐教學的協調發展。

6結語

技術技能型大學高等數學的教學改革是一項復雜的系統工程，它涉及教與學的方方面面，任重而道遠。大學中各專業的教學性質不同，開設課時不一，培養目標要求不同，側重內容各異。數學教學要服務于專業發展，遵循“管用、夠用、實用”的原則，以社會需要為導向，以專業培養為尺度。

[參考文獻]

[1]田紅曉.工科院校高等數學教學與專業接軌初探[J].科技信息,2013(6):76.

[2]楊朝麗,沙明娥,付學德.應用型本科高等數學教學改革的研究[J].昆明大學學報,2007,18(4):79-81.

[3]王莉.探尋與專業課有機結合的高職高等數學教改之路[J].中國成人教育,2011(4):157-158.

[4]李寶萍.應用型本科院校高等數學教學的改革與實踐[J].價值工程,2012(3):255-256.

[5]白景來.應用型本科院校高等數學教學若干問題的思考[J].科技信息,2008(4):404-406.

[作者簡介]孫鳳芝(1970- )，女，副教授，碩士研究生，從事微分方程數值解研究。

[基金項目]黑龍江省高等教育教學改革項目“新建應用型本科院校‘高等數學’教學改革研究與實踐”(JG2013010037)。

[收稿日期]2015-09-09

[中圖分類號]O642.0

[文獻標識碼]A

[文章編號]2095-7602(2016)02-0107-03