應用型本科工科數學的現狀與教學改革探析

彭豐富

摘要：分析了當前應用型本科工科數學教學現狀，聯系當前應用型本科新的特點，提出了工科數學在新形勢下的改革趨勢和思路，并對應用型本科工科數學的課程設置與教學方法改革提出了建議。

關鍵詞：應用型本科;工科數學;教學改革;課程設置

中圖分類號：G642.3 ? ? 文獻標志碼：A ? ? 文章編號：1674-9324（2016）41-0096-02

在當前高等教育大眾化、互聯網應用普及化的背景下，應用型本科的社會需求在不斷增大，社會要求也在不斷提高。近些年，應用型工科高等院校一直都在優化課程體系，深化課程改革，以滿足不斷變化的社會與學生自身發展需要。工科大學數學課程改革其基礎地位不言而喻，主要體現在兩個方面，一是數學類課程對應用基礎的支撐作用，二是創新的源泉和問題的解決取決于對數學的認識和理解。

一、背景

我國現有各類普通高等院校2500多所，為了滿足當前經濟發展對人才培養的需要，高等工程技術教育設置規模最大、所涉專業最多。現階段，這些人才的培養主要由綜合性大學中的工科院系、專門的工科院校中的工科專業承擔。主要集中在這三類高校[1]：一是以培養工程理論研究人員為目標的理工研究型大學和綜合型大學;二是以培養工程應用型人才為目標的普通工科院校;三是以培養工程技術人才為目標的工程職業技術學院。其中第二層次的院校數量處于中間水平，但在工程應用人才培養體系中卻處于一個非常核心的位置。主要體現在如下幾個方面：一是生源主體區域性。大部分普通工科院校都是省屬高校，接受地方政府的管理，雖面向全國招生，但仍以本地生源為主。學校的發展定位、辦學宗旨和人才培養目標都服務于地方社會經濟發展。二是學科背景較單一，前身都是一些行業性專門院校，與行業相關的專業往往就是這些院校的核心專業，也是優勢專業。三是辦學特色多樣性，由于具有深厚的行業背景，這些院校在專業設置上始終體現了其行業特色，涉及到該行業的各個工程學科門類，經過近二十年的發展及院校的合并，有的還拓展為學科門類齊全的綜合性大學。上述三個特點決定了一般工科院校必須以培養應用型人才為培養目標，這類高等院校我們把它們歸類為應用型本科院校。

二、現狀分析

（一）應用型本科現狀分析

1.生源差別較大。目前應用型本科高校由于歷史的原因，師生比普遍較低，對公共數學教學一般實施大班授課、統一教學標準和要求。盡管以本地生源為主，畢竟學生來自不同的省份，基礎教學也不盡相同，如反三角函數、極限、導數的概念有的省份學生掌握較好，而有的學生由于高考作必修要求，學習較少，概念的理解和知識點的掌握不是很透。同時，對一個100多學生的大班，其個體數學素質和能力差異及學習心理也很難整體上掌握，難以及時給予相應的重視，從而難以把高等數學抬升到專業的理論支撐高度。

2.教學課時減縮。大部分高校在新一輪教學改革中都降低了學分要求，相應地也精簡了課時，工科數學也不例外，由于數學課程本身的特點和規律，其來由要求有嚴格的邏輯推理，其中一部分在教學過程中往往只能略過，從而學生常常僅會使用結論，而不知所以然，導致應用數學知識處理問題的能力較差;大多學生認為數學就是一門抽象邏輯的基礎課程，與自身專業的聯系不是很密切;工科大學數學的教學與考研數學要求之間兩者存在一定的差距，從而使得多數學生對數學課程心存一種畏懼感，削弱了學生對數學的學習興趣，其學習效果也就不言而喻。

3.互聯網對教學的沖擊。互聯網的快速發展，再加上智能手機的普及，學生基本上不會花時間去看教程和相應的參考書，因而更沒有時間去思考。學生正在喪失極為寶貴的思考能力和提問能力[2]，對問題的解決習慣于跨越過程，直奔結果。對已知的問題和課后的習題都能找到一個確定性的答案，但是我們在創新的過程中，所遇到的問題可能都沒有一個直接明了的答案，甚至連基本思路都沒有，如果學生不能從過程入手去思考、分析、研究問題，而只一味追求結果的話，而一旦面對巨大的不確定性時，將會手足無措。

（二）數學教學現狀分析

1.應用型工科大學數學教師在當前高校課改中感覺不適應。由于缺乏對工程專業知識的了解，教師多以教材內容為主，不知道數學在其專業知識中需要強調哪些知識點，從而造成與學生專業知識脫節;隨著科學技術的發展，某些應用型本科專業學生對數學知識的要求不僅是停留在微積分等基本知識的層面上，對某個知識點可能要求學生基本掌握數學的基本理論后，還需要進一步升華到應用層面上。數學課程的授課基本是循序漸進的系統性的講授方式，由教師本身和課時的限制，很難對某個專業相關的數學知識點進行深入到其專業的層面，再加上大班授課、教學內容多等實際條件，使其收效甚微，數學課程教師缺少教學發揮的空間。

2.應用型工科大學數學教學資源的有限性。主要體現在兩個方面，一是工科數學專任教師的人數和發展的有限性，由于較多應用型本科是由原來的專科院校升本而來，基本上沒有與之適應的理科院系、專業和教師來支撐擴招后龐大的學生數目，基礎教學教師本來就比較缺乏，由多方面的原因其地位和發展也難以得到相應的重視;二是改革壓力大、動力小，工科數學課程作為一個服務于工科的基礎課課程群，學時比例高，對不同專業基本不盡相同，課程改革和教學方法改革，單靠一個教師或幾個人的努力很難做到。下面筆者從課程設置和教學方法方式來探討工科數學的改革。

三、工科數學課程改革思路

應用型本科工科數學課程教學改革必須充分考慮學校的辦學特色和專業特色[1]。不同高校具有各自不同的辦學定位和行業背景，同一所院校也有幾十個不同的專業。每所院校，每個專業對高等數學課程教學的要求肯定是有區別的。高等數學課程教學改革必須充分考慮不同學校、不同專業的差異性。第二，高等數學課程教學改革必須保證教學內容的完整性。無論是采取分層次教學模式還是模塊化教學模式，或其他模式，都必須堅持高等數學課程教學內容的完整性。

1.整合教學內容。工程教育模式下的工科本科數學教學內容必須突出“工程教育”[3-5]。目前的數學教材主要內容基本上是一些基礎理論知識，很少甚至沒有與專業課程相聯系。為此，結合自身的教學實踐，建議課程設置不要超過64課時。筆者將數學課程內容分為三種：基礎模塊、選修模塊和實踐環節，模塊組合課時浮動范圍在160-256之間。（1）基礎模塊。面向全體工科學生，分知識點模塊化進行教學，注重培養學生的數學思維能力、應用能力和知識拓展能力，通過該模塊的學習，為工科類本科生后續學習奠定必需的數學基礎。基礎模塊內容有：極限、微分、積分、重積分、曲線曲面積分、微分方程。在教學中把與行業、專業相關的問題作為引例融入到每一知識點中，這樣不僅能使學生理解專業知識，同時也使學生認識到數學的重要性和實用性。（2）選修模塊。專業選修內容是根據不同行業的特點進行選擇。根據自身對數學的需求選取相應的模塊，同時也充分體現了數學作為工具在專業中的重要性。數學選修內容的開設可以分院系或專業進行。工程數學（I）：線性代數+空間解析幾何，建議線性代數部分分2個層次;工程數學（II）：概率論+數理統計，建議分2個層次，其中統計部分選開;工程數學（III）：級數+復變函數+積分變換，建議分2個層次，積分變換部分專業選開。另外文化素質教育還可以開設數學建模、數學實驗和數學文化欣賞。（3）實踐環節。參加實踐內容的學習對學生的數學基礎和專業素質有較高的要求。內容包括數學建模競賽、創新訓練大賽、大學生數學競賽等活動。一來提高學生對數學的學習興趣，二來體現了數學在工科各專的應用。

四、教學改進探析

1.教學方法。工程教育中專業特色不可忽略，如果我們在本科數學課堂上能以與專業有關的項目為載體進行日常的數學教學，就可以把專業和數學聯系在一起，有了專業依托的數學將不再枯燥乏味，更能吸引學生的學習興趣，有了數學方法的支撐，教師在專業教學上將更加得心應手。

2.教學手段。數學學科具有抽象性，課堂上教師單純地講授不能使學生透徹理解數學概念的來龍去脈，而且這種傳統的授課方式與現代教育技術條件下的多媒體教學相比，已經不能吸引學生的注意力。特別是當抽象的數學概念有具體的幾何意義或物理實例時，多媒體數學教學課件用整潔的版面、清晰的文字、形象的圖片、動聽的音頻和視頻來表達課堂教學的內容。

參考文獻：

[1]李春艷.普通工科院校高等數學教學改革現狀分析與思考[J].重慶科技學院學報（社會科學版），2011，（23）：159-161.

[2]秦春華，林莉.學生評價與本科教學面臨的挑戰[J].中國大學教學，2015，（12）：57-59.

[3]黃素珍.工程教育模式下本科數學教學改革研究與探索[J].新校園（上旬），2015，（03）：138.

[4]王沛民.工科課程結構模塊的研究[J].清華大學教育研究，1994，（02）：5-11.

[5]郭永發.工科《高等數學》模塊教學的設計方案[J].工科數學，2002，（01）：81-83.

Status and Reform of Teaching Analysis to Applied Undergraduate Engineering Mathematics

PENG Feng-fu

（School of Mathematics and Computing Science，Guilin University of Electronic Technology，Guilin，Guangxi 541004，China）

Abstract：Analyze the current teaching status of applied undergraduate engineering mathematics. Contact the current the new characteristics of applied undergraduate，and puts forward the reform trend of engineering mathematics under the new situation and train of thought，its curriculum and some teaching method reform are proposed.

Key words：applied undergraduate;engineering mathematics;teaching reform;curriculum