工程技術人才培養中的高等數學課堂教學改革

劉嬋 江偉

【摘要】在工程技術人才培養中，解決問題的能力被看得尤為重要.高等數學是我國本科教育中一門重要的學科，它是學生學習后續專業課程的基礎.然而，現行的高等數學教學因其過分強調理論的科學性、嚴謹性、系統性，授課方式單調等原因，無法引起學生的學習興趣.本文提出以實際例子為出發點，以社會需求為導向，結合專業，適當調整授課內容，借助多媒體豐富授課方式，借助數學軟件解決高等數學中最讓學生頭疼也最容易出錯的計算問題，將授課重心轉移到數學思想的理解與實際問題的數學化上來.這樣可以減輕了學生的負擔，提高學生的學習興趣，讓學生切實感受到高等數學是有用的，易用的.該教學方案的實施旨在教會學生解決實際問題，讓高等數學成為無處不在的真正有用的工具，具有實際意義.

【關鍵詞】高等數學；課堂教學改革；數學軟件

【中圖分類號】G642.0

【文獻標識碼】A

一、研究背景及現狀

1.高等數學在本科教育中的重要地位

高等數學是我國本科教育中一門重要的學科，這是因為一方面其在計算機，物理，經濟等專業都有著廣泛的應用，為學生提供學習專業課程的基本工具，同時也是許多學科研究生入學考試的必考課程[1].另一方面它能逐步培養學生的抽象思維能力、邏輯推理能力、空間想象能力和自學能力，能綜合運用所學知識分析和解決實際問題，對學生數學素質的培養和形成具有重要意義[2].不僅能為學生學習后續課程打下基礎，更能為學生日后的持續發展提供源源不斷的動力.

2.高等數學課程改革中存在的問題

目前高等數學課程改革取得了不少的成績，但也存在一些問題，許多高校為了加強實踐性教學而不合理地壓縮高等數學這門基礎學科的教學課時，但主要的內容卻沒多大變化，導致高等數學課程上課節奏較快，又由于高等數學和初高中數學相比，具有概念性更復雜，理論性更強，表達形式更加抽象和推理更加嚴謹等特點，導致學生在學習過程中容易遇見困難，進而失去學習的興趣.許多學生覺得高等數學沒有用處，抱著“60分萬歲”的態度來學習，只是為了拿到畢業證和學位證，老師盡管強調高等數學對學生后續學習專業課有幫助，但由于對學生專業課程內容也知之甚少，很難說明有什么具體的應用，所以也難以引起學生的重視，種種原因導致高等數學變成了教師難教、學生難學、掛科率高的課程.

3.高等數學教學改革的必要性

近十年來，我國各高校高等數學的教學改革也在如火如荼地進行著，但是實際效果遠沒有達到預定的期望[1].學生之所以學不好高等數學課，除了自身的一些原因外，還有就是高等數學課程本身內容復雜，教學方法落后單調，授課存在一刀切或者是表面分層次但沒有實質區別的現象.興趣是最好的老師，沒有興趣就不可能學好，因此高等數學的改革是必須的，要想徹底改革高等數學課程首先要從授課內容的改革做起.高等數學改革的最終目標是要讓學生感到高等數學是有趣的，有用的，易用的，從而使學生從“學數學”到“用數學”轉變，充分發揮數學的實用價值.

4.研究現狀、發展趨勢分析

對高等數學體系進行改革是當前各大高校都在進行的一項重要工作，近些年來，各院校對高等數學課程的教學改革進行了積極的探索和實踐，提出了一些新的教學模式，積累了一些改革的經驗.其中，分層次教學和模塊化教學是其中比較有代表性的兩種改革模式.然而無論是分層次教學還是模塊化教學，都不能從根本上解決當前普通工科院校高等數學教學中存在的諸多問題[3].因此，研究和探索普通工科院校高等數學課程教學改革的新的途徑，以提高教學水平和工程人才培養的質量，是一項非常緊迫的任務.

二、研究內容

因材施教是高等學校在培養人才時的一貫原則，在對工程技術人才進行培養的時候，應該秉著“社會需要什么樣的人才，我們就培育什么樣的人才”，培育真正能適應社會的人才.

1.整合課堂教學

以往的灌輸式教學，許多學生缺乏學習的積極性，課前不預習，課后不復習，學習效率較差，課堂教學效果不理想.我們提倡將課堂每個45分鐘進行分割，前面15分鐘老師提出一個跟本節課有關的問題，讓學生自己看書思考，中間的15分鐘教師對本節課的主要只是進行精講，最后15分鐘學生在老師的提示與講解下自行解決問題，那么這節課的作業就可以是這個問題的完善.

2.采用多媒體授課與傳統授課方式相結合[4]

多媒體授課是大學教學中的常見授課方式，但是部分院校的高等數學課程授課方式還是以傳統的板書授課為主（部分使用多媒體上課的老師要求全程使用多媒體），雖然這種傳統的授課方式可以鍛煉教師的基本功，對于新教師的培養有一定的好處，但是多媒體授課也有它的魅力所在，比如說，通過展示動態變化趨勢幫助學生理解極限的定義，瀏覽圖片引入現實生活中的例子再用所學知識解決問題，畫出三維立體圖形讓學生了解空間圖形的特點、曲線曲面的交線、投影等，便于學生學習多元函數的積分學.此外，用多媒體課件涵蓋的知識量顯然比傳統方式上課要大的多，因此建議高等數學課程采用多媒體授課與傳統授課相結合的方式.

3.以需求為導向，調整授課內容[5]

高等數學傳統教學主要以概念的講解，定理的證明，以及計算為主，而這些在學習專業知識以及走上工作崗位之后根本用不到，工作之后沒有人會拿一道積分題讓人算，也沒有人會要你證明某一個定理，因此我們應該注重數學的實用性，以社會需求為向導，以教會學生用數學為目.實際工作中，人們遇到的是實實在在的問題，數學概念都是從實例中引入的，如何將實際問題轉化為數學問題才是每個人應該掌握的重要技能，這也是為什么近年來數學建模競賽這門受熱捧的原因，因為它實際，因為它有用，我們要讓數學課也變成這種真正有用的課程.

4.采用計算機教學與課堂教學相結合

數學軟件Matlab和Mathematics都可以用來求解高等數學中的計算問題[6]，因此建議在學習高等數學的同時，用一部分學時來學習數學軟件，而在平時的教學過程中弱化計算，讓軟件代替繁瑣的計算過程，將高等數學的學習重心放到如何將實際問題轉化為數學問題上來.將計算交給計算機，既能讓學生多掌握一種計算機語言，又能減輕學生對數學的心理排斥情緒，為學生開闊學習思路等.

5.考核形式多元化[7]

教學內容與方法進行了改革，考核方式就有必要進行調整，可采取開閉卷相結合的方式，也可以采取機考和筆試相結合的方式.可以像數學建模一樣，讓學生解決一個實際問題，內容上可以涉及學過的知識，也可以是未學過的知識、其目的在于培養學生獨立分析問題與解決問題的能力以及綜合運用知識包括計算機和寫作的能力，真正把素質教育落實到高等數學教學中去.

三、研究意義

將實際問題作為研究對象，使學生不再對高等數學的實用性產生質疑，真正體會到數學是有用的；

用有趣易懂的實例來講解抽象的數學概念，使學生在學習過程中能用一種輕松地心態去體會數學趣味與美，不再霧里看花.

將如何把實際問題轉換為數學問題作為學習的重點，可以使學生在遇到實際問題時能輕松入手；將數學軟件融入日常教學可以使數學形象化；教會學生用數學軟件輔助學習簡化復雜的計算，可以使學生在最短的時間內掌握最多最有用的數學知識，真正實現“用數學”而非單純的“學數學”.

相信這樣的高等數學課不僅可以提高數學的趣味性，降低數學的復雜性，也可以讓學生了解數學的有用性使學生印象深刻并且受益匪淺.

【參考文獻】

[1]梁瑞喜.高等數學教學改革探討[J].數學理論與應用，2011，2（31）.

[2]段玉林.比較分析法在高等數學課教學中的運用[J].高等數學研究，2013（01）.

[3]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）.

[4]丁虹，王吟，李美蓉.關于對高等數學教學改革的若干思考[J].合肥師范學院學報，2010，28（6）：10-12.

[5]夏程洋.我眼中的高等數學課程改革[J].價值工程，2011（18）：252.

[6]張步英，馬靜宇，張宏衛，王艷娟.淺談高等數學教學方法改革[J].科教縱橫，2012（07）：106.

[7]張康明，肖為勝.高等數學考試改革的探討[J].考試周刊，2011（61）：1-2.