基于CDIO理念的高等數學教學方法探究

楊明鵬

（莆田學院，福建 莆田 351100）

基于CDIO理念的高等數學教學方法探究

楊明鵬

（莆田學院，福建 莆田 351100）

高等數學在高校課程體系中處于基礎地位，對于其他各個學科的發展都有著非常積極的作用.在新的發展背景下，高等數學出現了一些新的變化，傳統單一的教學方法嚴重影響了課程教學的效果，課程內容也沒有與學生的專業課程有機結合在一起，無法吸引學生的注意力.本文基于CDIO理念，分析了當前高等數學教學中存在的問題，并就CDIO理念下高等數學教學改革的有效措施進行了探討.

CDIO理念；高等數學；教學改革

高等數學在培養學生數學思維能力方面有著不容忽視的影響，是理工學科的一門重要的公共基礎課程，對于培養專業人才意義重大，對高等數學進行更好的建設和發展，是提升高校人才培養質量的關鍵.不過在相關調查中發現，我國高校高等數學課程教學中存在著一些問題，影響了教學目標的實現，需要及時做好教學模式和教學方法的改革創新.

1 CDIO理念概述

CDIO屬于一種國際通用的工程教育模式，代表了構思（Conceive）、設計（Design）、實現（Implement）以及運作（Operate），強調將產品從研發到運行的全生命周期為載體，引導學生主動參與，在明確課程之間聯系的前提下，通過理論聯系實踐的方式來對工程進行學習，強調對學生工程基礎知識、工程系統能力、個人能力和團隊能力的培養.

2005年，CDIO教育理念被我國高校引入，2008年的CDIO工程教育模式研討會則推動了該理念在我國的進一步發展，使得其在高校院系層面得到了應用，甚至體現在單一的課程中，通過理論與實踐相互結合的形式，能夠有效提升學生對于學習的興趣，對學生的知識應用能力進行培養和提升[1].

2 高等數學教學現狀

市場經濟環境下，社會對于人才的需求進一步提升，不僅要求人才的數量，更強調人才的質量，高等教育也因此得到了迅猛發展.對于高校而言，高等數學是一門非常重要的基礎理論課程，可以為后續專業課程的學習提供理論基礎，對學生的抽象思維能力和邏輯推理能力進行培養，提升其對于專業知識的實踐應用能力，有著其他專業課程無法比擬的優勢.新形勢下，教育改革變得迫在眉睫，而現階段多數應用型本科院校高等數學教學模式依然在沿用傳統，沒有能夠及時創新，在教學環節也表現出一些問題：一是重視不足，主要體現在學生層面，部分學生將注意力更多的集中在專業課程方面，不僅對于高等數學，對于其他非專業課程同樣不夠重視，或者雖然在掌握了高等數學的基本知識，但是在實際應用中僅限于簡單計算，無法充分發揮高等數學應有的作用[2].二是方法落后，多數情況下高等數學教學采用的依然是教師主導的灌輸式教學，學生的自主學習能力和能動性無法得到有效發揮，影響了其對于高等數學學習的興趣[3].三是內容枯燥，缺乏與專業課程的相互結合，無法從專業課的角度引出數學問題，過于強調理論性，使得學生對高等數學缺乏學習積極性.

3 基于CDIO理念的高等數學教學改革

在CDIO理念下，對于高等數學教學提出了幾點新要求，一是強調學生主動學習，二是關注學生能力培養，三是重視學生整體素質.在這樣的理念下，高等數學教學模式的改革應該從以下幾個方面著手.

3.1 激發學生興趣

在CDIO理念中，強調學生主動學習，需要改變傳統教師為主的教學模式，尊重學生的主體地位，引導學生積極主動地參與到教學活動中.從高校數學教師的角度，應該強調對學生非智力因素的培養，激發學生對于高等數學的興趣，實現智力因素與非智力因素的有機結合，以更好地對學生的數學素質和數學能力進行培養.例如，在新學期開始時，教師可以專門抽出一定的課時，對數學的魅力和重要性進行講解，通過與生活實例相結合的方式，強調高等數學的實用性.而在日常教學中，應該對知識點的背景進行適當的講解，不需要一味強調知識點本身，以激發學生的學習興趣，對學生數學應用能力和創新能力進行培養，使得學生能夠切身感受到高等數學的作用[4].

3.2 強化教師能力

從適應CDIO理念的角度，應該強化教師的專業能力，確保其能夠了解每一個學生，關注學生的專業課程和未來發展.對于高校而言，應該安排固定的數學教師進行相應院系高等數學課程的教學工作，然后每學期開展若干次數學教師與專業課教師的溝通交流，對教學重點進行明確.同時，應該安排數學教師進行專業講座，確保在高等數學教學化解，可以更好地融入專業應用實例，確保學生可以了解高等數學在解決專業問題方面的作用和優勢，提升其數學應用能力.不僅如此，高校還應該安排優秀教師的公開課，為其他教師提供學習的模板，對于年輕教師，也可以開展一對一幫帶活動，提升全體數學教師的CDIO能力，以保證高等數學的教學效果.

3.3 調整教學內容

傳統高等數學教學強調理論證明以及解題技巧的教學，沒有重視數學實用性教學，也就難以激發學生對于學習的積極性.因此，在CDIO理念下，需要對數學教學的內容進行相應調整，增加一些實踐性內容和應用案例.在日常教學中以及實驗課程中，應該合理融入專業應用實例，通過構建數學模型，運用Matlab軟件來對問題進行解決，使得學生可以在實踐中自主學習.從學生自身的實際情況以及專業課程的需求，對高等數學教學的具體內容進行調整，拓展教學內容的深度和廣度，同時對于不同專業需要設置不同數學課程結構.需要適當對數學理論的推理過程進行簡化，強調對一些常規解題方法的講解，不需要過度強調解題技巧.另外，可以增加數學建模課程，鼓勵學生參與相應的競賽，將課堂教學與課外活動結合起來，進一步強化學生的能力和素養[5].

3.4 創新教學方法

應該摒棄傳統教師講解、學生聽講的教學模式，推動教學方法的多樣化，以更好地提升教學效果.比較有效的教學方法有：一是案例教學，以教師為主導進行案例挑選，結合案例提出問題，引導學生獨立思考，提出自身的見解.在這個過程中，需要合理把握具體與抽象、特殊與一般的關系，使得學生能夠掌握解決具體問題的方法.二是模塊教學，將高等數學與專業課程結合起來，不同專業采用不同教學模塊，如基礎模塊、技能模塊、拓展模塊等.基礎模塊應該包含所有專業必須掌握的基礎知識，如公式、定理、性質等；技能模塊偏重于專業應用方向，以計算機專業為例，需要包含高等數學中的計算機算法思想；拓展模塊強調對知識點的升華，以導數為例，其中的概念、公式等屬于基礎模塊的內容.技能模塊強調知識點的實際應用，拓展模塊強調在應用基礎上的創新.通過模塊設置、學生分組、任務分配、具體落實以及評價總結，推動教學活動的順利開展.三是網絡教學，高校需要構建相應的網絡教學平臺，實現在線交流和師生互動，使得學生的學習活動可以隨時隨地展開[6-7].四是實驗教學，可以在高等數學教學中，引入實驗教學部分，通過實驗來對理論知識進行講解和驗證.在實際操作中，實驗教學可以采用選修課的形式，引導學生自主參與，實驗教學的形式可以采用數學建模或者數學實驗，通過簡單性的應用課題，鼓勵學生通過自主查閱資料的方式來對問題進行分析和解決，也可以通過計算機及相應的數學軟件，提升教學的有效性.通過實驗，學生可以更好地對高等數學的相關知識進行理解和應用.

3.5 完善評價體系

針對當前考試為主的評價體系，應該及時做出改進，將教學過程評價融入其中.高校必須認識到，高等數學中設置的實驗課程強調的是對學生實際應用能力的培養，需要對考核方式進行改進，采用理論考試搭配技能考核的方式，理論考試的成績占總成績的70%，其余30%為實驗成績和平時成績.另外，還應該增加對于高等數學的半期考試，確保學生能夠對期末考試中的題型有所了解，提升復習的針對性，減輕考試壓力.應該加大日常考核力度，對平時成績和期末考試成績的比例進行相應調整，關注學習過程，幫助學生夯實基礎知識.

3.6 滲透建模思想

CDIO教學理念的核心是鼓勵學生在實踐中學習，而數學建模實踐正是這種思想的一種有效體現.數學教師可以在教學中引入數學建模思想，引導學生從數學的實用性出發，通過多種多樣的教學方法，強調以學生為主體，對學生數學知識的實際應用能力進行培養，確保學生能夠了解高等數學的內涵，對其中所蘊含的方法進行展示，將其作為學習的工具.在教學中，需要確保學生具備初步的數學建模能力以及知識應用能力，可以運用數學知識對實際問題進行解決，要求學生掌握數據收集、數據分析、模型構建、模型求解的全過程，以實踐教學為依托，構建起完善的學習平臺，激發學生對于數學學習的積極性.例如，可以在教學中引入學生日常生活中的常見問題：食堂座位問題，在中午或者下午的就餐高峰，有限的食堂座位無法滿足學生就餐需求，通過數學建模，能不能對這個問題進行解決呢？通過這樣的方式，可以在教學中滲透數學建模思想，使得學生可以在實踐中學習，在學習中成長.

4 結語

總而言之，在新時期，高等數學教學面臨著許多新的要求，也暴露出一些新問題，需要高校的重視，遵循CDIO教學理念，分析高等數學教學的現狀，推動教學模式改革創新，對教學內容進行改革，對教師隊伍進行強化，配合多樣化的教學方法和完善的評價體系，提升高等數學教學的質量和水平，推動學生的健康成長.

〔1〕王茗倩.基于CDIO的高職數學課程教學模式的探討[J].新教育時代電子雜志：教師版,2014(7):1-4.

〔2〕郭佳,許霞.CDIO理念下的高等數學教學模式探究[J].科教導刊,2013(1):137-138.

〔3〕黃曉紅,胡振華.基于CDIO理念的高等數學教學模式初探[J].科技致富向導,2011(24):25.

〔4〕曹丹華,武樹彬,李經平,等.基于 CDIO 理念的光電系統課程設計實踐教學改革 [J].實驗室研究與探索,2012,31(4):249-251.

〔5〕潘紅艷.基于CDIO理念的環形教學模式研究[J].職業教育研究,2011(12):145-146.

〔6〕郝伶.基于CDIO模式的高等數學課程教學改革探索[J].赤峰學院學報（自然版）,2017,33(8):172-173.

〔7〕周慶新,王鳳瓊,楊英.CDIO模式下高等數學課程的改革研討[J].教育教學論壇,2016(32):110-111.

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1673-260X（2017）12-0009-02

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