“一體兩課三拓展”的公共基礎課教學改革與實踐

周國泉 呂衛君

摘 要：回顧總結了2013年以來我院數理化統計公共基礎課的教學改革與實踐情況，形成了“一體兩課三拓展”的教改特色，構建了一個合理、適用的數理化統計公共基礎課程體系，即為“一體”；重點抓以資源建設為主的課程建設和課堂教學改革，即為“兩課”；做好第一課堂向第二課堂拓展的學科競賽和大學生科研訓練以及第一課堂向第三課堂拓展的統計調查，即為“三拓展”。眾多學生從改革實踐中受益，學生成績不斷提高，學生綜合素質和創新能力明顯提升，教師教學水平得到提高，教學成果豐碩。

關鍵詞：公共基礎課；課程體系；教學改革

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：2096-000X（2017）10-0045-03

Abstract： This paper reviews and summarizes the teaching reform and practical situation of common required course on mathematical statistics since this course was set up in 2013. One of the marked features in teaching innovation is One System， Two Classrooms and Three Extensions. One System refers to building up a reasonable and applicable course system for mathematical statistics course. Two Classrooms focuses on course construction and classroom teaching reform centering on resource construction. Three Extensions puts an emphasis on discipline contest and undergraduate scientific training extending from chief classroom to extracurricular activities， and statistical survey extending from chief classroom to the third classroom. Therefore， numerous students benefit from this reform， such as constant upgrading on their grades， marking improvement on their comprehensive qualities and innovative abilities. Moreover， teaching level could be upgraded and rich teaching achievement could also be yielded.

Keywords： common required course； course system； teaching reform

作為承擔全校數理化統計公共基礎課教學任務的學院，理學院歷來重視公共基礎課教學，始終堅持以教學為中心和以學生為本的理念，銳意改革補短板，精準發力促提升，形成“一體兩課三拓展”的教學特色。所謂“一體”就是構建一個合理、適用的數理化統計公共基礎課程體系；“兩課”即課程和課堂，課程重點抓教材和網絡資源建設，課堂主要抓課堂教學改革以提高課堂教學質量；“三拓展”即為第一課堂向第二課堂拓展的學科競賽、第一課堂向第二課堂拓展的大學生科研訓練、第一課堂向第三課堂拓展的統計調查。下面分別從做法與實效予以詳述。

一、教學改革指導思想

明確學院的基礎地位和使命，夯實基礎，科學合理搭建數理化統計公共基礎課程體系平臺，優化課程教學內容，實施分層次教學，加強教學優質資源建設，創新課堂教學方法，開展“翻轉課堂”與“混合式教學”實踐，為學生后續專業課程提供強有力的支撐；在二、三課堂上著重培養學生的應用能力和創新思維[1]，拓寬視野，以促進學生全面發展、適應社會需要作為衡量標準，著力提升本科教學質量。

二、教學改革實踐

（一）優化課程體系設置，實施分層次教學

承擔全校16門公共基礎課的教學任務，如表1所示，其中高等數學3門、線性代數2門、概率論與數理統計3門、大學物理3門和化學5門，以16學時為一個學分。

（二）精選課程教學內容，構建模塊化多層次公共基礎課教學體系

主動對接專業培養目標，準確把握課程定位，以課程內容改革為重點，注意相關課程間的聯系，避免先修課程、同步課程、后續課程內容的脫節或重復，整體優化和精選課程教學內容，構建模塊化多層次公共基礎課教學體系。

1. 著重構建三模塊為主的數學公共基礎課，形成完善的教學體系

結合農林類院校專業特點，以數學基礎為核心，以專業應用和學生個性發展為目標，著力構建由“基礎模塊、專業應用模塊和個性發展模塊”構成的公共數學教學體系。基礎模塊主要包括基礎知識、基本思想和方法等基礎內容，為后續應用和個性發展奠定基礎；針對不同大類的專業背景，通過建設《專業大類數學問題案例庫》，將數學和專業應用有機結合，構建專業應用模塊；通過數學建模輔導、大學生數學競賽輔導、考研數學輔導等課程建設，搭建學生個性發展教學模塊。通過三個模塊的建設，逐步形成“數學基礎知識-數學思想與方法-數學語言訓練-數學問題探究與應用”的教學內容體系。

2. 集成構建“大物理”教學新體系，注重探索精神和創新意識培養

結合農林及生命科學實際情況，在整個“大物理”概念下確定農林院校物理課程的目標與定位，打通課程壁壘，構建實施以物理學為核心、以相關專業和應用學科為延伸的由公共基礎模塊、專業提高模塊和專業應用模塊組成的公共“大物理”教學內容體系。公共基礎模塊銜接中學內容，含“基礎性-綜合性-探索性”三大層次知識。精選力、熱、電、光以及農林五大專業提高模塊，銜接專業課程。立足物理基礎，面向機械設計、木材工程、高分子材料、生物科學與技術、環境工程、食品科學與工程、電子信息、計算機、應用化學等應用專業開設高分子物理、生物物理、環境物理、電工電子學、電工電子技術等“專業應用模塊”。

3. 構建“一核兩翼三通識”的化學課程群，培養學生創新思維能力

根據專業的化學知識需求，對化學課程內容進行優化整合，構建了以大類必修課（無機及分析化學、有機化學等）為核心，以限選課（儀器分析、物理化學、高分子化學等）和任選課（天然產物化學、纖維素化學、催化化學、環境化學等）為“兩翼”，以化學與生態、生活中的有機化學和綠色化學三門通識課程為輔助的“一核兩翼三通識”的化學課程群，理順課程群知識體系和教學目標，增強學生實踐動手能力，激發學生創新思維，培養學生創新和創造能力。

4. 構建側重點不同的概率統計課程，教學更具針對性

以基礎為核心，強調理論基礎與實際應用相結合，根據農林類院校的專業需求，拓展并細化教學內容，構建概率論與數理統計基礎模塊、概率論提高模塊、數理統計提高模塊、概率統計應用模塊和概率統計實驗模塊等5個模塊教學內容。根據不同專業對概率論和數理統計的不同要求，組建不同的教學模塊，形成了理論與應用并重型的概率論與數理統計A（由概率論與數理統計基礎、提高、應用和實驗等5個模塊構成）、偏統計應用型的概率論與數理統計B（概率論與數理統計基礎、應用和實驗等3個模塊構成）和為專業后續統計實驗服務的概率論與數理統計C（概率論與數理統計基礎與應用2個模塊構成）三個課程層次。

（三）加強課程資源建設，提供優質教學資源

1. 大力建設課程網絡資源，拓展學生學習時空

基于互聯網建設大學數學考試題庫和概率論與數理統計題庫，用于學生在線自測。試題庫的大量試題資源和自由選擇功能，便于學生利用業余時間進行自主學習，及時了解自己對課程知識點的掌握程度；便于督促和激勵學生及時查漏補缺，提高學習成績。網絡平臺的在線自測，突破了考試時間和空間的限制，使學生具有更多自主性。不斷完善課程網站教學資源供學生在線自主學習，2016年完成35門標準化課程建設，上線7門精品資源共享和精品視頻公開課，上線教學大綱、多媒體課件、電子教材與電子教案、習題課、課堂錄像等教學資料，實現網上專題討論。

2. 加強教材教輔建設，提供優質學習資源

為適用新的教學體系，近五年編寫出版教材 10部。如作為概率論與數理統計A的教材《應用概率統計》[2]，是為了適應學生在掌握概率論與數理統計的基本理論、基本方法和基本技能的基礎上，加強概率論與數理統計的應用技能而編寫的。作為概率論與數理統計B和C的教材《應用數理統計》[3]，壓縮了概率論部分的內容，適用于對概率論的要求不高而對數理統計要求較高的專業。《高等數學（微積分）》、《線性代數》和《大學物理》都配套了“學習指導”；編寫了《高等數學解題能力分層訓練》、《專業大類數學問題案例庫》等教學輔助材料；出版了具有提高和培養學生創新能力的《數學建模實驗-農業生物生態模型的模擬與仿真》。

（四）改革課堂教學方法，提高課堂教學質量

1. 采用“三動”教學模式，翻轉課堂

大學物理、公共化學在課堂上，采用“感官全動、師生互動、學生主動”的“三動”課堂教學模式，如圖1所示。課程教學中重點加強生活例子用物理（或化學）原理分析的講解，運用教具、視頻、Flash課件等，讓學生的腦、手、口、眼、耳等多種感覺器官和思維器官一起參與學習，實現學生各感官全動。基于“互聯網+”，運用現代通訊手段和信息手段加強課堂師生互動。老師扮演引導者、輔導和學習動機激發者角色，翻轉課堂讓學生處在教學活動中心。上課時，學生通過微信這一載體響應回答教師所提問題，實現師生互動。通過“全動”、“互動”促進學生“主動”發展，使學生主動求知，自覺進取，積極參與教學過程，變“要我學”為“我要學”，實現“文本課程”向“體驗課程”轉變。

2. 實施混合式教學，提高學生課堂接受與掌握效率

公共數學和公共概率統計對于以知識教學為主的內容，采用啟發式講授法，除了發揮教師引導作用外，鼓勵學生積極參與，通過師生互動提問題，強化學生學習主體意識。對于數學統計原理問題，采取情境教學法中引導探究為主的發現法。教師做好引導者，合理組織學生進行分析，將實際問題轉化為數學統計問題，并在此過程中學習數學建模和統計建模的方法。對研究、討論得到的結果作綜合、提煉、延伸，找出成果的應用范圍與適用條件，并借此培養學生分析、綜合、轉化、拓展等方面的能力。設置討論課，采用案例教學法，精選與學生專業緊密結合的案例，通過小組討論、問答等方法，讓學生理解問題、尋求解決問題的思路。

（五）一課堂向二、三課堂拓展，全面提升學生素質

著力構建與第一課堂有機銜接的二、三課堂。以學科競賽和大學生科研訓練為主的“第二課堂”和以統計調查為主的“第三課堂”，是“第一課堂”的延伸和有益補充，是步入社會的階梯，是所學知識的檢驗和升華，有利于提高學生的探究精神和創新能力，提升學生的整體綜合素質。

1. 以學科競賽為主的“第二課堂”， 著力提高學生的應用能力

以各學科競賽為單元，固化、優化學科競賽指導小組。對二類學科競賽，學院給予不低于5千元/項/年的資助；對獲獎指導教師，在年終教學業績考核中予以加分；對參加學科競賽的學生和教師，無償開放實驗室。學科競賽指導小組定期研討輔導內容和學科競賽相關事項，在指導過程中著眼于提高學生應用所學知識解決實際問題的能力，以達到利用學科競賽對數理化統計第一課堂知識深化、應用的目的。

2. 以大學生科研訓練為主的“第二課堂”，重點提高學生的研究能力

積極鼓勵學生申報校大學生科技創新項目、省新苗人才計劃和國家大學生創新創業訓練計劃等各類項目。學生在教師指導下提出課題主題，理出提綱，組建學生科研團隊，撰寫詳細的課題申報書。項目立項后，指導教師主要把控技術方案、技術路線，學生團隊成員分工協作研究，最后以論文和研究報告為結題成果。鼓勵教師吸收學生參與教師課題研究，吸引學生加入教師科研團隊，指導學生發表SCI論文以助力國外讀研申請，指導學生發表專業相關的論文代替畢業論文。以大學生科研訓練為主的“第二課堂”，進一步強化了學生的團隊意識，培養了學生的科研能力，營造了濃厚的科研氛圍，進一步促進了學生的研究性學習。

3. 以統計調查為主的“第三課堂”，強化了學生獲取和處理分析數據的能力

以浙江省大學生統計調查方案設計大賽為依托，走出學校開展社會調查，在廣闊的社會課堂中得到實踐鍛煉。學生開展統計調查，采用“明確調查主題-篩選調查地點-確定抽樣調查方案-進行實地調查-整理分析數據-撰寫調查報告”的程序，指導教師重點對抽樣調查方案的合理性、數據分析方法予以指導。以統計調查為主的“第三課堂”，既使學生進一步了解和認識社會，又強化了學生獲取和處理分析數據的能力。

三、改革成效

（一）涉及面廣，受益學生多

高等數學A、B、C涉及37個專業、2800余名學生；線性代數A、B涉及27個專業、2000余名學生；概率論與數理統計A、B、C涉及35個專業、2800余名學生；大學物理A、B、C涉及15個專業、1200余名學生；化學5門課程涉及24個專業、2700余名學生；總共涉及 49個專業、3000余名學生。2014年學校本部本科錄取新生3710人，招生專業53個；2015年學校本部本科錄取新生3665人，招生專業52個；2016年學校本部本科實際新生3785人，涉及52個專業。因此，數理化統計公共基礎課教學涉及面廣，所采取的改革實踐受益學生眾多，為培養創新創業型人才夯實了基礎。

（二）課堂教學效果逐步提升，學生成績不斷提高

選擇了高等數學AI、線性代數A和概率論與數理統計A（簡稱概率統計A）三門主要課程2013年至2015年的數據，對改革進程中的學生考試情況進行了分析，得到如下結論：各項指標逐年變好；平均得分、及格率和優秀率不斷提高。

（三）學生能力發展良好，綜合素質和創新能力明顯提升

2013-2016年，學生獲專利和軟件著作權23項，學生發表論文35篇，其中SCI論文17篇，EI論文1篇，核心期刊8篇。2015年，戴朝卿老師指導的參賽團隊“生物血管中連續波和周期波背景孤立波動力學的生物效應與物理機制研究”獲浙江省挑戰杯一等獎。2013-2016年，國家級大學生創新創業訓練計劃項目立項5項，省級“新苗計劃”科研項目立項8項。2013-2014年，美國數學建模競賽獲國際金獎2項、銀獎4項。2013-2016年，全國大學生數學競賽獲全國一等獎55項。2013-2016年，浙江省大學生物理創新競賽獲一等獎60項。2013-2016年，浙江省大學生統計調查方案設計大賽獲省一等獎5項。

（四）教師教學水平得到提高，教學成果豐碩

近幾年有3位教師獲得校級課堂教學比賽一等獎，3位教師獲得浙江省教學基本功比賽一等獎；《光的偏振》和《流體運動的兩個基本方程及其應用》2個課件獲全國多媒體課件大賽優秀獎；1人被評為浙江省高校優秀教師，1人被評為校教學名師，3人被評為校教壇新秀，2人被評為校“我心目中的好老師”。《大學物理生態化教學新體系的探索與實踐》2014年獲浙江省教學成果二等獎，《基于創新能力培養的農林院校化學類課程的協同改革與實踐》2016年獲校教學成果一等獎，《“互聯網+”的大學物理“一體兩翼三帶動”集成化教學改革與實踐》和《以轉變學法、強化自主學習為目標的高等數學“三結合”教學模式改革實踐》2016年獲校教學成果二等獎。

參考文獻

[1]張黎明.高校公共基礎課教學與大學生創業素質教育的相關性研究[J].湖北社會科學，2013（12）：182-184.

[2]黃龍生，黃敏，宋紅鳳，等.應用概率統計[M].北京：中國水利水電出版社，2015.

[3]黃龍生，黃敏，宋紅鳳，等.應用數理統計[M].北京：中國農業出版社，2015.