地方本科院校高等數學課程模塊化教學改革研究

李鈺 李江榮

摘 要：地方本科院校設置高等數學為一門公共基礎課，其出發點是使學生通過學習，能夠具有解決實際問題所必備的數學知識和方法。本文通過對高等數學教學中面臨的主要問題的分析，提出了高等數學教學改革的新思路，進而實現其基礎教育作用，使學生愿學、會學和學會高等數學。

關鍵詞：高等數學課程 模塊化 教學改革

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）09（b）-0145-02

很多地方本科院校設置高等數學為公共基礎課，其出發點是使學生通過專業課程的學習，能夠具有解決實際問題所必備的基礎的數學知識和方法。學生通過學習，可以逐步培養基本的數學思想素養、縝密的邏輯思維能力、熟練的運算能力，以及運用所學知識綜合分析問題與解決問題的能力。地方本科院校在習近平新時代中國特色社會主義思想的指導下，確立了培養以思想政治素質、科學人文素質和身體心理素質為“一體”，德智體美勞全面發展的、具有較強實踐能力和創新精神的高素質應用型人才的培養目標。這就需要專業與地方特色相結合，重視學生的實踐能力的培養。近幾年來，筆者學校在加強專業建設改革的過程中，從全局出發對全校的專業課、公共課等的學時量進行了大幅調整，致使高等數學課程的教學面臨學時少卻教學任務重的境況。因此，如何在這種情況下使學生能夠積極主動地學習、學好高等數學這門課程就非常值得深思了。

1 當前高等數學在教學中面臨的主要問題

高等數學課程的學時縮減，使得教學既要保證數學知識體系的完整性與理論性，又要適應課時壓縮的要求。加之學校相關部門在安排該課程時每每疏忽了它的教學目的，而采取了無專業需求區分的安排設置，致使在教學環節中著重于理論的學習，忽視了實踐和應用。作者在近些年的一線教學中，通過連年的問卷調查獲悉，學生從小到大的學習經歷令學生習慣了“滿堂灌”的應試教育模式，即老師分門別類地總結各種題型和做法，繼而“塞”給他們的中學模式。相比課堂的講授內容，學生更關心“這個內容在不在考試范圍內”或“這個知識點期末考試是否考”的問題。還有相當一部分學生入校后無法適應大學學習生活，對學習數學沒有興趣，甚至產生厭學心態。

2 高等數學教學改革

為了使高等數學的教學內容滿足專業需要，為后續學習專業知識和可持續發展打下堅實的數學基礎，提出以下高等數學課程教學改進方法。

（1）劃分教學模塊。以大部分普通院校選用的同濟大學出版社出版的第七版高等數學教材為例，其內容可大體劃分為三塊：模塊一（包含一元函數與極限、一元函數微積分）、模塊二（包含空間解析幾何、多元函數與極限、多元函數微積分）、模塊三（包含常微分方程、無窮級數）。模塊一是基礎，模塊二是提高，模塊三是補充。在每一模塊的各個內容均設置不同的教學要求，其中，Ⅰ級：理解基本概念，熟知并能運用基礎運算；Ⅱ級：熟悉定理內容，并能熟練掌握運算技巧；Ⅲ級：能夠熟練地將所掌握的定義、運算應用于專業問題的解決。實踐前需要專業課程任課教師的積極參與，不同專業的教師與高等數學的任課教師通過溝通交流，依據專業培養需求由專業教師對模塊及教學要求等級做出選擇，據此不同層次需要的選擇為導向對教學大綱進行模塊化劃分。除此之外，還應考慮在課程設置的基礎上增添具有專業特點的應用模塊。以電子信息工程專業為例，在一元函數的內容中可將之與電學中常用的幾個函數聯系起來講解；將電學中常用的變化率模型的構建（如電流強度）安排在導數的定義學習完以后隨即介紹；在導數的應用這部分內容，可以最大輸出功率的計算為例；還可以在積分學的內容里增加整流平均值、功率的計算等。諸如這些專業問題的講解，教師既可以結合數學原理，又可以結合專業知識，同時對于培養學生運用數學知識解決專業問題的實際能力和綜合素質都有幫助，能夠達到滿足后繼專業課程對數學知識的需求。

（2）數學軟件進課堂。合理運用數學軟件，能夠使抽象的數學內容直觀形象地表達出來，實現抽象過程具體化的動態展示。例如，零點定理的內容介紹可以很好地借助于電子計算機的二分法，通過逼近根的過程達到形象的演示；空間解析幾何內容中，利用Maple可以對空間圖形進行多角度動態觀察等。借助Mathematic、Map和Matlab等數學軟件，可以調動學生的參與熱情，促使學生能夠主動實踐作圖和運算，加深學生對所學知識的直觀認識，提高學生的學習興趣和積極性。

（3） 分專業案例庫建設。在教學過程中發現，由于不同專業的高等數學案例收集的專業狹隘化，致使案例使用的效果未如預期體現出來。因此，在教學中應積極開展具有專業差異的案例庫建設工作，其目的在于：（1）充實教學內容，豐富教學過程； （2）提高學生數學化專業學習及理論應用實踐的能力。在教學內容分專業模塊化得以保證的基礎上，將按專業性區分的相關案例逐漸滲透高等數學課程的教學過程，更好地將數學內容與專業內容緊密結合起來。關于同一個知識點，依照不同專業的實際背景，可以有選擇性地選取不同的案例進行教學。例如，在微分方程的內容中，環境工程專業對應的是水污染問題，生態專業對應的是傳染病模型，土木工程專業對應的是懸鏈線問題，化學工程與技術專業對應的是濃度問題。

（4）師生角色轉化。在教學過程中，學生是學習活動中的主角。教師是教學活動的組織者，是學生學習的監督者。因為要體現學生核心地位的教學過程，不單是知識的傳遞過程，更加是知識的剖析、提煉與內化的過程。要讓學生學到知識，還需要學生“知其然，更加知其所以然”。在教學中應積極采用啟發式、合作式、探究式等教學形式，對于一個問題或一個知識點要讓學生進行充分的思考，而不再是教師直接給出結果。所以中學滿堂灌的填鴨式教學不再適合，應適時地給學生“留白”，讓學生保留有想象的空間。

（5） 改革課程考核方式。考慮到重需求、重個性的應用型人才培養要求，在參考模塊化的教學內容和汲取各專業教師的意見及建議基礎上，改變以往“統考”的考核方式，應將考試內容與考試形式等作模塊化劃分，實現有專業之分的考核方式、內容區別化、模塊化。綜合各專業培養的整體目標與階段性任務的需求，對于平時成績、卷面成績或其他形式的考核方式，可以將內容形式及其所占權重均相應做出靈活調整，進而建立與專業需求相適應的兼具實效性的高等數學課程考核方式。

3 結語

本文主要對地方本科院校的高等數學課程在教學過程中所面臨的問題進行了調研分析，對該課程的模塊化教學改革進行了思考。現如今，筆者學校的高等數學模塊化教學改革工作尚處于起步階段。在今后的課堂與教學改革研究中，應重視“專業性”和數學工具的運用，要把課堂與教學改革落實到具體行動中。

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