應用型本科院校專業面向產業背景下數學類課程的轉型改革

張庚 陳劍軍

【摘要】對于應用型本科院校，在專業面向產業的背景下，要培養具有創新能力的學生，傳統的數學類課程的教育教學已經不能滿足需求.數學類課程的教育教學應該與專業面向產業的背景相匹配，數學類課程面臨著調整或轉型.

【關鍵詞】應用型本科院校;創新人才;教學改革;數學素養

【基金項目】廣東科技學院院級質量工程項目《全國大學生數學建模競賽培訓模式探究-以廣東科技學院為例》，主持人：張庚.項目編號：CQ2017020.

一、前?言

應用型本科院校是指辦學定位為應用型，以應用型本科教育為主的本科院校.應用型本科教育對于滿足我國經濟社會發展所需求的高層次應用型人才和推進中國高等教育大眾化進程都能起到積極的促進作用.

大學課程學習最重要的并不是知識本身，而是通過知識的學習獲取一種自學的能力.從國內外的很多教育教學實踐可以充分證明：在創新型人才培養中，數學教育，特別是大學數學教育，具有其他學科不可替代的重要作用.

學生學習數學類課程的過程就是面對實際問題的數學化問題，通過研究例子，形成基礎理論及應用理論去解決問題的創新過程;學生利用相關數學知識和思想方法解決實際問題的過程就是“自我創新”過程，因此良好的數學素養是創新型人才必備素養.

二、國內應用型本科高校數學類課程教學中存在的主要問題

依據國內諸多研究報告，綜合分析可知，數學類課程教學存在的主要問題是：

（1）我國大學數學類課程教材普遍存在重理論輕應用、重推理輕計算、重技能輕創新、偏重數學的嚴密性和邏輯體系的演繹性、缺乏各門學科所應用的現代數學知識等問題[1].

（2）教學要求較統一，缺少層次性;教學模式單一，缺乏多樣性.

（3）教學方法單一，教學手段落后，考試內容和方式陳舊，不利于學生能力的培養.

（4）數學各部分獨立設課，缺乏應有的相互聯系和滲透.

（5）教學思想上偏重知識傳授，過分追求運算技巧，對素質和能力的培養不夠重視.

（6）實踐教學環節薄弱，理論知識學得多，實際應用得少，數學實驗和數學建模是應用型本科院校高等數學教學中最薄弱的環節.

（7）在教學過程中，缺乏與學生后續專業基礎課和專業課的聯系，教師只能就數學而講數學，不能從專業的角度自然地引出數學問題并進行講授.

（8）在教學過程中，極少有教師較為系統地在課堂中貫穿創新能力以及與產業崗位需求相適應的創造力的培養.

“培養高層次應用型專門人才”是應用型本科院校的培養目標，但現有的教學模式和體系卻無法滿足這一要求.為符合當下高等教育改革的新形勢，滿足社會發展過程中對應用型人才的需求，應用型本科院校數學類課程教學改革順勢、順時，勢在必行.

三、國內高等數學教學改革的研究與實踐

1994年，在原國家教委的領導下，工科數學課程教學指導委員會提出了“關于工科數學系列課程教學改革的建議”初稿.

1995年，原國家教委設立了“面向21世紀高等工程教育‘九五重大教學改革研究課題”.由清華大學主持、14所院校參加的“理科非數學類專業高等數學教學內容和課程體系的改革研究”的“九五”重大課題的研究，在這一時期我國非數學專業類的大學數學課程改革中發揮了核心作用[2].

為了適應大眾化教育和創新型優秀人才培養的需要，國家教委于2003～2005年對原工科數學課程教學基本要求做了修訂.在“修改稿”的指導下，國內許多大學致力工科數學課程體系和教學內容的改革工作，提出了數學素質教育是大學數學教育的靈魂的觀點[3].

不難看出，對于應用型本科院校，在專業面向產業的背景下，要培養具有創新能力的學生，傳統的數學類課程的教育教學已經不能滿足需求.數學類課程的教育教學必須要結合院校應用型的特點，結合專業與產業相銜接.數學類課程的教育教學應該與專業面向產業的背景相匹配，數學類課程面臨著調整或轉型：數學類課程的任務、目標應該向應用、產業實際問題延伸.

四、具體改革內容

應用型本科院校與其他類型本科院校相比，生源實情和培養目標決定了應用型本科院校必須走差異化發展的道路.專業面向產業的大方向是應用型本科院校適應實際需求的必然，是應用型本科發展的主流趨勢，也是應用型本科打造辦學特色的有效途徑.

作為應用型本科，而且專業要面向產業，這勢必需要畢業生具有一定的應用能力及創新能力，尤其是與產業對接的知識應用能力、技能等，更重要的是能與產業乃至崗位對應的創新能力.

在專業面向產業的背景下，作為基礎課程的數學類課程也同樣面臨著轉向或轉型的問題，其承擔的任務也會發生相應的改變，其教學理念也需要進行適應性的改變，需要分擔培養學生相應的應用能力及創新能力之重任.

為此，確定如下的具體改革內容：

（一）改革教學理念

根據專業面向產業的重大變化，改革數學類課程教學的理念：傳統教學中，數學類課程的教學重在教會學生一些計算和規則，或一些公式和原理;進步一些的是在傳授知識的同時，培養學生的計算能力、空間想象能力、邏輯思維能力等數學能力;而這與實際工作所需的能力尚有一段距離，這段距離需要畢業生通過學習與思考來彌補.然而，與研究性、教學研究等類型的大學相比，應用型本科的學生自身知識遷移能力欠佳，所以，學生畢業后在崗位上遇到實際問題時課堂知識難以馬上自主遷移.

專業面向產業就是希望畢業生能快速突破這個瓶頸.如此一來，就能夠促進高校教學理念的改革.作為基礎課程，數學類課程也面臨同樣的問題：如何在傳授知識、培養能力的同時，將這些過程與產業或崗位的需求相結合;或者說，要結合產業崗位的需要，在傳授給學生知識、培養數學能力的同時，還需要培養學生分析、解決產業或者崗位實際問題的能力.如此，勢必涉及數學知識、能力如何與產業、崗位銜接的問題.這些都是以往的數學教學不曾著重、系統考慮的問題.由此可見，數學類課程教學理念的改革勢在必行.

（二）調整課程任務及目標

改革數學類課程的教學理念，并不等同于將學生在產業或者崗位中所需要的知識與技能盡數授予，而是要在數學類課程的教學中，授予學生與專業、產業相應的學習、模仿、創新等能力.因此，在確定專業面向產業后，要結合專業培養目標以及專業面向產業所需的創新能力，調整數學類課程在培養學生應用、創新能力中的具體任務，確定數學類課程目標.簡言之，非“授之以魚”，而是“授之以漁”，且是“產業所需之漁”.

（三）改革教學內容

在明確具體任務和課程目標的基礎上，在基本不改變現有數學類課程知識框架、體系的基礎上，改革數學類課程的教學內容，突出數學知識與專業、產業乃至崗位的實際問題的聯系，注重數學教學中培養學生的知識遷移能力及創新思維.教學內容改革的突出體現就在于：要將數學知識延伸到產業中去.

（四）數學知識延伸到產業

基于應用型本科的生源等實際學情，要將數學知識延伸到產業之中，就必須修改現有教材中的概念、用例——為適應學情而編寫數學概念、用例的通俗讀本;為面向產業，將數學的問題延伸到專業上的應用、產業中相應崗位的實際問題，并編寫成案例.

編寫的理由在于：數學類課程中的許多概念、性質和定理等都是從客觀事物的某種數量關系或空間形式中抽象出來的數學模型.在教學中，從它們的實際原型和學生熟悉的例子自然而然地引出，可使學生容易理解、接受;同時，選擇與專業應用、產業實際相適應的教學用例，對學生以后應對崗位實際情景也是十分有益的.

（五）培養應用能力及團隊精神

動手能力以及團隊精神，理應是應用型本科學生的優勢.為培養、強化學生的動手能力及團隊協作精神，應編寫數學實驗教材，制作利用計算機軟件計算的教學課件，設計以團隊合作為主要完成方式的實驗作業練習冊.

（六）實驗、總結

在上述工作的基礎上，進行教學改革的實踐.對實踐教學進行多方位的信息采集及研究，總結出成功的經驗.

五、具體改革目標

根據應用型本科的實情、專業面向產業的大方向，進一步深入、系統地研究和明確與專業面向轉型相匹配的數學類課程目標，在此基礎上，制定相應的數學課程標準，確定與此相適應的數學類課程的教學內容，形成初步實驗教材、組織實驗教學，探索教學改革實踐經驗.具體如下：

根據專業面向產業、崗位的重大變化，進一步詳細深入地研究數學類課程教學理念轉型所需要面臨的困難、需要完成的任務，確立新的教學理念.

研究應用型本科院校開設數學類課程的各專業面向哪些產業、崗位;研究這些崗位對年輕員工（學生）的應用能力和創新能力的主要需求.

在進一步深入掌握應用能力、創新能力內涵的基礎上，明確其構成的要素（如團隊協作素養，獨立考慮問題的辯證性、系統性及層次性，知識遷移能力，將實際問題抽象為數學模型的能力，數學知識的應用能力等等）;確立數學類課程培養學生應用、創新能力的目標，明確數學類課程在培養學生應用、創新能力中的具體任務;研究數學類課程如何在教學中培養學生的這些能力要素.

結合這些能力要素，確定數學類課程中需要哪些配套的教學內容;研究如何將這些內容從知識點、計算技能出發，與專業或者生活中的實際問題聯系起來，直至延伸到與產業中具體崗位的實際操作或技術疑難問題聯系起來;研究在這些內容的教學中如何培養學生在應對這些實際情景時的上述能力要素.

為了突出應用數學的能力，需要將現有教材中的概念、用例進行修改：力求概念與實際相聯系、抽象概念生活化（如將數學中函數的連續性、曲線的光滑性、二階導數的意義、曲率、擺線、阿基米德螺線等概念生活化等）;修改（或新編）教學內容的用例，使之更加貼近實際，使之模型化——將數學的問題延伸到專業上的應用、產業中相應崗位的實際問題.編寫數學概念、用例的通俗讀本.讀本的作用類似于過江大橋兩端的引橋：一側引導學生從平地走上高等數學的“大橋”，另一側引導學生將數學應用于實際問題.

培養學生的動手能力及團隊協作精神：突出培養學生利用計算機軟件解決實際問題尤其是計算問題的能力，以及團隊的合作精神.為此，首先要研究并確定數學類課程中要求學生掌握的、建議使用計算機軟件進行計算的教學內容，編寫成數學實驗教材，制作利用計算機軟件計算的教學課件，為學生設計以團隊合作為主要完成方式的實驗作業練習手冊.

六、結束語

本文的特色在于結合應用型本科的實際，突出研究數學類課程如何與專業、應用相結合;結合應用型本科院校專業面向產業的趨勢，著重研究數學類課程如何延伸到產業、與崗位接軌;著重研究數學類課程如何根據產業需要培養學生的創新能力與思維;提出了數學類課程轉型的概念，旨在較為系統地建立從數學知識、能力到達產業、崗位的應用的通道，并分擔為產業崗位需求培養相應創新能力的重任.

【參考文獻】

[1]余達錦，楊淑玲.創新創業教育背景下高等數學教學方法研究[J].江西財經大學學報，2013（4）：122-129.

[2]馬知恩.工科高等數學課程教學改革五十年[J].中國大學教學，2008（2）：11-16.

[3]李嵐.高等數學教學改革研究進展[J].大學數學，2007（2）：74-76.