新工科院校數學課程體系重構初探

周斌 何丹

2017年2月，教育部發布《教育部高等教育司關于開展新工科研究與實踐的通知》，為高校工程教育改革指明了方向。新工科背景下地方高校改革的核心是建立產業需求導向的人才培養模式。新工科人才的培養目標是，培養既具備運用現有知識解決實際問題的操作能力，又能夠持續學習自我更新，跟進知識和技術的迭代，具有可持續競爭力的創新型人才。新的培養模式對課堂教學提出了新的要求，重構現有大學數學課程體系，建成滿足行業發展需要的數學課程，是當前新工科院校數學教學改革的重點問題。

大學數學課程體系重構的必要性

大學數學作為高等院校理、工、經、管等非數學專業必修的通識教育課程，是學生系統學習和掌握數學工具的主要途徑，也是學生進一步學習后續課程的前提和基礎，是“專業素質”的重要組成部分。隨著地方高校的轉型發展，大學數學課程的改革從未停頓，做了很多嘗試，也普遍面臨許多突出問題。

對大學數學教育在人才培養體系中的作用理解不夠全面 目前大多地方應用型高校仍將大學數學課程定義為基礎課程，將其“基礎性”過分地強調在服務少數專業課程，而忽視了數學作為一個理性辯證系統其自身內在的統一性，從而極大局限了數學課程在學生全面素質培養上發揮的作用。

大學數學課程觀滯后 隨著地方高校向應用型轉型，實踐課程大幅增加，各門數學課程的學時不斷壓縮，教學內容必須要做取舍。由于尚未構建基于新工科教育理念指導下的課程觀，在教學內容的改進和更新上缺乏指導思想，實際課程教學中的減課時變成了簡單的減章節，章節的跳躍使得教師教得費勁，學生學得吃力，實際教學效果不理想。

與課程對應的教學資源相對落后陳舊 教材、課件、教學軟件等教學資源是教學的重要載體，優質、適用、滿足行業發展需求的教學資源是教學質量的重要保障。目前，大學數學類課程進行的各種教學資源建設，對不同專業區分度不大，不能體現針對性，也難以緊跟各行業和技術的發展趨勢。

理論聯系應用既缺乏深度，又缺乏廣度 高度的抽象性和嚴密的邏輯性作為大學數學課程的顯著特性，在課程的教學中已被學生熟知，而其廣泛的應用性往往體驗不到。教學設計中對理論知識的應用停留在淺顯的物理、幾何層面，少有提出理論知識契合專業實際應用的“有趣”問題，忽視從直觀問題背景方面的引導，學生難以形成對知識的感性認識，課堂不夠生動。

傳統教育方式向信息化教育方式轉型進展緩慢 隨著信息技術的迅猛發展，傳統教育方式已經越來越不能吸引數字化環境下成長起來的“網絡原住民”。創新教育教學手段，推進信息技術與教育教學的深度融合迫在眉睫。

大學數學課程體系重構的主要內容

基于新工科人才培養目標，地方應用型高校大學數學課程體系重構應緊密圍繞學生可持續競爭力和創新能力培養，重構課程觀，指引教學內容更新以適應產業和技術發展的新要求，重構課程教學資源以適應分類培養的新需要，重構課程教學組織形式以適應學生和時代的新變化。

重構課程觀 大學數學課程體系的重構，首先要從課程觀上做改革，重構以學生獲取有價值學習經驗為主導的課程觀，教學內容從注重知識傳授向重視能力與素質培養和學生實際學習經驗獲取轉變。根據各專業的不同需要，適當地把各專業實踐經驗及高新技術知識融入教學過程，從實踐的角度，以現代的觀點講解經典的內容。

重構課程教學資源 教學資源的建設圍繞適用性、針對性和前沿性，分基礎、專題和拓展三個模塊進行建設。基礎模塊的內容涵蓋理工科各專業學生需要掌握的基礎數學知識，是學生系統學習掌握數學工具的必須部分。淡化形式上的演算，著重強化理解數學方法的產生，數學思維的形成;專題模塊的內容根據不同專業的需求，從大學數學課程中選取若干個與專業實際應用中比較有代表性的專題數學模型，通過數學模型搭建理論知識與應用之間的橋梁，是學生數學應用能力得以提高的重要部分。在專題的選取上，注重體現針對性，選取各專業里最具代表性的系列數學模型，充分體現分層分類培養;拓展模塊是將各行業技術的發展趨勢和前沿動態引入大學數學課程教學內容，同時將現代數學的新方法、新技術引入課堂，突出前沿新穎的特點，注重問題引導學生進行探索，是學生數學建模能力和數學素養得以升華的核心部分。

重構課程教學形式 大學數學課程教學形式要緊跟時代發展浪潮，推進信息技術與教育教學深度融合：通過影視、動畫、虛擬仿真等多種手段的介入，更直觀地向學生展示“數”與“形”的結合，更生動地向學生展現工程技術的新動向、新成果，極大地豐富了學生的感官體驗，調動了學生的學習興趣;通過慕課、網絡課堂、翻轉課堂、混合式教學等多種課程形式的結合，優化大學數學課堂結構，提高課堂效率，培養學生利用互聯網資源自我更新、自我學習的能力;利用網絡后臺的數據進行大數據分析，分析學生學習習慣，推送個性化的學習資源，激發學生創造性思維，將創新意識的培養落到實處。

參考文獻

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[3]鐘登華.新工科建設的內涵與行動[J].高等工程教育研究，2017（3）：1-6.

【本文系湖南工學院教學研究改革項目《新工科背景下大學數學課程體系重構與教學內容改革的研究與實踐——以湖南工學院為例》（課題編號：AX1813）研究成果】

（作者單位：湖南工學院）