新工科背景下以專業為導向的高等數學教學改革

陳莉 栗青生

摘? 要：移動互聯網時代，工科院校的高等教育發生了深刻變化，在新工科的背景下，高等數學如何更好地服務于工科專業成為高數教改的重要課題。該文將以傳媒類院校的工科主要專業課程為參考依據，分析了不同專業中高等數學知識點的占比，提出了高等數學教學應與專業課程有機結合，并根據專業課程的內容和背景相應地改進高等數學相關教學內容。多手段多方式的改革教學方式，提升學生的學習興趣和積極性，使高等數學課程對專業課程的作用更具有針對性和實用性。

關鍵詞：高等數學? 新工科? 教學改革? 工程教育

中圖分類號：G807? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A文章編號：1672-3791（2020）11（a）-0158-03

Higher Mathematics Teaching Reform Guided by Specialty under the Background of New Engineering

Chen Li? LI Qingsheng

（School of Media Engineering， Communication University of Zhejiang， HangZhou， Zhejiang Province， 310000? China）

Abstract： In the era of the mobile Internet， higher education in engineering colleges has undergone profound changes. In the new engineering background， how to better serve engineering majors has become an important subject of higher mathematics reform. This article will take the major professional courses of media schools as a reference and analyze the proportion of knowledge points of Higher Mathematics courses in different specialties. higher mathematics should be combined with professional courses. It has proposed some advice to improve teaching the content of higher mathematics according to the content and background of professional courses. With the help of modern information technology， multi-method and multi-method reform of teaching methods enhance students' learning interest and enthusiasm. Those methods could make high mathematics more targeted and practical for professional courses learning.

Key Words： Higher mathematics; New engineering; Teaching reform; Engineering education

未來幾十年，工程在社會中的作用發生了深刻變化，工程科技進步和創新成為推動人類社會發展的重要引擎[1]。聯合國教科文組織在2015年的研究報告中指出：世界高等教育正在發生革命性的變化，并呈現出“大眾化、多樣性、國際化、終身化、信息化”的趨勢，高等工程教育從“技術范式”轉化為“科學范式”，又轉化為注重實踐的“工程范式”。作為工科專業的基礎理論課之一高等數學，如何更好地實現為“新工科”的專業服務成為一項值得探討的大課題。

作為傳媒類的應用型大學，筆者學校面向傳媒類工科專業分別開設了高等數學、高等數學A、微積分、文科數學4門高數類課程，主要覆蓋媒體工程學院、電視學院、經管學院等。盡管4門課程在課程設計體系、教材和教學內容和教學課時上根據專業導向有所調整，但主要的教學大綱、內核文件還是統一的，教學要求也是多從純粹的數學角度來考慮，忽略數學與專業課程的有機關聯。而在應用型大學傳媒類的“新工科”建設中，高等數學主要服務于工科學生的專業學習，而并非為了培養出類拔萃的專門數學人才。

歐平探索了高等數學課程思政的價值意蘊和生成路徑等[2]，盧靜莉等人則根據學生卷面成績的差異性探討教學改革途徑[3]，而以專業為導向的高等數學研究成果或從宏觀理論上分析專業導向的必要性[4]，或將專業導向問題轉化為分層分班問題[5]，卻都沒有分析不同專業對高等數學的需求性差異。任之光等人在“雙創”背景下針對高校教育改革提出了以創新精神為宗旨的頂層設計模式，踐行知行合一的教學方式，轉換教育評估視角等新觀點[6]。該文則在此基礎上更新教改思路，通過引入高等數學的課堂思政，用通俗化的語言、概念產生的背景和概念的應用概況等增強學生的記憶和興趣;并以傳媒類工科專業主要課程為參考依據，分析不同專業對數學知識點的需求大小;利用移動互聯網時代特點，多手段融合搭建相應的教學平臺，在教學中融入數學之美，這些對學生綜合素養的提升、學習興趣和創新創造能力的提高都有著重要的意義。

1? “工科“背景下應用型院校高等數學現狀分析

當前高等教育走向大眾化，學生數學基礎參差不齊，整體素質普遍降低，傳統高等數學教育中的弊端突出，主要體現在如下幾點。

1.1 陳舊的教學觀念，單一的教學模式

傳統高等數學課程教學主要“以教師為中心”，教師選擇“教”的內容和應用“教”的技巧完成現有的教學任務，注重傳授知識量的多少，而忽略師生之間互動的教學反饋。然而現在學生學習數學的主觀能動性差，出現提及高數就“變色”“厭學”“惡學”情緒比比皆是。在教學方式上，“一枝粉筆、一個教案、統一的教學計劃”走遍課堂。

1.2 片面強調教學內容的嚴密性和邏輯體系的演繹性，忽略教學內容與專業的相關性

現有高數教學內容的設置多從數學自身的學科特點對相關知識點進行排序，完成教學計劃規定課時和內容，偏重理論，授課標準單一，未能做到真正的“因材施教”。一方面受限于各專業計劃的調整，教學內容與授課課時往往產生矛盾;另一方面專業課程學習又對數學的教學內容提出了更高的要求，而且高數老師對專業的了解程度不高，對數學的應用理解性不夠，導致了高數的教學內容與所學專業需要的嚴重脫節。

1.3 教材適應性差，教學內容雷同，專業針對性不強

現行高等數學的教材使用不盡合理，大多仍然采用普通本科教材，沒有以專業教學為出發點，更沒有體現專業特色。比如，電子等類專業課程《信號與系統》經常要用到傅里葉級數，而數字媒體專業課程卻對二類曲線積分和曲面積分的要求并不高。

2? 新“工科”下高數教學改革

新“工科”下以專業為導向高數教學改革的基本原則：突出高數對專業培養的作用，將高數的教學與專業相結合，加入各種專業的應用實例提高學生學習興趣以及對基礎必修課反哺專業課程的認知。

2.1 概念直觀化且在某些教學內容增加歷史背景和歷史人物的介紹

高等數學的相關概念晦澀難懂，如何運用通俗化的語言、利用概念產生的背景和概念的應用概況等來淡化抽象概念所帶給的學生枯燥無趣和難以理解消化等問題，是教學內容改革的一個側面。比如在講授“導數”這個概念時，先設計牛頓與萊布尼茨之間關于微積分的爭議部分探討，既可以活躍課堂氣氛，也可以增強學生對導數學習的興趣。又如對信息類專業的學生，講解泰勒公式時增加一個關于泰勒公式應用于谷歌街景的拍攝，就會讓學生對復雜的公式有個直觀的認識。不同專業背景的人物介紹和專業應用場景，有助于提升學生的學習興趣，初步建立高等數學為專業服務的思想。

2.2 以“專業”為導向，優化課程內容，將教學內容與專業相銜接

為更好地認識專業對高數的差異性需求，該文以部分專業的主要課程為參考依據，分析數學的各個知識點在不同專業的占比狀況，如下圖1、圖2所示。

顯然，不同專業對高數的需求是不一樣的。

2.3 多手段融合，搭建教學平臺

移動互聯網時代，智能手機、平板電腦、筆記本電腦幾乎是每個大學生的標配，這些新介質的出現為高數的教學手段革新帶來新機遇，并使抽象復雜化數學問題變得簡單化成為可能。通過組建智慧課堂、QQ課堂、藍墨課堂、中國慕課、微課堂等，構建數字化教學資源與對應的APP教學平臺，課前給學生推送微課、PPT等教學資源，引導學生預習，開展更為積極有效的課堂參與式活動。

3? 結語

該文針對新“工科”背景下以專業為導向的高數教學改革提出了若干建議。教學內容上運用通俗化的語言，引入高數的思政建設、概念產生的背景和應用概況等激發學生學習的興趣;以傳媒類工科專業主要課程為依托，通過數據分析，以圖的形式給出了不同專業對數學知識點的需求是不同的。利用移動互聯網時代特點，多手段融合，搭建相應的教學平臺。數學不是孤立的符號，而是來源于實踐，并應用于實踐。堅持“以實用為目的，以夠用為原則”，注重課程目標與專業要求緊密結合。如此，高等數學才能為新“工科”專業發展提供更好的服務。

參考資料

[1] 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.

[2] 歐平.高職高專課程思政：價值意蘊、基本特征和生成路徑[J].中國高等教育，2019（20）：59-61.

[3] 盧靜莉，馬濤.基于學生高等數學卷面成績的差異性分析來探討教學改革途徑[J].科技資訊，2020（6）：155-157.

[4] 張偉峰，劉丹，張昕，等.基于專業導向的高等數學教學改革研究[J].大學教育，2016（1）：93-95.

[5] 潘軍，江青優，丁六申.高等數學課程分層次教學的探究—— 以浙江海洋大學東海科學技術學院為例[J].高等數學研究，2018（1）：124-127.

[6] 任之光，梅紅.雙創背景下高校教育教學改革探索研究[J].中國高教研究，2017（1）：86-90.

[7] 劉夢良，馮巍，于瑞林.新工科背景下高等數學教學改革探析[j].山東農業教育，2019（2）：4-6.