探索高等數學與專業課程的融合促進信息化教學改革

閆 熙

（陜西機電職業技術學院基礎部，陜西 寶雞 721001）

0 引言

由于高等職業院校理工類專業所開設的專業課程在后續的學習和應用過程中都需要大量的數學思維和數學知識作為學習的基礎。高等數學在計算機、土木工程專業中的占比如圖1、圖2所示。所以高等職業院校理工類專業在大一學年普遍開設高等數學課程。高等數學課程作為一門專業基礎課程，其開設目的是為后續的專業課程服務，提供基礎的數學知識以及數學思維幫助學生解決實際的專業問題。

圖1 高等數學知識點在計算機專業應用占比

圖2 高等數學知識點在土木工程專業占比

1 高職院校高等數學課程教學的現狀及存在問題

目前高等職業院校在課程設置以及教學安排上，普遍割裂了高等數學類的專業基礎課與專業課程的關系。教授高等數學課程的教師多為數學專業的教師，對于其他院系學生的專業情況了解較少，不能實現很好的分層教學，導致目前高等數學課程地位發生了深刻改變，不再服務于專業課程。這種人才培養模式嚴重阻礙了課程之間的融合貫通，不利于學生形成良好的專業體系架構。因此，如何促進高等數學課程的信息化教學改革，探索與專業課程的有效融合成為目前高等職業院系所面臨的主要問題。

目前，進行信息化教學改革的主要問題集中于以下幾個方面：

1.1 任課教師缺乏專業背景，知識結構單一

調查顯示，目前高等職業院校為高等數學課程配置的任課教師多為數學專業的專任教師。雖然這部分教師數學知識儲備豐富，能夠完全勝任高等數學課本知識的講授任務，但是由于缺乏專業背景，無法將課本上的知識與受眾學生的專業課相融合，也無法針對性的選取知識點進行分層教學，導致高等數學課程逐漸與學生的人才培養方案脫節。

1.2 對專業基礎課的重視度不夠，課程定位不準

近年來，許多高等職業院校為了提升學生的職業能力，在實際的教學中過多側重于專業核心課程的開設，而忽視了基礎課程的重要性。例如，部分院校將高等數學課程課時份額由原定的72學時調整為一學期18學時，即單雙周開展教學活動。課時份額與課程難度和內容度的不匹配導致學生學習效果較差，進而大大影響了后續專業課程的學習。

1.3 教學方法單一，信息化手段缺乏

由于高等數學的課程性質，授課時大部分為合堂班，學生人數較多。教師采用傳統的講授—練習的方式，無法關注到每一個學生，也無法提高學生興趣。加之，高等數學的課程內容大部分涉及函數等抽象的知識點，單純依靠教師的板書或者講授，無法還原動態場景，給數學基礎薄弱的學生造成了一定的學習障礙。

2 高等數學課程與專業教學融合的改革思路

2.1 教師應走出傳統教學模式，走進專業教學體系

傳統的高等數學授課教師多為數學專業的專任教師，承擔著整個學校理工類課程的教學工作，授課內容往往局限于課本內容，沒有進行篩選和歸類。為了更好地將高等數學課程融入專業教學體系中，更好地服務于專業，教師應走出傳統教學模式，主動去了解學生的人才培養方案，了解專業，找到兩者的共通之處，在授課時有針對性地進行授課，重點培養學生的數學思維，引導學生利用學過的數學知識解決所遇到的專業問題。

2.2 調整高等數學教學大綱，融入專業人才培養方案

高等數學的課程性質決定了對其進行教學改革不是單純的調整教師或者授課方式，而是針對現有的教學模式和目標簡單調整與修正，使其與專業課程有效融合，高度契合高等職業院校的專業人才培養目標。以計算機專業為例，高等職業院校計算機專業的人才培養目標為，培養能夠系統、深入地掌握計算機科學技術基礎以及軟件工程專業知識和工作技能的高素質專業技術人才。為了能夠契合這一專業目標，高等數學課程在開展時，應該側重于教授函數類知識點以及培養學生的創新能力、數學思維上。

2.3 改革高等數學教材，編寫與專業貼近的教材

高等職業院校在進行高等數學課程的教學改革時，應該本著“夠用”的原則對原有教材進行改編，添加與專業相關的案例，形成本專業的特色校本教材。從而，使高等數學課程從授課內容上與專業課程緊密結合，也減輕了教師在備課上的負擔。

2.4 改進教學方法，引入信息化教學手段

傳統的高等數學課程在實施教學時，大部分教師采取“講授+練習”的教學方法進行，但是因為調查顯示，學生普遍反映內容理解困難，學習難度較大。特別是在學生數學基礎較為薄弱的情況下，單純地依靠教師板書無法還原函數、積分、極限等動態信息。引入信息化教學手段，如微課、視頻、Spss、Matlab等，教師可以通過多媒體手段將抽象的概念以更為具象的方式展示給學生，幫助學生進行理解。這些生動有趣的視頻及動畫使得數學課堂不再枯燥無味，極大地提高了學生學習高等數學的興趣。同時，這些數學建模軟件的引入也有助于后續學生專業課程的學習，培養了學生的創新能力。

2.5 借助“互聯網＋”平臺，挖掘教學資源

開設高等數學課程的院校眾多，不僅是高等職業院校還有本科院校等，在現代信息技術的支撐下，可以進行資源互通共享。既能夠擴展學生的知識面，又能使數學基礎較好的同學有機會進一步深入學習。

圖3 高等數學課程教學改革思路

3 教學實踐——以計算機類專業為例

3.1 劃分教學模塊，實行分層教學

計算機專業包括了計算機科學與技術、物聯網工程、網絡工程、數字媒體技術、信息安全、軟件技術、計算機應用技術、計算機信息管理等許多分支。每個分支對于高等數學課程的需求度不同，因此對高等數學課程內容進行模塊化劃分，可以分為函數模塊、積分模塊、極限模塊等。根據不同的專業需求進行必修或者選修。靈活化的學習模式有助于增強學生學習的自主性，對于實行分層教學具有一定的積極影響。

3.2 開展任務教學

以一個實際的專業問題作為課程的導入，例如，進行邏輯與推理模塊的教學時，計算機專業可以發布編寫一段代碼的任務，讓學生思考代碼的運行方式，加深對于該模塊知識學習的理解。同時，該模塊的學習對于計算機專業的學生后續代碼的編寫可以起到重要的推動作用。

3.3 融入專業案例，實施案例化教學

計算機專業的學生無論是軟件開發還是程序編寫，都需要具備一定的數學思維和數學知識儲備。例如，學生讀寫文件、設計算法時就需要用到數學中的算法思想等。教師在開展課程時，應該有針對性的挖掘專業案例，將其融入課堂教學中，既能正向推動學生對于專業課程的學習，又能反向加深學生對于本課程的理解。

3.4 將數學建模與計算機有機結合，培養學生實踐能力

計算機專業的學生相對于其他專業的學生而言，在軟件的應用能力方面具有較大優勢。因此在教學過程中，教師可以引入Spss、Matlab、Mathmatica等數學計算和建模軟件。這些軟件在應用的過程中，可以有效的鍛煉學生的邏輯思維能力以及算法設計能力。同時契合了計算機專業的人才培養方案，信息化手段的引入也改變了課堂單一形式的枯燥乏味，提升了學生的學習興趣。

4 結語

本文在調查高等數學課程教學的現狀及存在問題的基礎上，對高等數學與專業課程的融合路徑進行了有效探索。為了更好地幫助學生在學習過程中應用數學思維、數學知識解決實際問題，本文基于目前高等數學課程教學現狀，有針對性地提出了高等數學課程與專業教學融合的改革思路，并以計算機專業為例進行了教學實踐，取得了較好的教學效果，對于促進高等數學課程的信息化教學改革有著深遠意義。