基于信息化的高職高等數學教學改革與探究

文/陜西能源職業技術學院 陳歡

2006年，《關于全面提高高等職業教育教學質量的若干意見》出臺后，高職教育由大眾化向內涵建設發展過渡，各高職院校根據人才培養目標和實際生源情況開展教學改革，如簡化高等數學教學內容、弱化知識邏輯體系，加強專業針對性等。在2018年全國教育大會上，習近平總書記對于中國特色社會主義教育進行系統而全面的論述，認為職業教育大有可為，也應當大有作為，職業教育的重要任務之一是實現技術技能的傳承，將技能培養與職業精神融入職業教育工作中。把數學建模、數學實驗融入高職高等數學是教學改革的一種有益嘗試，但在高職當前“2+1”人才培養模式下，數學教學內容含量多與教學時數少的矛盾日益突出，簡單融入數學建模和數學實驗必然會加重教師的壓力和學生的負擔，使得這一改革無法從根本上解決問題。

21世紀，我國高等教育數學教學改革的新方向為現代化信息技術與課程整合。一是利用數學軟件，如MATLAB，Mathematica，Origin等工具簡化數學運算教學，將重復、機械、復雜、抽象的數學計算交給計算機完成。二是通過推行基于互聯網教學平臺的空間資源課程建設，整合各種信息技術手段，實現多樣化教學。顯然，這些研究與實踐對高職高等數學教學帶來了一系列的革命性變化，也為高職高等數學課程改革注入了強大的生命力。

一、高職院校數學教學現狀

（一）教學模式相對落后。目前，很多應用型高校的高職數學教學模式相對落后，依然采用傳統的灌輸式教學方式，教師主導整個教學過程，學生主體作用無法得到有效發揮，導致學生學習數學的積極性不斷下降。盡管很多高職數學教師能夠系統講解數學知識，但沒有注重學生數學思維和思考能力的培養，學生的數學實踐能力無法得以提升。此類教學模式難以適應新時期社會發展的需要，也不利于學生的發展。

（二）課程教材有待完善。從現階段出版的各版本高職數學教材的內容來看，大部分數學教材是為具有較好數學基礎的學生編制的，而在國家招生考試改革的大方針下，高職院校中有不少學生的數學基礎并不好，對數學知識還沒有充足的掌握。若采用的高職高等數學教材內容過于理論化或難度較大，會在很大程度上降低學生學習數學的積極性和主動性，甚至導致學生失去學習數學的興趣，影響學生后期專業課的學習，進而影響高職院校整體的教學質量。

（三）對學生綜合素質培養方面不夠重視。很多高職數學教師通常只依靠教學大綱來開展教學活動，但教學大綱只是對課程基礎知識掌握程度有一定要求，而在學生的素質能力培養方面沒有細致明確的要求；同時受應試教育的影響，高職數學教學始終側重于數學公式、定理講解以及解題技巧的練習，在數學思想和數學方法方面沒有詳細介紹，在數學建模等各種能力方面的培養力度不足，最終導致很多高職生對數學學習缺乏興趣。

（四）高職高等數學面臨的挑戰。高等數學課程作為我校工科學生的一門公共基礎課，授課時間為兩個學期，共56+56個課時，學生對高等數學課程的掌握程度直接影響后續專業課的學習成績。結合職業教育改革信息化發展的趨勢、我校“雙高”建設目標以及各專業人才培養目標，高等數學教學的信息化改革與實踐是必然選擇。高等數學涵蓋一元、多元微積分、微分方程等工科生所必須掌握的基本數學理論，學習這些數學基礎知識對學生邏輯思維能力、抽象思維能力、運算能力、自學能力以及綜合素質的培養有重要作用。新形勢下，學生獲取知識的途徑增多，教學方法和手段增多，高等數學課程傳統的教學內容、教學手段、教學方法遇到前所未有挑戰，主要表現在：1.各行業對人才的知識結構提出新要求。2.課堂教學不再是學生知識唯一來源。3.教師的教學手段更加豐富，給教師帶來備課量劇增的沖擊。4.我校各專業均有不同程度的選課改革，選課需求改變，導致高等數學課程內容與教學方法、教學手段要隨之變化。5.高等數學教學方法向信息化轉變，學生需要新的評價考核方式。基于以上的問題和挑戰，高職院校迫切需要進行高等數學課程教學信息化改革，利用現代化信息技術改革教學內容與教學方法，減輕學生學習難度，提高學生學習興趣與能力，從而為學生學習后續專業課打好基礎。

二、基于信息化的高職高等數學教學改革內容

（一）分層次選擇教學內容，以信息化為導向合理編寫數學教材。按照《職教20條》對高職院校要培養高素質技術技能人才的目標要求及“雙高”院校建設要求下各專業制定的培養目標，優化出能提高學生專業技能、培養學生職業精神、借助信息化手段使教學的專業針對性更強、教學效果更直觀的高等數學教學內容。第一，新時期背景下，高職院校應從學生的數學知識掌握程度以及數學課程的特點出發，編制難度合理且理論密切聯系實際的數學課程教材。第二，應確保所編教材的實例盡可能與學生們的專業知識或日常生活密切相關，由淺入深，逐步深入，自然推導出各個數學結論，防止直接給出抽象結果的現象。第三，新編高職數學教材的內容表述應簡單明了，形式多樣，方便信息化手段的使用，使學生在閱讀教材內容時不會感到單調乏味和深奧難懂。《高等數學》課程內容具有連貫性，每一章知識點的學習需要以前一章知識為基礎，章節之間相互聯系，知識點的難度逐漸遞增；《高等數學》在個別章節知識點獨立性較強，有一些知識點過于抽象，學生難以理解，學習難度較大。鑒于《高等數學》課程的以上特點，如果選擇對高等數學教學內容采取完全的信息化改革，會使學生難以把握知識的系統性，出現知識點前后聯系不上的情況；如果采取完全的傳統式教學，又會使學生對于抽象、難懂的知識點更加難以理解，學習起來枯燥無味，逐漸喪失學習的興趣。因此，對《高等數學》課程教學內容的信息化改革，既要考慮教學內容的連貫性，也要考慮個別知識點的差異性。因此，在對教學內容做信息化改革設計時，整體上要保證教學設計中的知識點相互聯系，相互銜接，難度逐漸遞增，對特別難懂的知識點，借助信息化手段使其形象化、具體化，便于理解記憶。具體到對每一節課的教學內容信息化改革上，要對基本的知識點、概念、性質等用信息化手段向學生展示，同時還要保留知識點的講授痕跡，便于學生復習、理解、記憶。

（二）基于信息化的高職高等數學教學方法和教學手段改革。要充分發揮課堂學生的主體作用及信息化手段的應用。實踐“案例教學”“問題驅動教學”及“任務驅動教學”等教學方法的多重并用，教學中可針對學生的專業引入相關的案例，利用課件、動畫、視頻等方式對復雜的案例直觀化展示，如對醫學專業的學生，可以設計流過血管截面血流量的測定的信息化教學案例；對機電一體化專業的學生，可以設計截面已知的立體體積測定的信息化教學案例等。結合問題驅動與任務驅動教學，幫助學生理解并掌握數學知識；對某些案例深層挖掘思政元素，培養學生敬業守信、精益求精的職業精神，實現“立德樹人”目標。基于信息化的高等數學教學手段改革，可以利用職教云、學習通等學習平臺，從課前、課中、課后三個環節充分調動學生學習的自主性、積極性。利用職教云、學習通等學習平臺開展分層次線上線下混合式教學，充分發揮多媒體教學課件信息量大、可視化程度高等優勢。分層次如下：一是對知識點難易程度劃分，二是對我校機電一體化專業學生數學知識學習能力劃分，三是對高等數學知識點的可視化程度劃分。以此為基礎，分層次地開展線上線下混合式教學，將傳統教學手段與現代化信息技術相結合。

（三）促使考核方式多樣化。傳統的教學評價是平時與期末占比的30%與70%，對學生的過程評價體現較少，這與高等數學教學改革的過程與目標不相符。基于信息化的高等數學教學改革實踐，要改變傳統教學評價各部分所占比例，應增加考評項目，最終要把學生課堂表現、線上自主學習情況、考試成績、自主拓展等多個方面都納入學生考評，重新建立與教學方式相一致的多元化的學生評價體系，客觀公正地對學生做出全面評價。建立與教學方式相一致的多元化的學生評價體系，可以為平時與期末的評價調整為分別占比50%。對于平時成績的考評，教師可以從課前、課中、課后學生的任務完成情況公正認定一部分，同時，為實現多元化評價目標，最大限度地調動起學生學習的積極性；另一部分由教師設置不同類型的任務，由學生自主選擇完成，然后教師給予認證。教師設置任務應形式多樣：第一，通過課外面試來考核學生學習情況，師生之間進行面對面交流，有助于教師全面考查學生數學知識理解和掌握程度。第二，數學教師可通過數學總結報告以及小論文的方式來考核學生的數學學習情況，在此過程中，學生可以針對一道經典題目總結各種相應的解決方法，也可以對一個課程知識點總結相關的各種數學方法，這樣能夠促使學生積極整理歸納數學課程知識，進一步系統把握數學課程知識脈絡。第三，高職數學教師可通過開卷考試來考核學生的學習情況。這要求數學教師精心設計考試內容，避免采用教輔資料中的原題，主要目的是考查學生通過數學知識解決現實問題的能力，以確保考試對學生數學學習的引導和促進作用。

（四）有效開展數學建模教學。數學學科主要對客觀數量關系以及空間形式進行研究，具有較強的邏輯性和抽象性。高職數學教師在教學活動中，應立足于數學專業特點，高度重視培養學生分析和解決問題的能力，促使學生有效掌握數學學習方法和應用方式。在高職數學教學中，數學建模是一種非常良好的思考數學問題的方式，其通過充分利用數學語言和數學方法，在合理的抽象和簡化的基礎上，構建一個能夠解決實際問題的數學模型，將數學應用價值充分體現出來，促使學生深刻認知到數學知識在解決現實問題方面的重要作用，這也是新時期應用型高校高職數學改革的重要方向。

三、高職高等數學信息化改革實施思路與方法

（一）實施思路。要始終圍繞高職人才培養目標，以“學生想學、樂學、能學，學了有效、有用”為改革方向；通過問卷調查，走訪調研等形式，有針對性地選擇各種教學手段作為教學改革研究的切入點，重構高等數學課程教學體系，開展基于互聯網平臺和MATLAB軟件輔助教學的教學模式研究。總體上實行理論研究和實踐探索相結合的技術路線，以實踐探索為主，主要采用行動研究方法，邊研究、邊實踐、邊完善。

（二）實施方法。1.行動研究法。在教學實踐中改革，并以改革的新思路指導教學。2.問卷調查法。采用問卷調查、外出調研的方法，對數學教學進行現狀調研、歸因分析和對策研究，明確改革的依據。3.文獻研究法。閱讀高職數學教學和教育信息技術方面的專著和論文，收集資料。4.對比分析法。進行課題研究前后的教學效果對比實驗和評估。

四、結語

基于信息化的高職高等數學教學改革有著十分重要的現實意義。因此，高職高等數學教師應充分了解當前高職數學的教學現狀，以信息化手段為基礎，合理編寫數學教材，有效開展數學教學，積極改革高等數學教學手段、教學方式，進一步促進考核方式多樣化，以教促學、以教促賽、教學相長，從而有效提高高職高等數學教學質量，促進學生全面發展。