“高等數學”在化學化工類專業中的教學改革探討

摘要：作為工科專業教學中必不可缺少的理論基礎課程之一，“高等數學”是支撐化學化工類專業學生專業能力發展的重要基礎。尤其是隨著化工行業改革的深入，強化“高等數學”等基礎課程教學，充分發揮它們在支持化學化工類專業學生綜合素質方面的積極作用顯得尤為重要。立足化學化工類專業教學現狀，對“高等數學”教學改革的意義、目標與路徑進行了重點討論，旨在充分利用“高等數學”促進化學化工類專業學生職業素質與能力全面發展。

關鍵詞：化學化工類專業；高等數學；教學改革；改革策略

在經濟高質量發展的新常態下，經濟轉型為國內化學化工領域的高質量發展帶來了全新的機遇，隨之而來的是化學化工行業或者國家層面對化學化工專業課程教學提出了越來越高要求。開展高水平應用型高等學校教育，培養具備綜合素質與能力的應用人才逐漸成為現階段許多國內高校課程改革或者教學改革的一個重要方向。“高等數學”是化學化工類專業學生必修的一門基礎理論課程，除了可以幫助學生建立完整思維邏輯構建，促進抽象思維、演繹思維與歸納思維等高階思維能力發展外，同時還可以幫助他們更好地認識及理解化學化工專業領域中的知識與問題。

1化學化工專業中“高等數學”教學改革的價值1.1學生理解專業知識的有效工具

“高等數學”是一門包括化學化工專業在內的全部工科專業學生必修的一門通用基礎課程，主要可以對一些自然科學領域的問題進行解釋或解決。或者說，教師通過指導學生學習“高等數學”學科知識，幫助他們在后續理解化學化工專業知識的過程中利用這些數學公式、性質或者定理等知識來進行解疑。比如針對熱力學第一定律公式等相關公式、性質等部分知識的理解，學生需要具備全微分部分的高等數學知識，以此為工具可以支持他們更加高效地開展理論知識分析活動，避免因為死記硬背那些僵化的化學化工類專業公式而直接影響了整體的理解與記憶效果。一旦學生能夠深刻理解高等數學方面的相關知識，那么就可以將這些課程理論知識作為工具，對自己在化學化工類專業知識學習中遇到的抽象公式、性質或者定理等方面的知識進行解析或討論，這樣就可以提高他們學習這些專業知識的效率，為后續他們應用這些高等數學知識解決實際化學化工類專業問題做好鋪墊［1］。

1.2學生解決實際問題的重要依據

“高等數學”除了可以為后續其他課程知識的學習提供工具支持外，還能夠借助培養與發展學生的數學素養與數學思想，促進他們數學知識應用能力全面發展。在現階段的經濟高質量發展形勢下，化學化工類專業面臨著許多全新的教學要求，其中非常關鍵的一個是促進專業學生實踐能力發展，即要使學生可以利用自己在校學到的專業知識來解決自己所遇到的實際問題。高校通過改革“高等數學”教學方案，能夠盡可能地貼近新形勢下國內化學化工類專業發展中迫切需要解決的一些問題，二者之間緊密的結合能夠使學生在立足實際化學問題或者原理的情形當中提出有關數學問題，并靈活調用所學數學知識開展建模或者計算分析，最終可以獲取必要的數學結果，進而可以明確有關實際化學化工類問題求解的思路以及結果。

1.3提高專業教學質量的必然要求

現階段國內越來越多高校開始推行擴招政策，高等教育呈現為普及化或者大眾化的全新態勢。對中職、高職或者一些地方高校而言，許多學生伴有基礎知識不牢固，學習習慣和態度不好等問題，他們在面對“高等數學”課程知識學習中更容易遇到學習障礙，甚至許多學生因此完全喪失了學習該門課程的興趣與動力。一旦學生無法掌握這門課程，那么在后續的化學化工類專業課程知識學習中就容易遇到各種各樣的困難，直接影響專業知識的教學效果，進而會對該專業的畢業率、就業率乃至創業率等帶來不利影響。通過開展“高等數學”課程改革，能夠針對現階段化學化工類專業開展課程教學中存在的突出問題針對性提出一些整改措施，強化高等數學課程知識與專業內容之間的聯系，充分發揮高等數學知識來支持專業教學質量不斷提升。

2化學化工專業中“高等數學”教學改革的目標2.1重基礎性和應用性結合

在“高等數學”教學改革中，首先需要對“高等數學”課程體系同專業教學內容之間的關聯進行合理處理，需要注重基礎性和應用性二者的緊密結合，這就需要注重在解決實際問題中強化數學方法的運用，尤其是在面對那些擁有化學化工專業背景的實際問題時更要遵從該基本原則。在對“高等數學”課程考核標準與學生學習能力之間的關系進行處理過程中，教師要著重發揮該門課程在促進學生關鍵能力發展方面的作用，同時還要注意充分尊重學生個體的差異性，從重視“高等數學”考試成績逐漸向提升學生數學應用能力發展方向進行轉變。此外，在高等數學課程改革過程中，教師要盡可能多地吸引具備化學化工類專業背景的授課教師，這樣可以在改革實踐中盡可能多地融入具有化學化工類專業背景的一些具體的實踐案例來對課程改革教學內容進行充實，最終可以構建具備實用特性的“高等數學”教學內容體系［2］。

2.2堅持實踐性和創新性結合

對任何一個專業的課程教學而言，根本任務之一是充分發揮課程教學在促進學生實踐能力發展方面的積極作用。同理，在“高等數學”課程教學改革實踐中，教師也要注意始終將實踐性這一基本特性貫徹到整個課程改革實踐之中。其間教師還需要緊密聯系現實生活背景或者具備化學化工類專業背景的教學案例，引導學生創新應用數學教學方案來解決實際問題，這樣可以在整個課程改革教學實踐中有效促進學生利用所學數學知識求解實際問題的能力。比如教師通過指導學生依次參與數學實驗教學活動，在學生參與數學計算實驗、數學體驗實驗以及數學應用實驗等的過程中，可以更好促進學生利用應用數學軟件來求解自己所遇到的實際問題。與此同時，通過結合課程教學要求，針對性設計一些具備實踐性與創新性的研究項目，要求學生采取合作學習方式完成小課題，這樣可以更好促進學生合作能力、創新能力等全面發展。

3化學化工專業中“高等數學”教學改革的路徑3.1優化課程教學內容

“高等數學”課程教學是化學化工類專業非常重要的一類知識或思維工具。這門課程本身涉及到非常豐富的課程內容，但是實際的授課過程中卻面臨著有限的課時，授課教師無法將全部課程知識在有限課時內灌輸給學生。與此同時，化學化工類專業學生也并非需要完全掌握這門課程的全部課程知識，因為專業知識學習中只需要涉及一些必要的“高等數學”課程知識，因此，在開展“高等數學”教學之前教師要注意結合課程教學大綱要求，立足化學化工類專業教學目標與需求，科學增加或者刪減高等數學課程方面的教學內容，并針對該專業學生制定恰當的課程教學計劃與方案，持續優化“高等數學”課程教學內容。

例如針對化學化工專業教學中的化工工藝學或者化工原理等方面的課程內容教學時，可以在“高等數學”平時授課中重點為學生介紹一元/二元微分方面知識，簡單了解微分方程方面課程知識即可；如果化學專業學生需要學習結構化學方面的課程知識，那么可以側重“高等數學”中有關偏微分以及偏微分方程等部分知識，這些高等數學知識都是支撐特定專業學生學習其他專業課程知識的重要基礎。教師通過這種有計劃地精簡高等數學教學內容，將教學的精力放在能夠輔助學生專業發展的內容上，可以起到事半功倍的效果，避免全面灌輸影響學生學習的實效性［3］。

3.2注重組合學科知識

現階段國內化學化工類專業的學生在培養過程中，將“高等數學”放在前兩個學年來完成高等數學課程知識的授課任務。比如一年級學生學習“高等數學”，在升入二年級之后學習“物理化學”課程知識，部分授課教師覺得“物理化學”課程知識學習中需要學生掌握高等數學課程知識，但是根據艾賓浩斯遺忘規律，發現該種課程安排方式的效果不佳，因為遺忘具有先快后慢這一規律，在學生經過一年學習之后，大多數學生可能會慢慢淡化所學的高等數學課程知識，甚至完全遺忘了相關的課程知識，這就需要授課教師針對性采取一些措施來減弱學生淡忘高等數學知識。鑒于遺忘規律的存在，在高等數學課程知識教學中教師可以有計劃地引導學生鞏固和運用所學的這些知識，幫助學生一邊鞏固一邊利用它們來解決其他有關學科中涉及到的一些問題，以此可以起到學以致用的作用，同時也可以減輕授課教師課程教學負擔，培養學生對高等數學課程知識的興趣。

例如，教師為了鞏固學生所學“高等數學”課程知識，提高他們應用這些知識解決其他學科問題的能力，可以采取重組學科知識的方式。一方面，可以從調整化學化工類專業課程與優化“高等數學”課程的授課時長入手，保證二者在課程內容上保持良好銜接性。如“物理化學”課程中所涉及到的熱力學第一定律會運用復合函數、偏微商與全微分部分高等數學知識，此時，教師在設置課程期間可以本著由淺入深的順序來為學生介紹該部分的高等數學課程知識，之后再引導學生對熱力學第二定律方面知識進行學習。這樣可以使學生做到“現學現用”，讓他們可以一邊學習高等數學知識一邊利用它們來幫助自己理解有關專業知識，整體學科知識組合效果大幅提高。另一方面，可以結合后續化學化工類專業課程教學的需求來有效植入“高等數學”課程知識點，如針對“化工基礎”“化學熱力學”“物理化學”等這些化學化工類專業課程都可以精選一些恰當的內容來同高等數學課程知識進行組合，保證提高課程知識授課效果的同時，促進學生思維能力發展［4］。

3.3改進課程教學方法

以往“高等數學”課程教學中多采取以師為主的灌輸式授課模式，限制了學生自主思維與綜合能力的發展。以生為本的教學理念倡導學生自由發展，即要充分尊重學生在課程教學中的主體地位，強化教師的引導性、指導性或組織性作用，力求盡可能輔助學生高效地開展深度學習活動。因此，在改革“高等數學”教學中教師也要注重從突出化學化工類專業學生的主體學習地位出發，改進現有的不合理的教學模式，常用的可以采取如下兩種。

（1） 啟發式教學法。所謂的啟發式教學，主要是結合“高等數學”課程教學目標、任務與要求，充分考慮學生自身的客觀學習規律，緊密聯系他們自身的實際學習情況，創新運用多樣化的教學方式來促進學生思維能力發展，讓他們在主動思考過程中對高等數學知識以及它們在化學化工類專業問題中的具體應用進行深入剖析。比如在“直線及其方程”這部分知識中，為了啟發學生思維，教師可以運用設問的方式，詢問學生：“同學們，你們之前是否接觸過直線呢？那么你們知道它的具體表示方法嗎？分別應該如何進行表示呢？”基于該種設問的方式，可以引導學生充分發揮能動性思維，聯想到“一般式”“參數式”和“點向式”等不同類型的方程，整個課程知識的學習效果大幅提升。

（2） 探究式教學法。該類教學法同樣是將學生作為教學的主體，通過圍繞學生現實生活或者特定學科領域中的情境，借助問題發現、實踐調查、動手實操以及溝通交流等一系列探究性活動來幫助學生對有關數學知識進行學習或者對有關問題進行討論，以此來幫助學生更加深刻認識抽象數學概念形成、數學公式形成、數學規律的機理等。比如在平時高等數學教學中，教師針對“牛頓萊布尼茲公式”這部分數學知識的教學，可以依據學生已經學習過的“積分上限”數學知識，詢問他們“什么是積分上限”借此來引導學生回憶自己已經學習過的這部分數學知識，并為該部分高等數學新知識導入做好鋪墊。在課堂教學中可以由師生共同討論，借助積分上限函數這一獨特原函數來對“求定積分”的方法進行探究，并最終由師生一同來給出最終的結論，這樣就可以使學生推導得到牛頓萊布尼茲公式。整個探究學習過程，師生或者生生之間可以一直保持積極、有效的互動溝通狀態，這對活躍教學氛圍，提高學生整體學習效果有著積極意義［5］。

4結語

化學化工類專業中“高等數學”教學改革是學生理解專業知識的有效工具，是學生解決實際問題的重要依據和提高專業教學質量的必然要求。在“高等數學”教學改革中，要注重基礎性和應用性結合，堅持實踐性和創新性結合，優化課程教學內容，注重組合學科知識和改進課程教學方法，保障不斷提升化學化工類專業學生學習高等數學知識的效果。

參考文獻：

［1］段桂花.高等數學在化工類專業中的教學改革分析——評《高等化工數學》［J］.塑料工業，2022，50（5）：207.

［2］蔣赟.新時期高職院校化工類專業產教融合的研究與實踐［J］.化工設計通訊，2021，47（10）：114115.

［3］楊光.高等數學在化工類專業中的教學改革分析與研究［J］.粘結，2020，41（1）：141142.

［4］李慧芳，張愛華，成春春，等.青海大學化工類專業《化工應用數學》課程的教學探討［J］.廣州化工，2020，48（8）：164165.

［5］劉楠楠.“高等數學”在化學化工類專業中的教學改革探討［J］.山東化工，2016，45（2）：142143.