应用型本科工科数学的现状与教学改革探析

彭丰富

摘要：分析了当前应用型本科工科数学教学现状，联系当前应用型本科新的特点，提出了工科数学在新形势下的改革趋势和思路，并对应用型本科工科数学的课程设置与教学方法改革提出了建议。

关键词：应用型本科;工科数学;教学改革;课程设置

中图分类号：G642.3     文献标志码：A     文章编号：1674-9324（2016）41-0096-02

在当前高等教育大众化、互联网应用普及化的背景下，应用型本科的社会需求在不断增大，社会要求也在不断提高。近些年，应用型工科高等院校一直都在优化课程体系，深化课程改革，以满足不断变化的社会与学生自身发展需要。工科大学数学课程改革其基础地位不言而喻，主要体现在两个方面，一是数学类课程对应用基础的支撑作用，二是创新的源泉和问题的解决取决于对数学的认识和理解。

一、背景

我国现有各类普通高等院校2500多所，为了满足当前经济发展对人才培养的需要，高等工程技术教育设置规模最大、所涉专业最多。现阶段，这些人才的培养主要由综合性大学中的工科院系、专门的工科院校中的工科专业承担。主要集中在这三类高校[1]：一是以培养工程理论研究人员为目标的理工研究型大学和综合型大学;二是以培养工程应用型人才为目标的普通工科院校;三是以培养工程技术人才为目标的工程职业技术学院。其中第二层次的院校数量处于中间水平，但在工程应用人才培养体系中却处于一个非常核心的位置。主要体现在如下几个方面：一是生源主体区域性。大部分普通工科院校都是省属高校，接受地方政府的管理，虽面向全国招生，但仍以本地生源为主。学校的发展定位、办学宗旨和人才培养目标都服务于地方社会经济发展。二是学科背景较单一，前身都是一些行业性专门院校，与行业相关的专业往往就是这些院校的核心专业，也是优势专业。三是办学特色多样性，由于具有深厚的行业背景，这些院校在专业设置上始终体现了其行业特色，涉及到该行业的各个工程学科门类，经过近二十年的发展及院校的合并，有的还拓展为学科门类齐全的综合性大学。上述三个特点决定了一般工科院校必须以培养应用型人才为培养目标，这类高等院校我们把它们归类为应用型本科院校。

二、现状分析

（一）应用型本科现状分析

1.生源差别较大。目前应用型本科高校由于历史的原因，师生比普遍较低，对公共数学教学一般实施大班授课、统一教学标准和要求。尽管以本地生源为主，毕竟学生来自不同的省份，基础教学也不尽相同，如反三角函数、极限、导数的概念有的省份学生掌握较好，而有的学生由于高考作必修要求，学习较少，概念的理解和知识点的掌握不是很透。同时，对一个100多学生的大班，其个体数学素质和能力差异及学习心理也很难整体上掌握，难以及时给予相应的重视，从而难以把高等数学抬升到专业的理论支撑高度。

2.教学课时减缩。大部分高校在新一轮教学改革中都降低了学分要求，相应地也精简了课时，工科数学也不例外，由于数学课程本身的特点和规律，其来由要求有严格的逻辑推理，其中一部分在教学过程中往往只能略过，从而学生常常仅会使用结论，而不知所以然，导致应用数学知识处理问题的能力较差;大多学生认为数学就是一门抽象逻辑的基础课程，与自身专业的联系不是很密切;工科大学数学的教学与考研数学要求之间两者存在一定的差距，从而使得多数学生对数学课程心存一种畏惧感，削弱了学生对数学的学习兴趣，其学习效果也就不言而喻。

3.互联网对教学的冲击。互联网的快速发展，再加上智能手机的普及，学生基本上不会花时间去看教程和相应的参考书，因而更没有时间去思考。学生正在丧失极为宝贵的思考能力和提问能力[2]，对问题的解决习惯于跨越过程，直奔结果。对已知的问题和课后的习题都能找到一个确定性的答案，但是我们在创新的过程中，所遇到的问题可能都没有一个直接明了的答案，甚至连基本思路都没有，如果学生不能从过程入手去思考、分析、研究问题，而只一味追求结果的话，而一旦面对巨大的不确定性时，将会手足无措。

（二）数学教学现状分析

1.应用型工科大学数学教师在当前高校课改中感觉不适应。由于缺乏对工程专业知识的了解，教师多以教材内容为主，不知道数学在其专业知识中需要强调哪些知识点，从而造成与学生专业知识脱节;随着科学技术的发展，某些应用型本科专业学生对数学知识的要求不仅是停留在微积分等基本知识的层面上，对某个知识点可能要求学生基本掌握数学的基本理论后，还需要进一步升华到应用层面上。数学课程的授课基本是循序渐进的系统性的讲授方式，由教师本身和课时的限制，很难对某个专业相关的数学知识点进行深入到其专业的层面，再加上大班授课、教学内容多等实际条件，使其收效甚微，数学课程教师缺少教学发挥的空间。

2.应用型工科大学数学教学资源的有限性。主要体现在两个方面，一是工科数学专任教师的人数和发展的有限性，由于较多应用型本科是由原来的专科院校升本而来，基本上没有与之适应的理科院系、专业和教师来支撑扩招后庞大的学生数目，基础教学教师本来就比较缺乏，由多方面的原因其地位和发展也难以得到相应的重视;二是改革压力大、动力小，工科数学课程作为一个服务于工科的基础课课程群，学时比例高，对不同专业基本不尽相同，课程改革和教学方法改革，单靠一个教师或几个人的努力很难做到。下面笔者从课程设置和教学方法方式来探讨工科数学的改革。

三、工科数学课程改革思路

应用型本科工科数学课程教学改革必须充分考虑学校的办学特色和专业特色[1]。不同高校具有各自不同的办学定位和行业背景，同一所院校也有几十个不同的专业。每所院校，每个专业对高等数学课程教学的要求肯定是有区别的。高等数学课程教学改革必须充分考虑不同学校、不同专业的差异性。第二，高等数学课程教学改革必须保证教学内容的完整性。无论是采取分层次教学模式还是模块化教学模式，或其他模式，都必须坚持高等数学课程教学内容的完整性。

1.整合教学内容。工程教育模式下的工科本科数学教学内容必须突出“工程教育”[3-5]。目前的数学教材主要内容基本上是一些基础理论知识，很少甚至没有与专业课程相联系。为此，结合自身的教学实践，建议课程设置不要超过64课时。笔者将数学课程内容分为三种：基础模块、选修模块和实践环节，模块组合课时浮动范围在160-256之间。（1）基础模块。面向全体工科学生，分知识点模块化进行教学，注重培养学生的数学思维能力、应用能力和知识拓展能力，通过该模块的学习，为工科类本科生后续学习奠定必需的数学基础。基础模块内容有：极限、微分、积分、重积分、曲线曲面积分、微分方程。在教学中把与行业、专业相关的问题作为引例融入到每一知识点中，这样不仅能使学生理解专业知识，同时也使学生认识到数学的重要性和实用性。（2）选修模块。专业选修内容是根据不同行业的特点进行选择。根据自身对数学的需求选取相应的模块，同时也充分体现了数学作为工具在专业中的重要性。数学选修内容的开设可以分院系或专业进行。工程数学（I）：线性代数+空间解析几何，建议线性代数部分分2个层次;工程数学（II）：概率论+数理统计，建议分2个层次，其中统计部分选开;工程数学（III）：级数+复变函数+积分变换，建议分2个层次，积分变换部分专业选开。另外文化素质教育还可以开设数学建模、数学实验和数学文化欣赏。（3）实践环节。参加实践内容的学习对学生的数学基础和专业素质有较高的要求。内容包括数学建模竞赛、创新训练大赛、大学生数学竞赛等活动。一来提高学生对数学的学习兴趣，二来体现了数学在工科各专的应用。

四、教学改进探析

1.教学方法。工程教育中专业特色不可忽略，如果我们在本科数学课堂上能以与专业有关的项目为载体进行日常的数学教学，就可以把专业和数学联系在一起，有了专业依托的数学将不再枯燥乏味，更能吸引学生的学习兴趣，有了数学方法的支撑，教师在专业教学上将更加得心应手。

2.教学手段。数学学科具有抽象性，课堂上教师单纯地讲授不能使学生透彻理解数学概念的来龙去脉，而且这种传统的授课方式与现代教育技术条件下的多媒体教学相比，已经不能吸引学生的注意力。特别是当抽象的数学概念有具体的几何意义或物理实例时，多媒体数学教学课件用整洁的版面、清晰的文字、形象的图片、动听的音频和视频来表达课堂教学的内容。

参考文献：

[1]李春艳.普通工科院校高等数学教学改革现状分析与思考[J].重庆科技学院学报（社会科学版），2011，（23）：159-161.

[2]秦春华，林莉.学生评价与本科教学面临的挑战[J].中国大学教学，2015，（12）：57-59.

[3]黄素珍.工程教育模式下本科数学教学改革研究与探索[J].新校园（上旬），2015，（03）：138.

[4]王沛民.工科课程结构模块的研究[J].清华大学教育研究，1994，（02）：5-11.

[5]郭永发.工科《高等数学》模块教学的设计方案[J].工科数学，2002，（01）：81-83.

Status and Reform of Teaching Analysis to Applied Undergraduate Engineering Mathematics

PENG Feng-fu

（School of Mathematics and Computing Science，Guilin University of Electronic Technology，Guilin，Guangxi 541004，China）

Abstract：Analyze the current teaching status of applied undergraduate engineering mathematics. Contact the current the new characteristics of applied undergraduate，and puts forward the reform trend of engineering mathematics under the new situation and train of thought，its curriculum and some teaching method reform are proposed.

Key words：applied undergraduate;engineering mathematics;teaching reform;curriculum