工程技术人才培养中的高等数学课堂教学改革

刘婵 江伟

【摘要】在工程技术人才培养中，解决问题的能力被看得尤为重要.高等数学是我国本科教育中一门重要的学科，它是学生学习后续专业课程的基础.然而，现行的高等数学教学因其过分强调理论的科学性、严谨性、系统性，授课方式单调等原因，无法引起学生的学习兴趣.本文提出以实际例子为出发点，以社会需求为导向，结合专业，适当调整授课内容，借助多媒体丰富授课方式，借助数学软件解决高等数学中最让学生头疼也最容易出错的计算问题，将授课重心转移到数学思想的理解与实际问题的数学化上来.这样可以减轻了学生的负担，提高学生的学习兴趣，让学生切实感受到高等数学是有用的，易用的.该教学方案的实施旨在教会学生解决实际问题，让高等数学成为无处不在的真正有用的工具，具有实际意义.

【关键词】高等数学；课堂教学改革；数学软件

【中图分类号】G642.0

【文献标识码】A

一、研究背景及现状

1.高等数学在本科教育中的重要地位

高等数学是我国本科教育中一门重要的学科，这是因为一方面其在计算机，物理，经济等专业都有着广泛的应用，为学生提供学习专业课程的基本工具，同时也是许多学科研究生入学考试的必考课程[1].另一方面它能逐步培养学生的抽象思维能力、逻辑推理能力、空间想象能力和自学能力，能综合运用所学知识分析和解决实际问题，对学生数学素质的培养和形成具有重要意义[2].不仅能为学生学习后续课程打下基础，更能为学生日后的持续发展提供源源不断的动力.

2.高等数学课程改革中存在的问题

目前高等数学课程改革取得了不少的成绩，但也存在一些问题，许多高校为了加强实践性教学而不合理地压缩高等数学这门基础学科的教学课时，但主要的内容却没多大变化，导致高等数学课程上课节奏较快，又由于高等数学和初高中数学相比，具有概念性更复杂，理论性更强，表达形式更加抽象和推理更加严谨等特点，导致学生在学习过程中容易遇见困难，进而失去学习的兴趣.许多学生觉得高等数学没有用处，抱着“60分万岁”的态度来学习，只是为了拿到毕业证和学位证，老师尽管强调高等数学对学生后续学习专业课有帮助，但由于对学生专业课程内容也知之甚少，很难说明有什么具体的应用，所以也难以引起学生的重视，种种原因导致高等数学变成了教师难教、学生难学、挂科率高的课程.

3.高等数学教学改革的必要性

近十年来，我国各高校高等数学的教学改革也在如火如荼地进行着，但是实际效果远没有达到预定的期望[1].学生之所以学不好高等数学课，除了自身的一些原因外，还有就是高等数学课程本身内容复杂，教学方法落后单调，授课存在一刀切或者是表面分层次但没有实质区别的现象.兴趣是最好的老师，没有兴趣就不可能学好，因此高等数学的改革是必须的，要想彻底改革高等数学课程首先要从授课内容的改革做起.高等数学改革的最终目标是要让学生感到高等数学是有趣的，有用的，易用的，从而使学生从“学数学”到“用数学”转变，充分发挥数学的实用价值.

4.研究现状、发展趋势分析

对高等数学体系进行改革是当前各大高校都在进行的一项重要工作，近些年来，各院校对高等数学课程的教学改革进行了积极的探索和实践，提出了一些新的教学模式，积累了一些改革的经验.其中，分层次教学和模块化教学是其中比较有代表性的两种改革模式.然而无论是分层次教学还是模块化教学，都不能从根本上解决当前普通工科院校高等数学教学中存在的诸多问题[3].因此，研究和探索普通工科院校高等数学课程教学改革的新的途径，以提高教学水平和工程人才培养的质量，是一项非常紧迫的任务.

二、研究内容

因材施教是高等学校在培养人才时的一贯原则，在对工程技术人才进行培养的时候，应该秉着“社会需要什么样的人才，我们就培育什么样的人才”，培育真正能适应社会的人才.

1.整合课堂教学

以往的灌输式教学，许多学生缺乏学习的积极性，课前不预习，课后不复习，学习效率较差，课堂教学效果不理想.我们提倡将课堂每个45分钟进行分割，前面15分钟老师提出一个跟本节课有关的问题，让学生自己看书思考，中间的15分钟教师对本节课的主要只是进行精讲，最后15分钟学生在老师的提示与讲解下自行解决问题，那么这节课的作业就可以是这个问题的完善.

2.采用多媒体授课与传统授课方式相结合[4]

多媒体授课是大学教学中的常见授课方式，但是部分院校的高等数学课程授课方式还是以传统的板书授课为主（部分使用多媒体上课的老师要求全程使用多媒体），虽然这种传统的授课方式可以锻炼教师的基本功，对于新教师的培养有一定的好处，但是多媒体授课也有它的魅力所在，比如说，通过展示动态变化趋势帮助学生理解极限的定义，浏览图片引入现实生活中的例子再用所学知识解决问题，画出三维立体图形让学生了解空间图形的特点、曲线曲面的交线、投影等，便于学生学习多元函数的积分学.此外，用多媒体课件涵盖的知识量显然比传统方式上课要大的多，因此建议高等数学课程采用多媒体授课与传统授课相结合的方式.

3.以需求为导向，调整授课内容[5]

高等数学传统教学主要以概念的讲解，定理的证明，以及计算为主，而这些在学习专业知识以及走上工作岗位之后根本用不到，工作之后没有人会拿一道积分题让人算，也没有人会要你证明某一个定理，因此我们应该注重数学的实用性，以社会需求为向导，以教会学生用数学为目.实际工作中，人们遇到的是实实在在的问题，数学概念都是从实例中引入的，如何将实际问题转化为数学问题才是每个人应该掌握的重要技能，这也是为什么近年来数学建模竞赛这门受热捧的原因，因为它实际，因为它有用，我们要让数学课也变成这种真正有用的课程.

4.采用计算机教学与课堂教学相结合

数学软件Matlab和Mathematics都可以用来求解高等数学中的计算问题[6]，因此建议在学习高等数学的同时，用一部分学时来学习数学软件，而在平时的教学过程中弱化计算，让软件代替繁琐的计算过程，将高等数学的学习重心放到如何将实际问题转化为数学问题上来.将计算交给计算机，既能让学生多掌握一种计算机语言，又能减轻学生对数学的心理排斥情绪，为学生开阔学习思路等.

5.考核形式多元化[7]

教学内容与方法进行了改革，考核方式就有必要进行调整，可采取开闭卷相结合的方式，也可以采取机考和笔试相结合的方式.可以像数学建模一样，让学生解决一个实际问题，内容上可以涉及学过的知识，也可以是未学过的知识、其目的在于培养学生独立分析问题与解决问题的能力以及综合运用知识包括计算机和写作的能力，真正把素质教育落实到高等数学教学中去.

三、研究意义

将实际问题作为研究对象，使学生不再对高等数学的实用性产生质疑，真正体会到数学是有用的；

用有趣易懂的实例来讲解抽象的数学概念，使学生在学习过程中能用一种轻松地心态去体会数学趣味与美，不再雾里看花.

将如何把实际问题转换为数学问题作为学习的重点，可以使学生在遇到实际问题时能轻松入手；将数学软件融入日常教學可以使数学形象化；教会学生用数学软件辅助学习简化复杂的计算，可以使学生在最短的时间内掌握最多最有用的数学知识，真正实现“用数学”而非单纯的“学数学”.

相信这样的高等数学课不仅可以提高数学的趣味性，降低数学的复杂性，也可以让学生了解数学的有用性使学生印象深刻并且受益匪浅.

【参考文献】

[1]梁瑞喜.高等数学教学改革探讨[J].数学理论与应用，2011，2（31）.

[2]段玉林.比较分析法在高等数学课教学中的运用[J].高等数学研究，2013（01）.

[3]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）.

[4]丁虹，王吟，李美蓉.关于对高等数学教学改革的若干思考[J].合肥师范学院学报，2010，28（6）：10-12.

[5]夏程洋.我眼中的高等数学课程改革[J].价值工程，2011（18）：252.

[6]张步英，马静宇，张宏卫，王艳娟.浅谈高等数学教学方法改革[J].科教纵横，2012（07）：106.

[7]张康明，肖为胜.高等数学考试改革的探讨[J].考试周刊，2011（61）：1-2.