论高等数学与专业需要结合的必要性及应对措施

2017-03-29李海霞聂东明马艳丽

赤峰学院学报·自然科学版 2017年19期

关键词：应用型数学知识教学方式

李海霞，聂东明，马艳丽

（安徽新华学院通识教育部，安徽合肥 230008）

论高等数学与专业需要结合的必要性及应对措施

李海霞，聂东明，马艳丽

（安徽新华学院通识教育部，安徽合肥 230008）

结合应用型本科院校人才培养目标，剖析了高等数学教学与专业需要脱节的现状及原因，探讨了高等数学紧贴专业需要的必要性；针对存在的问题，以高等数学教学服务于专业需要为主线，从教师和学生、教学内容和体系、教学方式方法、教材、教学评价等方面，探讨高等数学与专业需要相结合的策略和方法.

高等数学；专业；教学内容和体系；教材；方法

伴随着经济社会的发展和高等教育大众化的不断推进，我国涌现出一大批应用型本科高校.应用型本科高校在培养应用型人才的过程中，对很多课程都提出了新的要求，高等数学作为一门重要的基础课，一方面是理工类各专业基础课和专业课必不可少的基础工具,为学生学习后继课程和解决实际问题提供不可少的数学基础知识及数学方法;另一方面,通过各个教学环节培养学生具有比较成熟的运算能力和自学能力、综合运用所学知识去分析和解决问题的能力.既然为后续专业课的工具，那么就要求高等数学的教学要围绕并立足于专业需要，在高数课程教学中渗透专业思想，强化运用数学知识解决实际问题的能力，为后续的专业课提供有益的支撑.但高等数学教学受传统教育的影响，教学多注重于高等数学本身理论知识的讲解，不注意高数和专业知识的衔接，忽视专业差异和专业需要，忽略学生应用数学的能力，不能将高数和专业很好的融合，造成高等数学和专业需要脱离的现象，当然也背离了应用型本科高校的人才培养目标.

本文首先剖析了高等数学教学与专业需要脱节的原因，探讨了高等数学紧贴专业需要的必要性；针对存在的问题，结合其他研究者的经验，以高等数学教学服务于专业需要为主线，从教师和学生、教学内容和体系、教学方式方法、教材、教学评价等方面，探讨高等数学与专业需要相结合的策略和方法，使高等数学有效的为专业课程和专业需要服务，提高学生运用数学知识解决专业问题和实际问题的能力，实现从传统的学数学到用数学的转变，使高等数学教学适应应用型背景下人才的培养要求.

1 高等数学与专业需要脱离的现状及原因

1.1 学生方面

（1）数学基础相对薄弱,学习积极性不高.

（2）学习缺乏兴趣,感觉高等数学枯燥、抽象、难学.

（3）意识不到数学对其专业及未来的发展有什么帮助,遇到专业实际问题时，不能从问题中抽象出数学问题或数学模型，欠缺分析和解决实际问题的能力.

1.2 教师方面

（1）没有脱离传统的教学模式，从数学的角度，更多注重数学自身体系的完整性，主要讲授理论知识，过多强调知识理论的严密性、计算方法与技巧，忽视或忽略数学知识的实际应用.

（2）知识结构单一，数学老师对于专业需要的数学知识不了解或了解不多，所以授课过程中，与专业相关的例子很少，没有体现出数学在专业课中的工具性，使学生意识不到数学在后续课程学习的重要性.

（3）数学教学与数学建模活动的开展与推进存在不小的差距，对学生利用数学解决实际问题能力的培养不到位.

（4）教学方式方法单一，以讲授为主，不能有效调动学生学习的积极性.

1.3 教学内容和体系方面

（1）内容和体系设置陈旧，仍然强调高数内容的理论性、严密性、逻辑性和系统性，以书本内容为主,讲授理论知识,从概念定义到定理证明，继而例题习题.虽然有学校进行了改进，但力度并不大，总体来说不能从根本改观，不能很好地与专业相结合,与学生的专业学习存在脱节.

（2）数学实验、数学建模等数学实践活动普及率低，课堂教学较少涉及.

1.4 教材方面

（1）固守学科体系的理论性、系统性、完整性与逻辑性，注重数学知识本身及解题技巧的编写，忽视或忽略专业特点和需要，缺乏针对性和应用性.

（2）教材内容陈旧和枯燥，不能调动学生的学习兴趣.

（3）不重视现代教育技术的介绍，培养学生应用能力和实践能力的例子较少.

（4）牵涉到应用问题的选材脱离实际生活和实践，过于陈旧和简单.

1.5 教学方式方法方面

（1）教学方式方式总体上仍然以讲授为主，“教师讲、学生听”，忽视学生的主体性作用,缺乏对学生的积极引导和启迪，不利于学生创新能力的培养.

（2）以讲授数学知识本身内容为主，重视教学严密性和系统性，甚至把高等数学简单的理解为学生会做题即可，较少讲授与专业相关的例子或数学模型，针对不同专业，只是将数学内容进行简单的删减.

（3）现代信息技术手段用的较少或仅流于形式，本质上没有发挥到多媒体的优势，只是将原来的黑板板书切换成了幻灯片，依然是教师“讲”，学生“听”这种被动的教学方式.

1.6 教学评价方面

评价方式和模式没有太大突破，多数高校主要还是采用平时成绩+期末卷面成绩，虽然改变了传统的期末考试为一锤定音的考核方式，增加了学习过程的考核，能从一定程度上反应学生的总体学习情况，但由于高等数学教学内容和体系、教师的教学方式和方法、试卷试题等方面都是以高等数学自身理论知识为主，与专业知识和专业需要存在脱节的问题，高等数学成绩并不能真正反应学生的专业素养和应用数学知识解决专业问题和实际问题的能力有多高，充其量反应学生本学期高等数学内容和一些定理性质及计算方法和技巧掌握的情况.

2 高等数学与专业结合的必要性

在高等数学教学中加强数学应用实践教学,帮助学生理解现实生活中、专业学习中的数学问题,形成解决这些问题的意识,提高解决这些问题的能力,是时代发展的需要,是培养应用型人才的需要,从一定意义上来说,也是就业的需要.2000年7月国际数学教育委员会在日本主持召了第九届国际数学教育大会(ICME-9),关于数学教育理念,可以概括为三句话:人人需要数学；人人都应学有用的数学;不同的人应当学不同的数学,从而对数学的认识从工具的、技术的层面上提高到文化的层面上.所以，高等数学的教学要围绕并立足于专业需要，在高数课程教学中渗透专业思想，为后续的专业课提供有益的支撑，强化运用数学知识解决实际问题的能力，培养应用型、复合型高素质人才.

3 高等数学与专业需要相结合的策略和方法

3.1 结合专业需要优化教学内容和体系

围绕应用型人才培养目标,优化教学内容和体系，改变重理论、重证明及计算技巧、教学内容脱节于实际应用的问题,突出教学内容的应用性；打破高数课程自身体系的完整性，根据不同专业设置不同的数学模块，加强与专业知识之间的关联度，加大数学在专业课程中的渗透；增加数学模型和数学软件内容的学习（可采用小学期培训的方式）.

教学内容方面，内容的选取体现不同专业自身的专业需求，突出数学的应用性与相关专业的原理、方法，在教学内容模块设计上可考虑分为基础模块、专业（或选修）模块.注重基础模块内容，同时注意突出专业模块的专业性、特色性.具体如下:基础模块内容涵盖函数、极限、一元二元函数微分与积分学；专业模块部分主要是相关知识点与专业知识的结合部分，有所选择的进行讲解，主要是常微分方程、三重积分、曲线积分与曲面积分和无穷级数.如：土木专业，利用积分求平面或曲面面积，求立体体积、质量、转动惯量、质心、做功、压力等要重点讲解，而级数部分可以作为了解内容或选修内容；电子各专业级数部分的傅里叶级数要重点讲解，尤其是在电子专业方面的应用进行引申，为后续专业的学习奠定一定的基础；经管专业，加强微分积分在经济学上的应用，如求极值、最值等内容，而三重积分、曲线积分与曲面积分、级数部分，该专业了解或选学；信息专业也要有所侧重.

3.2 为教材的编写做准备

通过听取专业课教师及学生的意见或建议，及教学活动实践，编写或出版具有时代性、应用性、与专业的融合性的高数讲义或教材，同时积极开发完善网络课件，建成由文字教材、网络课件、试题库、系列参考书和辅助教材等构成的立体化教材.

3.3 深化教学方式方法改革

（1）转变教学理念，改变教学方式，采用多种教学方式，发挥学生的主体性作用，改变“教师讲、学生听”的传统方式，增强学生思维能力的训练和培养.

（2）案例教学.教学注意加强概念、方法的实际应用上，采用具有应用意义、与专业知识相关的案例进行教学.以专业中的实际问题为背景，导入数学概念和思想，将形成的概念、方法应用到专业实际问题中，并通过合适的案例介绍数学知识的应用，同时注意加强与实际应用联系较多的方法、技能的训练，弱化计算的复杂性与技巧性，使学生在学习中清楚数学在专业的作用，提高学习的进行兴趣.所以，要求教师在备课时，根据不同的教学内容，进行精心的教学设计，以与专业相关的案例恰当导入，使学生对数学知识有一个立体、深入的体验.在教学中，注意尽量避免纯理论授课，注意各部分的衔接与联系，相关知识与专业知识的联系与应用，让学生能感受到数学来源于生活，运用于生活，生活中处处蕴含着数学，感受数学的美.

（3）增加数学模型的学习与讲解.根据不同专业，教学过程中安排一些与专业相关的数学建模问题，让学生通过分组讨论、查阅资料、合作探究，建立恰当的数学模型，利用数学软件给出出解决方案.在此过程中，不但培养了学生运用数学知识解决专业问题的能力，而且更重要的是培养了学生解决实际问题的能力.

（4）合理有效的利用现代化教学手段.涉及到一些与专业相关的案例时，借助多媒体，将一些问题形象生动的展现出来显示，易于学生接受和提高学习兴趣.

3.4 改善教师的知识结构和能力结构，向“双师型”教师队伍迈进

通过加强与专业课程教师的联系和交流，深入了解专业课程和数学的关联情况等方式，课程组相应教师相对固定于相应专业，与专业课教师组成的联合教研室，加强与专业课教师的沟通与交流，使相应的教师有更多的时间和精力去研究该专业需要哪些数学知识、如何运用数学知识解决专业问题，使高数教师既能胜任高等数学理论知识的教学，更能将教学与专业知识及需要有机结合起来，在课程教学中强化实践和应用，推进应用型人才培养目标的实现.

〔1〕孔繁亮，洪港高，等.对民办高校(应用型本科院校)数学课程教学内容、体系改革的实践与研究[J].中国校外教育，2011(12):257.

〔2〕曾玖红.高校高等数学教学培养学生数学应用能力的研究和实践[D].湖南师范大学，2012.

〔3〕周丽.略论数学建模教育与高校数学教学方式改革[J].南昌教育学院学报，2011,26(3):83-85.

〔4〕赵凌.从数学建模活动谈高校数学教学改革[J].成都大学学报，2011,4(20）：61-63.

〔5〕肖小峰.高等数学教学改革与质量提升的途径研究[J].教育教学论坛，2014（1）：33-34.

〔6〕朱福国.基于应用型人才培养的大学数学课程教学改革[J].河西学院报.2013,29(2)：110-115.

〔7〕董毅，周之虎.基于应用型人才培养视角的高等数学课程改革优化研究[J].中国大学数学，2010（8）：54-56.

〔8〕许建强,乐经良,胡良剑.国内数学实验课开设现状的调查分析[J].大学数学,2010(4)：1-3.

〔9〕彭荣.新建本科高校教学改革的探索与实践[J].牡丹江大学学报.2012,21(12)：148-150.

〔10〕金文琼.基于“翻转课堂”的文科高等数学教学设计研究[D].陕西师范大学，2015.

O13

1673-260X（2017）10-0018-03