应用型本科院校专业面向产业背景下数学类课程的转型改革

张庚 陈剑军

【摘要】对于应用型本科院校，在专业面向产业的背景下，要培养具有创新能力的学生，传统的数学类课程的教育教学已经不能满足需求.数学类课程的教育教学应该与专业面向产业的背景相匹配，数学类课程面临着调整或转型.

【关键词】应用型本科院校;创新人才;教学改革;数学素养

【基金项目】广东科技学院院级质量工程项目《全国大学生数学建模竞赛培训模式探究-以广东科技学院为例》，主持人：张庚.项目编号：CQ2017020.

一、前 言

应用型本科院校是指办学定位为应用型，以应用型本科教育为主的本科院校.应用型本科教育对于满足我国经济社会发展所需求的高层次应用型人才和推进中国高等教育大众化进程都能起到积极的促进作用.

大学课程学习最重要的并不是知识本身，而是通过知识的学习获取一种自学的能力.从国内外的很多教育教学实践可以充分证明：在创新型人才培养中，数学教育，特别是大学数学教育，具有其他学科不可替代的重要作用.

学生学习数学类课程的过程就是面对实际问题的数学化问题，通过研究例子，形成基础理论及应用理论去解决问题的创新过程;学生利用相关数学知识和思想方法解决实际问题的过程就是“自我创新”过程，因此良好的数学素养是创新型人才必备素养.

二、国内应用型本科高校数学类课程教学中存在的主要问题

依据国内诸多研究报告，综合分析可知，数学类课程教学存在的主要问题是：

（1）我国大学数学类课程教材普遍存在重理论轻应用、重推理轻计算、重技能轻创新、偏重数学的严密性和逻辑体系的演绎性、缺乏各门学科所应用的现代数学知识等问题[1].

（2）教学要求较统一，缺少层次性;教学模式单一，缺乏多样性.

（3）教学方法单一，教学手段落后，考试内容和方式陈旧，不利于学生能力的培养.

（4）数学各部分独立设课，缺乏应有的相互联系和渗透.

（5）教学思想上偏重知识传授，过分追求运算技巧，对素质和能力的培养不够重视.

（6）实践教学环节薄弱，理论知识学得多，实际应用得少，数学实验和数学建模是应用型本科院校高等数学教学中最薄弱的环节.

（7）在教学过程中，缺乏与学生后續专业基础课和专业课的联系，教师只能就数学而讲数学，不能从专业的角度自然地引出数学问题并进行讲授.

（8）在教学过程中，极少有教师较为系统地在课堂中贯穿创新能力以及与产业岗位需求相适应的创造力的培养.

“培养高层次应用型专门人才”是应用型本科院校的培养目标，但现有的教学模式和体系却无法满足这一要求.为符合当下高等教育改革的新形势，满足社会发展过程中对应用型人才的需求，应用型本科院校数学类课程教学改革顺势、顺时，势在必行.

三、国内高等数学教学改革的研究与实践

1994年，在原国家教委的领导下，工科数学课程教学指导委员会提出了“关于工科数学系列课程教学改革的建议”初稿.

1995年，原国家教委设立了“面向21世纪高等工程教育‘九五重大教学改革研究课题”.由清华大学主持、14所院校参加的“理科非数学类专业高等数学教学内容和课程体系的改革研究”的“九五”重大课题的研究，在这一时期我国非数学专业类的大学数学课程改革中发挥了核心作用[2].

为了适应大众化教育和创新型优秀人才培养的需要，国家教委于2003～2005年对原工科数学课程教学基本要求做了修订.在“修改稿”的指导下，国内许多大学致力工科数学课程体系和教学内容的改革工作，提出了数学素质教育是大学数学教育的灵魂的观点[3].

不难看出，对于应用型本科院校，在专业面向产业的背景下，要培养具有创新能力的学生，传统的数学类课程的教育教学已经不能满足需求.数学类课程的教育教学必须要结合院校应用型的特点，结合专业与产业相衔接.数学类课程的教育教学应该与专业面向产业的背景相匹配，数学类课程面临着调整或转型：数学类课程的任务、目标应该向应用、产业实际问题延伸.

四、具体改革内容

应用型本科院校与其他类型本科院校相比，生源实情和培养目标决定了应用型本科院校必须走差异化发展的道路.专业面向产业的大方向是应用型本科院校适应实际需求的必然，是应用型本科发展的主流趋势，也是应用型本科打造办学特色的有效途径.

作为应用型本科，而且专业要面向产业，这势必需要毕业生具有一定的应用能力及创新能力，尤其是与产业对接的知识应用能力、技能等，更重要的是能与产业乃至岗位对应的创新能力.

在专业面向产业的背景下，作为基础课程的数学类课程也同样面临着转向或转型的问题，其承担的任务也会发生相应的改变，其教学理念也需要进行适应性的改变，需要分担培养学生相应的应用能力及创新能力之重任.

为此，确定如下的具体改革内容：

（一）改革教学理念

根据专业面向产业的重大变化，改革数学类课程教学的理念：传统教学中，数学类课程的教学重在教会学生一些计算和规则，或一些公式和原理;进步一些的是在传授知识的同时，培养学生的计算能力、空间想象能力、逻辑思维能力等数学能力;而这与实际工作所需的能力尚有一段距离，这段距离需要毕业生通过学习与思考来弥补.然而，与研究性、教学研究等类型的大学相比，应用型本科的学生自身知识迁移能力欠佳，所以，学生毕业后在岗位上遇到实际问题时课堂知识难以马上自主迁移.

专业面向产业就是希望毕业生能快速突破这个瓶颈.如此一来，就能够促进高校教学理念的改革.作为基础课程，数学类课程也面临同样的问题：如何在传授知识、培养能力的同时，将这些过程与产业或岗位的需求相结合;或者说，要结合产业岗位的需要，在传授给学生知识、培养数学能力的同时，还需要培养学生分析、解决产业或者岗位实际问题的能力.如此，势必涉及数学知识、能力如何与产业、岗位衔接的问题.这些都是以往的数学教学不曾着重、系统考虑的问题.由此可见，数学类课程教学理念的改革势在必行.

（二）调整课程任务及目标

改革数学类课程的教学理念，并不等同于将学生在产业或者岗位中所需要的知识与技能尽数授予，而是要在数学类课程的教学中，授予学生与专业、产业相应的学习、模仿、创新等能力.因此，在确定专业面向产业后，要结合专业培养目标以及专业面向产业所需的创新能力，调整数学类课程在培养学生应用、创新能力中的具体任务，确定数学类课程目标.简言之，非“授之以鱼”，而是“授之以渔”，且是“产业所需之渔”.

（三）改革教学内容

在明确具体任务和课程目标的基础上，在基本不改变现有数学类课程知识框架、体系的基础上，改革数学类课程的教学内容，突出数学知识与专业、产业乃至岗位的实际问题的联系，注重数学教学中培养学生的知识迁移能力及创新思维.教学内容改革的突出体现就在于：要将数学知识延伸到产业中去.

（四）数学知识延伸到产业

基于应用型本科的生源等实际学情，要将数学知识延伸到产业之中，就必须修改现有教材中的概念、用例——为适应学情而编写数学概念、用例的通俗读本;为面向产业，将数学的问题延伸到专业上的应用、产业中相应岗位的实际问题，并编写成案例.

编写的理由在于：数学类课程中的许多概念、性质和定理等都是从客观事物的某种数量关系或空间形式中抽象出来的数学模型.在教学中，从它们的实际原型和学生熟悉的例子自然而然地引出，可使学生容易理解、接受;同时，选择与专业应用、产业实际相适应的教学用例，对学生以后应对岗位实际情景也是十分有益的.

（五）培养应用能力及团队精神

动手能力以及团队精神，理应是应用型本科学生的优势.为培养、强化学生的动手能力及团队协作精神，应编写数学实验教材，制作利用计算机软件计算的教学课件，设计以团队合作为主要完成方式的实验作业练习册.

（六）实验、总结

在上述工作的基础上，进行教学改革的实践.对实践教学进行多方位的信息采集及研究，总结出成功的经验.

五、具體改革目标

根据应用型本科的实情、专业面向产业的大方向，进一步深入、系统地研究和明确与专业面向转型相匹配的数学类课程目标，在此基础上，制定相应的数学课程标准，确定与此相适应的数学类课程的教学内容，形成初步实验教材、组织实验教学，探索教学改革实践经验.具体如下：

根据专业面向产业、岗位的重大变化，进一步详细深入地研究数学类课程教学理念转型所需要面临的困难、需要完成的任务，确立新的教学理念.

研究应用型本科院校开设数学类课程的各专业面向哪些产业、岗位;研究这些岗位对年轻员工（学生）的应用能力和创新能力的主要需求.

在进一步深入掌握应用能力、创新能力内涵的基础上，明确其构成的要素（如团队协作素养，独立考虑问题的辩证性、系统性及层次性，知识迁移能力，将实际问题抽象为数学模型的能力，数学知识的应用能力等等）;确立数学类课程培养学生应用、创新能力的目标，明确数学类课程在培养学生应用、创新能力中的具体任务;研究数学类课程如何在教学中培养学生的这些能力要素.

结合这些能力要素，确定数学类课程中需要哪些配套的教学内容;研究如何将这些内容从知识点、计算技能出发，与专业或者生活中的实际问题联系起来，直至延伸到与产业中具体岗位的实际操作或技术疑难问题联系起来;研究在这些内容的教学中如何培养学生在应对这些实际情景时的上述能力要素.

为了突出应用数学的能力，需要将现有教材中的概念、用例进行修改：力求概念与实际相联系、抽象概念生活化（如将数学中函数的连续性、曲线的光滑性、二阶导数的意义、曲率、摆线、阿基米德螺线等概念生活化等）;修改（或新编）教学内容的用例，使之更加贴近实际，使之模型化——将数学的问题延伸到专业上的应用、产业中相应岗位的实际问题.编写数学概念、用例的通俗读本.读本的作用类似于过江大桥两端的引桥：一侧引导学生从平地走上高等数学的“大桥”，另一侧引导学生将数学应用于实际问题.

培养学生的动手能力及团队协作精神：突出培养学生利用计算机软件解决实际问题尤其是计算问题的能力，以及团队的合作精神.为此，首先要研究并确定数学类课程中要求学生掌握的、建议使用计算机软件进行计算的教学内容，编写成数学实验教材，制作利用计算机软件计算的教学课件，为学生设计以团队合作为主要完成方式的实验作业练习手册.

六、结束语

本文的特色在于结合应用型本科的实际，突出研究数学类课程如何与专业、应用相结合;结合应用型本科院校专业面向产业的趋势，着重研究数学类课程如何延伸到产业、与岗位接轨;着重研究数学类课程如何根据产业需要培养学生的创新能力与思维;提出了数学类课程转型的概念，旨在较为系统地建立从数学知识、能力到达产业、岗位的应用的通道，并分担为产业岗位需求培养相应创新能力的重任.

【参考文献】

[1]余达锦，杨淑玲.创新创业教育背景下高等数学教学方法研究[J].江西财经大学学报，2013（4）：122-129.

[2]马知恩.工科高等数学课程教学改革五十年[J].中国大学教学，2008（2）：11-16.

[3]李岚.高等数学教学改革研究进展[J].大学数学，2007（2）：74-76.