新工科背景下应用型大学数学类课程教学模式创新思考

蒋磊 吴小霞

摘要大学数学是应用型大学工科专业学生的学科基础课程，它在培养创新型人才的过程中，起着极其重要的作用，新工科背景下，对大学数学教学提出了更高的要求。本文着重从四个方面阐述了大学数学课程模式的改革创新：明确培养目标，引导自主学习；加强文化建设，激发学习兴趣；融入实验环节，夯实教学效果；小组合作促竞争，混合教学添动力，以此达到新形势下人才培养的要求。

关键词 新工科 应用型人才培养 大学数学 教学模式创新

中图分类号：G424文献标识码：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2021.27.041

Innovative Thinking on the Teaching Mode of Mathematics Courses in Applied Universities under the Background of New Engineering

JIANG Lei， WU Xiaoxia

（School of Information Engineering， Wuhan College， Wuhan， Hubei 430212）

AbstractCollege mathematics is a basiccoursefor engineering students in applieduniversities.It plays an extremely importantrole intheprocessofcultivatinginnovativetalents.Underthebackgroundofnewengineering，itputsforward higher requirements for college mathematics teaching. This paper focuses on the reform and innovation of college mathematics curriculum model from four aspects： clarifying the training objectives and guiding autonomous learning； Strengthen cultural construction and stimulate interest in learning； Integrate the experimental links and consolidate the teaching effect； Group cooperation promotes competition， hybrid teaching adds power， so as to meet the requirements of personnel training under the new situation.

Keywordsnew engineering； application-oriented talents； college mathematics； teaching mode innovation

0引言

在数字经济快速发展的今天，各种新技术、新产业、新业态、新模式层出不穷，如何构建创新人才的培养体系，已经成为关乎数字经济可持续发展的关键。正是在这一背景下，“新工科”应运而生，新工科是基于国家战略发展新需求、国际竞争新形势、立德树人新要求而提出的我国工程教育改革方向，以应对变化、塑造未来为建设理念，以继承与创新、交叉与融合、协调与共享为主要途径，培养多元化、创新型的卓越工程人才，为未来提供智力和人才支撑。

在高等教育的课程体系中，大学数学类课程是各院校几乎所有工科专业的必修学科基础课，它为后续专业课程打下坚实基础，其包含的知识技能和计算推理思维更渗透到各个学科交叉领域。尤其在新工科背景下，通过大学数学课程来培养学生科学思维和创新能力，对提高学生的综合素养和培养复合型应用人才具有重要作用。

笔者通过多年应用型大学从教经历，对新工科背景下数学教学存在的问题进行剖析，并给出解决方案，试图构建“增强数学文化素养，提高应用实践能力”为导向提升学生自主学习能力的创新教学模式，并通过多期试点论证，提出一些行之有效的大学数学类课堂及课外教学模式，以期对新工科背景下教育改革发展起抛砖引玉的作用。

1应用型大学数学类课程的教学现状

应用型本科重在“应用”二字，要求以体现时代精神和社会发展要求的人才观、质量观和教育观为先导。但是当前大学数学课程教学现状存在一些弊端，普遍反映在理论性过强，创新性不足。因此，深入探寻目前教学模式存在的问题并提出整改措施是新工科背景下有效改善教学质量，促进应用创新能力培养的核心工作之所在。

1.1教学内容理论化，学生兴趣度不高

目前应用型大学工科专业的大学数学类课程大多是基于概念、定理、计算和基本应用的讲解，教学过程中一般采用的是基于教材和陳旧知识点的概述，对于知识点的来龙去脉缺乏深度挖掘，学科前沿领域拓展有限，尤其是数学文化知识方面的介绍更是淡薄。在这种教学模式下，学生仅以课堂学习书本知识为主，阻碍了学生的创造性思维，理论与实践有效结合的力度不够，很多学生会误认为大学数学在实际生活和高新技术领域没有直观的体现，难免产生枯燥甚至抵触心理。

1.2教学方法单一，课堂效果不佳

大学数学类课程因为内容的相对不变性，传统的讲授式教学方法主要采取灌输式授课，学生在短时间内虽然能获取大量理论知识，但课堂往往以教师为主，缺乏良好互动。如此一来，学生不会主动分析，只能一味被动接受，也造成学生对知识的理解停留在表面，对于重点、难点的理解程度不够，加上学生如果没有做好课后及时复习巩固，很容易遗忘，从而逐渐丧失学习热情，降低学习动力。课堂创新难以实现，理论与应用严重脱节，更对后续专业课的学习埋下重大隐患。

1.3教学模式与互联网结合度不深，创新性不足

在互联网的浪潮下，面对00后的新生代学生，尤其在新冠疫情背景下，在线教学倒逼的教学改革，虽然让教师积极采取慕课相结合的方式创新教学模式，但效果并不显著。究其原因，一是教师对互联网教学平台使用不够熟悉，未能发挥出各种平台工具的最大优势，对于教学模式的创新性缺乏深度挖掘；二是学生学习自控力不足，导致在线视频等资料的学习拖沓，甚至停滞，部分学生还会偷耍小聪明，采取挂机刷课方式敷衍教师布置的自学任务。缺乏自主学习的引导，授课模式的单一化，也使得课堂效率低下，学习效果大打折扣。

2提升大学生自主学习大学数学类课程的探索

在当前我国积极开展“新工科”建设的背景下，大学数学类课程也应当针对培养目标进行改革，以学生为主体，重视数学素质与创新能力的培养，通过问题和情景引导学生思考并激发兴趣，进而使学生掌握分析问题与解决问题的技能，形成“数学文化建设→数模案例教学→分组合作学习→移动慕课辅助”多层次、多模块的创新教学模式。

2.1明确培养目标，引导自主学习

美国著名数学教育家波利亚说过，数学教育的根本目的是教会学生学会思考。在教授数学时，应从学生的实际情况出发，因材施教，让学生真正掌握数学知识并运用到实践中。首先明确培养目标，强调数学实践应用的重要性。从知识层面上，理解大学数学课程的基本理论和概念；能力层面，掌握大学数学类课程重难点的基本分析与计算；从素质层面，具备一定的数学思维和素养，并结合专业领域知识进行拓展，基本掌握常见数学建模统计分析软件，会对实际问题进行分析建模。

其次，在培养目标上强调学习的全面性，拒绝传统应试教育和突击式学习，让学生真正意义上理解数学的实用性，感受数学的美感，从而提升学生学习数学的兴趣，同时减轻灌输式教育的隐形压力。在教学具体实施过程中，切实发挥学生的主观能动性，开展创新学习方法，如通过课前分组合作任务、课堂小组PK赛，个人互动积分等方式，开展案例分析、板演答辩等多种方式主动学习，使理论与实践充分结合，如此将会大大提升学生学习的主动性，增强综合素质。

2.2加强文化建设，激发学习兴趣

我校大学生社团较多，为学生学业之余提供了一个发挥兴趣爱好，展示自我的平台，而数学协会作为我校创办以来的一个年轻社团，由一群热爱数学的学生组成，通过组织社团活动和面向全校学生的数学文化节，对于交流数学学习、激发数学兴趣是一个很好的选择，不但能丰富学生课余时间，对于学生感受数学的魅力，促进综合素质的发展产生导向作用。据数学文化节的专项调查显示，我校学生对本校数学文化节系列活动的整体认可度较高，达到87.4%以上，并认为在一定程度上改变了自己对数学的消极看法。

老师在授课过程中通过大力宣传，鼓励学生加入数学协会，积极参加数学文化节、数学知识竞赛等校园文化活动，不但能开阔视野，体会数学的乐趣，感受到数学应用与生活方方面面紧密结合，同时对于增强团队合作意识也有极大的帮助，这与我校全人发展教育理念也是深度契合的。

2.3融入实验环节，夯实教学效果

数学本身就是抽象的，包含了很多符号和计算推导，单纯讲解理论知识难免让学生觉得枯燥乏味。教师可以在教学中增加数学建模类知识的讲解，并利用数学软件对相关内容进行展示，从简单模型入手，通过适当分配实验教学环节。如讲解微积分中导数与微分的应用章节时，可利用Matlab软件课堂上绘制函数曲线图，从图形上直观地呈现出函数的性态特征，给予学生更形象的展示，从而更好的理解相应概念；讲解线性代数的线性方程组问题，可通过Lingo软件快速计算出结果，弱化基本运算的检查，重在引导学生对背后方法的掌握，拓展运筹规划类问题的思路：讲解概率论及数理统计等课程时，可以结合SPSS、Excel等软件对大量数据进行快速分组汇总，进一步做统计分析及推断。

通过融入课堂实验环节，既加强学生对基本理论的理解，也能提高学生对数学的认知，为进一步自行研究以及解决实际问题提供技术支持。此外，还能创新教学模式，培养学生的数学建模思维，对于一些表现优异的学生进一步推荐其参加全国大学生数学建模竞赛，通过集训比赛充分挖掘潜力，通过高规格竞赛锤炼，不但为学校增添荣誉，同时形成以点带面的效应，为培养更多的复合型人才夯实基础。

2.4小组合作促竞争，混合教学添动力

针对当前教学模式与互联网结合度不深，缺乏创新性的问题，教师应开拓教学理念，学习移动慕课混合式教学方法，善用网上优秀慕课资源，结合互联网教学工具的使用，引导学生进行分组合作式学习，充分发挥学生的主动性，形成以学生为主体，教师主导的课堂模式。

通过移动端平台开设一个互动式课堂，对班级学生实施“组间同质、组内异质”的均衡分组，保证小组内成员有效交流沟通，分享合作学习的知识成果。同时精心设置与课程相关的主题讨论，学生课后自行搜集资料，在小组之间进行及时交流讨论，从而拓宽自己的思维和视野。章节习题课或期中测试也可以采取小组任务式来进行，通过提前发布项目任务，督促各组进行定期交流汇报，学生讲解，教师点评，及时指出优点及不足，组间的相互竞争也能促进学生积极思考，较好地调动学习热情（图1）。

充分利用移动互联网平台结合线下课堂来进行混合式教学，有效传递学习信息，进行交流互动。如分享成熟的精品课程微视频或自己录制的重难点小视频，督促学生利用碎片时间进行预习、复习；开辟线上留言区通过设定教学主题供学生进行自由讨论，回答优秀者可获得加分奖励。通过与互联网相结合的手段，不但能推行混合式教学方法，更能激发学生的兴趣，培养动手实践能力，掌握高效学习的方法，可谓一举多得（图2）。

3结语

新工科背景下，针对大学数学类课程的教学模式改革是一个长期过程，需要全体教育工作者不断探索，革新理念并付诸实践。从小处看，这关系到课堂质量的好坏和学生综合素质的培养；从大方面看，则关系到创新人才培养模式的变革、学生未来就业指向及社会发展。从教学目标上重新审视教学模式，树立以人为本的教育理念，通过构建“增强数学文化素养，提高应用实践能力”为导向，引导学生树立自主学习的意识，持续激发学习兴趣，对于新工科背景下教学方法和课堂模式的改革创新都具有深远意义。

基金項目：2020年度武汉学院校级重点科研项目“基于OBE分组合作多维任务驱动式的学习效度研究”（编号：KYZ202002）

参考文献

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