基于应用型人才培养的“高等数学”课堂教学改革研究

2021-10-27程薇薇

通化师范学院学报 2021年10期

程薇薇，王莹

“高等数学”作为一门基础性学科，在高等教育中起着非常重要的作用，然而随着时代的不断发展，社会对“高等数学”教学提出了新的要求，当今的企业对于学生实践能力的要求越来越高，这就要求“高等数学”教学模式也要进行相应改变，强化学生数学实际应用能力的培养.数学本身就是一门抽象的理论性学科，所以在进行教学改革的时候一定要对数学学科进行深入挖掘，找到该学科的实践应用功能，并且通过一系列具体措施有效提升学生的实践应用能力.

1 推动“高等数学”教学改革的必要性

1.1 教育普及化的要求

基于应用型人才培养推动“高等数学”教学的改革，首先是教育普及化发展的要求.在进入新时代之后，我国的经济发展越来越迅速，高等教育已经逐渐实现了普及，所以当今社会人们的竞争压力越来越大.但是反观高校的数学教学，学生的数学整体水平却越来越低，而且学生的数学应用能力十分缺乏，根本无法适应当前市场的发展需求［1］.为此，“高等数学”应该积极进行改革，适应教育普及化的发展要求，从根本上提升“高等数学”的教学质量，提高学生的实践应用能力.

1.2 素质教育观的要求

基于应用型人才培养推动我国“高等数学”教育改革也是素质教育的要求.在传统教育体制中，衡量一个学生好坏的唯一标准便是学生的成绩，学生成绩体现了学生掌握理论知识的程度.很显然这种衡量标准在当今社会已经行不通了，掌握理论知识的同时又具备实践应用能力的人才才是当今社会需要的高素质人才.因此当今“高等数学”的教学应当把重点放在人才应用能力的培养上.

1.3 应用型人才培养定位的要求

应用型人才培养已经成为当今教育的一个主流趋势，在应用型人才培养中要充分体现出应用和实践的原则，强调学生应用能力的提升.从“高等数学”教学来看，培养应用型人才需要做到以下几方面：改变理论与实践学时的比例；增加实践环节的教学，培养学生的数学思维；重视数学技能教育；注重人文素养教育；增加数学实验课程；提供选修课，因材施教.做到这些内容且找准应用型人才培养的定位才是“高等数学”教学改革的核心［2］.

1.4 “高等数学”课程发展建设的要求

“高等数学”课程是本科院校理工类、管理类各专业不可缺少的一门重要的公共基础课，为学生后续专业基础课和专业课的学习提供了方法和工具，而且对于学生的能力培养起到了至关重要的作用.对于应用型本科院校来说，“高等数学”课程作为基础学科能够为培养应用型人才打下良好的基础，为学生的后续学习增添后劲，这就使得应用型本科院校中“高等数学”课程的有效性建设迫在眉睫.结合应用型本科教育的特点和“卓越工程师教育培养计划”的培养目标，以“重视数学理论知识，突出数学的应用性”为基本思想，以工程任务内容为切入点，培养学生分析问题和解决问题的能力，将学生的创新能力的培养放在数学教学的首位.因此，有必要对传统的教学模式和方法进行改革，提高“高等数学”课程的有效性，以适应素质教育和培养学生综合能力的需要.

在新的形势和要求下，如何充分发挥高等数学特色，改善数学教学质量，提高学生数学意识和应用能力？探讨提高“高等数学”课程有效性就显得尤为重要.提高课程有效性的重点在于“高等数学”课程教学改革.此课题针对当前“高等数学”教学过程中存在的“课堂效率低、理论与实践脱节”等实际问题进行研究和实践，希望通过对“高等数学”课程进行教学改革，可以提高课程有效性，培养学生逻辑思维能力和科学处理问题的能力，为学生后续的发展打下基础.因此我们深入到各系进行了调研，通过调查结果可以看出，“高等数学”课程既要体现数学知识的基础性、工具性地位，使学生具有扎实的数学基础，培养学生较强的应用能力、可持续发展的能力；也要为专业服务，充分利用数学的工具性作用，为后续课程的学习做好铺垫.

2 “高等数学”课程存在问题

对应用型人才需求的增加，使得各专业对“高等数学”课程应用性的要求有所提升，急需对“高等数学”课程的教学现状进行改革，提高“高等数学”课程的有效性.但是由于数学课程课时减少，加剧了课程内容多与课时少之间的矛盾，使得教师为了追赶教学进度，对课程中某些重点内容及难点内容难以展开，影响了教学质量和效果.其次，教师在教学中不能因材施教，而是采取教师为主的教学形式，同时在教学中也缺少与学生的互动与交流，缺乏师生之间应有的信息反馈，忽略了学生的差异性使得教学过程中学生基本处于消极接受状态，很少参与教学过程.最后，教师在教学过程中没有将数学知识串联起来，形成知识网络，也没有将所学知识与专业相联系，使学生感觉数学相对抽象并难以接受，因此产生畏惧心理.由于“高等数学”教学过程缺乏应用性，使学生的数学应用意识和应用能力得不到训练及培养，使得学生不会以数学为工具去解决本专业涉及的实际问题，不具备应用能力和创新意识.具体问题如下：①教学理念不够先进；②教材内容过于陈旧；③教学方式过于单一；④教学主体无法凸显；⑤学生学习兴趣不高.

3 “高等数学”课程问题的产生原因

3.1 教学理念不够先进

当前大多数高校在进行数学教学的过程中仍然秉承着比较传统的教学理念，最为直观的表现便是过度传授“高等数学”的理论知识，并且非常重视数学基本知识的训练.这样的教学理念表面上看来合情合理，实质上却忽略了学生素质教育和实践能力的培养，无法适应当今“高等数学”教学的根本需求［3］.“高等数学”教学理念过于传统，无法与时代接轨，导致培养出的数学人才应用能力不足.因此，“高等数学”应当积极进行教学理念的创新发展.

3.2 教材内容过于陈旧

值得注意的是，虽然有一些高校认识到了素质教育以及培养应用型数学人才的重要性，并且在教学开展的过程中积极进行了改革，但是因为其数学课程的教学内容过于陈旧，没有及时进行更新，导致最终的改革效果并不明显.而且在现实中，很多高校长期以来一直使用同样的教材，没有根据时代的发展对教材内容进行及时更新，而社会是不断发展变化的，教材内容不更新致使很多知识内容无法与现实进行联系，从而导致教学效果不佳.

3.3 教学方式过于单一

应用型数学人才的培养是以学生的能力和需求为根本进行教学的，但从当前我国高校的数学教学中可以发现，高数教师的课堂教学手段千篇一律，教师讲学生听的现象仍然非常普遍，因此在这一情况下，学生的实际应用能力无法得到显著提升［4］.长期使用满堂灌的教学方式来进行教学不仅无法将课本中的知识点进行深入挖掘，甚至还会消磨掉学生的学习热情.由此可见，“高等数学”中单一的教学方式也是阻碍现实应用型数学人才培养的一个关键因素.

3.4 教学主体无法凸显

在进入新时代之后，我国教育行业发生了巨变.社会的不断发展促使教育理念不断更新，师生之间的地位逐渐发生了转变，学生从被动学习的客体逐渐成为课堂学习的主体，而教师则从课堂的主体转变为学习的辅助者和引导者.然而这种师生角色的转换并没有得到普及，很多高校教师在教学过程中没有将学生放在主体地位，没有从学生的角度出发进行教学，因而无法有针对性地提升学生的创新能力.

3.5 学生学习兴趣不高

由于近几年高等院校扩招，高校学生普遍存在数学基础差及应用能力弱现象，以致于他们对知识的接受能力也相对较差，对数学的学习兴趣相对较弱.笔者对18级的学生进行了问卷调查，通过调查发现，18级学生中，入校高考数学成绩及格率为12.50%，高考数学的平均分各班级都在及格线以下，而且各班级数学成绩的分差较大，有个别班级分差大于80分，这说明各班大部分的学生数学基础薄弱，多数同学对学习数学没有兴趣甚至讨厌数学.针对这样的状况，如果不进行“高等数学”课程教学模式的改革，很难使学生学到本专业应掌握的“高等数学”知识，更何况知识的应用.难以实现应用型本科院校对人才培养的目标要求.

本次针对数学学习兴趣进行调查.采用“高校学生数学学习策略调查表”和“高校学生数学学习状况调查表”问卷进行调查.调查分三次进行，共发出280份问卷，收回有效问卷269份.调查结果如表1所示.

表1 高校学生数学学习状况调查结果

从表1可以看出，本校学生对数学学习明显厌倦，积极性不高.在第二个选题的选择中，有32位学生选择了“厌倦萎靡”，占比11.89%；在第一个选题的选择中，有128位学生选择了“没有学习兴趣”，占比47.58%；根据分析可知，学生对数学学习的消极情绪之高，远远超出笔者的估计.

学生对数学学习的负面评价，大都是以数学学习兴趣低下为出发点的，可以总结为：“因为没有兴趣，所以……”.通过分析为什么对数学学习没有兴趣的原因，多数院校得出应用型本科学院是否还需要数学教育的争论是有一定原因的.

通过调查可以看到，学生数学学习兴趣、数学学习价值是数学教育应该研究的突出问题.

4 应用型人才培养下“高等数学”课堂教学改革的有效措施

4.1 积极创新数学教育理念

为了培养应用型数学人才，高校应该从思想层面进行改革，积极创新数学教育理念.首先，高校要改变教学思维，将单纯的知识点讲解转变为学生数学能力和数学思维的培养，转变过度重视基础内容教学的现状.其次，本课程始终本着以学生为中心的教学理念，使学生能够成为课堂的主人，更好地参与课堂活动.调动学生的学习兴趣.最后，要重视实践教学的重要性.当今的“高等数学”教学不是单纯地进行理论知识的教授，也不是单一地对高数范围知识的讲解，它是一门集理论与实践、集数学与其他学科为一体的综合性学科，因此只有不断地实践才能有效提升学生的应用能力［5］.

4.2 创新教学模式

为了适应社会发展的需求，积极推动“高等数学”教学改革，有效提升“高等数学”的教学质量，高校要将数学教学与当今社会的实际情况进行深度结合，积极进行教学内容更新，补充数学领域的前沿知识与应用性广泛的课外数学知识.另外，高校最好具备自己编制高等数学教材的能力，这样就可以根据学校自身的特点以及重点专业进行教材编写，这样就可以有针对性地开展数学教学活动，提升学生的实践应用能力.具体实施方法如下：

（1）整合教学内容：根据各专业特点对本课程知识进行框架重组，将本课程章节重组为六个模型，每个模型中含有若干专业案例，使所授知识契合服务专业，形成以专业为依托，构建“教、学、做”一体化的“高等数学”课程教学模式.

（2）实践教学：开展多种形式的实践教学活动，举办各类数学辅导、建模大赛、数学竞赛等，通过数学实践，促进数学理论课堂教学.以学习评价计入平时成绩的形式，鼓励学生积极参加各种数学辅导，数学大赛等系列活动，使学生养成思索问题、分析问题的习惯，也可以从中体会到数学文化，了解数学在专业及实际生活实践中的重要作用，提高应用数学知识解决问题的能力，培养学生的应用能力.

4.3 改变教学方法及教学手段

采用任务驱动教学法、讨论式教学法、分层教学法等灵活多样的教学方法.采用便于学生接受的授课方式；将课前预习、教师讲授、课堂讨论与课后作业有机的结合起来，给学生设置问题，促使学生思考，寻求解决方法，通过小组讨论加深对知识的理解，既可培养学生独立思考和创新能力，又对学生知识的掌握，提升数学素质有很大益处，也可充分调动学生学习的兴趣，使学生成为课堂的主导者，摆脱了以教师为主导的单一教学模式.

针对不同的专业，设计不同的专业任务，以满足本专业的需要；将数学知识与专业应用结合起来，使学生了解数学对专业的应用性，激发学生的学习积极性，培养学生的创新意识和应用能力；各校数学教学多使用多媒体教学，可以将教学中不能直接表示的抽象的概念、定理等通过多媒体形式表现出来，从而加深学生的印象，使学生易于理解和掌握，提高学生的学习兴趣，使数学教学形成良性循环；为了增加数学的应用性，将计算机应用引入教学，提高学生应用数学软件解决数学问题的意识和能力.根据学生的特点，在教学中尽量淡化知识的理论证明，减少数学符号的使用，加强数学思想的启发和数学思维的培养，力争把学生从复杂抽象的逻辑推导和繁杂的运算中解脱出来，注重应用能力的培养.

4.4 转变观念突出学生地位

长期以来，我国的数学课堂中都是以教师为主体，教师在教学的过程中进行讲解、操作，学生被动地进行观看和学习，然后再完成教师布置的任务.这样的数学课堂缺乏学习的生机，而且学生学习效率低下，无法取得良好的学习效果.在新时期，为了培养应用型教学人才，高校应当转变教学观念，重新定义师生之间的关系，将学生摆在主体位置上，以学生为中心进行教学［6］.只有这样，教师才能主动了解学生的需求，帮助学生解决问题，最终提升学生的实践应用能力.

5 “高等数学”课程改革措施效果

通过上述课程改革，学习“高等数学”课程的学生不再局限于从课本上死学数学，而是从生活和专业中去活学数学，并且在各项技能大赛中取得优异的成绩；各班级高等数学成绩有一定提高，课改前每班高等数学成绩平均及格率为64.20%，课改后每班成绩平均及格率提升为74.50%，教师通过进行课程改革不断改变教学理念，课堂上转变角色，行新教育，做新教师，将课程改革落实到实处，团队先后获得优秀教学团队，重点建设课程，精彩一课、精品课等荣誉称号；分享让团队不再孤军奋战，分享让师生双向成长，凝结团队力量.将课程改革经验及做法进行系统的总结与反思，团队先后向漯河职业技术学院、西安翻译学院、泸州职业学院、新乡职业学院进行课程输出和交流、推介课程.