高职院校高等数学教学现状与优化措施研究

2023-03-11王元英

科技风 2023年3期

王元英

上海民航职业技术学院教务处上海 200240

1 概述

高等数学的思想和方法在工程技术、科学研究、生产生活中的应用越来越广泛。在教学中既能传递数学理论知识，又能提供必要的数学思想、数学方法、解决实际问题的技术和技能[1]，是学生后续专业课程的学习和可持续发展的基础。作为高职院校各专业中一门重要的公共基础课，其主要内容是微积分，包括函数的极限与连续及其应用、导数与微分及其应用、不定积分及其应用、定积分及其应用、微分方程及其应用，还包括多元函数的微积分，通过高等数学的学习，学生能够使用不同于中学数学的方法计算速度、加速度、曲线的切线斜率、不规则图形的面积等一系列问题，锻炼了学生的思维能力。

近年来，高职招生人数的增加和扩招政策的实施，使得生源种类多样化、数学基础差异化的情况越来越严重[2]，给高等数学的课程设置和教学实施带来了巨大的挑战。与此同时，高职院校积极落实国家关于发展职业教育的政策，推动人才培养模式和教学方式的改革，致力于提高人才培养的质量。课程作为人才培养的载体，如何根据专业需要和学生实际情况合理设置课程和组织教学内容，是高职院校教学实践中亟待解决的问题。因此，探讨高等数学在当前高职院校中的开设及教学情况，对于提高数学思维能力、提升学生的综合素养具有重要的现实意义。

2 高职院校高等数学教学现状分析

2.1 课程设置缺乏灵活性，课时量不足

高职院校各专业人才培养方案的课程设置分为公共基础课和专业课两类，按照规定实践性教学课时占总课时的比例不少于50%。因此，高职院校构建课程体系时重点在于以实操为主的专业课程，对于公共基础课，虽然规定其课时比例不少于25%，但是各专业在具体操作时以开足开齐国家规定的思政、心理健康、生涯规划等必修课程为主，其次开设外语、大学语文等人文类课程，对理论性较强的高等数学则存在不重视的现象。当前，高职院校各专业开设高等数学的情况普遍是：对于工程技术、维修或机械制造等偏理工科的专业，一般开设一学期或两学期的必修课，每学期36课时或72课时，学习一元函数微积分、微分方程等内容；服务或管理类等偏文科性的专业，有的以大课的形式开设少量必修课时，多数专业一般未开设必修课，开设选修课的情况也不多。即使在开设高等数学课程的专业中，也存在不断删减课时、压缩授课内容的情况[3]，导致授课的连续性受到影响，教学进度普遍偏快，教学效果也不理想。同时，由于大家普遍认为高等数学理论性较强，难度大，高职生学不好，这种传统观念也在一定程度上影响了高职院校开设高数课程的积极性，使管理人员和教师认为即使开了课，学生也不好好学或者根本没有兴趣，影响学生学习效果。总之，高职院校对高等数学的认识存在一定的错误思想，高等数学在高职院校的课程设置中存在越来越不被重视的现象。

2.2 生源背景多样化，学习效果参差不齐

近年来，高职教育的办学规模不断扩大，学生生源结构日益复杂，文化基础差[4]，特别是数学基础参差不齐，缺乏学习动力，严重制约了高职院校高等数学的教学质量。以上海某高职院校2021级学生高等数学开课情况为例，全校共有12个专业2176名学生参加了一学期高等数学的学习，其中高中生和三校生的比例约为1.5∶1，本地生源约占40%，高中生中文科生约占35%。在招生考试中，高中生源的学生高考数学及格以上的不到30%，三校生的数学基础明显比高中生还要差，有些中职学校的学生根本没有学过高中的部分内容。对高等数学的学习感兴趣的学生约占10%左右，这部分学生特别喜欢学数学，上课很轻松开心，能积极与教师互动，也能够牢固掌握知识。对高等数学不感兴趣的约占40%左右，这部分学生上课积极性不高，觉得高数很难，听不懂，学不会。除以上两种情况以外的学生觉得数学有一定的难度，能勉强跟上教师的上课节奏，但是需要教师的鼓励并加以引导，而教师上课时由于授课内容紧张，根本无法兼顾大部分学生的需求。从考试结果来看，不及格的学生有205人，约占10%，90分以上的人数有123人，约占5%，60～69分和70～89分的学生人数几乎一样，充分说明了在学生中存在非常明显的分化情况。同时，高职阶段与中学阶段的教学模式不同，教师课上讲解原理，课后不像中学阶段巩固练习那么多，部分学生不适应，深受初、高中应试教育的影响，沿用中学养成的知识点和内容反复练习的学习习惯，未转变为高职阶段自主学习的模式[5]，导致对知识一知半解，没有系统掌握，考试的结果并不能充分反映学生真实的学习情况，与教师的预期有一定的误差。总之，学生的生源背景多样化及学习效果参差不齐的现象在高职院校普遍存在。

2.3 师资力量薄弱，教学观念与学生现状不符

近年来，高职院校越来越重视师资队伍建设，但是建设的重心主要在专业课教师，对基础课程特别是高等数学的师资队伍建设不够重视。一方面因为高职院校强调的是学生实际动手操作能力的培养和掌握专业知识，对高等数学等基础课程在人才培养中的作用认识不够深刻，忽视了高等数学在提升学生思维能力、锻炼学生综合素质中的作用。另一方面高等数学的任课教师数量不多，通常仅有几位教师承担着全校高等数学的授课任务，教学周课时量大，教师对提升自身综合素质、研究高职教育特点的积极性不高。高等数学研究的思想和方法与中学数学存在较大差异，每堂课知识点繁多且琐碎，前后关联性又比较强[6]，课堂时间紧张，无法兼顾学生上课时的听课情况，导致学生学习与中学的衔接不畅。学习方法不正确，未形成自主学习能力，导致一些学生几次课之后便失去了兴趣，严重影响了学生后续学习的积极性。另外，绝大多数高职院校使用同一版本教材，忽视了不同层次学生的差异性，较难与各学校高职教育特色相结合。同时适合高职学生的在线学习资源较少，教师课外辅导答疑不足，学生缺乏课堂以外的其他学习渠道，很难激起高职学生探索高等数学的积极性。

3 优化高职院校高等数学的措施

3.1 明确课程定位，必修、选修结合优化课程设置

2021年，教育部印发了《职业教育专业目录(2021年)》，该目录共设置高职专科专业744个，从专业名称来看，主要以技术、应用技术、服务与管理等词命名，并增加了人工智能、大数据、云计算、物联网等领域相关的专业设置，体现了专业升级和数字化改造要求。高职教育在培养技术技能型人才的同时对学生数字化、智能化的要求越来越高，因此高职院校在注重专业课程设置的同时也要高度重视基础课程的设置，对于高等数学这门课，根据不同专业的培养目标分类设置课程，发挥高等数学在传授知识、提高能力中的作用。一是对于技术、制造、人工智能等思维逻辑能力要求比较强的专业，在现有课程设置的基础上适当增加高等数学的课时，在课程内容安排上提高其与专业领域的关联度，比如增加在专业领域中使用数学实验与建模的应用案例，发挥高等数学提升学生综合素质和为专业服务的双重功能。二是对于服务、管理类等文科性较强的专业，未开设课程的专业可适当增设课程，在课程内容安排上可以适当降低理论知识的讲解，侧重于应用案例，合理衔接中学阶段的知识，把相对独立的知识拆解成不同的模块，激发学生的学习兴趣。已开设课程的调整教学安排，注重学习方法的培养，引导学生树立大学生的思维方式。三是在开设必修课的同时，根据学校不同专业的学习情况提供不同类别的选修课，满足学生的个性学习需求。特别是在国家大力发展职业教育，扩大职业本科教育招生规模的背景下，不少学生有学历提升的愿望，高等数学是本科阶段的重要课程，通过开设选修课，为他们打下本科阶段学习的基础。对于未开课的专业来说，提供高等数学选讲或工程数学等选修课，供有兴趣的学生或者有升学需求的学生学习，实现学生个性化需要，有利于学生的持续发展。对于喜欢学习高等数学的学生来说，跟随原班级学习的内容偏简单，达不到他们的学习需求或者不能满足他们继续学习的愿望，因此可以通过开设拓展性的选修课程弥补必修课的不足，激发他们的求知欲望，挖掘潜能。通过必修、选修相结合，不同知识内容的组合满足各个层面学生的不同需求，发挥高等数学在促进自我发展、提升解决问题能力、促进综合素质提高中的作用。

3.2 注重学生差异，组织分层教学和分类考核

高职院校高等数学的教学实施，既要面对学生基础参差不齐、学习习惯不好的现状，又要让学生尽快弄懂高等数学的知识结构，以利于后续专业课程的学习和学历晋升的需要。首先，课前要对学生进行分层，对不同生源、不同专业的学生组织摸底考查，根据学生的考查情况结合个人意愿划分为不同的层次，通过建立学习小组、兴趣小组等促使学生互相帮助，激发学生的学习兴趣，努力让每个学生都能更好地融入学习中。其次，设定不同的教学目标，对高层次的学生适当地提高难度，培养学生自主解决问题和发散思维的能力，使其能够感受用数学的方法解决问题的乐趣。对基础薄弱的学生。一方面要纠正部分学生存在的“听说数学很难”等错误思想，避免学生还没开始学习就已经放弃，另一方面要告诉学生高等数学的学习方法要与中学有所不同，从现在开始改变学习方式，注重理解定义掌握方法。对于中间层的学生要给予适当的练习和指导，增加布置一些数学练习和实际问题，要求学生通过小组协作的方式共同完成和解决。再次，举办求极限、求导数、求积分、数学建模等不同类别的数学竞赛，吸引学生的注意力，使优秀的学生脱颖而出，发挥示范带头作用，选拔出色的学生参加全国大学生数学建模竞赛，提高他们学习的获得感。通过短期激励和长期奖励相结合，逐步形成学习高等数学的良好氛围。最后，要采取恰当的考核方式，避免期末闭卷考试的单一考核形式。教师要针对不同层次的学生制定不同的评价内容，从多方面评价学生的知识、技能、态度，实行多元评价，体现层次性、客观性和激励性[7]。要把过程评价和终结评价相结合，既要关注学生的学习过程、努力程度和进步空间，又要考查学生对知识和技能的掌握程度，分析问题和解决问题的能力。转变传统的教学理念，以学生为主，形成有职教特色的评价方式，提高学生学习高等数学的信心和能力。

3.3 更新教学观念，提升教师的综合能力

高职院校培养的是高素质技术技能型人才，要使高等数学这门课程在高职教学中发挥促进高职生职业能力提升的目的，教师是关键。首先要注重提高教师的教学能力，合理安排教师人员数量和教学工作量，避免出现教师课时量过大，造成教师把全部精力用于完成教学任务，没有时间分析学情和专业情况。教师既要潜心教学，也要注重研究学生和学情，关注学生学习的心理状态，帮助学生树立信心，激发兴趣。其次，要紧跟教育技术的发展，提升教师教学的信息化水平。教师教学的多样性和针对性也能帮助提升课程对学生的吸引力。目前，高职院校高等数学的在线教学资源建设处于起步阶段，学校层面既要为教师提供信息化教学的平台，也要督促教师整合利用线上线下、校内校外多种教学资源，推动高等数学的教学和考核方式改革，提高教学质量。最后要强化课程思政，职业院校的教师不应局限于传授数学知识这个目标，要从学生的角度出发，以立德树人为统领，以高等数学教学为载体，改革教学实施的目标、过程和方法，符合现代高职生的特点，挖掘高数知识背后的教育价值[8]，深刻领会无限与有限、积分与微分中呈现的辩证思想，实现课程的全方位育人价值。