以生為本 多元融合 推進(jìn)大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)改革

朱長江+郭艾+楊立洪

摘??要：本文探討了互聯(lián)網(wǎng)對大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)改革的一些影響與滲透，介紹了華南理工大學(xué)在大學(xué)數(shù)學(xué)課程建設(shè)中組建大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)團(tuán)隊，以生為本，以學(xué)為主，在師資隊伍建設(shè)、教學(xué)資源建設(shè)、學(xué)生自主學(xué)習(xí)、數(shù)學(xué)技術(shù)實驗、數(shù)學(xué)文化培育五個方面進(jìn)行改革的經(jīng)驗，提出了大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)改革的下一步方案。

關(guān)鍵詞：大學(xué)數(shù)學(xué);教學(xué)改革;創(chuàng)新能力;人才培養(yǎng)

高等院校非數(shù)學(xué)類專業(yè)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課程統(tǒng)稱為“大學(xué)數(shù)學(xué)課程”。當(dāng)前，高速發(fā)展的互聯(lián)網(wǎng)對教育帶來了變革，其影響涉及到教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式方法、教育結(jié)構(gòu)乃至整個教育體制，特別是隨著“慕課（MOOC大規(guī)模在線開放課程）”的引進(jìn)，學(xué)生接受知識的范圍大大拓寬，學(xué)生可以不受學(xué)校身份的限制、不受地區(qū)空間的限制，享受優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源。面對這樣一個嶄新的信息時代，如何讓學(xué)生在從各種形式豐富多樣的數(shù)學(xué)資源中獲取數(shù)學(xué)知識的同時，充分體驗到發(fā)現(xiàn)知識結(jié)果的科學(xué)探索過程，培養(yǎng)數(shù)學(xué)能力，提高數(shù)學(xué)素養(yǎng)，這是對大學(xué)數(shù)學(xué)教育提出的問題和挑戰(zhàn)。

華南理工大學(xué)在大學(xué)數(shù)學(xué)教育改革探索與實踐中，組建了大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)團(tuán)隊，以生為本，以學(xué)為主，在師資隊伍建設(shè)、教學(xué)資源建設(shè)、學(xué)生自主學(xué)習(xí)、數(shù)學(xué)技術(shù)實驗、數(shù)學(xué)文化培育五個方面進(jìn)行融合，不斷培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)與創(chuàng)新能力。

一、實施“以生為本，多元融合”的大學(xué)數(shù)學(xué)教育改革

1.?老中青結(jié)合，整體提升大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)團(tuán)隊師資隊伍水平

華南理工大學(xué)在第三期“興華人才工程”建設(shè)中，組建了兩個校級大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)團(tuán)隊，分別是微積分教學(xué)團(tuán)隊、工程數(shù)學(xué)教學(xué)團(tuán)隊。大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)團(tuán)隊帶頭人享受首席教授津貼，成員享受團(tuán)隊津貼。

教學(xué)團(tuán)隊中有一位校級教學(xué)名師人，一位廣東省優(yōu)秀教師“南光獎”，并有多位教師曾獲省級教學(xué)成果獎。大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)團(tuán)隊具有極強的敬業(yè)精神和合作精神，是進(jìn)行大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)改革、提高大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)質(zhì)量的主要力量。

學(xué)校設(shè)立了大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)改革指導(dǎo)小組，成員由學(xué)院院長和資深教授擔(dān)任。教學(xué)改革指導(dǎo)小組在大學(xué)數(shù)學(xué)課程建設(shè)中擔(dān)任“設(shè)計者”和“指導(dǎo)員”，負(fù)責(zé)課程設(shè)置、資源建設(shè)、數(shù)學(xué)實驗體系構(gòu)建等設(shè)計工作，指導(dǎo)青年教師，提高教學(xué)團(tuán)隊整體教學(xué)水平。

大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)團(tuán)隊通過團(tuán)隊成員的優(yōu)勢互補，開展集體攻關(guān)，充分發(fā)揮團(tuán)隊協(xié)作優(yōu)勢，在大學(xué)數(shù)學(xué)課程建設(shè)中取得了初步的成績。近三年，教學(xué)團(tuán)隊承擔(dān)的教學(xué)研究項目14項，發(fā)表教研論文9篇，獲得教學(xué)獎12項。

我們還組織青年教師教學(xué)研討班，組織青年教師講課比賽。安排青年教師為教學(xué)優(yōu)秀的教授做助教，對青年教師實施傳、幫、帶，通過示范課、聽課、集體討論等提高教學(xué)水平。

2.?編寫系列教材，錄制教學(xué)錄像，全方位進(jìn)行教學(xué)資源建設(shè)

教材是教學(xué)之本。從2004年至今，教學(xué)團(tuán)隊教師依據(jù)學(xué)校的基本定位確定教材的難易程度，以促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)為出發(fā)點，研究國內(nèi)外多種教材，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，組織編寫出版了大學(xué)數(shù)學(xué)課程系列教材：《高等數(shù)學(xué)》（配套《高等數(shù)學(xué)教學(xué)輔導(dǎo)書》）、《線性代數(shù)與空間解析幾何》、《概率論與數(shù)理統(tǒng)計》、《復(fù)變函數(shù)》、《積分變換》、《數(shù)學(xué)實驗》、《數(shù)據(jù)挖掘與數(shù)學(xué)建?！?、《數(shù)學(xué)模型》。

我?！案叩葦?shù)學(xué)”、“概率統(tǒng)計”課程是廣東省精品課程。我們聘請教學(xué)經(jīng)驗豐富的教授和副教授，全程講授“高等數(shù)學(xué)”、“線性代數(shù)”、“概率統(tǒng)計”三門課程并進(jìn)行錄像。全部教學(xué)影像資料放在精品課程建設(shè)網(wǎng)站上，所有學(xué)生都可以自由觀看學(xué)習(xí)。

3.?開展分級教學(xué)，建設(shè)網(wǎng)上學(xué)習(xí)與考試系統(tǒng)，促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)

我們根據(jù)各類人才培養(yǎng)對數(shù)學(xué)素質(zhì)的要求和不同專業(yè)對數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識的要求，將微積分類課程分成5個層次。“工科數(shù)學(xué)分析”（192學(xué)時）面向數(shù)學(xué)基礎(chǔ)好、數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)能力較強，并且專業(yè)課對數(shù)學(xué)知識需求多、要求高的學(xué)生，如信息工程卓越班以及計算機科學(xué)與技術(shù)、軟件工程等專業(yè);“全英數(shù)學(xué)分析”（192學(xué)時）面向全英計算機創(chuàng)新班開設(shè);“微積分Ⅱ”（160學(xué)時）面向?qū)?shù)學(xué)基礎(chǔ)知識需求較多的機械類、電類和工商管理類各專業(yè)開設(shè);“微積分Ⅰ”（144學(xué)時）面向?qū)?shù)學(xué)基礎(chǔ)知識需求略少的化工類、材料類、生物類、食品類各專業(yè)開設(shè);“微積分初步”（64學(xué)時）面向數(shù)學(xué)基礎(chǔ)薄弱的藝術(shù)設(shè)計類和文科類各專業(yè)開設(shè)。

“大學(xué)數(shù)學(xué)網(wǎng)上學(xué)習(xí)平臺”由網(wǎng)上自主重修平臺、答疑平臺和自主檢測互動平臺組成?！按髮W(xué)數(shù)學(xué)網(wǎng)上學(xué)習(xí)平臺”是對課堂教學(xué)的有力補充，它能幫助學(xué)生自主學(xué)習(xí)。在線答疑使教師與學(xué)生實時溝通;學(xué)生根據(jù)自己學(xué)習(xí)情況選擇知識點進(jìn)行在線測試?！霸诰€考試系統(tǒng)”設(shè)有“在線單元測驗”，使學(xué)生掌握自己學(xué)習(xí)狀況，教師及時發(fā)現(xiàn)和解決問題。

“在線考試系統(tǒng)”由題庫管理系統(tǒng)、試卷管理系統(tǒng)、用戶系統(tǒng)、成績管理系統(tǒng)、評卷管理系統(tǒng)和考試管理系統(tǒng)六大子系統(tǒng)組成。系統(tǒng)具有自動成卷、存儲功能、成績保存的功能。系統(tǒng)對學(xué)生的答卷和教師的閱卷設(shè)計了存儲功能，教師在網(wǎng)上實行無紙化閱卷。閱卷完成后，學(xué)生可以查閱教師對試卷的批改和得分情況。

4.?結(jié)合工科背景，創(chuàng)建“三個層面多個模塊”的數(shù)學(xué)技術(shù)實驗教學(xué)體系，成功申報省級實驗教學(xué)示范中心

我校結(jié)合工科學(xué)科的特點，以培養(yǎng)學(xué)生理解、掌握及應(yīng)用數(shù)學(xué)的能力和提高實踐創(chuàng)新能力為目的，創(chuàng)建了一套融合數(shù)學(xué)技術(shù)、工程應(yīng)用、創(chuàng)新活動的三個層面、多個模塊的數(shù)學(xué)技術(shù)實驗教學(xué)體系。例如，針對數(shù)字信號處理、材料力學(xué)、高分子物理、機械原理等課程，設(shè)計了數(shù)學(xué)模擬仿真實驗項目。目前，共設(shè)計基礎(chǔ)型數(shù)學(xué)實驗項目51項，應(yīng)用型數(shù)學(xué)實驗項目27項，制作數(shù)學(xué)實驗教學(xué)課件31個，設(shè)計典型數(shù)學(xué)實驗案例30個。2012年，我院數(shù)學(xué)技術(shù)實驗教學(xué)中心被評為廣東省高等學(xué)校實驗教學(xué)示范中心。

5.?每年舉辦數(shù)學(xué)文化周，運用“三位一體”的培養(yǎng)模式，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力

我校每年在校慶期間舉辦一次數(shù)學(xué)文化周活動。在數(shù)學(xué)文化周活動中，一些教學(xué)名師、資深教授面向全校學(xué)生開設(shè)數(shù)學(xué)建模培訓(xùn)課程、數(shù)學(xué)實驗培訓(xùn)課程，同時，一些數(shù)學(xué)教師會介紹自己的科研項目，吸引學(xué)生加入，啟蒙學(xué)生的科研意識。

在大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)改革和實踐中，教師把科研項目和成果融入到理論教學(xué)和實驗教學(xué)中，引導(dǎo)大學(xué)生了解多種學(xué)術(shù)觀點并開展討論，提高自主學(xué)習(xí)和獨立研究的能力，將教學(xué)、科研、競賽結(jié)合在一起，打造“三位一體”的創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式。

學(xué)生完成了大學(xué)數(shù)學(xué)課程的學(xué)習(xí)之后，在教師的指導(dǎo)下，參加數(shù)學(xué)建模、“挑戰(zhàn)杯”等科技創(chuàng)新競賽及各種科學(xué)實踐活動。我校學(xué)生在歷年的全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽、美國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽以及“挑戰(zhàn)杯”競賽中，屢創(chuàng)佳績。近3年獲全國性的獎勵達(dá)96項，位居全國高校的前列。

二、大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)改革的進(jìn)一步設(shè)想

1.?深化大學(xué)教學(xué)改革的理論與實踐

大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)無疑是大學(xué)創(chuàng)新人才培養(yǎng)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。近年來，我校在大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力為導(dǎo)向，以生為主，探索性地開展了一些大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)改革的理論研究和實踐活動。今后，傳統(tǒng)教育面對飛速發(fā)展的互聯(lián)網(wǎng)時代，學(xué)生變了，教學(xué)方式變了，大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)團(tuán)隊的全體教師必須與時俱進(jìn)，進(jìn)一步深化教學(xué)改革理論，完善教學(xué)改革實踐機制。

2.?建設(shè)教研雙優(yōu)的大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)團(tuán)隊

堅持教學(xué)為基礎(chǔ)、科研為先導(dǎo)，以科研為動力帶動教學(xué)水平的提升。教師進(jìn)行科學(xué)研究是提高教學(xué)質(zhì)量的基本需要，一個科研能力弱的教師很難去啟迪和培養(yǎng)學(xué)生的研究創(chuàng)新能力。充分發(fā)揮學(xué)術(shù)造詣和教學(xué)水平雙高的教學(xué)名師的示范帶頭作用，吸收科研能力強的青年教師加入大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)團(tuán)隊，引導(dǎo)他們運用自己的科研優(yōu)勢去深入鉆研教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法，盡快成長為科研教學(xué)都優(yōu)秀的雙優(yōu)型教師。

3.?加大數(shù)字化教學(xué)資源的建設(shè)力度

當(dāng)今社會，信息技術(shù)飛速發(fā)展，信息載體和傳播技術(shù)不斷更新，信息技術(shù)在數(shù)學(xué)教學(xué)中的全面應(yīng)用和滲透正在為大學(xué)數(shù)學(xué)教育開創(chuàng)一個全新的局面。我們設(shè)計并不斷建設(shè)的大學(xué)數(shù)學(xué)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，是以傳統(tǒng)紙質(zhì)教學(xué)資源為基礎(chǔ)，以多媒體、多形態(tài)、多途徑傳播知識為手段的大學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)平臺。

近兩年來，MOOC給傳統(tǒng)教學(xué)帶來前所未有的沖擊。為了應(yīng)對挑戰(zhàn)，我校也正在制定MOOC建設(shè)計劃。大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)團(tuán)隊將積極建設(shè)自己的MOOC課程資源，進(jìn)行基于課堂云的教學(xué)設(shè)計，并通過多種形式的學(xué)習(xí)形式，充分調(diào)動學(xué)生參與學(xué)習(xí)的積極性，改善學(xué)習(xí)效果[1]。

4.?推進(jìn)線上與線下混合式教學(xué)模式

我們擬將傳統(tǒng)的教學(xué)模式與現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相融合，改變傳統(tǒng)的課堂上課教師講授、課后學(xué)生做練習(xí)的教學(xué)模式，推進(jìn)課堂教學(xué)與在線學(xué)習(xí)相結(jié)合的混合式大學(xué)數(shù)學(xué)課程教學(xué)模式[2]。

教學(xué)方式是：學(xué)生自主選擇時間自行觀看教學(xué)錄像視頻，在規(guī)定時間內(nèi)完成在線作業(yè)或在線測驗，在線下的課堂上主要進(jìn)行師生間的互動研討，教師作為引導(dǎo)者設(shè)計問題，引導(dǎo)學(xué)生深入思考并充分討論。這種混合式教學(xué)模式將傳統(tǒng)的“以教為主”轉(zhuǎn)向“以學(xué)為主”，能夠有效地激發(fā)學(xué)生學(xué)術(shù)志趣，進(jìn)而為學(xué)生的能力培養(yǎng)起到關(guān)鍵作用。同時，對教師本身的能力也提出了更高的要求。教師要應(yīng)對討論式的課堂教學(xué)方式，就要做好充分的準(zhǔn)備。就工作量來說，原來備課只需講授內(nèi)容，課堂上基本上是自問自答，而在討論式的課堂上不僅要事先設(shè)計好要討論的問題，引導(dǎo)組織學(xué)生討論，還要回答討論中學(xué)生即時提出的各種各樣棘手的問題。

5.?以生為主，完善分級教學(xué)方式

以學(xué)生為中心正在成為很多國家提升教育質(zhì)量的核心向?qū)?。針對不同層次的學(xué)生，在我校現(xiàn)有大學(xué)數(shù)學(xué)課程設(shè)置的基礎(chǔ)上，重點改革以下兩種類別的大學(xué)數(shù)學(xué)課程教學(xué)：

（1）對設(shè)計藝術(shù)類、新聞傳媒學(xué)院和法學(xué)院學(xué)生開設(shè)數(shù)學(xué)文化類課程。該課程以深淺適度的微積分知識為載體，著重傳授數(shù)學(xué)的思想、方法和精神，提高學(xué)生的數(shù)學(xué)素質(zhì)，讓學(xué)生重新發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)之美。對數(shù)學(xué)文化課程的考試形式實行多樣化，可以以平時作業(yè)結(jié)合課程報告或論文的形式進(jìn)行考核。

（2）我校多個學(xué)院（電信、力學(xué)、材料、機械、化工等）開辦了本、碩、博連讀的創(chuàng)新班或卓越班，其培養(yǎng)目標(biāo)是造就一批具有創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的研究型拔尖人才。對于創(chuàng)新班的學(xué)生來說，大學(xué)數(shù)學(xué)課程是最重要的基礎(chǔ)理論課程，因此，從數(shù)學(xué)對創(chuàng)新培養(yǎng)的作用出發(fā)，針對我校這樣一批精英（300～400人），構(gòu)建一個良好的數(shù)學(xué)創(chuàng)新教育環(huán)境，以適應(yīng)創(chuàng)新人才培養(yǎng)的要求，是一個亟待解決的問題。為此，我們擬對這類學(xué)生開設(shè)小班數(shù)學(xué)專題研討課程，研討課程由學(xué)術(shù)造詣頗深的教學(xué)名師擔(dān)任指導(dǎo)，由科研水平高、教學(xué)效果好的青年教師擔(dān)任輔導(dǎo)，讓學(xué)生做課堂的主體，實現(xiàn)與導(dǎo)師的充分交流互動，提高學(xué)生的研究創(chuàng)新思維能力。

6.?學(xué)用結(jié)合，加大數(shù)學(xué)實驗教學(xué)，高水平培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新能力

在深化大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)改革實踐中，我們將以為學(xué)生搭建良好的認(rèn)知結(jié)構(gòu)和認(rèn)知方式為起點，并依據(jù)數(shù)學(xué)自身的特點來設(shè)計多種學(xué)習(xí)路徑，實現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的宏達(dá)目標(biāo)[3]。繼續(xù)以數(shù)學(xué)技術(shù)實驗教學(xué)中心為依托，按照以學(xué)生為本，教學(xué)、科研、競賽“三位一體”的創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，開展學(xué)生的科學(xué)實踐與科學(xué)研究，提升學(xué)生的科研能力[4]。

以培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)和實踐創(chuàng)新能力為目標(biāo)，進(jìn)一步建設(shè)數(shù)學(xué)技術(shù)實驗課程。通過數(shù)學(xué)技術(shù)實驗課，讓學(xué)生借助計算機和數(shù)學(xué)軟件理解抽象的數(shù)學(xué)理論，自主探索和研究數(shù)學(xué)的應(yīng)用問題，解決許多學(xué)生一方面知道數(shù)學(xué)很有用，另一方面學(xué)了數(shù)學(xué)卻不會用的問題。

參考文獻(xiàn)：

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[2]?朱長江，胡中波，曹陽.?實施“四個轉(zhuǎn)變”推進(jìn)本科教學(xué)改革[J].?中國高等教育，2013（20）：43-44.

[3]?朱長江，徐章韜.?在大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中尋找認(rèn)知的固著點：目標(biāo)、路徑和成效[J].?中國大學(xué)教學(xué)，2014（10）：?48-51.

[4]?李正，項聰，盧開聰，許瀚朗.?華南理工大學(xué)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才培養(yǎng)實踐與探索[J].?中國大學(xué)教學(xué)，2014（12）：29-31.

[基金項目：國家自然科學(xué)基金重點項目（批準(zhǔn)號：11331005）;教育部“創(chuàng)新團(tuán)隊發(fā)展計劃”項目（批準(zhǔn)號：IRT13066）]

[責(zé)任編輯：夏魯惠]