基于卓越人才培養(yǎng)的應(yīng)用型本科高等數(shù)學(xué)教學(xué)改革探索

劉兆鵬

摘 要： 高等數(shù)學(xué)是地方應(yīng)用型本科高校理工科重要的學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ)課，高等數(shù)學(xué)教學(xué)改革是所有教學(xué)改革的重中之重.本文從應(yīng)用型本科高等數(shù)學(xué)更好地為培養(yǎng)卓越人才服務(wù)的角度，對高等數(shù)學(xué)的教學(xué)體系，教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)平臺建設(shè)，教學(xué)方法優(yōu)化，引入數(shù)學(xué)建模，強(qiáng)化應(yīng)用性教學(xué)等方面進(jìn)行了論述.

關(guān)鍵詞： 卓越人才培養(yǎng) 高等數(shù)學(xué) 教學(xué)改革

卓越人才培養(yǎng)計劃是國家重大教育改革項目.“卓越計劃”的重要特點之一是強(qiáng)化培養(yǎng)學(xué)生的工程應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力.高等數(shù)學(xué)課程不僅是學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)知識的基礎(chǔ)課，而且是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新素質(zhì)和能力的重要手段.本科的高等數(shù)學(xué)課程注重學(xué)生對基礎(chǔ)理論和基本技能的掌握，同時高等數(shù)學(xué)理論在科技上的應(yīng)用和對學(xué)生思維、創(chuàng)新能力培養(yǎng)等方面起到不可替代的重要作用.

“卓越計劃”對應(yīng)用型本科高等數(shù)學(xué)教學(xué)改革提出了新的更高的要求.高等數(shù)學(xué)教學(xué)應(yīng)該適應(yīng)“卓越計劃”的實施而進(jìn)行改革，使學(xué)生在不斷學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識的同時，又能應(yīng)用所學(xué)知識解決實際問題，全面提高自身的科學(xué)素質(zhì)，增強(qiáng)創(chuàng)新意識，培養(yǎng)其實踐與應(yīng)用的綜合能力.本文就卓越人才培養(yǎng)對高等數(shù)學(xué)的具體要求，以及高等數(shù)學(xué)在卓越工程師培養(yǎng)過程中存在的問題和解決措施方面進(jìn)行分析和探討.

1.高等數(shù)學(xué)教學(xué)改革勢在必行

高等數(shù)學(xué)作為一門重要的基礎(chǔ)理論課，它在培養(yǎng)學(xué)生的抽象概括能力、邏輯思維能力、運(yùn)算能力方面的獨特作用，是其他課程無法替代的.“卓越計劃”的實施要求“高等數(shù)學(xué)”課程改革勢在必行.

①高等數(shù)學(xué)課程只有積極主動地適應(yīng)高等教育的新形勢，改革教學(xué)手段和教學(xué)方法，才能從根本上提高教學(xué)質(zhì)量，強(qiáng)化教學(xué)效果.

②以創(chuàng)新能力為重點的素質(zhì)觀要求改革高等數(shù)學(xué)課程.就高等數(shù)學(xué)課程，不是學(xué)得越多越好，也不是學(xué)得越深越好，而是要以應(yīng)用為目的，以夠用為限度，重點要放在培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用高等數(shù)學(xué)解決實際問題的能力與素養(yǎng)上，放在學(xué)生把握數(shù)學(xué)的思想、方法與精神上.

③應(yīng)用型人才的培養(yǎng)定位要求改革“高等數(shù)學(xué)”課程.在應(yīng)用型人才培養(yǎng)中，必須充分體現(xiàn)“以應(yīng)用為目的，以夠用為限度”的原則，突出思想性，強(qiáng)調(diào)應(yīng)用性，增加實驗課時，加強(qiáng)實踐環(huán)節(jié)；增加課程的選擇性，適應(yīng)學(xué)生的個性發(fā)展需要.

應(yīng)用型本科高校高等數(shù)學(xué)教學(xué)改革迫在眉睫，具體表現(xiàn)在以下三個方面.

①在思想認(rèn)識上，任課教師不太熟悉高等數(shù)學(xué)與學(xué)生后續(xù)專業(yè)課的聯(lián)系和對專業(yè)課的作用，僅就高等數(shù)學(xué)內(nèi)容進(jìn)行講解，而不能從專業(yè)的角度引出數(shù)學(xué)問題并進(jìn)行講授，學(xué)生體會不到高等數(shù)學(xué)課對專業(yè)課的影響和作用.

②在教材內(nèi)容上，應(yīng)用型本科高校使用的教材，理論篇幅多，實際應(yīng)用少；加上教師偏重于知識講解和傳授，忽略教學(xué)內(nèi)容與專業(yè)學(xué)習(xí)和實際問題的有機(jī)結(jié)合，忽視學(xué)生數(shù)學(xué)意識和能力的培養(yǎng)，在很大程度上不適合新建地方本科院校應(yīng)用型人才培養(yǎng)的辦學(xué)定位：

③在教學(xué)方法上，沿用“滿堂灌”的教學(xué)方法，偏重概念講解、定理證明和公式推導(dǎo)，造成了學(xué)生思維的惰性，抑制了學(xué)生思考問題的積極性，不利于培養(yǎng)學(xué)生獨立思考問題和探究解決問題的能力.

④在教學(xué)實踐上，實踐環(huán)節(jié)缺失，學(xué)得多用得少.在工程和生產(chǎn)實踐中，計算能力是工程技術(shù)人員的基本功；掌握科學(xué)計算軟件、建立計算模型、采用正確的算法、實現(xiàn)高效的編程和運(yùn)算、對計算結(jié)果作正確的解釋和分析等多方面的綜合能力，是創(chuàng)新型人才必備的素質(zhì)和能力.

基于以上原因，適應(yīng)“卓越工程師”計劃對人才培養(yǎng)的要求，必須對高等數(shù)學(xué)的教學(xué)模式和內(nèi)容體系進(jìn)行改革.引進(jìn)先進(jìn)的教學(xué)手段和技術(shù)，工學(xué)結(jié)合，提高學(xué)生的數(shù)學(xué)思維能力和實踐能力.通過高等數(shù)學(xué)課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生具備較高的數(shù)學(xué)素養(yǎng)和較強(qiáng)的科學(xué)計算能力，能夠利用數(shù)學(xué)知識解決各專業(yè)在實際中所遇到的問題.

2.基于卓越人才培養(yǎng)的應(yīng)用型本科高等數(shù)學(xué)教學(xué)改革的思路

2.1適應(yīng)“卓越工程師培養(yǎng)計劃”，構(gòu)建高等數(shù)學(xué)FIC教學(xué)體系.

“FIC”分別是英語單詞“Foundation”（基礎(chǔ)知識、主要內(nèi)容、問題）、“Idea”（問題的核心、本質(zhì)、體系）、“Classification”（將數(shù)學(xué)問題分成若干類，研究每一類問題的解法）的縮寫，中文意為“基礎(chǔ)”、“思想”、“分類”.三部分是相輔相成而非獨立的，各部分之間存在著內(nèi)在的關(guān)聯(lián)性，不能孤立地看待.即FIC教學(xué)方法在強(qiáng)調(diào)“基礎(chǔ)理論”的同時，也注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新“思想”和“分類”解決問題的能力.與傳統(tǒng)的教學(xué)方法相比，高等數(shù)學(xué)FIC教學(xué)法在講授思想上有較大變化.它以微分為核心，導(dǎo)數(shù)和積分是它的推論，重在掌握核心思想，按照培養(yǎng)學(xué)生的科研意識和創(chuàng)新精神的主旨來講授.這更好地體現(xiàn)了微積分的核心思想，達(dá)到了教得透徹、學(xué)得明白，教學(xué)工作量小，學(xué)生容易學(xué)懂、會應(yīng)用和解題能力強(qiáng)的效果.

2.2將數(shù)學(xué)建模思想融入高等數(shù)學(xué).

高等數(shù)學(xué)教學(xué)應(yīng)著重培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題的能力，使學(xué)生在使用高等數(shù)學(xué)知識分析和解決問題等方面得到鍛煉，素質(zhì)得以提高，實現(xiàn)以培養(yǎng)數(shù)學(xué)創(chuàng)新素質(zhì)為目標(biāo)的數(shù)學(xué)教育的新目標(biāo)，這是高等教育中素質(zhì)教育的重要組成部分.將數(shù)學(xué)建模思想和方法引入到高等數(shù)學(xué)的教學(xué)過程中，將理論和實際應(yīng)用結(jié)合起來，使高等數(shù)學(xué)教學(xué)成為現(xiàn)實的、有實際背景的、富有挑戰(zhàn)性的活動.

2.3對教材內(nèi)容進(jìn)行改革.

結(jié)合“卓越工程師培養(yǎng)計劃”的要求，對教材進(jìn)行改革，針對性地編寫高等數(shù)學(xué)教材及相應(yīng)的教學(xué)輔助材料.大多數(shù)高等數(shù)學(xué)教材較多地注重了理論的嚴(yán)謹(jǐn)性和完整性，對于數(shù)學(xué)的應(yīng)用及如何從應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)問題和解決問題不夠重視.任課教師要處理好高等數(shù)學(xué)與高中數(shù)學(xué)的銜接，應(yīng)對極限和連續(xù)內(nèi)容進(jìn)行講解，重點介紹高等數(shù)學(xué)的思想方法，讓學(xué)生接受高等數(shù)學(xué)理論，培養(yǎng)學(xué)生用高等數(shù)學(xué)方法解決實際問題的能力.高等數(shù)學(xué)教材內(nèi)容要注重概念產(chǎn)生的背景，新知識點的引例及應(yīng)用實例都要用專業(yè)案例，并且不同專業(yè)教材引用不同的專業(yè)案例，要具有專業(yè)針對性，弱化定理的證明，避開偏、難、怪題.將數(shù)學(xué)軟件應(yīng)用引入教材，將數(shù)學(xué)實驗納入教學(xué)環(huán)節(jié)，增加學(xué)生實踐環(huán)節(jié)，編寫與各專業(yè)匹配的數(shù)學(xué)教材，真正遵循“必需、夠用、實用、先進(jìn)”的編寫原則.

2.4采用符合數(shù)學(xué)教學(xué)特點的多媒體課件.

利用多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)資源，開發(fā)高等數(shù)學(xué)課程的多媒體課件，把講課過程融入課件中，隨機(jī)應(yīng)變地展示授課內(nèi)容.充分利用現(xiàn)代化的教學(xué)技術(shù)與教學(xué)設(shè)備，將多媒體技術(shù)引入課堂教學(xué)，最大限度地體現(xiàn)數(shù)學(xué)課程的講授特點和發(fā)揮教師的資源，實現(xiàn)教學(xué)手段的升級換代.

2.5利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺開展學(xué)生自主學(xué)習(xí).

利用教學(xué)網(wǎng)絡(luò)平臺開展高等數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)網(wǎng)站建設(shè)，使學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)既能自主進(jìn)行學(xué)習(xí)、測試，又能親自動手做一些應(yīng)用型試題，提高學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣，培養(yǎng)其應(yīng)用數(shù)學(xué)的意識和能力.

3.結(jié)語

“卓越人才”計劃的推出，對地方應(yīng)用型本科高校的高等數(shù)學(xué)教學(xué)改革提出了更高的要求.應(yīng)用型本科高校不同專業(yè)對數(shù)學(xué)的要求不同，課時有多有少，培養(yǎng)目標(biāo)要求不同，側(cè)重內(nèi)容差別很大.高等數(shù)學(xué)教學(xué)要服務(wù)于專業(yè)的發(fā)展，遵循“管用、夠用、實用”的原則，以服務(wù)社會需求為導(dǎo)向，以專業(yè)培養(yǎng)為尺度.把數(shù)學(xué)應(yīng)用型問題與高等數(shù)學(xué)的相關(guān)教學(xué)內(nèi)容相結(jié)合，使得學(xué)生能切實體會到數(shù)學(xué)的用途和數(shù)學(xué)在解決工程問題中所發(fā)揮的作用，有效提高大學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力.

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