應用型大學轉型中工科數(shù)學教學改革研究與實踐

邵俊倩 李成鳳 孫 劍

(綏化學院信息工程學院 黑龍江綏化 152061)

工科數(shù)學是應用型本科專業(yè)的基礎課，主要涵蓋了工科數(shù)學分析、線性代數(shù)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計和復變函數(shù)等幾門課程。高等院校一般在大學一、二年級針對應用型本科專業(yè)開設工科數(shù)學，為學生后續(xù)課程學習、科學分析、解決實際問題提供必不可少的數(shù)學基礎知識及常用的數(shù)學方法，從而培養(yǎng)學生抽象概括問題的能力、邏輯推理能力和綜合運用所學知識解決實際問題的能力。近些年，工科數(shù)學課程教學一直備受重視，很多教育工作者投身到了工科數(shù)學教學的研究上來，涌現(xiàn)出了大量的研究成果[1-4]。當前，我國地方本科院校正處在向應用型大學（學院）轉型的新階段，應用型本科專業(yè)教學改革成敗是實現(xiàn)由學科學術型人才培養(yǎng)向應用型人才培養(yǎng)轉變的關鍵，工科數(shù)學作為應用型本科專業(yè)基礎課程，教學改革勢在必行。

一、工科數(shù)學教學存在的問題

工科數(shù)學分析、線性代數(shù)和概率論與數(shù)理統(tǒng)計是工科數(shù)學三大課程，在培養(yǎng)學生邏輯思維能力和解決實際問題能力方面起著無法替代的作用。在地方性本科院校向應用型大學轉型中，工科數(shù)學教學中還存在著諸多亟待解決的問題。

（一）教學內容陳舊、課時量不足，且教材單一。地方本科院校向應用型大學轉型，加大了實踐教學環(huán)節(jié)改革的力度，大大縮減了理論課學時，導致授課教師很難在規(guī)定的課時內完成教學大綱所要求的全部內容。此外，很多高校存在不同專業(yè)仍然采用同一教材，教材與教學內容不能做到很好地銜接，有些教材還存在教學內容陳舊，缺乏契合專業(yè)的應用教學案例，導致課堂教學效果不明顯。

（二）教學方式、方法固化，缺乏活力。地方性本科院在轉型過程中，不斷地在教學方式、方法上進行改革，大力倡導“互動式”“討論式”教學模式，但改革的實施不到位，流于形式，很多高校仍以“填鴨式”教學模式為主。在教學方式上，一些地方性本科院校的數(shù)學教師過度依賴PPT，采用“灌輸式”傳授知識，方法固化，缺乏活力。

（三）實踐教學環(huán)節(jié)薄弱，教學效果欠佳。轉型發(fā)展的根本方法就是實踐[5]。目前，大多數(shù)處于轉型階段的地方性本科院注重加強工科數(shù)學系列課程實踐教學環(huán)節(jié)，并進行了大量的研究工作，但是由于工科數(shù)學理論高度的抽象化，加之一些教師受傳統(tǒng)思想的束縛，在教學過程中過仍然只注重純數(shù)學理論的證明及計算，忽視數(shù)學的實際應用，致使工科數(shù)學系列課程的實踐教學改革仍停留在理論研究階段，沒有真正付諸實踐，教學改革效果欠佳。

（四）考核方式單一，改革動力不足。處于轉型中的部分高校對工科數(shù)學系列課程的考核方式進行改革，采用“開卷筆試”“開閉卷相結合”等方式，導致一些學生在學習過程中過度依賴教材，對本應記憶的公式和基本理論沒有很好的掌握，輕視課堂學習的重要性，積極主動學習熱情不高，影響了后續(xù)課程的學習效果。

二、工科數(shù)學教學改革與實踐

在地方本科院校向應用型大學轉型發(fā)展的新形勢下，為了使工科數(shù)學能更好適應培養(yǎng)應用型人才需要，現(xiàn)對工科數(shù)學教學改革與實踐進行探討。

（一）將數(shù)學建模的思想融入教學，引入數(shù)學實驗，強化實踐教學。地方本科院校向應用型轉變，基礎是課程體系教學內容重構[6]。數(shù)學建模簡單地說就是運用數(shù)學知識解決實際問題，把數(shù)學建模的思想融入工科數(shù)學課堂教學既符合高等學校教育教學改革的要求，又是適應社會發(fā)展的需要。那么如何將數(shù)學建模的思想融入到工科數(shù)學課堂教學中以實現(xiàn)教學內容的重構是亟待解決的問題。首先，在工科數(shù)學教材建設上，內容應適當增加應用內容的知識點，將與專業(yè)相關的數(shù)學模型引入教材，調整理論知識和應用問題的比例。其次，隨著數(shù)學軟件的廣泛應用和快速發(fā)展，教學的側重點應隨之調整，弱化對學生計算技巧的要求，強化對學生數(shù)學思維的訓練[7]。因此，在教學大綱的制定上，根據(jù)專業(yè)的特點引入數(shù)學實驗，適量增加數(shù)學實驗的學時，以加強對學生實踐能力的培養(yǎng)。例如，在修訂《線性代數(shù)》的教學大綱時，矩陣部分可引入數(shù)學實驗，對矩陣求逆等問題可利用數(shù)學軟件完成計算，這樣能夠避免當矩陣階數(shù)較高時手算的繁瑣，使學生充分體會到數(shù)學作為工具的重要作用。

（二）教學方式方法多樣化，強化師生互動。通常工科數(shù)學課堂教學采用板書與多媒體相結合，如何有效的進行教學設計是研究的核心問題。經過教學實踐探索，實施主板副板和多媒體教學法，主板是固定的，主要介紹本節(jié)課的主干，副版起到輔助教學作用，可進行一些演算過程，可擦除，多媒體由于其滾動的特點主要進行輔助說明作用，展示一些很難通過板書完成的場景。例如，在《線性代數(shù)》課程的理論教學中涉及到一些抽象概念，如矩陣的概念及其運算，在主板部分介紹本節(jié)課的主要框架，副版部分對矩陣運算的例題進行演算，利用多媒體工具給出相關概念，融入一些與概念相關的數(shù)學模型，可以使學生很好地理解它的定義及在實際問題中的應用，從而提高學生的學習興趣。使用多媒體輔助教學要注意一點，運用要適量，避免出現(xiàn)完全依賴課件。

在教學方法上，一些高校不斷進行改革創(chuàng)新，大力推廣了“討論式”“互動式”教學，卓有成效。由于工科數(shù)學固有的特點，應進一步加強教學方法改革的力度，逐步實現(xiàn)以“獨白”為主轉向以“對話”為主，加大項目教學法、案例教學法、情境教學法等方法的引入，啟發(fā)學生思考問題和解決問題，引導學生積極參與，使學生真正成為課堂的主體。

（三）改革傳統(tǒng)教學模式，加強課外輔導答疑。工科數(shù)學相關課程傳統(tǒng)的教學模式是大班授課，這種教學模式不利于學生的學習，不能及時有效地對學生加以指導，轉型階段應對這種教學模式進行改革，根據(jù)學校自身的情況，可以采取“小班授課”或“大班授課+小班研討”的模式，部分內容可以通過微課、慕課教學課下完成，以翻轉課堂形式展示給學生，利用課堂教學進行補充與提高。這樣，既能夠保證課程進度又能夠保證學生有足夠的時間練習和反饋。

課外輔導答疑是對課堂教學工作的有力補充，應加大課外輔導答疑工作的力度。例如，可以通過郵件、微信和QQ等網(wǎng)絡平臺進行師生互動，教師及時對學生學習過程中遇到的問題進行分析與解答。此外，工科數(shù)學的任課教師可設置一個課程主頁，內容包括該課程的教學大綱、教學課件、近幾年的數(shù)學考研真題和部分內容的微課等，也可以分享工科數(shù)學相關領域的最新研究成果，開闊學生的視野，提高學生學習的積極性。

（四）課程考核方式多元化，加強實踐環(huán)節(jié)的考核。一些地方本科院校對工科數(shù)學課程考核方式進行了改革，采用開卷筆試、開閉卷結合的考核方式，經過一段時間的實踐，發(fā)現(xiàn)這兩種考核方式并不適合工科數(shù)學課程對學生能力培養(yǎng)的考核。因此，高校應進一步對工科數(shù)學課程的考核方式進行改革，加強對實踐環(huán)節(jié)的考核，方式要靈活。例如，可以建立如下多元化的考核方案：學生的日常表現(xiàn)（包括出席情況、作業(yè)情況、課堂表現(xiàn)等）占總成績的20%；根據(jù)課程的特點，適當增加實踐環(huán)節(jié)的考核，可參考數(shù)學建模競賽的模式給出具體的實際項目由學生分組討論，用數(shù)學軟件進行統(tǒng)計分析，成果要形成論文并最終進行小組答辯，成績占總成績的30%；最后是期末檢測考試，主要考察學生對本門課程基本概念和基本理論的掌握情況，適量增加應用題的比例，以考察學生運用所學知識解決實際問題的能力，占總成績的50%。當然，這種方案并不適用于所有專業(yè)，可根據(jù)專業(yè)特色和課程特點對實踐環(huán)節(jié)考核所占比例進行調整，目的是既評價了學生對這門課程的基礎概念、基礎理論的掌握情況，也評價了學生解決實際問題的能力。

三、結束語

應用型大學工科數(shù)學教學改革是一項復雜的系統(tǒng)工程。由于工科專業(yè)的教學性質不同，開設工科數(shù)學課程的課時不一，因而課程的目標各不相同。本文根據(jù)目前工科數(shù)學課程教學現(xiàn)狀，對工科數(shù)學課程教學改革與實踐進行探討，研究如何優(yōu)化和更新教學內容、改革教學方式方法、考核方式多樣化，以培養(yǎng)和激發(fā)學生的學習興趣，實現(xiàn)人才培養(yǎng)的目標，更好地為地方的經濟發(fā)展服務。

[1]齊雪林，王寧，趙儀娜.新課標體系下高中數(shù)學對大學工科數(shù)學教學產生的問題分析及對策探索[J].大學數(shù)學，2014,30（2）：52-56.

[2]孫鳳芝.技術技能型大學高等數(shù)學教學改革研究[J].長春師范大學學報，2016,35（2）：107-109.

[3]張衛(wèi)國，孫宇嬌.工科數(shù)學教學中學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的研究與實踐[J].上海理工大學學報(社會科學版)，2016,38（2）：175-178.

[4]周立新.新建應用型工科院校高等數(shù)學教學內容與方法研究[J].當代教育理論與實踐,2016,8(6):56-58.

[5]陳小虎,雍海龍,黃洋.新興大學與轉型發(fā)展[J].高等工程教育研究，2016（2）：136-142.

[6]張大良.普通本科高校向應用型轉變聚焦四大重點[J].中國高等教育，2016（8）:1.

[7]趙瑞，曹靖.將數(shù)學建模思想融入工科數(shù)學教學[J].教育與職業(yè)，2016（10）：119-120.