基于專業(yè)應(yīng)用能力培養(yǎng)的大學(xué)數(shù)學(xué)課程教學(xué)改革與實(shí)踐

王圣祥

1 大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)過程中存在的問題

隨著我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)的飛速發(fā)展，社會(huì)各界對(duì)我們的高等教育提出了新要求，許多地方高等院校將辦學(xué)定位調(diào)整為培養(yǎng)應(yīng)用型本科層次的人才。應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)確定后，各專業(yè)以特色專業(yè)建設(shè)為核心，以學(xué)生的專業(yè)應(yīng)用能力培養(yǎng)為主導(dǎo)，全面培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用型素質(zhì)，對(duì)大學(xué)數(shù)學(xué)課程中數(shù)學(xué)知識(shí)的需求有了較大變化[1-2]。為了積極適應(yīng)這種變化，提高大學(xué)數(shù)學(xué)課程的教學(xué)效果和學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用能力，減輕學(xué)生學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)，按照專業(yè)需求，凸顯專業(yè)差異的大學(xué)數(shù)學(xué)課程教學(xué)改革勢(shì)在必行。

1.1 教學(xué)大綱缺乏靈活性，不能適應(yīng)專業(yè)發(fā)展的個(gè)性需要

對(duì)大多數(shù)的地方應(yīng)用型本科院校來說，大學(xué)數(shù)學(xué)課程的教學(xué)大綱是粗線條的，以滁州學(xué)院高等數(shù)學(xué)課程為例，我們?cè)跈C(jī)械、電氣、化工、地信、土木等專業(yè)大類開設(shè)高等數(shù)學(xué)A，在生物、食品專業(yè)大類開設(shè)高等數(shù)學(xué)B，在經(jīng)濟(jì)、管理類專業(yè)大類開設(shè)高等數(shù)學(xué)C。所有開設(shè)高等數(shù)學(xué)A的專業(yè)對(duì)高等數(shù)學(xué)的要求是完全相同的，共用一份教學(xué)大綱，但是現(xiàn)實(shí)的情況確是不同學(xué)科不同專業(yè)對(duì)大學(xué)數(shù)學(xué)的需求差異很大，比如，化工類專業(yè)對(duì)高等數(shù)學(xué)的要求較低，只需要一元微積分學(xué)和二元微分學(xué)，對(duì)多元積分學(xué)、微分方程要求不高；化學(xué)類專業(yè)由于結(jié)構(gòu)化學(xué)等課程的開設(shè)，需要微分方程甚至部分偏微分方程的知識(shí)，對(duì)數(shù)學(xué)的要求較高。

1.2 教學(xué)內(nèi)容偏重理論和計(jì)算，缺少專業(yè)銜接

相比其它學(xué)科信息化教學(xué)改革的廣泛推廣，大學(xué)數(shù)學(xué)課程信息化改革程度低、范圍小，大部分院校仍采用傳統(tǒng)的板書演示教學(xué)法。重?cái)?shù)學(xué)知識(shí)的傳授，輕數(shù)學(xué)能力的培養(yǎng)；重?cái)?shù)學(xué)技巧的訓(xùn)練，輕數(shù)學(xué)思想的學(xué)習(xí)[3-4]。更加尖銳是大學(xué)數(shù)學(xué)課程學(xué)時(shí)少與教學(xué)任務(wù)量大之間的矛盾，以滁州學(xué)院為例，學(xué)時(shí)最多的高等數(shù)學(xué)A也只有150，高等數(shù)學(xué)B有142課時(shí)，高等數(shù)學(xué)C只有124課時(shí)，線性代數(shù)A、B、C統(tǒng)一到36課時(shí)，概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)統(tǒng)一到48課時(shí)。時(shí)間緊任務(wù)重，教師為了趕進(jìn)度而滿堂灌，忽視學(xué)生的主觀能動(dòng)性，教師更沒有時(shí)間去講解費(fèi)時(shí)費(fèi)力的專業(yè)案例。調(diào)查顯示，只有三分之一左右的教師、十分之一左右的學(xué)生能夠勉強(qiáng)說清大學(xué)數(shù)學(xué)課程對(duì)專業(yè)學(xué)習(xí)的具體作用。長(zhǎng)此以往必然導(dǎo)致學(xué)生產(chǎn)生疲憊心理和畏難情緒，喪失學(xué)習(xí)興趣，不利于后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)。

1.3 教學(xué)資源分配不合理，教師自身專業(yè)背景不強(qiáng)

傳統(tǒng)的大學(xué)數(shù)學(xué)課程教學(xué)與學(xué)生后續(xù)專業(yè)脫節(jié)，沒有有機(jī)地結(jié)合起來。我們不能把這種現(xiàn)象全部歸咎于學(xué)生，我們自己也有責(zé)任。在實(shí)際教學(xué)過程中，因?yàn)榉N種原因，能夠切實(shí)加以專業(yè)銜接的教師非常少，主要原因是教師受限于自身的專業(yè)背景，大部分?jǐn)?shù)學(xué)老師只對(duì)數(shù)學(xué)學(xué)科了解比較深入，對(duì)所培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)知識(shí)涉獵較少[5]。當(dāng)然，有一部分教師對(duì)某一特定專業(yè)的后續(xù)課程是有了解的，比如數(shù)學(xué)與金融學(xué)院部分金融工程專業(yè)教師因?yàn)橛薪鹑跀?shù)學(xué)背景，他們比較熟悉經(jīng)濟(jì)管理類專業(yè)課程，知道經(jīng)濟(jì)管理類專業(yè)后續(xù)專業(yè)課程對(duì)大學(xué)數(shù)學(xué)知識(shí)需求情況。但是這部分教師還要承擔(dān)專業(yè)課程的教學(xué)工作，工作繁重，在教學(xué)任務(wù)下達(dá)時(shí)很難做到教師和學(xué)生的最優(yōu)化組合，不能發(fā)揮教師的專業(yè)背景，造成的結(jié)果是教師教的累，學(xué)生學(xué)的苦。

這些問題的存在不僅妨礙了大學(xué)數(shù)學(xué)課程教學(xué)改革的有效展開，也影響了大學(xué)數(shù)學(xué)課程的教學(xué)效率，學(xué)生學(xué)習(xí)大學(xué)數(shù)學(xué)找不到興趣點(diǎn)，看不到大學(xué)數(shù)學(xué)課程對(duì)自己的專業(yè)學(xué)習(xí)能起到什么作用。

2 基于專業(yè)應(yīng)用能力培養(yǎng)的大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)改革與實(shí)踐

2.1 基于后續(xù)專業(yè)課程對(duì)大學(xué)數(shù)學(xué)的差異性需求，調(diào)整大學(xué)數(shù)學(xué)課程的設(shè)置

隨著滁州學(xué)院應(yīng)用型本科水平的逐步提高和高水平應(yīng)用型本科大學(xué)辦學(xué)目標(biāo)的確定，各應(yīng)用型專業(yè)對(duì)大學(xué)數(shù)學(xué)課程提出了新的要求。為了制定更加符合專業(yè)需求的人才培養(yǎng)方案，數(shù)學(xué)與金融學(xué)院邀請(qǐng)相關(guān)學(xué)院專業(yè)負(fù)責(zé)人到數(shù)學(xué)與金融學(xué)院共商大學(xué)數(shù)學(xué)課程改革的相關(guān)事宜。根據(jù)院部專業(yè)建議并結(jié)合大學(xué)數(shù)學(xué)知識(shí)自身的屬性，我校大學(xué)數(shù)學(xué)課程做了如下調(diào)整：

(1)取消的課程有：園林專業(yè)取消線性代數(shù)B與概率統(tǒng)計(jì)B；制藥工程專業(yè)取消概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)A；旅游管理專業(yè)取消概率統(tǒng)計(jì)C；公共事業(yè)管理專業(yè)取消高等數(shù)學(xué)C(二)；工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)取消高等數(shù)學(xué)B；學(xué)前教育(對(duì)口)專業(yè)取消數(shù)學(xué)(一)。

(2)增設(shè)的課程有：旅游管理專業(yè)增設(shè)高等數(shù)學(xué)C(二)；食品質(zhì)量與安全專業(yè)增設(shè)高數(shù)B(二)；全校范圍增設(shè)高等數(shù)學(xué)選講、線性代數(shù)選講、概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)選講三門選修課。

(3)課時(shí)調(diào)整的專業(yè)有：高等數(shù)學(xué)A由原來的169(84+85)課時(shí)減至150(70+80)課時(shí)，高等數(shù)學(xué)B的專業(yè)由原來的169(84+85)課時(shí)減至142(70+72)課時(shí)，高等數(shù)學(xué)C由原來的138(70+68)課時(shí)減至124(70+54)課時(shí)，線性代數(shù)A、B、C維持36課時(shí)不變，概率統(tǒng)計(jì)A、B、C由原來的54課時(shí)減至48課時(shí)。

(4)在經(jīng)濟(jì)管理類試點(diǎn)與專業(yè)銜接的高等數(shù)學(xué)教學(xué)改革，修訂教學(xué)大綱以適應(yīng)后續(xù)專業(yè)課程學(xué)習(xí)的需要，選取經(jīng)濟(jì)學(xué)案例引入高等數(shù)學(xué)中的重要概念，例題講解緊扣專業(yè)背景，力求少而精，既減輕了學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)，有提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。教學(xué)過程強(qiáng)調(diào)概念形成，突出解決問題，培養(yǎng)數(shù)學(xué)能力。

2.2 結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)，分類制定適應(yīng)各專業(yè)需要的大學(xué)數(shù)學(xué)課程教學(xué)大綱

針對(duì)不同專業(yè)的不同要求，結(jié)合中學(xué)數(shù)學(xué)新課標(biāo)的改革，在大學(xué)數(shù)學(xué)課程的教學(xué)中刪去中學(xué)已經(jīng)學(xué)過的內(nèi)容，充分考慮各部分內(nèi)容之間的內(nèi)在聯(lián)系，將相關(guān)內(nèi)容重新整合，實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的最優(yōu)化。重新制定與不同專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)相適應(yīng)的大學(xué)數(shù)學(xué)課程教學(xué)大綱，包括重難點(diǎn)、開設(shè)學(xué)期、學(xué)時(shí)設(shè)置、考核方式等等。以滁州學(xué)院為例，數(shù)學(xué)與金融學(xué)院進(jìn)行問卷調(diào)查，充分了解全校理工類專業(yè)對(duì)大學(xué)數(shù)學(xué)知識(shí)需要的廣度和深度，組織教師按照專業(yè)需求為導(dǎo)向修訂大學(xué)數(shù)學(xué)課程教學(xué)大綱，收集具有專業(yè)背景的應(yīng)用型案例，比如在信息學(xué)院物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)，根據(jù)專業(yè)課程對(duì)大學(xué)數(shù)學(xué)知識(shí)的需求情況的調(diào)查統(tǒng)計(jì)結(jié)果，物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)對(duì)大學(xué)數(shù)學(xué)知識(shí)需求情況如表1。

2.3 合理分配教學(xué)資源，在大學(xué)數(shù)學(xué)課程教學(xué)中積極開展專業(yè)案例教學(xué)

在現(xiàn)有的師資力量基礎(chǔ)上，合理分配教學(xué)資源，搭建數(shù)學(xué)教師與專業(yè)教師溝通交流的平臺(tái)，數(shù)學(xué)教師相對(duì)固定地承擔(dān)特定專業(yè)的數(shù)學(xué)課程，深入到專業(yè)教研室學(xué)習(xí)一些簡(jiǎn)單的專業(yè)知識(shí)，了解后續(xù)專業(yè)課程需要的數(shù)學(xué)知識(shí)，收集專業(yè)課程中的經(jīng)典數(shù)學(xué)案例，穿插在日常的教學(xué)中。

比如在提出導(dǎo)數(shù)概念時(shí)幾乎都是通過瞬時(shí)速度引入的，這對(duì)于物理專業(yè)的學(xué)生是適合的，實(shí)際情況是很多專業(yè)都有導(dǎo)數(shù)的實(shí)際背景，比如在經(jīng)濟(jì)學(xué)中的邊際收入，化學(xué)專業(yè)中的反應(yīng)速度, 生物學(xué)專業(yè)中的出生率和代謝率，電子信息類專業(yè)中的下載速度，等等。在定積分概念的引入時(shí)，幾乎所有的教材都采用的是幾何意義和物理意義，即曲邊梯形的面積和變速直線運(yùn)動(dòng)的位移。實(shí)際上，定積分在不同學(xué)科都有廣泛的背景和應(yīng)用，比如電子信息類專業(yè)中的數(shù)據(jù)流量，經(jīng)濟(jì)類專業(yè)中的消費(fèi)總量，化學(xué)化工專業(yè)中的排污總量，生物食品專業(yè)中的細(xì)胞增加總數(shù)，等等。

同樣的情況在線性代數(shù)中也存在，以矩陣概念的引入為例，大多數(shù)情況下都是通過線性方程組引入的，這樣引入很直觀很通俗，但是專業(yè)背景不強(qiáng)，學(xué)生不知道為什么要學(xué)矩陣，實(shí)際上矩陣論在很多專業(yè)都有應(yīng)用，比如經(jīng)濟(jì)學(xué)中的投入產(chǎn)出模型，化學(xué)專業(yè)中的原子矩陣，通信中的信源熵和信道容量等。在概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)中講解假設(shè)檢驗(yàn)方法時(shí)可以根據(jù)不同專業(yè)給出不同的應(yīng)用，在生物學(xué)中對(duì)新生兒的平均體重進(jìn)行假設(shè)檢驗(yàn)舉例，在化學(xué)專業(yè)對(duì)生產(chǎn)化工產(chǎn)品的質(zhì)量進(jìn)行假設(shè)檢驗(yàn)舉例，在地信專業(yè)可以采用假設(shè)檢驗(yàn)的方法對(duì)土地整治前后效益結(jié)果的真實(shí)性和有效性進(jìn)行檢驗(yàn)，等等。

表1

2.4 不斷改進(jìn)教學(xué)方法，注重?cái)?shù)學(xué)思想的講授，提高應(yīng)用型人才培養(yǎng)質(zhì)量

大學(xué)數(shù)學(xué)課程的教學(xué)目的不僅僅是掌握必要的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和基本方法，更應(yīng)該是培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)新知識(shí)的能力，發(fā)展學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用意識(shí)和創(chuàng)新意識(shí)。在教學(xué)過程中，我們要適當(dāng)?shù)亟档碗y度，強(qiáng)調(diào)數(shù)學(xué)理論中蘊(yùn)含的數(shù)學(xué)思想及其在相關(guān)專業(yè)中的應(yīng)用。在數(shù)值計(jì)算中引入MATLAB、SPSS等數(shù)學(xué)軟件，減少不必要的理論推導(dǎo)與繁瑣的數(shù)學(xué)演算過程，加強(qiáng)數(shù)學(xué)理論的應(yīng)用性特別是與專業(yè)相關(guān)的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用，增加數(shù)學(xué)知識(shí)與專業(yè)知識(shí)的銜接。

3 結(jié)語

系統(tǒng)研究不同專業(yè)對(duì)大學(xué)數(shù)學(xué)知識(shí)的差異性需求，不斷調(diào)整大學(xué)數(shù)學(xué)課程教學(xué)大綱和教學(xué)內(nèi)容，改進(jìn)教學(xué)模式和方法，推動(dòng)大學(xué)數(shù)學(xué)類課程教學(xué)體系的建設(shè)，更好地服務(wù)于專業(yè)建設(shè)和應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。因此，開展基于專業(yè)應(yīng)用能力培養(yǎng)的大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)改革十分必要且具有重要的實(shí)際意義，對(duì)于提高應(yīng)用型本科院校大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)效果和應(yīng)用型人才培養(yǎng)質(zhì)量等方面都具有重要的意義。

[參 考 文 獻(xiàn)]

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