IEET背景下高等數(shù)學分類教學模式構建與實踐

蘭德新，葉麗霞

（武夷學院 數(shù)學與計算機學院，福建 武夷山 354300）

在IEET工程認證的背景下，從各工程專業(yè)人才培養(yǎng)的目標定位和IEET工程認證的需要為切入點，構建各類工程專業(yè)高等數(shù)學分類教學模式，并探討高等數(shù)學教學內(nèi)容和教學方法的改革與實施。從普遍意義上講,高等數(shù)學的作用表現(xiàn)在為各工程專業(yè)后續(xù)課程的學習提供必要的高等數(shù)學、工程數(shù)學及工程統(tǒng)計的基礎知識,在IEET工程認證中占據(jù)重要位置，是綜合培養(yǎng)各工程專業(yè)學生的應用高等數(shù)學、工程數(shù)學及工程統(tǒng)計的能力,全面提升學生的邏輯思維能力、分析問題能力和數(shù)學建模能力。從應用型高校培養(yǎng)應用型人才的特點來看,或從IEET工程認證的角度來說，注重知識的有效管理和應用,而不是單純進行知識的發(fā)現(xiàn)和挖掘,也就是說既要注重學數(shù)學,也要注重用數(shù)學。因此,構建應用型高校的高等數(shù)學分類教學模式的必須體現(xiàn)教學與實踐這一特點。

傳統(tǒng)的高等學校各工程專業(yè)的高等數(shù)學教學采用“理論+證明”模式，加強邏輯演繹、思維訓練的同時還要注重知識結構的系統(tǒng)化，這樣教學模式限制學生應用數(shù)學能力的培養(yǎng)。這種“理論+證明”教學模式已經(jīng)不適合在IEET工程認證的背景下應用型高校各工程專業(yè)的高等數(shù)學的教學模式，而新教學模式取決于各工程專業(yè)的目標定位和IEET工程認證所需的應用高等數(shù)學、工程數(shù)學及工程統(tǒng)計的能力，從培養(yǎng)應用型人才角度來說，注重知識的有效學習和應用，即根據(jù)需要設置教學內(nèi)容和應用數(shù)學能力的培養(yǎng)，換句話說在各類工程專業(yè)教學實踐過程中如何應用數(shù)學知識和方法來解決工程的實際問題，包括數(shù)學建模、計算方法、估計、工程統(tǒng)計等問題，可否利用計算機來實現(xiàn)部分工作。因此，高等數(shù)學教學內(nèi)容和教學方法改革勢在必行，實現(xiàn)教學改革切入點是分類課程模式的構建和教學理念應該向“工具+應用”模式轉(zhuǎn)變。

1 高等數(shù)學教學模式的構建

在IEET工程認證背景下，應用型高校各類工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式“工具+應用”越來越受到重視。改革各類工程專業(yè)的高等數(shù)學的傳統(tǒng)教學模式—注重理論知識的傳授，即“理論+證明”模式。因此構建分類教學模式時需要從下幾個方面問題考慮：（1）突出高等數(shù)學課程設計的應用性，考慮到學生后續(xù)課程學習的需要和將來從事各類工程工作中的適應性和應用能力。（2）突出高等數(shù)學教學的實踐性，即在教學中重視數(shù)學建模和數(shù)學軟件實踐教學，培養(yǎng)學生的實踐能力。（3）突出高等數(shù)學課程內(nèi)容的實用性，根據(jù)各類工程專業(yè)的實踐需要調(diào)整各個教學環(huán)節(jié)教學內(nèi)容的比例，設置教學內(nèi)容時不要太過深入的理論和廣度，一切以達到用高等數(shù)學理論服務工程實踐為目的。因此，在構建高等數(shù)學教學模式時，設置教學內(nèi)容必須考慮以應用為目的，突出實踐性和實用性。

目前大多數(shù)應用型高等學校將大學數(shù)學分為理科、工科、經(jīng)管和文科四個類別，這樣的分類基本還是合理的。我們考慮工科各工程專業(yè)對數(shù)學知識的需求差異，設置高等數(shù)學的通用的最低標準，對工程專業(yè)有特殊需求的，選用開設模塊化的方式。對于有深造要求的，設立選修課解決。如何設置教學內(nèi)容和課程分類？我們采用調(diào)研分析、教學管理和教學模式相結合思想分類，同時考慮各工程專業(yè)的特點和IEET工程認證的需求。

1.1 教學內(nèi)容的調(diào)研分析

我們用調(diào)查表方式進行調(diào)研，以各工程專業(yè)人才培養(yǎng)的目標定位和IEET工程認證的需要為切入點。將涉及到高等數(shù)學的內(nèi)容按照小模塊分成若干模塊，設計由學科帶頭人、本專業(yè)的專家、行業(yè)專家組成咨詢對象的教學內(nèi)容調(diào)查表。（如表1）

表1 教學內(nèi)容調(diào)查表Table 1 Teaching content questionnaire

1.2 教學模式的構建

由于教學模式的改變是多方面的，除了學生之外，對教師、教材和教學管理都是新課題，新的模式也許會存在我們意料之外的缺陷，通過實踐才能檢驗。為了保證教學質(zhì)量的穩(wěn)定性和IEET工程認證的需要，我們采用模塊化方式構建教學模式。我們對調(diào)查表（1）中統(tǒng)計結果進行整合分析，同時考慮工程類各專業(yè)人才培養(yǎng)模式和IEET工程認證，設置高等數(shù)學的分類課程和課時（如表2）。

表2 高等數(shù)學的分類型課時學分設置表Table 2 The setting table of Higher Mathematics classification type credit hours

2 教學內(nèi)容和方法的改革

為適應社會發(fā)展對應用型人才培養(yǎng)的要求和IEET工程認證的要求，實現(xiàn)以就業(yè)為導向的目標管理，改革高等數(shù)學的教學內(nèi)容及分類課程模式，即從傳統(tǒng)的傳授“知識”轉(zhuǎn)為傳授“方法”，培養(yǎng)具有較強實踐動手能力的應用型人才。我們從教學內(nèi)容和教學方法進行改革。

2.1 教學內(nèi)容的改革

采用模塊化方式對高等數(shù)學的教學內(nèi)容進行改革，構建應用型的高等數(shù)學教學模式。即從模塊化教學的概念出發(fā)，分析各類工程專業(yè)后續(xù)專業(yè)課程的特色，以專業(yè)課程需要的高等數(shù)學知識和方法為依托設置教學模塊內(nèi)容，同時考慮各類工程專業(yè)教學設置和IEET工程認證的需要，有針對性地設計教學模塊內(nèi)容，構建相應的教學模式。我們從三個方面對教學內(nèi)容作出調(diào)整：1)根據(jù)統(tǒng)計調(diào)查，針對統(tǒng)計結果對教學內(nèi)容進行整合，注重引入數(shù)學軟件內(nèi)容，注重設計內(nèi)容要“以應用為目的，以夠用為度”。2)加強應用性,應用技術型高校人才培養(yǎng)定位和IEET工程認證目標培養(yǎng)學生在實際應用數(shù)學能力，因此在教學內(nèi)容選擇上應該加強應用方面的內(nèi)容，使應用和理論相互結合，特別應用數(shù)學軟件的內(nèi)容；適當增加實際應用的例子，這樣可以增強學生的應用意識，達到提高學生學習興趣的目的。3)加強數(shù)學建模和數(shù)學實驗的內(nèi)容，各類工程專業(yè)的后續(xù)課程在不同程度上用到高等數(shù)學的計算和實際應用，所以設計部分數(shù)學建模和數(shù)學實驗的內(nèi)容，有利于學生增強實用數(shù)學技術，學會部分數(shù)學軟件，可以利用數(shù)學軟件可以解決將來從事工作中實際問題。

2.2 教學方法的改革

應用技術型人才培養(yǎng)和IEET工程認證背景下之高等數(shù)學教學方法改革，關鍵在于教學理念的轉(zhuǎn)變，我們認為可以從以下幾方面對高等數(shù)學教學方法進行改革：（1）在高等數(shù)學教學實踐中適當參透數(shù)學建模的思想，加強學生對實際問題建立數(shù)學模型過程的體驗，從中學會分析實際問題和如何解決實際問題的應用意思，從而提高學生學習高等數(shù)學的興趣。（2）在高等數(shù)學教學實踐中適當添加數(shù)學軟件的內(nèi)容，這樣可以利用數(shù)學軟件展示圖形圖像，從直觀上加強學生對數(shù)學知識的理解，培養(yǎng)學生運用數(shù)學軟件解決實際問題的能力。（3）運用現(xiàn)代化的教學手段，即多媒體、慕課、微課程等輔助教學手段，利用現(xiàn)代化的教學手段增加課堂教學的信息量，加強課外輔導，以提高教學效果。（4）利用網(wǎng)絡平臺，開發(fā)網(wǎng)絡資源，通過網(wǎng)絡平臺進行網(wǎng)絡教學和網(wǎng)絡答疑，突破時間和空間的限制，使學生可以共享網(wǎng)絡資源，實現(xiàn)師生之間，學生之間的實時交流。

3 教學課程評量標準

應用型高等學校的高等教育和IEET工程認證背景下高等數(shù)學的考量標準的研究，必須從轉(zhuǎn)變教育教學觀念入手，樹立現(xiàn)代的考核觀，采用動態(tài)、多元化、多樣化考核模式，建立貫穿高等數(shù)學課程教學全過程考量流程圖，如圖1所示。即學期初準備的教學大綱、考核大綱，這兩個教學文件中含有課程對應職業(yè)能力的具體培養(yǎng)過程和考量方式，平時過程性考量方式和平時成績評定辦法；學期中考核方式和考核成績；期末結束時的課程考核方式和考核成績，對課程的其他考量辦式，最后進行綜合評定。具體來說，平時過程性考核包括作業(yè)、課堂效率、學習態(tài)度、學期中的考核成績、考勤等；課程結束時形成性考核包括學生期末考核成績、上機考核等。我們考量方式就是平時過程性考核和課程結束時形成性考核相結合進行綜合考量?？紤]實際問題中不同因素對學生的影響，要運用科學、可行的體系來評價，為此采用教育統(tǒng)計學中評價模型。（1）建立評價指標，平時過程性評價指標：作業(yè)、課堂效率、學習態(tài)度、考勤；課程結束時評價指標：學生期末考核成績、上機考核。（2）建立評價權重：因素權重V，平時過程性指標的權重V1，課程結束時形成性指標的權重V2，各指標權重向量R，若各指標學生成績（百分制）A。學生綜合成績等于R×AT?？剂繕藴手笜梭w系的選擇和各指標權重的選取是一個系統(tǒng)工程，有待進一步在實踐中探討和研究。

圖1 高等數(shù)學課程教學過程考量流程圖Figure 1 The flow chart of Higher Mathematics teaching process considerations

總之，應用型高等學校的高等教育和IEET工程認證背景下的高等數(shù)學教學改革是一個系統(tǒng)工程，轉(zhuǎn)變教師的教學理念，改變教學內(nèi)容、方法和考量標準，才能培養(yǎng)更多具有創(chuàng)新能力的人才，改革是一個循序漸進的多元化的不斷實踐和不斷完善的過程。