應(yīng)用型本科院校專業(yè)面向產(chǎn)業(yè)背景下數(shù)學(xué)類課程的轉(zhuǎn)型改革

張庚 陳劍軍

【摘要】對于應(yīng)用型本科院校，在專業(yè)面向產(chǎn)業(yè)的背景下，要培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的學(xué)生，傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)類課程的教育教學(xué)已經(jīng)不能滿足需求.數(shù)學(xué)類課程的教育教學(xué)應(yīng)該與專業(yè)面向產(chǎn)業(yè)的背景相匹配，數(shù)學(xué)類課程面臨著調(diào)整或轉(zhuǎn)型.

【關(guān)鍵詞】應(yīng)用型本科院校;創(chuàng)新人才;教學(xué)改革;數(shù)學(xué)素養(yǎng)

【基金項目】廣東科技學(xué)院院級質(zhì)量工程項目《全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽培訓(xùn)模式探究-以廣東科技學(xué)院為例》，主持人：張庚.項目編號：CQ2017020.

一、前?言

應(yīng)用型本科院校是指辦學(xué)定位為應(yīng)用型，以應(yīng)用型本科教育為主的本科院校.應(yīng)用型本科教育對于滿足我國經(jīng)濟社會發(fā)展所需求的高層次應(yīng)用型人才和推進中國高等教育大眾化進程都能起到積極的促進作用.

大學(xué)課程學(xué)習(xí)最重要的并不是知識本身，而是通過知識的學(xué)習(xí)獲取一種自學(xué)的能力.從國內(nèi)外的很多教育教學(xué)實踐可以充分證明：在創(chuàng)新型人才培養(yǎng)中，數(shù)學(xué)教育，特別是大學(xué)數(shù)學(xué)教育，具有其他學(xué)科不可替代的重要作用.

學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)類課程的過程就是面對實際問題的數(shù)學(xué)化問題，通過研究例子，形成基礎(chǔ)理論及應(yīng)用理論去解決問題的創(chuàng)新過程;學(xué)生利用相關(guān)數(shù)學(xué)知識和思想方法解決實際問題的過程就是“自我創(chuàng)新”過程，因此良好的數(shù)學(xué)素養(yǎng)是創(chuàng)新型人才必備素養(yǎng).

二、國內(nèi)應(yīng)用型本科高校數(shù)學(xué)類課程教學(xué)中存在的主要問題

依據(jù)國內(nèi)諸多研究報告，綜合分析可知，數(shù)學(xué)類課程教學(xué)存在的主要問題是：

（1）我國大學(xué)數(shù)學(xué)類課程教材普遍存在重理論輕應(yīng)用、重推理輕計算、重技能輕創(chuàng)新、偏重數(shù)學(xué)的嚴密性和邏輯體系的演繹性、缺乏各門學(xué)科所應(yīng)用的現(xiàn)代數(shù)學(xué)知識等問題[1].

（2）教學(xué)要求較統(tǒng)一，缺少層次性;教學(xué)模式單一，缺乏多樣性.

（3）教學(xué)方法單一，教學(xué)手段落后，考試內(nèi)容和方式陳舊，不利于學(xué)生能力的培養(yǎng).

（4）數(shù)學(xué)各部分獨立設(shè)課，缺乏應(yīng)有的相互聯(lián)系和滲透.

（5）教學(xué)思想上偏重知識傳授，過分追求運算技巧，對素質(zhì)和能力的培養(yǎng)不夠重視.

（6）實踐教學(xué)環(huán)節(jié)薄弱，理論知識學(xué)得多，實際應(yīng)用得少，數(shù)學(xué)實驗和數(shù)學(xué)建模是應(yīng)用型本科院校高等數(shù)學(xué)教學(xué)中最薄弱的環(huán)節(jié).

（7）在教學(xué)過程中，缺乏與學(xué)生后續(xù)專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的聯(lián)系，教師只能就數(shù)學(xué)而講數(shù)學(xué)，不能從專業(yè)的角度自然地引出數(shù)學(xué)問題并進行講授.

（8）在教學(xué)過程中，極少有教師較為系統(tǒng)地在課堂中貫穿創(chuàng)新能力以及與產(chǎn)業(yè)崗位需求相適應(yīng)的創(chuàng)造力的培養(yǎng).

“培養(yǎng)高層次應(yīng)用型專門人才”是應(yīng)用型本科院校的培養(yǎng)目標，但現(xiàn)有的教學(xué)模式和體系卻無法滿足這一要求.為符合當(dāng)下高等教育改革的新形勢，滿足社會發(fā)展過程中對應(yīng)用型人才的需求，應(yīng)用型本科院校數(shù)學(xué)類課程教學(xué)改革順勢、順時，勢在必行.

三、國內(nèi)高等數(shù)學(xué)教學(xué)改革的研究與實踐

1994年，在原國家教委的領(lǐng)導(dǎo)下，工科數(shù)學(xué)課程教學(xué)指導(dǎo)委員會提出了“關(guān)于工科數(shù)學(xué)系列課程教學(xué)改革的建議”初稿.

1995年，原國家教委設(shè)立了“面向21世紀高等工程教育‘九五重大教學(xué)改革研究課題”.由清華大學(xué)主持、14所院校參加的“理科非數(shù)學(xué)類專業(yè)高等數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容和課程體系的改革研究”的“九五”重大課題的研究，在這一時期我國非數(shù)學(xué)專業(yè)類的大學(xué)數(shù)學(xué)課程改革中發(fā)揮了核心作用[2].

為了適應(yīng)大眾化教育和創(chuàng)新型優(yōu)秀人才培養(yǎng)的需要，國家教委于2003～2005年對原工科數(shù)學(xué)課程教學(xué)基本要求做了修訂.在“修改稿”的指導(dǎo)下，國內(nèi)許多大學(xué)致力工科數(shù)學(xué)課程體系和教學(xué)內(nèi)容的改革工作，提出了數(shù)學(xué)素質(zhì)教育是大學(xué)數(shù)學(xué)教育的靈魂的觀點[3].

不難看出，對于應(yīng)用型本科院校，在專業(yè)面向產(chǎn)業(yè)的背景下，要培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的學(xué)生，傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)類課程的教育教學(xué)已經(jīng)不能滿足需求.數(shù)學(xué)類課程的教育教學(xué)必須要結(jié)合院校應(yīng)用型的特點，結(jié)合專業(yè)與產(chǎn)業(yè)相銜接.數(shù)學(xué)類課程的教育教學(xué)應(yīng)該與專業(yè)面向產(chǎn)業(yè)的背景相匹配，數(shù)學(xué)類課程面臨著調(diào)整或轉(zhuǎn)型：數(shù)學(xué)類課程的任務(wù)、目標應(yīng)該向應(yīng)用、產(chǎn)業(yè)實際問題延伸.

四、具體改革內(nèi)容

應(yīng)用型本科院校與其他類型本科院校相比，生源實情和培養(yǎng)目標決定了應(yīng)用型本科院校必須走差異化發(fā)展的道路.專業(yè)面向產(chǎn)業(yè)的大方向是應(yīng)用型本科院校適應(yīng)實際需求的必然，是應(yīng)用型本科發(fā)展的主流趨勢，也是應(yīng)用型本科打造辦學(xué)特色的有效途徑.

作為應(yīng)用型本科，而且專業(yè)要面向產(chǎn)業(yè)，這勢必需要畢業(yè)生具有一定的應(yīng)用能力及創(chuàng)新能力，尤其是與產(chǎn)業(yè)對接的知識應(yīng)用能力、技能等，更重要的是能與產(chǎn)業(yè)乃至崗位對應(yīng)的創(chuàng)新能力.

在專業(yè)面向產(chǎn)業(yè)的背景下，作為基礎(chǔ)課程的數(shù)學(xué)類課程也同樣面臨著轉(zhuǎn)向或轉(zhuǎn)型的問題，其承擔(dān)的任務(wù)也會發(fā)生相應(yīng)的改變，其教學(xué)理念也需要進行適應(yīng)性的改變，需要分擔(dān)培養(yǎng)學(xué)生相應(yīng)的應(yīng)用能力及創(chuàng)新能力之重任.

為此，確定如下的具體改革內(nèi)容：

（一）改革教學(xué)理念

根據(jù)專業(yè)面向產(chǎn)業(yè)的重大變化，改革數(shù)學(xué)類課程教學(xué)的理念：傳統(tǒng)教學(xué)中，數(shù)學(xué)類課程的教學(xué)重在教會學(xué)生一些計算和規(guī)則，或一些公式和原理;進步一些的是在傳授知識的同時，培養(yǎng)學(xué)生的計算能力、空間想象能力、邏輯思維能力等數(shù)學(xué)能力;而這與實際工作所需的能力尚有一段距離，這段距離需要畢業(yè)生通過學(xué)習(xí)與思考來彌補.然而，與研究性、教學(xué)研究等類型的大學(xué)相比，應(yīng)用型本科的學(xué)生自身知識遷移能力欠佳，所以，學(xué)生畢業(yè)后在崗位上遇到實際問題時課堂知識難以馬上自主遷移.

專業(yè)面向產(chǎn)業(yè)就是希望畢業(yè)生能快速突破這個瓶頸.如此一來，就能夠促進高校教學(xué)理念的改革.作為基礎(chǔ)課程，數(shù)學(xué)類課程也面臨同樣的問題：如何在傳授知識、培養(yǎng)能力的同時，將這些過程與產(chǎn)業(yè)或崗位的需求相結(jié)合;或者說，要結(jié)合產(chǎn)業(yè)崗位的需要，在傳授給學(xué)生知識、培養(yǎng)數(shù)學(xué)能力的同時，還需要培養(yǎng)學(xué)生分析、解決產(chǎn)業(yè)或者崗位實際問題的能力.如此，勢必涉及數(shù)學(xué)知識、能力如何與產(chǎn)業(yè)、崗位銜接的問題.這些都是以往的數(shù)學(xué)教學(xué)不曾著重、系統(tǒng)考慮的問題.由此可見，數(shù)學(xué)類課程教學(xué)理念的改革勢在必行.

（二）調(diào)整課程任務(wù)及目標

改革數(shù)學(xué)類課程的教學(xué)理念，并不等同于將學(xué)生在產(chǎn)業(yè)或者崗位中所需要的知識與技能盡數(shù)授予，而是要在數(shù)學(xué)類課程的教學(xué)中，授予學(xué)生與專業(yè)、產(chǎn)業(yè)相應(yīng)的學(xué)習(xí)、模仿、創(chuàng)新等能力.因此，在確定專業(yè)面向產(chǎn)業(yè)后，要結(jié)合專業(yè)培養(yǎng)目標以及專業(yè)面向產(chǎn)業(yè)所需的創(chuàng)新能力，調(diào)整數(shù)學(xué)類課程在培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用、創(chuàng)新能力中的具體任務(wù)，確定數(shù)學(xué)類課程目標.簡言之，非“授之以魚”，而是“授之以漁”，且是“產(chǎn)業(yè)所需之漁”.

（三）改革教學(xué)內(nèi)容

在明確具體任務(wù)和課程目標的基礎(chǔ)上，在基本不改變現(xiàn)有數(shù)學(xué)類課程知識框架、體系的基礎(chǔ)上，改革數(shù)學(xué)類課程的教學(xué)內(nèi)容，突出數(shù)學(xué)知識與專業(yè)、產(chǎn)業(yè)乃至崗位的實際問題的聯(lián)系，注重數(shù)學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的知識遷移能力及創(chuàng)新思維.教學(xué)內(nèi)容改革的突出體現(xiàn)就在于：要將數(shù)學(xué)知識延伸到產(chǎn)業(yè)中去.

（四）數(shù)學(xué)知識延伸到產(chǎn)業(yè)

基于應(yīng)用型本科的生源等實際學(xué)情，要將數(shù)學(xué)知識延伸到產(chǎn)業(yè)之中，就必須修改現(xiàn)有教材中的概念、用例——為適應(yīng)學(xué)情而編寫數(shù)學(xué)概念、用例的通俗讀本;為面向產(chǎn)業(yè)，將數(shù)學(xué)的問題延伸到專業(yè)上的應(yīng)用、產(chǎn)業(yè)中相應(yīng)崗位的實際問題，并編寫成案例.

編寫的理由在于：數(shù)學(xué)類課程中的許多概念、性質(zhì)和定理等都是從客觀事物的某種數(shù)量關(guān)系或空間形式中抽象出來的數(shù)學(xué)模型.在教學(xué)中，從它們的實際原型和學(xué)生熟悉的例子自然而然地引出，可使學(xué)生容易理解、接受;同時，選擇與專業(yè)應(yīng)用、產(chǎn)業(yè)實際相適應(yīng)的教學(xué)用例，對學(xué)生以后應(yīng)對崗位實際情景也是十分有益的.

（五）培養(yǎng)應(yīng)用能力及團隊精神

動手能力以及團隊精神，理應(yīng)是應(yīng)用型本科學(xué)生的優(yōu)勢.為培養(yǎng)、強化學(xué)生的動手能力及團隊協(xié)作精神，應(yīng)編寫數(shù)學(xué)實驗教材，制作利用計算機軟件計算的教學(xué)課件，設(shè)計以團隊合作為主要完成方式的實驗作業(yè)練習(xí)冊.

（六）實驗、總結(jié)

在上述工作的基礎(chǔ)上，進行教學(xué)改革的實踐.對實踐教學(xué)進行多方位的信息采集及研究，總結(jié)出成功的經(jīng)驗.

五、具體改革目標

根據(jù)應(yīng)用型本科的實情、專業(yè)面向產(chǎn)業(yè)的大方向，進一步深入、系統(tǒng)地研究和明確與專業(yè)面向轉(zhuǎn)型相匹配的數(shù)學(xué)類課程目標，在此基礎(chǔ)上，制定相應(yīng)的數(shù)學(xué)課程標準，確定與此相適應(yīng)的數(shù)學(xué)類課程的教學(xué)內(nèi)容，形成初步實驗教材、組織實驗教學(xué)，探索教學(xué)改革實踐經(jīng)驗.具體如下：

根據(jù)專業(yè)面向產(chǎn)業(yè)、崗位的重大變化，進一步詳細深入地研究數(shù)學(xué)類課程教學(xué)理念轉(zhuǎn)型所需要面臨的困難、需要完成的任務(wù)，確立新的教學(xué)理念.

研究應(yīng)用型本科院校開設(shè)數(shù)學(xué)類課程的各專業(yè)面向哪些產(chǎn)業(yè)、崗位;研究這些崗位對年輕員工（學(xué)生）的應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力的主要需求.

在進一步深入掌握應(yīng)用能力、創(chuàng)新能力內(nèi)涵的基礎(chǔ)上，明確其構(gòu)成的要素（如團隊協(xié)作素養(yǎng)，獨立考慮問題的辯證性、系統(tǒng)性及層次性，知識遷移能力，將實際問題抽象為數(shù)學(xué)模型的能力，數(shù)學(xué)知識的應(yīng)用能力等等）;確立數(shù)學(xué)類課程培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用、創(chuàng)新能力的目標，明確數(shù)學(xué)類課程在培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用、創(chuàng)新能力中的具體任務(wù);研究數(shù)學(xué)類課程如何在教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的這些能力要素.

結(jié)合這些能力要素，確定數(shù)學(xué)類課程中需要哪些配套的教學(xué)內(nèi)容;研究如何將這些內(nèi)容從知識點、計算技能出發(fā)，與專業(yè)或者生活中的實際問題聯(lián)系起來，直至延伸到與產(chǎn)業(yè)中具體崗位的實際操作或技術(shù)疑難問題聯(lián)系起來;研究在這些內(nèi)容的教學(xué)中如何培養(yǎng)學(xué)生在應(yīng)對這些實際情景時的上述能力要素.

為了突出應(yīng)用數(shù)學(xué)的能力，需要將現(xiàn)有教材中的概念、用例進行修改：力求概念與實際相聯(lián)系、抽象概念生活化（如將數(shù)學(xué)中函數(shù)的連續(xù)性、曲線的光滑性、二階導(dǎo)數(shù)的意義、曲率、擺線、阿基米德螺線等概念生活化等）;修改（或新編）教學(xué)內(nèi)容的用例，使之更加貼近實際，使之模型化——將數(shù)學(xué)的問題延伸到專業(yè)上的應(yīng)用、產(chǎn)業(yè)中相應(yīng)崗位的實際問題.編寫數(shù)學(xué)概念、用例的通俗讀本.讀本的作用類似于過江大橋兩端的引橋：一側(cè)引導(dǎo)學(xué)生從平地走上高等數(shù)學(xué)的“大橋”，另一側(cè)引導(dǎo)學(xué)生將數(shù)學(xué)應(yīng)用于實際問題.

培養(yǎng)學(xué)生的動手能力及團隊協(xié)作精神：突出培養(yǎng)學(xué)生利用計算機軟件解決實際問題尤其是計算問題的能力，以及團隊的合作精神.為此，首先要研究并確定數(shù)學(xué)類課程中要求學(xué)生掌握的、建議使用計算機軟件進行計算的教學(xué)內(nèi)容，編寫成數(shù)學(xué)實驗教材，制作利用計算機軟件計算的教學(xué)課件，為學(xué)生設(shè)計以團隊合作為主要完成方式的實驗作業(yè)練習(xí)手冊.

六、結(jié)束語

本文的特色在于結(jié)合應(yīng)用型本科的實際，突出研究數(shù)學(xué)類課程如何與專業(yè)、應(yīng)用相結(jié)合;結(jié)合應(yīng)用型本科院校專業(yè)面向產(chǎn)業(yè)的趨勢，著重研究數(shù)學(xué)類課程如何延伸到產(chǎn)業(yè)、與崗位接軌;著重研究數(shù)學(xué)類課程如何根據(jù)產(chǎn)業(yè)需要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力與思維;提出了數(shù)學(xué)類課程轉(zhuǎn)型的概念，旨在較為系統(tǒng)地建立從數(shù)學(xué)知識、能力到達產(chǎn)業(yè)、崗位的應(yīng)用的通道，并分擔(dān)為產(chǎn)業(yè)崗位需求培養(yǎng)相應(yīng)創(chuàng)新能力的重任.

【參考文獻】

[1]余達錦，楊淑玲.創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育背景下高等數(shù)學(xué)教學(xué)方法研究[J].江西財經(jīng)大學(xué)學(xué)報，2013（4）：122-129.

[2]馬知恩.工科高等數(shù)學(xué)課程教學(xué)改革五十年[J].中國大學(xué)教學(xué)，2008（2）：11-16.

[3]李嵐.高等數(shù)學(xué)教學(xué)改革研究進展[J].大學(xué)數(shù)學(xué)，2007（2）：74-76.