基于專業(yè)需求的高等數(shù)學教學改革研究

薛婷婷 曹小紅 常治國 馬萬杰

摘要：針對普通高等工科院校高等數(shù)學教學過程中存在的問題，提出基于專業(yè)需求的高等數(shù)學教學改革。以采礦工程為例，通過對專業(yè)需求的分析，從合理配備師資、優(yōu)化教學內(nèi)容、改革教學方法三方面提出具體改革方法，提升了教學質(zhì)量，實現(xiàn)“因?qū)Ｊ┙獭钡呐囵B(yǎng)要求。

關鍵詞：專業(yè)需求；高等數(shù)學；師資配備；教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）09-0128-02

一、概述

高等數(shù)學是工科類專業(yè)課程設置中必不可缺的一門基礎課程，在工程技術、金融、機械等科學領域，其數(shù)學思想和方法有著廣泛的應用，是解決實際問題必不可少的工具[1]。然而，在高等數(shù)學這門課程的講授過程中，經(jīng)常遇到學生反映“這么煩瑣的公式推導，學了有什么用？”此類問題，即使是已參加工作的學生也認為，在實踐工作中很少能直接將高等數(shù)學的知識用來處理實際問題[2]。因此，如何切實加強學生對高等數(shù)學的認同感，培養(yǎng)學生應用數(shù)學的理念和思想處理問題的能力，是高等數(shù)學改革中重要的課題。

新疆工程學院是一所以煤礦工程教育為主體的工科類高等院校，學校始終立足新疆，服務工業(yè)，堅持把學科專業(yè)建設作為打造學校核心競爭力的關鍵，不斷調(diào)整優(yōu)化學科專業(yè)結構，建設了一批有較強優(yōu)勢的工科專業(yè)，如采礦工程、安全工程、資源勘察、機械工程、化工礦物與加工等，為地方優(yōu)勢特色和支柱產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了強有力的人才保證和智力支持。

二、新疆工程學院高等數(shù)學教學過程中存在的問題

1.課程設置方面，從新疆工程學院人才培養(yǎng)方案和課程體系設置中可知，高等數(shù)學作為一門通識基礎課，一般采用全校統(tǒng)一安排的方式，不同的專業(yè)上一樣的課，且任課老師隨機安排，基礎課與專業(yè)課聯(lián)系不緊密，針對性不強。所有專業(yè)，均采用通用的高數(shù)教學體系，不能滿足不同專業(yè)對數(shù)學重點知識點的特定需求。

2.在師資配備上，由于近幾年學校的迅速發(fā)展，未能及時補充數(shù)學教師的空缺。另外，部分年輕教師進修或者出國訪學，使得在校教師教學壓力倍增。部分老師一人承擔多個專業(yè)的高數(shù)課程，在備課時不能針對不同專業(yè)對數(shù)學的需要進行案例準備，在授課時引用的實例也與該專業(yè)結構無任何關聯(lián)。同時，由于缺乏對特定專業(yè)及課程的了解，使得教師在授課過程中習慣于專業(yè)數(shù)學知識的講授，只注重保證授課的完整性與系統(tǒng)性，而忽略了專業(yè)需求性與實踐性。

3.從學生方面來看，高等數(shù)學都集中安排在學生入學第一年，學生仍然沿襲著高中的高強度做題和死記硬背的習慣，對自己專業(yè)了解還不夠深入。經(jīng)常出現(xiàn)這樣的情況，學生上課能聽懂，定理和公式會推導，書上的練習題會做，但不明白這樣做有什么意義。學生僅把高數(shù)作為一門課程看待，為了考試順利通過，大量做題背定理，而不了解高等數(shù)學與本專業(yè)的聯(lián)系，沒有將數(shù)學知識用于解決現(xiàn)實問題的思路和能力，逐漸造成了學生對數(shù)學學習積極性不高，甚至出現(xiàn)抵觸情緒。

專業(yè)應用的領域不同，對數(shù)學的需求重點是存在差別的，因此在課程設置時，應充分考慮課程與專業(yè)的需求，才能更好體現(xiàn)“因?qū)Ｊ┙獭钡呐囵B(yǎng)要求[3]。

三、研究對象的選取

本文選取新疆工程學院采礦工程露天開采專業(yè)作為研究對象，分析高等數(shù)學教學與采礦工程專業(yè)學生數(shù)學知識與技能需求之間的關系，以期通過該專業(yè)的研究結論為其他專業(yè)的數(shù)學課程改革提供參考。根據(jù)人才培養(yǎng)方案，該專業(yè)第1學年分兩學期開設高等數(shù)學，共計176學時，11學分，屬公共必修課程。在后續(xù)的課程體系中，理論力學和礦山巖石力學中很多專業(yè)知識都是通過高等數(shù)學的知識推導出來的，而這些專業(yè)基礎課又是露天礦邊坡穩(wěn)定、露天礦爆破工程等課程的基礎理論依據(jù)。因此，針對采礦工程高等數(shù)學教學時，應充分考慮高等數(shù)學與采礦專業(yè)其他課程之間的聯(lián)系，在備課、授課及重點知識點的講解過程中，盡可能將課本知識與專業(yè)需求相聯(lián)系，以便于學生消化、吸收。

四、采礦工程專業(yè)需求與高等數(shù)學教學改革

考慮專業(yè)需求的高等數(shù)學教學改革的任務和目標為：在高等數(shù)學授課時，充分考慮其對專業(yè)需求的作用，將學生所需專業(yè)知識與高等數(shù)學教學相結合，引入和編制與本專業(yè)培養(yǎng)計劃課程相關的實例，增強學生對專業(yè)領域的認同感，激發(fā)學生的學習興趣。具體可從以下幾個方面進行改革。

1.突出專業(yè)特色，科學配備師資。高校院校數(shù)學專職教師一般畢業(yè)于國內(nèi)外高校的數(shù)學專業(yè)，理論基礎扎實，專業(yè)性強，但由于自身知識體系的限制，讓老師對所在學校的所有專業(yè)都了解是不現(xiàn)實的，也很難做到。但是，學校的專業(yè)設置一般情況是不會變的，這樣就可以將某個專業(yè)長期固定幾位任課教師，由其負責該學科或?qū)I(yè)課程與高數(shù)教學工作的銜接。例如本文研究對象采礦工程專業(yè)，自2012年新疆工程學院升本至今，該專業(yè)每年都能固定招收1—2個班級。任課教師可通過對該專業(yè)課程的安排，熟悉本專業(yè)學生2—4學年課程中與高等數(shù)學緊密結合的知識點，在授課過程中，將這些知識點引入到高數(shù)的教學過程中，比如材料力學里面計算應力分布的時候，往往就要用到積分；流體力學里面分析流體微元的受力情況的時候，實際上是用的泰勒二次展開的近似值；等等，從工程背景出發(fā)，通過解決實際問題吸引學生對本專業(yè)知識的學習興趣[4]。

2.結合專業(yè)需求，優(yōu)化教學內(nèi)容。高等數(shù)學主要包括函數(shù)與極限，一元函數(shù)微積分，向量代數(shù)與空間解析幾何，多元函數(shù)微積分，級數(shù)，常微分方程等內(nèi)容，是每個應用型本科專業(yè)學生必須要掌握的基礎知識，然而，不同領域的知識體系不同，對高數(shù)需求的重點是不盡相同的[5]。例如經(jīng)濟類專業(yè)對集合與函數(shù)、概論統(tǒng)計、線性規(guī)劃等知識有較強的需求，機械類專業(yè)對函數(shù)與方程、解析幾何、立體的空間關系等知識要求相對較高，采礦工程專業(yè)關注礦山安全與經(jīng)濟優(yōu)化研究，因此需要更多的極限、微積分和線性優(yōu)化等方面的知識。因此，這就需要承擔相關專業(yè)高等數(shù)學教學任務的教師及時了解該專業(yè)所需的數(shù)學知識，在此基礎上合理安排、整合教學內(nèi)容，構建高等數(shù)學教學新框架，在重點需求的知識點部分投入更多的教學資源，緊密高等數(shù)學和專業(yè)需求的連接。

3.改革教學方法，提高學生興趣。在學生的認知中，高等數(shù)學是一門“枯燥”的學科。進行教學方式改革，其目的就是提高學生的積極自主性。因此，在教學過程中，任課老師不僅要重視理論與計算，更應重視如何讓學生更容易消化吸收。對此，可在教學過程中采用一些先進的教學方法[6]，如應用問題驅(qū)動法，由露天礦邊坡體滑坡時瞬時速度引入導數(shù)的概念；采用案例教學法，從露天礦剝采比的分析引入極限的概念；采用數(shù)學軟件輔助教學等，讓學生參與到教學過程中，調(diào)動學生的積極性，充分發(fā)揮現(xiàn)代教學方法的作用。

五、結語

基于專業(yè)需求的高等數(shù)學教學改革是一項需要教師們不斷探索，與時俱進的長期任務。在不斷提高自身專業(yè)教學水平的同時，還需積極關注學生專業(yè)課程設置及課程改革。通過對專業(yè)需求的分析，明確需要重點講授的知識點，合理配備師資力量，以此優(yōu)化教學內(nèi)容，改革教學方法，提升教學質(zhì)量，最終實現(xiàn)“因?qū)Ｊ┙獭钡呐囵B(yǎng)要求。

參考文獻：

[1]李海霞，聶東明，馬艷麗.論高等數(shù)學與專業(yè)需要結合的必要性及應對措施[J].赤峰學院學報（自然科學版），2017，33（19）：18-20.

[2]劉亞嘉.淺議技能型人才培養(yǎng)目標下的高職數(shù)學教學改革[J].科技視界，2018，（08）：202-203.

[3]肖前軍，周金玉，鄧總綱，等.基于專業(yè)課程改革需要的高職數(shù)學課程改革實踐[J].職業(yè)技術教育，2009，30（29）：8-10，13，94.

[4]劉愛國，方一平.高等數(shù)學教學與專業(yè)結合模式的初步探索[J].大學數(shù)學，2003，（03）：36-38.

[5]龔毅.基于應用型人才培養(yǎng)模式的高等數(shù)學教學改革的探索[J].西部素質(zhì)教育，2017，3（17）：160，166.

[6]周海青，陳玉清.高職院校高等數(shù)學課程體系優(yōu)化與教學內(nèi)容改革的研究[J].佳木斯職業(yè)學院學報，2018，（03）：301-302.