軟件技術專業(yè)群學生數(shù)學素養(yǎng)提升的改革與實踐

桂改花 苑占江

一、意義

目前，各個院校非常重視用人單位和行業(yè)企業(yè)對畢業(yè)生的評價，行業(yè)企業(yè)給的合理建議為高職院校的教學改革指明了方向和思路，所以說，高職院校的辦學水平和培養(yǎng)的人才質量是由社會來評價和檢驗的。高級技能人才奇缺，在如今的大數(shù)據(jù)環(huán)境下，市場調研、預測，圖表分析、程序和數(shù)據(jù)統(tǒng)計有關的崗位多且重要，需要具備一定數(shù)學素養(yǎng)的人員才能勝任。因此，提升高職院校學生的素養(yǎng)成為高職院校數(shù)學教學改革的重要內容之一，必須全方位提升學生的數(shù)學素養(yǎng)，為提升人才培養(yǎng)質量和后期發(fā)展儲備力量。

我校軟件技術專業(yè)群立項為中國特色高水平建設單位，是以軟件技術（國家骨干校重點專業(yè)、廣東省一類品牌專業(yè)）為主體、云計算技術與大數(shù)據(jù)應用技術為兩翼、人工智能技術服務為特色，移動應用開發(fā)和計算機網絡技術為支撐，與粵港澳大灣區(qū)產業(yè)群精準對接，產教融合、資源共享、優(yōu)勢互補，全力打造高水平專業(yè)群，培養(yǎng)高素質技術技能人才。專業(yè)公共平臺課《應用數(shù)學》是為一年級學生開設的基礎課、工具課和素質教育課，為學生的專業(yè)課程學習服務，提供必需的數(shù)學知識與數(shù)學技術，對學生進行抽象思維、邏輯思維、算法分析、數(shù)據(jù)整理與分析和運算能力等各方面的訓練，傳播數(shù)學文化與數(shù)學精神?！稇脭?shù)學》十年來一直在進行探索，立足于教學內容、教學方法和考核評價的改革與完善。應用數(shù)學課程在原來的基礎上進一步改革也勢在必行，以求全方位提高學生的數(shù)學素養(yǎng)，更好地服務于專業(yè)群建設，打造國內一流、國際知名的專業(yè)群。

二、研究綜述和現(xiàn)狀分析

（一）國際上提出數(shù)學素養(yǎng)的幾個案例

（1）美國課標中的“數(shù)學素養(yǎng)”：美國全國數(shù)學教師協(xié)會（National Council of Teachers of Mathematics，NCTM） 1989年公布了《學校數(shù)學課程與評價標準》，這是有史以來公布的第一個標準。該標準認為，培養(yǎng)有數(shù)學素養(yǎng)的社會成員是數(shù)學教育的目標，具備以下五個條件才能稱為“有數(shù)學素養(yǎng)”：對自己的數(shù)學能力有信心;有解決數(shù)學問題的能力;學會數(shù)學交流;學會數(shù)學推理;懂得數(shù)學的價值。

（2）“人們用來有效處理生活與工作過程中的出現(xiàn)的數(shù)量問題所需的技能、知識、信念、氣質、思維習慣、交流能力、問題解決能力的聚合。”是澳大利亞全球生活調查對數(shù)學素養(yǎng)的定義。

（二）我國學生數(shù)學素養(yǎng)的發(fā)展與演變

1985年5月，中共中央召開了改革開放后的第一次全國教育工作會議，會后頒布了《中共中央關于教育體制改革的決定》，該規(guī)定是引領中國教育發(fā)展的綱領性文件，明確要求“教育體制改革的根本目的是提高民族素質，多出人才，出好人才”。此后，數(shù)學素養(yǎng)在文獻中出現(xiàn)的頻率越來越高，數(shù)學素質的提法也隨著素質教育的推行隨之出現(xiàn)。數(shù)學素養(yǎng)一詞首次在我國大綱中出現(xiàn)是在1992年頒發(fā)實施的《初級中學數(shù)學教學大綱》中，在各種背景下，我國有關數(shù)學素養(yǎng)的文獻逐年增多。2011年數(shù)學《課程標準》（修改稿）在2001年版的基礎上進行了修改，提出了“四基四能”的思想，“四基”指基礎知識、基本技能、基本思想和基本活動經驗;“四能”指發(fā)現(xiàn)問題的能力、提出問題的能力、分析問題的能力和解決問題的能力。提出數(shù)學學習中的十大核心概念：數(shù)感、符號意識、運算能力、模型思想、空間觀念、幾何直觀、推理能力、數(shù)據(jù)分析觀念、應用意識、創(chuàng)新意識。

關注高職學生數(shù)學素養(yǎng)的提升是高職院校數(shù)學教師在教育教改過程中的重中之重。通過采取問題導入、討論等有效的教學方法，使數(shù)學知識由單調枯燥變得通俗易懂，生動有趣。學生數(shù)學素養(yǎng)的提升能促進學生自身的全面發(fā)展，而且對于數(shù)學知識的傳播起到了非常好的作用。學生的獨立思考能力以及自主探究能力得到了持續(xù)的培養(yǎng)，學習興趣越來越濃厚，調動了學生學習的積極性，數(shù)學感悟能力得到了提高，從而加深學生對數(shù)學知識的理解。有關高職院校數(shù)學素養(yǎng)的研究比較少，所以開展本項目研究意義深遠。

三、具體改革內容與改革目標

（一）教學內容改革

為了提高學生的數(shù)學素養(yǎng)，具體教學改革內容如下：

（1）構建“交叉融合+項目+分層實施”的應用數(shù)學課程體系。

交叉融合：構建的課程體系與各個專業(yè)具有較強的交叉融合性，是指應用數(shù)學課程的開設注重了與專業(yè)的融合。

項目：把應用數(shù)學分成三大模塊，每個模塊要以生活中的真實項目為載體，講解有關的數(shù)學知識，進而解決問題。

分層實施：基礎知識層次、應用知識解決問題層次、創(chuàng)新模型層次是應用數(shù)學課程體系的“三部曲”。

（2）探索并實踐“全國大學生數(shù)學建模競賽+美國大學生數(shù)學建模競賽”兩點一線的數(shù)學建模系列競賽運行機制，兩個比賽逐步遞進。爭取成為國內一流、國際知名，為專業(yè)群建設貢獻力量。

（二）改革目標

（1）構建“交叉融合+項目+分層實施”的應用數(shù)學課程體系。加大數(shù)學建模的推廣與普及;加強與專業(yè)課程的交叉融合。

（2）增強數(shù)學建模的影響，探索并實踐數(shù)學建模系列競賽運行機制，培養(yǎng)德技并修、“優(yōu)質高薪”的學生。

（3）探索形成“后競賽”期間數(shù)學建模學生從事創(chuàng)新活動的運作模式與管理機制，加強實驗室建設，全面提高學生的創(chuàng)新能力與就業(yè)能力。

（4）探索如何全方位地提升學生的數(shù)學素養(yǎng)，為專業(yè)建設服務。

四、實施方案與方法

（一）實施方案

（1）“立德”融入應用數(shù)學課，“樹人”貫穿全過程。

充分挖掘應用數(shù)學課程中的育德內容，價值引領與知識傳授、能力培養(yǎng)相結合，并貫穿教學全過程。采用“課堂育人三分鐘”等多種方式，有針對性地進行政治思想、職業(yè)素養(yǎng)、工匠精神等方面的傳導。

（2）以廣東科學技術職業(yè)學院計算機大類招生為具體案例，研究梳理當今高職院校人才培養(yǎng)模式中制約和阻礙多樣化應用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)的環(huán)節(jié)和因素。

（3）全程貫穿個性化教育思想，制定出“能力優(yōu)先，重在應用，個性發(fā)展”的創(chuàng)新人才培養(yǎng)的整體設計方案，并予以實踐。

（二）實施方法

（1）在第一學期，構建了服務軟件技術、大數(shù)據(jù)技術與應用、移動互聯(lián)應用技術、云計算技術與應用等專業(yè)的數(shù)學理論基礎，主要內容包括：算法基礎模塊、向量與矩陣基礎模塊、圖論基礎模塊、概率與統(tǒng)計模塊。

（2）在第二學期，構建了緊隨人工智能技術、大數(shù)據(jù)技術等新興專業(yè)新發(fā)展方向的數(shù)據(jù)科學基礎，主要內容包括：Matlab基礎模塊、數(shù)據(jù)預處理模塊、數(shù)據(jù)擬合與回歸模塊、隨機模擬模塊、聚類分析模塊、分類與預測模塊。

（3）在第二學期，開設了一門面向全校文理科的公選課《數(shù)學建?！?，構建了數(shù)學建模通識模塊，向全體學生介紹數(shù)學文化通識素質教育。

（4）為了準備好全國大學生數(shù)學建模競賽，構建了競賽論文寫作模塊、數(shù)據(jù)分析及數(shù)據(jù)挖掘模塊、優(yōu)化模型內容模塊等內容，培養(yǎng)學生的專業(yè)建模技能。

五、特色與創(chuàng)新

（一）積極探索并形成了與專業(yè)相契合的高職數(shù)學模塊化課程體系

以學生為主體，強化高職數(shù)學與其他學科交叉培養(yǎng)，構建了數(shù)學理論基礎模塊、數(shù)據(jù)科學模塊、數(shù)學建模通識模塊和數(shù)學建模專業(yè)技能模塊，滿足了專業(yè)對教學內容的選擇性要求，培養(yǎng)了學生的實踐動手能力、團隊意識、創(chuàng)業(yè)意識和創(chuàng)新精神，計算機編程能力等方面得到了綜合性訓練。

（二）把高職數(shù)學模塊化教學與培養(yǎng)學生創(chuàng)造性思維和創(chuàng)新能力相統(tǒng)一

數(shù)學建?；顒颖旧硎蔷哂幸欢ǖ睦碚撔杂志哂休^大的實踐性的一項創(chuàng)造性的思維活動，開展數(shù)學建模教育和競賽是實施創(chuàng)新實踐教育、素質教育的絕佳途徑。既要求思維的深刻性又要求創(chuàng)造的靈活性，培養(yǎng)學生自覺、獨立地運用已知的條件，尋求解決問題的最佳途徑和方法，學生的想象能力，直覺思維、猜測、轉換、構造等能力得到了提升。

六、結語

項目先以廣東科學技術職業(yè)學院中國特色高水平軟件技術專業(yè)群為應用對象，在項目的實施效果得到驗證后，逐步向全校、全省及全國高等職業(yè)院校推廣，達到成果共享的目的。本項目的研究成果體現(xiàn)了學生數(shù)學素養(yǎng)培養(yǎng)的途徑、方法、手段，具有普遍適用的價值，不僅在我校各相關專業(yè)兩萬多名學生中全面展開應用，還可推廣到全國其他高職院校，充分發(fā)揮成果培養(yǎng)人才、服務社會的功能，預期受益學生將更多。

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[基金項目：廣東省教育廳特色創(chuàng)新類項目（教育科研）（編號：2017GG

XJK017;廣東省教育科學“十三五”規(guī)劃項目（編號：2018GXJK320）;廣東科學技術職業(yè)學院校級項目（編號：JG201955）。]

實習編輯 吳沚洋 責任編輯 朱守鋰