基于新工科背景下应用型人才培养的高等数学教学改革

黄立壮 李甲聪 孙凤芝 赖福芳

摘 要：针对新工科背景下应用型人才培养的高等数学教学存在问题：传统教学方法陈旧、教学理念滞后、人文情怀关注不够、课程考核评价单一、过度强调媒体教学、教师运用新媒体技术准备不足。根据这些存在问题，提出如下解决措施：对传统教学进行升级、教学理念与时俱进、加强学生人文情怀教育、课程考核多元化、熟悉媒体技术，强化现代媒体教学与传统教学的有机统一，根据这些措施，跟教学改革前相比较，教学效果显著提升，为实际教学提供参考价值。

关键词：新工科;应用型;高等数学;教学改革

中华民族要实现全面复兴，人才培养是至关重要。有关统计表明，我国拥有世界上最大规模的工程教育。据媒体报道，2020年高校毕业生预计874万人，工科类毕业生将近三分之一。但是，部分高校人才培养地位不是清晰，常常存在工科教育与理科教育等同化，两者之间认知存在模糊认识，导致工科培养存在知识结构体系方面的缺陷。基于此，高等数学教学改革势在必行。

一、高等数学教改革的必要性

首先，从国家层面来看，我国经济发展进入新的发展台阶，经济结构多元，传统的高等数学教学难以适应新工科学生培养需求。新工科人才培养必须是适应经济发展需要的复合型人才。因此，只有实行新工科教育才能更多地输送现代化合格人才。其次，从地方本科高校人才转型培养需要来看，随着国家“一带一路”战略的实施，经济社会需要各种应用型人才，新经济的发展对高校专业人才培养提出了新的挑战，现有的教学模式基本是传统教学模式，不适应教学的需要。新工科的建设不能坐而论道，要与时代、社会发展相结合，要体现到人才培养的实践之中。也就是应用型本科高校培养的新工科生相对传统工科生来说结构复杂，培养的人才是多学科交叉的复合型人才。

二、高等数学教学改革的现状

（一）传统教学存在的问题

1.传统教学方法陈旧

传统教学，基本一个教室，一个黑板，一支粉笔就可以上课，使用广泛，影响深远。高等数学教学还没有与现代科学技术有效地结合[1]。在实际教学中，受困于现有的条件，教学依然遵循过去的教学模式，这与现代培养的模式有点脱节，教学落后，课堂气氛难生动活跃，这导致了学生对高等数学学习的兴趣，笔者每次上重修班，都做一项调查，结果显示：80%重修的学生对高等数学没有兴趣，原因之一是教学出了问题。

2.教学理念滞后

教学理念是教学的关键部分，不同的教师，教学理念领悟参差不齐，这也导致了相同的学习和相同职称，实际教学差别大。以前高等数学教学时，老师总是向学生介绍数学的解题方法，方便通过考试，却不怎么讲解和将来发展紧密联系的数学观念，因此，学生毕业后不可能通过高等数学理论真正地解决问题[2]。有些教师教学为了学生学习通过就行，有些也不考慮学生的需求，一味的讲解知识，不管学生是否听懂，强行灌输知识，导致高等数学课堂气氛低沉，学生无法理解，这也是教师教学理念不清楚，目标不明确导致。

3.人文情怀关注不够

高等数学教学不仅仅是教学生知识，通常而言高等数学是非数学专业的理工学生的必须课，但也有文科类学生也要学习高等数学，高等数学的确是一门难学的学科，不同学科对高等数学学习的需求不同，同一个老师上课，只关注教学，教学之外一概不管，以为教育管理学生是学校学工处，班主任，辅导员的职责，跟任课教师无关。这无形中给本来对高等数学没有信心的同学，更加难学，如此下去，学生得不到人文关怀，对高等数学失去应用的信心。据笔者上的高等数学课调查统计数据显示，60%重修学生认为任课教师对学生人文关注不够。

4.课程考核评价单一

传统的教学考核方式评价单元化，对于教师而言，解放一部分精力，但对学生而言，难以反映出学生真实的学习能力。考核方式也局限于传统的试卷测试考核，以分数定档次，缺乏对学生实际应用能力的考查，不利于学生对所学知识的运用和实践[3]。

（二）新兴媒体技术教学存在的问题

1.过度强调媒体教学

随着物联网技术和人工智能的兴起，教学方式多样化发展，现在网课教学、ppt教学、微信平台等传媒教学大受到教师热衷。高等数学由于是一门注重实际操作教学，全部采用媒体教学，尽管教学直观形象生动，能极大提高课堂教学积极性，但也忽略了高等数学也有它教学特殊的一面。因为高等数学教学例子多，公式符号复杂，有时候事先安排的例子随课堂深入或许不适合，需要教师即时举例，这个时候黑板的作用优势就体现出来。教师教学要看到不同学科教学的特殊性，不能盲目追求新兴媒体教学。

2.教师运用新媒体技术准备不足

高等数学结合媒体教学，形式多样，多媒体将图、文、动画等合理的结合成一体，能够更直观、清晰的展示教学内容[4]，极大激发课堂教学气氛，直观形象传授教学知识。但是面对物联网技术准备不充分，不熟练物联网技术，运用不充分，在实际教学中出现技术问题，一旦没准备多种预案，可能会出现课堂教学不可控现象。

三、新工科背景下人才培养的高等数学教学改革的若干思考

（一）对传统教学进行升级

面对行业的需求，传统的教学并不能培养复合型新工科人才，从教学实践的角度，对“新工科”理念下大学数学公共基础课程的教学模式需要转变，在教学中要根据实际需要提出不同的教学方法，千万不能面对不同学科的需求采用相同的方法教学。笔者结合自己的教学实践，采用不同的教学方法。例如上非重修班的教学，首先根据学生实际情况分成几个兴趣探索组，每组有组长，组员若干，不同学科的同学一起，针对学科不一样，给予不同的数学题目，让他们意思讨论思考。除了基本的日常教学之外，有时候布置教学任务，对某节课内容让学生自主探索，最后每组抽出代表上黑板演示。最后教师总结，尽量动员每位学生参与，提高学生教学参与。面对重修的同学，教学根据学生基础，教学重在讲解，更多采用讨论、合作、启发等方式教学，丰富课堂气氛。提高学习热情。也可以采用案例式教学，总之教学手段必须多元化，面对不同学科对象的学生采用不同的方法教学，这是新工科教学的要求。跟传统课堂教学相比，在注重课堂教学质量之外，也要充分务实课堂之外的教学需求.例如建立讨论组、qq群、微信平台。学生有问必答，同一个问题，根据学生专业的特点，给出不同的解答。总之根据新工科的特点，教师知识储备多样，解答才能灵活，学生的能力才会多样化。或者根据学生特点，组织几次数学开放性探索活动，通过活动提高学习兴趣。

（二）教学理念与时俱进

教师接受教育层次高低、教师认知视野、爱好专业程度直接或间接影响教师教学理念的更新，因此教师的数学教育观念要及时更新。首先，教师必须加强教学探索，不断探索出自己特色的教学理念，在教学实施中，通过教学总结上升到教学科研层面，再反哺教学，如此循坏，教学才能取得长久的进步;其次，教师不能一味专注教学，也要加强走出去，及时进行选择对教学有提升的讲座或培训，通过这些活动促进教学理念的及时更新，有助于教学的进步，更好适应新工科的教学需要。最后，教师要定期开高等数学数学教研活动，定期分析教学的现状以及当前高等数学先进的教学理念，及时分析整理，以备更好地服务教学需要。地方性本科高等教育，通常而言，走的是是应用型人才培养之路，培养目标是培养大批具有较强行业背景知识、工程实践能力、胜任行业发展需求的应用型和技术技能型人才。因此，教师的教学理念要注重理论教学与培养技能能力相结合，在讲授理论知识必须实用、够用为原则，注重学生实践能力和应用能力有机结合，面对多种学科交叉融合，教师必须具有较好的数学功底和相关的学科背景，有限的教学资源在不同专业背景下，高等数学教学要结合学科特点实施相应的教学，只有教师具备这样的教学理念才能及时更新教学理念，更好服务好教学。

（三）加强学生人文情怀教育

教师既要理论扎实，丰富的情感投入。课堂融入情感教育，对学生成长是很重要，你投入多少，学生真真实实感受到。因此在教育面对全体，设计教学目标要有针对性，注重情感投入和人文素养，科学伦理的取舍，这对培养学生复合型创新能力有极大的帮助。课堂教学，要及时穿插社会主义核心教育观，健全大学生人格教育，例如，讲授拉格朗日中值定理，要讲授趣味的科学家成长历史，如何为科学献身的高尚情操，激发学生对科学兴趣。同样，教师不能注重知识的讲解，要注意学生个性差别，面对不同的学生要实施个性人文关怀，关心学生，注重学生人文情怀投入，培养正确的知识价值取向，才能培养出复合型人才，服务社会经济的发展。

（四）课程考核多元化

学习完课程，考核就是对学习评价的一种方式，评价单一不能反映学生真实水平。因此，课程考核要多元化。有些同学可能平时上课睡觉玩手机，但是考前突击，应付式考试。针对这种形象。笔者针对高等数数学考核，设计如下：平时成绩占10%，具体包括课堂表现、课堂考勤、平时笔记、作业、分组探索等。每一个小项实行扣分制，一般平时分不及格，那么学生的总评均不及格;期中成绩占30%，具体包括期中考试卷面成绩以及平时测试成绩，每次测试均设一定的权重，统计期中测试不及格者，期末总评均不及格;期末考试成绩占30%，卷面不及格者，总评均不及格。总评不及格均需要补考，补考不通过者要再次重修。与单元化考核相比，多元化考核，更能全面考核学生综合能力，学生学习能力才能最大限度激发出来，增强学生的学习信心，锻炼学生复合型能力，从而达到高等数学教学的目的。

（五）熟悉媒體技术，强化现代媒体教学与传统教学的有机统一

现代人工智能的发展，传统的教学模式不能适应新工科培养人才的需要，教师教学要跟传统教学有机结合统一，作为一名教师既要熟练掌握传统的教学技能，也要掌握现代媒体技术。例如数学方面SPSS、matlab、maple等软件，几何画板软件，GGB软件，Office办公软件等。高等数学教学即有传统教学又有媒体技术辅助，课堂教学才能最大限度提高课堂教学，这是新工科教学的目的。

四、课程教学改革的效果

笔者从事高等数学教学将近五年，第三年开始，采用新的教学方法。每个学期均上高等数学重修课，笔者根据自己的教学总结出一套教学方法，如前面所述，克服传统教学的一些弊端。笔者严格按照这些教学改革的措施，成效比较明显，学生考勤率几乎100%，学生积极性提高，总评成绩均有一定提高，学生不及格率比较少。通过教学改革，教师的教学以及科研水平均有一定的提高，边教学边发现问题，及时总结改进，因材施教，提高教学质量，更好地培养复合型新工科人才。

参考文献：

[1]李关民.基于应用型人才培养模式的高等数学课程教学改革的实践与探索[J].校企合作，2016（30）：138-139.

[2]张黎黎.应用型人才培养中高等数学的教学改革策略[J].中小企业管理与科技，2019（11）：146-147.

[3]田洁.高等数学课程教学改革与应用型人才培养探讨[J].铜仁学院学报，2014，16（4）：181-183.

[4]李朗，石啊莲.应用型人才培养模式下高等数学教学改革探索.淮阴师范学院学报（自然科学版），2015，14（3）：72-74.