新工科背景下以專業(yè)為導(dǎo)向的高等數(shù)學(xué)教學(xué)改革

陳莉 栗青生

摘? 要：移動互聯(lián)網(wǎng)時代，工科院校的高等教育發(fā)生了深刻變化，在新工科的背景下，高等數(shù)學(xué)如何更好地服務(wù)于工科專業(yè)成為高數(shù)教改的重要課題。該文將以傳媒類院校的工科主要專業(yè)課程為參考依據(jù)，分析了不同專業(yè)中高等數(shù)學(xué)知識點的占比，提出了高等數(shù)學(xué)教學(xué)應(yīng)與專業(yè)課程有機結(jié)合，并根據(jù)專業(yè)課程的內(nèi)容和背景相應(yīng)地改進高等數(shù)學(xué)相關(guān)教學(xué)內(nèi)容。多手段多方式的改革教學(xué)方式，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，使高等數(shù)學(xué)課程對專業(yè)課程的作用更具有針對性和實用性。

關(guān)鍵詞：高等數(shù)學(xué)? 新工科? 教學(xué)改革? 工程教育

中圖分類號：G807? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A文章編號：1672-3791（2020）11（a）-0158-03

Higher Mathematics Teaching Reform Guided by Specialty under the Background of New Engineering

Chen Li? LI Qingsheng

（School of Media Engineering， Communication University of Zhejiang， HangZhou， Zhejiang Province， 310000? China）

Abstract： In the era of the mobile Internet， higher education in engineering colleges has undergone profound changes. In the new engineering background， how to better serve engineering majors has become an important subject of higher mathematics reform. This article will take the major professional courses of media schools as a reference and analyze the proportion of knowledge points of Higher Mathematics courses in different specialties. higher mathematics should be combined with professional courses. It has proposed some advice to improve teaching the content of higher mathematics according to the content and background of professional courses. With the help of modern information technology， multi-method and multi-method reform of teaching methods enhance students' learning interest and enthusiasm. Those methods could make high mathematics more targeted and practical for professional courses learning.

Key Words： Higher mathematics; New engineering; Teaching reform; Engineering education

未來幾十年，工程在社會中的作用發(fā)生了深刻變化，工程科技進步和創(chuàng)新成為推動人類社會發(fā)展的重要引擎[1]。聯(lián)合國教科文組織在2015年的研究報告中指出：世界高等教育正在發(fā)生革命性的變化，并呈現(xiàn)出“大眾化、多樣性、國際化、終身化、信息化”的趨勢，高等工程教育從“技術(shù)范式”轉(zhuǎn)化為“科學(xué)范式”，又轉(zhuǎn)化為注重實踐的“工程范式”。作為工科專業(yè)的基礎(chǔ)理論課之一高等數(shù)學(xué)，如何更好地實現(xiàn)為“新工科”的專業(yè)服務(wù)成為一項值得探討的大課題。

作為傳媒類的應(yīng)用型大學(xué)，筆者學(xué)校面向傳媒類工科專業(yè)分別開設(shè)了高等數(shù)學(xué)、高等數(shù)學(xué)A、微積分、文科數(shù)學(xué)4門高數(shù)類課程，主要覆蓋媒體工程學(xué)院、電視學(xué)院、經(jīng)管學(xué)院等。盡管4門課程在課程設(shè)計體系、教材和教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)課時上根據(jù)專業(yè)導(dǎo)向有所調(diào)整，但主要的教學(xué)大綱、內(nèi)核文件還是統(tǒng)一的，教學(xué)要求也是多從純粹的數(shù)學(xué)角度來考慮，忽略數(shù)學(xué)與專業(yè)課程的有機關(guān)聯(lián)。而在應(yīng)用型大學(xué)傳媒類的“新工科”建設(shè)中，高等數(shù)學(xué)主要服務(wù)于工科學(xué)生的專業(yè)學(xué)習(xí)，而并非為了培養(yǎng)出類拔萃的專門數(shù)學(xué)人才。

歐平探索了高等數(shù)學(xué)課程思政的價值意蘊和生成路徑等[2]，盧靜莉等人則根據(jù)學(xué)生卷面成績的差異性探討教學(xué)改革途徑[3]，而以專業(yè)為導(dǎo)向的高等數(shù)學(xué)研究成果或從宏觀理論上分析專業(yè)導(dǎo)向的必要性[4]，或?qū)I(yè)導(dǎo)向問題轉(zhuǎn)化為分層分班問題[5]，卻都沒有分析不同專業(yè)對高等數(shù)學(xué)的需求性差異。任之光等人在“雙創(chuàng)”背景下針對高校教育改革提出了以創(chuàng)新精神為宗旨的頂層設(shè)計模式，踐行知行合一的教學(xué)方式，轉(zhuǎn)換教育評估視角等新觀點[6]。該文則在此基礎(chǔ)上更新教改思路，通過引入高等數(shù)學(xué)的課堂思政，用通俗化的語言、概念產(chǎn)生的背景和概念的應(yīng)用概況等增強學(xué)生的記憶和興趣;并以傳媒類工科專業(yè)主要課程為參考依據(jù)，分析不同專業(yè)對數(shù)學(xué)知識點的需求大小;利用移動互聯(lián)網(wǎng)時代特點，多手段融合搭建相應(yīng)的教學(xué)平臺，在教學(xué)中融入數(shù)學(xué)之美，這些對學(xué)生綜合素養(yǎng)的提升、學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新創(chuàng)造能力的提高都有著重要的意義。

1? “工科“背景下應(yīng)用型院校高等數(shù)學(xué)現(xiàn)狀分析

當前高等教育走向大眾化，學(xué)生數(shù)學(xué)基礎(chǔ)參差不齊，整體素質(zhì)普遍降低，傳統(tǒng)高等數(shù)學(xué)教育中的弊端突出，主要體現(xiàn)在如下幾點。

1.1 陳舊的教學(xué)觀念，單一的教學(xué)模式

傳統(tǒng)高等數(shù)學(xué)課程教學(xué)主要“以教師為中心”，教師選擇“教”的內(nèi)容和應(yīng)用“教”的技巧完成現(xiàn)有的教學(xué)任務(wù)，注重傳授知識量的多少，而忽略師生之間互動的教學(xué)反饋。然而現(xiàn)在學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的主觀能動性差，出現(xiàn)提及高數(shù)就“變色”“厭學(xué)”“惡學(xué)”情緒比比皆是。在教學(xué)方式上，“一枝粉筆、一個教案、統(tǒng)一的教學(xué)計劃”走遍課堂。

1.2 片面強調(diào)教學(xué)內(nèi)容的嚴密性和邏輯體系的演繹性，忽略教學(xué)內(nèi)容與專業(yè)的相關(guān)性

現(xiàn)有高數(shù)教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置多從數(shù)學(xué)自身的學(xué)科特點對相關(guān)知識點進行排序，完成教學(xué)計劃規(guī)定課時和內(nèi)容，偏重理論，授課標準單一，未能做到真正的“因材施教”。一方面受限于各專業(yè)計劃的調(diào)整，教學(xué)內(nèi)容與授課課時往往產(chǎn)生矛盾;另一方面專業(yè)課程學(xué)習(xí)又對數(shù)學(xué)的教學(xué)內(nèi)容提出了更高的要求，而且高數(shù)老師對專業(yè)的了解程度不高，對數(shù)學(xué)的應(yīng)用理解性不夠，導(dǎo)致了高數(shù)的教學(xué)內(nèi)容與所學(xué)專業(yè)需要的嚴重脫節(jié)。

1.3 教材適應(yīng)性差，教學(xué)內(nèi)容雷同，專業(yè)針對性不強

現(xiàn)行高等數(shù)學(xué)的教材使用不盡合理，大多仍然采用普通本科教材，沒有以專業(yè)教學(xué)為出發(fā)點，更沒有體現(xiàn)專業(yè)特色。比如，電子等類專業(yè)課程《信號與系統(tǒng)》經(jīng)常要用到傅里葉級數(shù)，而數(shù)字媒體專業(yè)課程卻對二類曲線積分和曲面積分的要求并不高。

2? 新“工科”下高數(shù)教學(xué)改革

新“工科”下以專業(yè)為導(dǎo)向高數(shù)教學(xué)改革的基本原則：突出高數(shù)對專業(yè)培養(yǎng)的作用，將高數(shù)的教學(xué)與專業(yè)相結(jié)合，加入各種專業(yè)的應(yīng)用實例提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣以及對基礎(chǔ)必修課反哺專業(yè)課程的認知。

2.1 概念直觀化且在某些教學(xué)內(nèi)容增加歷史背景和歷史人物的介紹

高等數(shù)學(xué)的相關(guān)概念晦澀難懂，如何運用通俗化的語言、利用概念產(chǎn)生的背景和概念的應(yīng)用概況等來淡化抽象概念所帶給的學(xué)生枯燥無趣和難以理解消化等問題，是教學(xué)內(nèi)容改革的一個側(cè)面。比如在講授“導(dǎo)數(shù)”這個概念時，先設(shè)計牛頓與萊布尼茨之間關(guān)于微積分的爭議部分探討，既可以活躍課堂氣氛，也可以增強學(xué)生對導(dǎo)數(shù)學(xué)習(xí)的興趣。又如對信息類專業(yè)的學(xué)生，講解泰勒公式時增加一個關(guān)于泰勒公式應(yīng)用于谷歌街景的拍攝，就會讓學(xué)生對復(fù)雜的公式有個直觀的認識。不同專業(yè)背景的人物介紹和專業(yè)應(yīng)用場景，有助于提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，初步建立高等數(shù)學(xué)為專業(yè)服務(wù)的思想。

2.2 以“專業(yè)”為導(dǎo)向，優(yōu)化課程內(nèi)容，將教學(xué)內(nèi)容與專業(yè)相銜接

為更好地認識專業(yè)對高數(shù)的差異性需求，該文以部分專業(yè)的主要課程為參考依據(jù)，分析數(shù)學(xué)的各個知識點在不同專業(yè)的占比狀況，如下圖1、圖2所示。

顯然，不同專業(yè)對高數(shù)的需求是不一樣的。

2.3 多手段融合，搭建教學(xué)平臺

移動互聯(lián)網(wǎng)時代，智能手機、平板電腦、筆記本電腦幾乎是每個大學(xué)生的標配，這些新介質(zhì)的出現(xiàn)為高數(shù)的教學(xué)手段革新帶來新機遇，并使抽象復(fù)雜化數(shù)學(xué)問題變得簡單化成為可能。通過組建智慧課堂、QQ課堂、藍墨課堂、中國慕課、微課堂等，構(gòu)建數(shù)字化教學(xué)資源與對應(yīng)的APP教學(xué)平臺，課前給學(xué)生推送微課、PPT等教學(xué)資源，引導(dǎo)學(xué)生預(yù)習(xí)，開展更為積極有效的課堂參與式活動。

3? 結(jié)語

該文針對新“工科”背景下以專業(yè)為導(dǎo)向的高數(shù)教學(xué)改革提出了若干建議。教學(xué)內(nèi)容上運用通俗化的語言，引入高數(shù)的思政建設(shè)、概念產(chǎn)生的背景和應(yīng)用概況等激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣;以傳媒類工科專業(yè)主要課程為依托，通過數(shù)據(jù)分析，以圖的形式給出了不同專業(yè)對數(shù)學(xué)知識點的需求是不同的。利用移動互聯(lián)網(wǎng)時代特點，多手段融合，搭建相應(yīng)的教學(xué)平臺。數(shù)學(xué)不是孤立的符號，而是來源于實踐，并應(yīng)用于實踐。堅持“以實用為目的，以夠用為原則”，注重課程目標與專業(yè)要求緊密結(jié)合。如此，高等數(shù)學(xué)才能為新“工科”專業(yè)發(fā)展提供更好的服務(wù)。

參考資料

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[4] 張偉峰，劉丹，張昕，等.基于專業(yè)導(dǎo)向的高等數(shù)學(xué)教學(xué)改革研究[J].大學(xué)教育，2016（1）：93-95.

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