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高职数学课程实践教学思考

[摘要]本文就高职院校数学课程开展实践教学为基础,对无锡职业技术学院构建的“基础分层—专业分类—数学实践—文化拓展”多层次、多类型的面向不同专业培养要求的高职“高等数学”课程体系作了解析,对阶段性教学成果进行了总结,指出了后续课程研究和建设的重点。

[关键词]课程体系;基础分层;专业分类;数学科技实践活动平台;素质拓展

近年来,我国高等职业教育的主要目标和任务由培养高级蓝领技术人才逐渐提升为培养高素质技术技能型人才。新的培养目标要求高职院校各专业在人才培养方案中必须落实学生综合素质和核心竞争力的培养。高职“高等数学”课程的教学效果是各专业人才培养目标落到实处的重要基础和保证。结合新的培养理念,无锡职业技术学院在改革高职“高等数学”课程的教学内容、教学方式等方面,进行了多年的探索和实践。课程组致力于研究如何将专业案例、数学实践应用以及数学文化拓展融入课程的基础教学。

一、高职院校“高等数学”课程教学中普遍存在的主要问题

1.高职数学课程体系设置单一、内容陈旧。“单一”的课程设置很难适应高职生源的多样性以及个性发展的差异性;陈旧的内容仅注重数学的知识性,数学文化教育缺失,与专业知识脱节,缺乏针对性和实用性。2.高职院校数学课程的应用与实践缺乏有效载体。多数高职院校或以极少的工程案例代替应用,或以学科竞赛作为培养学生应用与实践能力的主要方式,受益面很小。3.高职院校数学课程的教学模式传统、低效。教学方法仍以课堂理论讲授为主,学生的参与度较低,教学效果较差。4.高职数学课程考核方式缺少过程考核以及对学生应用与实践能力的评价,导致严重的考前突击现象以及应用与实践能力培养的形式化现象。

二、“高等数学”课程教学改革实践

无锡职业技术学院为将数学应用能力的培养落到实处,自2012年起,课程组对高职数学创新教学进行了试点研究与教学实践。多年来,课程建设紧紧围绕高素质技术技能型人才的培养目标,以培养学生的数学应用与实践能力为主线,构建了“基础分层—专业分类—数学实践—文化拓展”的多层次、多类型的面向不同专业培养要求的高职“高等数学”课程体系,形成了“高等数学(上)+高等数学(下)+数学科技实践活动平台+数学选修课群+系列讲座”的数学课程设置模式,具体如下:(一)基础分层:高等数学(上)与分层教学。“高等数学(上)”为课程必修模块,基础模块。课程结构:微积分+MATLAB软件学习。课程在微积分基础知识学习的同时,将MATLAB软件的学习融入各个章节和重要知识点中。课程致力于培养学生运用MATLAB软件解决数学问题的实践能力,为第二学期的数学建模实践教学打下基础。基于高职生源多样、学生基础水平差异显著的特点,“高等数学(上)”实行分层教学。针对不同基础的班级,在教学内容全覆盖的基础上,调整各个班级的教学难度,因材施教。(二)专业分类:高等数学。(下)与分类教学“高等数学(下)”为课程必修模块,提高模块。面向不同专业大类,“高等数学(下)”实施分类教学,侧重于数学教学与专业知识相结合。根据学校专业特点,“高等数学(下)”分为机械汽车类、控制技术类和物联网应用技术类三个大类模块。课程结构按专业选学不同教学单元组合+数学建模实践。选学内容主要包括:数值计算、级数、线性规划、拉普拉斯变换、微分方程、向量与空间解析几何等具有广泛实际应用又与专业联系紧密的教学单元。教学过程注重课程知识的理解,注重建模实践与实际应用的结合。学生在建模实践中的表现以及提交的数学实践论文是课程成绩评定的重要组成部分。课程教学致力于通过大型数学建模教学案例和数学实践,培养学生数学应用的意识与兴趣,从而进一步提高学生的数学综合应用能力。(三)数学实践:数学科技实践活动平台。为加强学生数学应用与实践能力的培养,课题组创造性地开发了形式多样、层次分明、内容丰富的数学实践活动项目。经过多年的教学探索与实践,打造了从“普及”到“创新”再到“提高”的三个层次,适合不同数学基础的学生最广泛参与的数学科技实践活动平台项目体系。目前,平台共有五个在建项目:院数学建模协会、大学数学知识综合应用科技实践活动、创新班实践教学项目、数学建模导师制项目、数学建模竞赛团队。上述各项目均纳入了“高等数学”课程的成绩考核体系,为课程选修模块。1.普及项目。院数学建模协会、大学数学知识综合应用科技实践活动是普及项目,项目及资源建设注重学院实践学习氛围的养成,注重项目参与的广度与学生数学实践与数学应用兴趣的培养。2012年,课程组首创了全体师生参加的每年一次的“大学数学知识综合应用科技实践活动周”,至今已成功举办6届。在活动中,学生以团队形式,围绕“大学数学知识综合应用能力展示”“科学创新能力展示”“数学软件应用能力展示”和“大学数学基本知识测试”等四个方面进行能力展示。活动内容和赛题贴近生活、贴近校园、贴近社会,旨在培养学生初步具备数学应用的意识和能力。数学建模协会建设也是平台的重要普及项目。协会为众多喜欢数学、喜欢数学建模与应用的同学提供了学习和实践的空间和环境。协会活动丰富多彩,在学院有着广泛的影响力,极大助推了学院数学建模实践学习氛围的形成。协会于2016年被无锡市科协评为“无锡市大学生十佳社团”。2.创新项目。创新班实践教学项目、数学建模导师制项目为平台的创新项目。项目及资源建设注重学生数学创新能力的培养,注重学生数学实践能力的进一步提高。在基础项目普遍实施的基础之上,于全校范围内遴选具备创新和数学应用能力的学生参与上述两个项目的学习。通过第二课堂、小班化、导师制、创新实践、综合实训等学习与活动,达到进一步加强数学应用能力和创新能力培养的效果。3.专业项目。数学建模竞赛团队的建设为平台的专业项目。在上述普及和创新项目实施的基础之上,将实践能力强,考核优秀的学生吸纳到数学建模竞赛团队中来,在培训中进一步强化数学应用与实践能力。通过对数学软件和数学专项知识的学习与训练,使同学具备综合运用数学软件与数学知识解决大型实际应用问题的能力。项目及资源建设以学生团队建模实践能力的量变到质变、以学生团队代表学校参加全国大学生数学建模大赛取得优异成绩为核心教学目标。“数学科技实践活动平台”是学校“高等数学”课程的第二课堂,是学校“高等数学”课程数学实践教学改革的核心成果。在实际教学中,平台各项目均得到了同学们的广泛认可和积极参与。以“大学数学知识综合应用”科技实践活动为例,在2017年度第六届活动中,活动组委会共收到各参赛队提交的有效参赛论文近350篇,课程内的学生参赛率达到90%以上。以数学建模竞赛团队建设为例,近年来团队参加各级各类数学建模竞赛,共获各类奖项60余项。(四)文化拓展:数学选修课群+系列讲座。课程组经过多年教学研究和积累,开设了“数学的源与流”“数学文化”“走进数学”“几何漫谈”“微积分的基本思想方法与应用”“随机过程”“数学模型”等一系列旨在拓展与提升学生科学文化素养的选修课群和系列讲座。各类数学选修课程和系列数学讲座在校园内的开设,极大地拓展和延伸了基础理论数学的教学,同学们在这些数学类选修课程和讲座中更进一步地发现了数学的奇妙和伟大,这些课程极大助推了学校良好人文科学文化氛围的形成。

三、课程建设已获得的成果及具体实践成效

(一)课程建设成果。目前,本课程建设获得2015年度无锡市精品课程资源,2015—2016年度校教学成果奖一等奖,2016—2017年度校教学成果奖一等奖。在完成课程体系建设和教学实践的同时,课程组还建成了基础性数学实践训练题库,面向不同专业要求的项目化教学案例题库,大学数学知识综合应用科技实践活动题库,虚拟创新班实践性教学资源库,数学建模导师制项目案例题库;数学建模协会活动项目汇编等。(二)具体实践成效。1.学生的学习兴趣显著提高,课程成绩大幅度提升。问卷调查发现,近85%的学生认为“上数学课收获很大”,约82%的学生认为“数学课不再枯燥了”,近87%的学生认为“知道学数学有什么用了”;通过教师座谈,任课教师们一致认为课程改革实施后,学生的课堂参与积极性显著提高,缺课率、低头率有明显降低;通过近几年的学生成绩分析,课程不及格率在显著降低的同时,呈逐年递减趋势。2.学生的应用与实践能力明显提高。由于更加重视应用与实践能力的培养,助推学生在学科竞赛及专业技能大赛中屡获大奖。近年来,在全国数学建模竞赛中获全国一等奖4项、全国二等奖7项、省一等奖15项、省二等奖14项、省三等奖15项。同时,参加大赛的学生有20余人在国家和省级专业技能大赛中获奖,5人申获大学生创新创业项目,1人在数学专业核心杂志上发表论文1篇。3.学数学、用数学的校园氛围更加浓厚。课程体系的优化,特别是数学科技实践活动平台的建设,激发了学生学习数学的积极性。一年一度的“大学数学知识综合应用科技实践活动周”已成为广大学生“学数学、用数学”的盛大节日。目前,学院数学建模社团会员已达二百余人,由于社团活动丰富,影响力较大,2016年被评为无锡市十佳大学生社团。4.推进了师资队伍建设。教学方式的革新助推教师们在各级各类教学竞赛中获奖。近年来,课程组教师在江苏省高校教学竞赛中获一等奖1项,二等奖2项,三等奖2项;在江苏省高校微课大赛中获一、二、三等奖各1项。由于更加重视与专业相结合,与应用和实践相结合,从而促使任课教师对某个专业方向开展应用研究,助推形成了一批应用性的成果。在《职业技术教育》《数学的实践与认识》等核心期刊发表论文20余篇。5.完成了“高等数学”在线资源共享课程平台建设,并于2015年被评为无锡市精品课程资源;建设了适应改革要求的教材《应用数学》,并于2016年被评为江苏省重点建设教材。

四、今后将继续开展研究的工作

本课题在多年的教学研究与实践中积累了大量的课程资料和教学经验,课程的教学内容、教学理念、教学方法和数学实践拓展平台均得到了课程内学生的充分认可。教学效果良好,达到了预期的数学实践能力的培养目标。后续,课程组将进一步优化课程教学内容、完善课程体系建设、拓展数学科技实践活动平台,同时将重点就以下两个方面进行更深入的课程研究和建设:(一)改革传统的课程考核方式。努力构建基于学生综合能力考核的多元化考评体系,实现符合高职学生特点的考核方式的革新,是后续课程研究和建设的重点之一。争取在考核内容上改变仅仅考核基础知识、基本技巧的传统做法,加强对应用与实践能力的考核;争取在考核形式上变一次性、终结性考试为学习全过程的考核评价,加强对学生日常学习的考核。(二)将信息技术引入课程教学,实现全课程信息化。努力应用信息技术改造传统教学方式及教学内容,逐步实现全课程信息化,使学生逐步掌握并运用自由、移动、个性化的学习方式,也是后续课程研究和建设的重点之一。通过“尔雅”课程平台,利用在线课程资源和技术支持,实现师生的及时互动交流,在提高学习效率的同时共享优质教学资源。

参考文献

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作者:屈寅春 单位:无锡职业技术学院

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