基于CDIO模式的高等数学课程教学改革探索

郝伶

（泉州信息工程学院 通识教育中心，福建 泉州 362000）

基于CDIO模式的高等数学课程教学改革探索

郝伶

（泉州信息工程学院 通识教育中心，福建 泉州 362000）

高等数学课程是应用型本科高校一门重要的理论基础课程，为各个学科领域的发展提供了有力支撑.该课程传统教学方法单一，授课内容与学生专业课程结合较少.本文从应用型本科院校自身发展特点和高等数学课程教学实践出发，提出问题，并针对所提出的问题探索基于CDIO工程教育理念的课程教学改革方案.

高等数学；CDIO；教学模式；数学软件

1 《高等数学》课程概述和现状分析

随着现代社会经济的发展与进步，社会对人才质量的要求也进一步的加强，人才的发展离不开教育发展，高等教育因此得到迅速的发展，高校培养目标顺应时代潮流开始渐渐注重于应用型人才质量的培养，也更侧重与科学技术的融合.《高等数学》课程是应用型本科高校一门重要的理论基础课程，也是后续专业课程学习的理论基础.它的基本理论渗透到自然科学的各个领域，不仅能够培养学生的抽象思维、逻辑推理以及基本运算能力，同时也培养学生专业知识应用能力以及实际操作能力，具有其他的专业课不能达到的独特的特点.21世纪科技竞争关键在于人才竞争，这就要求教育中更加注重应用型人才的培养，全面提高大学生的数学素养、进一步培养学生的数学综合应用能力，是当代高等教育的重要目标.

当代时期教育事业飞速发展，教育改革迫在眉睫，当前大多应用型本科院校高等数学教学模式与教学方法大多还停留在过去，教学中仍未摆脱一些传统教学模式的弊端.不利于当代专业的发展与科技进步.存在主要问题在于：1.教学形式较为单一，大多采用教师主导讲授，学生被动听课的方式，不能充分发挥学生的主观能动性和自主学习能力；2.教学方法陈旧，我校的高等数学教学方法主要以教师讲授为主，学生学习为辅，缺乏实践性和灵活性；3.在教学内容上，内容过于宽泛枯燥，授课内容与专业课程的的结合较少,不能从专业知识的角度引出数学问题并进行讲授，现阶段所使用的教材，在数学理论上篇幅过多，没有根据本校的实际情况使用专门的高等数学教材，导致学生学习的积极性不高；4.课外缺乏教学实践活动，受时间的影响，教师与学生之间没有充足的互动时间，不能充分的辅导学生，使得教师对学情了解较少，不能很好的根据制定教学方案.5.学生的基础差异性很大，主要原因在于生源方面，以及地区差异性，这些都为高等数学课程教学带来了很大的问题，同时这些都为高等数学课程改革指明了基本方向.

2 CDIO工程教育理念简介

CDIO（Conceive-构想；Design-设计；Implement-实施；Operate-操作）作为国际教育理念和模式之一，是近年来由麻省理工学院和瑞典皇家工学院等四所大学组成的跨国研究组织创建的先进的教育模式.是充分调动学生的积极性和主动性，引导他们参与基础知识的学习然后应用于实践的一种交流方式.2005年其教育理念模式被我国高校引入，2008年召开的中国CDIO工程教育模式研讨会进一步推动其在中国的发展，CDIO教育理念模式不仅应用到学院院系层面，更应用到专业甚至一门课程当中.CDIO教育理念模式系统地提出了可操作性的能力培养、全面实施以及测评检验的标准，将理论学习与实际应用相结合，引导学生对核心专业课程的学习产生兴趣，让学生能够在实践和课程之间按照有机联系的方式进行学习，从而培养了他们的实际应用能力.

3 基于CDIO教育理念模式下的高等数学课程教学改革

当前，全国很多高校都在进行高等数学课程教学改革，也都获得一些不错的成绩.教学改革的核心大都是围绕着将该课程与实际应用，目标是为了培养应用型、创新型人才.为了达到实现教学改革的目标，必须从高等数学实践教学中存在的问题出发，注重学生的应用能力和创新能力的培养.本文遵循这一原则，按照CDIO教育教学理念，提出如下教学改革方案：

3.1 基于CDIO教育理念模式下的案例教学

教学的重要环节是引入环节，精彩的课堂引入能够吸引学生的注意力，并且激发出学生学习的积极性.案例教学是通过实际问题情境，引出教学内容，是教学实践过程中的引入部分，通过理论结合实际教学方法，让学生能掌握相同类型的知识点，从而很快掌握知识要点.这一教学方法是由教师进行主导，精选案例，提出问题，引导学生进行思考并且提出自己的见解.除此之外，案例教学还需要平衡好从具体到抽象，特殊到一般的关系，从案例当中提取规律，从而掌握解决具体问题的方法.在高等数学教学过程中，主要引入与实际生活及所学内容相关的一些案例，通过让学生能够认识到所学内容在生活中的应用，从而调动学生学习的积极性，增加学生的学习热情.

3.2 基于CDIO教育理念模式下的模块教学

在传统的教学过程中教师通常重视理论知识、计算技巧和知识点的证明，解法，而忽视了对数学素质内涵的分析以及对具体问题的概括、归纳、总结和应用.对于同样的一个知识点，仅从数学角度去分析与讲解，没有从专业角度上，将数学知识运反射到专业应用中去导致学生学习与学科运用之间出现脱节的现象.基于这个问题提出了模块教学法，这里的模块教学先将教学内容分为：基础模块-技能模块-拓展模块.

高等数学课程教学内容须紧密结合各专业特点，不同专业按照不同教学模块进行教学，基础模块是包含了各个专业都要掌握的基础知识理论，如概念、运算公式、性质等；技能模块主要注重在各个专业的应用方面的选择，例如经管类专业的学生来说，教学内容应注重在经济生活中的应用，而在计算机专业的学生就应更注重高等数学总所蕴含的计算机算法思想的阐述与分析；拓展模块是对知识点的升华.例如导数这一章节，概念与性质，基本公式与运算法则为基础模块，技能模块当中在经管类专业注重在经济生活中如边际成本，边际量运用等，在计算机专业注重算法中的运用，如运用迭加思想将其转化为牛顿迭加公式等.拓展模块即为应用和创新部分.

在实施的过程中，基础模块由教师主导负责完成，技能模块和拓展模块按照以下方式进行(1)分小组进行.一班一班分四五个小组，推选组长.组与组之间大体上要平衡，成绩好的学生与成绩差的学生相搭配；(2)分配任务.教学内容的技能部分，通过几项具体的任务给小组，向学生具体详细地讲清任务，使学生产生学习知识的兴趣.(3)实施.这一阶段教师负责指导小组想办法，特别是对有困难的学生要给予必要的指导，保证每个小组都能顺利完成任务.(4)评比总结.完成任务之后，各小组选出代表要依次对任务进行解说，教师就学生对知识的掌握程度、运用知识解决新问题的能力以及学生在活动中的表现进行总结.

3.3 基于CDIO教育理念模式下的网络教学

高校课程教学往往受到时间、地点的限制，使得教师不能充分与学生互动，没有办法做到及时为学生答疑解难.时间一长，学生学习遇到的问题不能及时得到解决，渐渐就会失去了学习高等数学的耐心，为了克服这一问题，实现课堂教学与课外互动并举，确保教师能够帮助学生及时解决数学问题，筹建网络教学平台是当前必须要着手准备的问题.网络教学平台是通过利用当前发达的网络方式向学生提供丰富的教育资源，在保证学生自主探索、主动学习的主体地位的同时网络教学平台也能够为广大师生提供日常互动的平台.

该平台系统主要包含了在线交流-师生互动-日常管理三大模块.在线交流：主要提供教师答疑区和交流区两种类型场所.在线交流，教师区疑室主要用区主要用于学生与教师之间的在线交流学习；交流区实现师生日常互动，任课教师和学生之间的一种线下交流.通过该功能模块，学生与老师之间以邮件方式实现线下的交流互动.日常管理：任课教师通过留言可以向学生提供学习的课件以及课外辅助、布置课外作业的管理；同时学生可以查看教师的留言以及布置的作业.

3.4 基于CDIO教育理念模式下的实验教学

高等数学课程在实践教学中可适当引入实验教学环节，将部分理论教学内容进行实验化，实验教学可以选修课的形式进行，通过实验教学让学生充分自主参与到数学学习中，例如数学实验、数学建模，根据教学内容，精心设计一些简单应用性小课题，指导学生查阅资料应用所学知识寻找解决问题的思路和方法，并通过计算机和数学软件（matlab和mathmatica等）最终达到解决教学问题的目的.学生在实验的过程中能够更好理解和掌握数学的理论知识及其应用.在开展实验教学时，重点加强对学生专项训练和校内数学竞赛活动，积极组织我校学生参加省以及全国大学生数学建模竞赛进行数学软件的训练与应用.我校目前可通过4-5月份组建校内高等数学比赛和数学建模竞赛活动，选拔得力学生参加省级以及全国大学生数学竞赛.教学之余采用以赛促教，以赛促学的方式来提高学生学习数学的动力和学习的积极性.

4 结语

当前时期，应用型本科院校对高等数学的培养目标的要求更加注重实用性和应用性，高等数学教学改革需要转变教学理念和教学方法，同时改革过程中也需要得到学校、教师以及学生的支持，才能达到预期效果.

本文主要是针对当前高等数学教学过程中遇到的一些问题，遵循CDIO教育教学模式，对教学模式进行探索，给出教学改革一些方式.对于案例教学，模块教学，网络教学以及实验教学等教学方案还有需要继续完善的部分，今后也将会不断地对高等数学教学模式改革进行探索.

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〔3〕李心灿，徐兵.高等数学概观[M].北京：知识出版社，1980.

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