“一体两课三拓展”的公共基础课教学改革与实践

周国泉 吕卫君

摘 要：回顾总结了2013年以来我院数理化统计公共基础课的教学改革与实践情况，形成了“一体两课三拓展”的教改特色，构建了一个合理、适用的数理化统计公共基础课程体系，即为“一体”；重点抓以资源建设为主的课程建设和课堂教学改革，即为“两课”；做好第一课堂向第二课堂拓展的学科竞赛和大学生科研训练以及第一课堂向第三课堂拓展的统计调查，即为“三拓展”。众多学生从改革实践中受益，学生成绩不断提高，学生综合素质和创新能力明显提升，教师教学水平得到提高，教学成果丰硕。

关键词：公共基础课；课程体系；教学改革

中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2017）10-0045-03

Abstract： This paper reviews and summarizes the teaching reform and practical situation of common required course on mathematical statistics since this course was set up in 2013. One of the marked features in teaching innovation is One System， Two Classrooms and Three Extensions. One System refers to building up a reasonable and applicable course system for mathematical statistics course. Two Classrooms focuses on course construction and classroom teaching reform centering on resource construction. Three Extensions puts an emphasis on discipline contest and undergraduate scientific training extending from chief classroom to extracurricular activities， and statistical survey extending from chief classroom to the third classroom. Therefore， numerous students benefit from this reform， such as constant upgrading on their grades， marking improvement on their comprehensive qualities and innovative abilities. Moreover， teaching level could be upgraded and rich teaching achievement could also be yielded.

Keywords： common required course； course system； teaching reform

作为承担全校数理化统计公共基础课教学任务的学院，理学院历来重视公共基础课教学，始终坚持以教学为中心和以学生为本的理念，锐意改革补短板，精准发力促提升，形成“一体两课三拓展”的教学特色。所谓“一体”就是构建一个合理、适用的数理化统计公共基础课程体系；“两课”即课程和课堂，课程重点抓教材和网絡资源建设，课堂主要抓课堂教学改革以提高课堂教学质量；“三拓展”即为第一课堂向第二课堂拓展的学科竞赛、第一课堂向第二课堂拓展的大学生科研训练、第一课堂向第三课堂拓展的统计调查。下面分别从做法与实效予以详述。

一、教学改革指导思想

明确学院的基础地位和使命，夯实基础，科学合理搭建数理化统计公共基础课程体系平台，优化课程教学内容，实施分层次教学，加强教学优质资源建设，创新课堂教学方法，开展“翻转课堂”与“混合式教学”实践，为学生后续专业课程提供强有力的支撑；在二、三课堂上着重培养学生的应用能力和创新思维[1]，拓宽视野，以促进学生全面发展、适应社会需要作为衡量标准，着力提升本科教学质量。

二、教学改革实践

（一）优化课程体系设置，实施分层次教学

承担全校16门公共基础课的教学任务，如表1所示，其中高等数学3门、线性代数2门、概率论与数理统计3门、大学物理3门和化学5门，以16学时为一个学分。

（二）精选课程教学内容，构建模块化多层次公共基础课教学体系

主动对接专业培养目标，准确把握课程定位，以课程内容改革为重点，注意相关课程间的联系，避免先修课程、同步课程、后续课程内容的脱节或重复，整体优化和精选课程教学内容，构建模块化多层次公共基础课教学体系。

1. 着重构建三模块为主的数学公共基础课，形成完善的教学体系

结合农林类院校专业特点，以数学基础为核心，以专业应用和学生个性发展为目标，着力构建由“基础模块、专业应用模块和个性发展模块”构成的公共数学教学体系。基础模块主要包括基础知识、基本思想和方法等基础内容，为后续应用和个性发展奠定基础；针对不同大类的专业背景，通过建设《专业大类数学问题案例库》，将数学和专业应用有机结合，构建专业应用模块；通过数学建模辅导、大学生数学竞赛辅导、考研数学辅导等课程建设，搭建学生个性发展教学模块。通过三个模块的建设，逐步形成“数学基础知识-数学思想与方法-数学语言训练-数学问题探究与应用”的教学内容体系。

2. 集成构建“大物理”教学新体系，注重探索精神和创新意识培养

结合农林及生命科学实际情况，在整个“大物理”概念下确定农林院校物理课程的目标与定位，打通课程壁垒，构建实施以物理学为核心、以相关专业和应用学科为延伸的由公共基础模块、专业提高模块和专业应用模块组成的公共“大物理”教学内容体系。公共基础模块衔接中学内容，含“基础性-综合性-探索性”三大层次知识。精选力、热、电、光以及农林五大专业提高模块，衔接专业课程。立足物理基础，面向机械设计、木材工程、高分子材料、生物科学与技术、环境工程、食品科学与工程、电子信息、计算机、应用化学等应用专业开设高分子物理、生物物理、环境物理、电工电子学、电工电子技术等“专业应用模块”。

3. 构建“一核两翼三通识”的化学课程群，培养学生创新思维能力

根据专业的化学知识需求，对化学课程内容进行优化整合，构建了以大类必修课（无机及分析化学、有机化学等）为核心，以限选课（仪器分析、物理化学、高分子化学等）和任选课（天然产物化学、纤维素化学、催化化学、环境化学等）为“两翼”，以化学与生态、生活中的有机化学和绿色化学三门通识课程为辅助的“一核两翼三通识”的化学课程群，理顺课程群知识体系和教学目标，增强学生实践动手能力，激发学生创新思维，培养学生创新和创造能力。

4. 构建侧重点不同的概率统计课程，教学更具针对性

以基础为核心，强调理论基础与实际应用相结合，根据农林类院校的专业需求，拓展并细化教学内容，构建概率论与数理统计基础模块、概率论提高模块、数理统计提高模块、概率统计应用模块和概率统计实验模块等5个模块教学内容。根据不同专业对概率论和数理统计的不同要求，组建不同的教学模块，形成了理论与应用并重型的概率论与数理统计A（由概率论与数理统计基础、提高、应用和实验等5个模块构成）、偏统计应用型的概率论与数理统计B（概率论与数理统计基础、应用和实验等3个模块构成）和为专业后续统计实验服务的概率论与数理统计C（概率论与数理统计基础与应用2个模块构成）三个课程层次。

（三）加强课程资源建设，提供优质教学资源

1. 大力建设课程网络资源，拓展学生学习时空

基于互联网建设大学数学考试题库和概率论与数理统计题库，用于学生在线自测。试题库的大量试题资源和自由选择功能，便于学生利用业余时间进行自主学习，及时了解自己对课程知识点的掌握程度；便于督促和激励学生及时查漏补缺，提高学习成绩。网络平台的在线自测，突破了考试时间和空间的限制，使学生具有更多自主性。不断完善课程网站教学资源供学生在线自主学习，2016年完成35门标准化课程建设，上线7门精品资源共享和精品视频公开课，上线教学大纲、多媒体课件、电子教材与电子教案、习题课、课堂录像等教学资料，实现网上专题讨论。

2. 加强教材教辅建设，提供优质学习资源

为适用新的教学体系，近五年编写出版教材 10部。如作为概率论与数理统计A的教材《应用概率统计》[2]，是为了适应学生在掌握概率论与数理统计的基本理论、基本方法和基本技能的基础上，加强概率论与数理统计的应用技能而编写的。作为概率论与数理统计B和C的教材《应用数理统计》[3]，压缩了概率论部分的内容，适用于对概率论的要求不高而对数理统计要求较高的专业。《高等数学（微积分）》、《线性代数》和《大学物理》都配套了“学习指导”；编写了《高等数学解题能力分层训练》、《专业大类数学问题案例库》等教学辅助材料；出版了具有提高和培养学生创新能力的《数学建模实验-农业生物生态模型的模拟与仿真》。

（四）改革课堂教学方法，提高课堂教学质量

1. 采用“三动”教学模式，翻转课堂

大学物理、公共化学在课堂上，采用“感官全动、师生互动、学生主动”的“三动”课堂教学模式，如图1所示。课程教学中重點加强生活例子用物理（或化学）原理分析的讲解，运用教具、视频、Flash课件等，让学生的脑、手、口、眼、耳等多种感觉器官和思维器官一起参与学习，实现学生各感官全动。基于“互联网+”，运用现代通讯手段和信息手段加强课堂师生互动。老师扮演引导者、辅导和学习动机激发者角色，翻转课堂让学生处在教学活动中心。上课时，学生通过微信这一载体响应回答教师所提问题，实现师生互动。通过“全动”、“互动”促进学生“主动”发展，使学生主动求知，自觉进取，积极参与教学过程，变“要我学”为“我要学”，实现“文本课程”向“体验课程”转变。

2. 实施混合式教学，提高学生课堂接受与掌握效率

公共数学和公共概率统计对于以知识教学为主的内容，采用启发式讲授法，除了发挥教师引导作用外，鼓励学生积极参与，通过师生互动提问题，强化学生学习主体意识。对于数学统计原理问题，采取情境教学法中引导探究为主的发现法。教师做好引导者，合理组织学生进行分析，将实际问题转化为数学统计问题，并在此过程中学习数学建模和统计建模的方法。对研究、讨论得到的结果作综合、提炼、延伸，找出成果的应用范围与适用条件，并借此培养学生分析、综合、转化、拓展等方面的能力。设置讨论课，采用案例教学法，精选与学生专业紧密结合的案例，通过小组讨论、问答等方法，让学生理解问题、寻求解决问题的思路。

（五）一课堂向二、三课堂拓展，全面提升学生素质

着力构建与第一课堂有机衔接的二、三课堂。以学科竞赛和大学生科研训练为主的“第二课堂”和以统计调查为主的“第三课堂”，是“第一课堂”的延伸和有益补充，是步入社会的阶梯，是所学知识的检验和升华，有利于提高学生的探究精神和创新能力，提升学生的整体综合素质。

1. 以学科竞赛为主的“第二课堂”， 着力提高学生的应用能力

以各学科竞赛为单元，固化、优化学科竞赛指导小组。对二类学科竞赛，学院给予不低于5千元/项/年的资助；对获奖指导教师，在年终教学业绩考核中予以加分；对参加学科竞赛的学生和教师，无偿开放实验室。学科竞赛指导小组定期研讨辅导内容和学科竞赛相关事项，在指导过程中着眼于提高学生应用所学知识解决实际问题的能力，以达到利用学科竞赛对数理化统计第一课堂知识深化、应用的目的。

2. 以大学生科研训练为主的“第二课堂”，重点提高学生的研究能力

积极鼓励学生申报校大学生科技创新项目、省新苗人才计划和国家大学生创新创业训练计划等各类项目。学生在教师指导下提出课题主题，理出提纲，组建学生科研团队，撰写详细的课题申报书。项目立项后，指导教师主要把控技术方案、技术路线，学生团队成员分工协作研究，最后以论文和研究报告为结题成果。鼓励教师吸收学生参与教师课题研究，吸引学生加入教师科研团队，指导学生发表SCI论文以助力国外读研申请，指导学生发表专业相关的论文代替毕业论文。以大学生科研训练为主的“第二课堂”，进一步强化了学生的团队意识，培养了学生的科研能力，营造了浓厚的科研氛围，进一步促进了学生的研究性学习。

3. 以统计调查为主的“第三课堂”，强化了学生获取和处理分析数据的能力

以浙江省大学生统计调查方案设计大赛为依托，走出学校开展社会调查，在广阔的社会课堂中得到实践锻炼。学生开展统计调查，采用“明确调查主题-筛选调查地点-确定抽样调查方案-进行实地调查-整理分析数据-撰写调查报告”的程序，指导教师重点对抽样调查方案的合理性、数据分析方法予以指導。以统计调查为主的“第三课堂”，既使学生进一步了解和认识社会，又强化了学生获取和处理分析数据的能力。

三、改革成效

（一）涉及面广，受益学生多

高等数学A、B、C涉及37个专业、2800余名学生；线性代数A、B涉及27个专业、2000余名学生；概率论与数理统计A、B、C涉及35个专业、2800余名学生；大学物理A、B、C涉及15个专业、1200余名学生；化学5门课程涉及24个专业、2700余名学生；总共涉及 49个专业、3000余名学生。2014年学校本部本科录取新生3710人，招生专业53个；2015年学校本部本科录取新生3665人，招生专业52个；2016年学校本部本科实际新生3785人，涉及52个专业。因此，数理化统计公共基础课教学涉及面广，所采取的改革实践受益学生众多，为培养创新创业型人才夯实了基础。

（二）课堂教学效果逐步提升，学生成绩不断提高

选择了高等数学AI、线性代数A和概率论与数理统计A（简称概率统计A）三门主要课程2013年至2015年的数据，对改革进程中的学生考试情况进行了分析，得到如下结论：各项指标逐年变好；平均得分、及格率和优秀率不断提高。

（三）学生能力发展良好，综合素质和创新能力明显提升

2013-2016年，学生获专利和软件著作权23项，学生发表论文35篇，其中SCI论文17篇，EI论文1篇，核心期刊8篇。2015年，戴朝卿老师指导的参赛团队“生物血管中连续波和周期波背景孤立波动力学的生物效应与物理机制研究”获浙江省挑战杯一等奖。2013-2016年，国家级大学生创新创业训练计划项目立项5项，省级“新苗计划”科研项目立项8项。2013-2014年，美国数学建模竞赛获国际金奖2项、银奖4项。2013-2016年，全国大学生数学竞赛获全国一等奖55项。2013-2016年，浙江省大学生物理创新竞赛获一等奖60项。2013-2016年，浙江省大学生统计调查方案设计大赛获省一等奖5项。

（四）教师教学水平得到提高，教学成果丰硕

近几年有3位教师获得校级课堂教学比赛一等奖，3位教师获得浙江省教学基本功比赛一等奖；《光的偏振》和《流体运动的两个基本方程及其应用》2个课件获全国多媒体课件大赛优秀奖；1人被评为浙江省高校优秀教师，1人被评为校教学名师，3人被评为校教坛新秀，2人被评为校“我心目中的好老师”。《大学物理生态化教学新体系的探索与实践》2014年获浙江省教学成果二等奖，《基于创新能力培养的农林院校化学类课程的协同改革与实践》2016年获校教学成果一等奖，《“互联网+”的大学物理“一体两翼三带动”集成化教学改革与实践》和《以转变学法、强化自主学习为目标的高等数学“三结合”教学模式改革实践》2016年获校教学成果二等奖。

参考文献

[1]张黎明.高校公共基础课教学与大学生创业素质教育的相关性研究[J].湖北社会科学，2013（12）：182-184.

[2]黄龙生，黄敏，宋红凤，等.应用概率统计[M].北京：中国水利水电出版社，2015.

[3]黄龙生，黄敏，宋红凤，等.应用数理统计[M].北京：中国农业出版社，2015.