应用型大学转型中工科数学教学改革研究与实践

邵俊倩 李成凤 孙 剑

(绥化学院信息工程学院 黑龙江绥化 152061)

工科数学是应用型本科专业的基础课，主要涵盖了工科数学分析、线性代数、概率论与数理统计和复变函数等几门课程。高等院校一般在大学一、二年级针对应用型本科专业开设工科数学，为学生后续课程学习、科学分析、解决实际问题提供必不可少的数学基础知识及常用的数学方法，从而培养学生抽象概括问题的能力、逻辑推理能力和综合运用所学知识解决实际问题的能力。近些年，工科数学课程教学一直备受重视，很多教育工作者投身到了工科数学教学的研究上来，涌现出了大量的研究成果[1-4]。当前，我国地方本科院校正处在向应用型大学（学院）转型的新阶段，应用型本科专业教学改革成败是实现由学科学术型人才培养向应用型人才培养转变的关键，工科数学作为应用型本科专业基础课程，教学改革势在必行。

一、工科数学教学存在的问题

工科数学分析、线性代数和概率论与数理统计是工科数学三大课程，在培养学生逻辑思维能力和解决实际问题能力方面起着无法替代的作用。在地方性本科院校向应用型大学转型中，工科数学教学中还存在着诸多亟待解决的问题。

（一）教学内容陈旧、课时量不足，且教材单一。地方本科院校向应用型大学转型，加大了实践教学环节改革的力度，大大缩减了理论课学时，导致授课教师很难在规定的课时内完成教学大纲所要求的全部内容。此外，很多高校存在不同专业仍然采用同一教材，教材与教学内容不能做到很好地衔接，有些教材还存在教学内容陈旧，缺乏契合专业的应用教学案例，导致课堂教学效果不明显。

（二）教学方式、方法固化，缺乏活力。地方性本科院在转型过程中，不断地在教学方式、方法上进行改革，大力倡导“互动式”“讨论式”教学模式，但改革的实施不到位，流于形式，很多高校仍以“填鸭式”教学模式为主。在教学方式上，一些地方性本科院校的数学教师过度依赖PPT，采用“灌输式”传授知识，方法固化，缺乏活力。

（三）实践教学环节薄弱，教学效果欠佳。转型发展的根本方法就是实践[5]。目前，大多数处于转型阶段的地方性本科院注重加强工科数学系列课程实践教学环节，并进行了大量的研究工作，但是由于工科数学理论高度的抽象化，加之一些教师受传统思想的束缚，在教学过程中过仍然只注重纯数学理论的证明及计算，忽视数学的实际应用，致使工科数学系列课程的实践教学改革仍停留在理论研究阶段，没有真正付诸实践，教学改革效果欠佳。

（四）考核方式单一，改革动力不足。处于转型中的部分高校对工科数学系列课程的考核方式进行改革，采用“开卷笔试”“开闭卷相结合”等方式，导致一些学生在学习过程中过度依赖教材，对本应记忆的公式和基本理论没有很好的掌握，轻视课堂学习的重要性，积极主动学习热情不高，影响了后续课程的学习效果。

二、工科数学教学改革与实践

在地方本科院校向应用型大学转型发展的新形势下，为了使工科数学能更好适应培养应用型人才需要，现对工科数学教学改革与实践进行探讨。

（一）将数学建模的思想融入教学，引入数学实验，强化实践教学。地方本科院校向应用型转变，基础是课程体系教学内容重构[6]。数学建模简单地说就是运用数学知识解决实际问题，把数学建模的思想融入工科数学课堂教学既符合高等学校教育教学改革的要求，又是适应社会发展的需要。那么如何将数学建模的思想融入到工科数学课堂教学中以实现教学内容的重构是亟待解决的问题。首先，在工科数学教材建设上，内容应适当增加应用内容的知识点，将与专业相关的数学模型引入教材，调整理论知识和应用问题的比例。其次，随着数学软件的广泛应用和快速发展，教学的侧重点应随之调整，弱化对学生计算技巧的要求，强化对学生数学思维的训练[7]。因此，在教学大纲的制定上，根据专业的特点引入数学实验，适量增加数学实验的学时，以加强对学生实践能力的培养。例如，在修订《线性代数》的教学大纲时，矩阵部分可引入数学实验，对矩阵求逆等问题可利用数学软件完成计算，这样能够避免当矩阵阶数较高时手算的繁琐，使学生充分体会到数学作为工具的重要作用。

（二）教学方式方法多样化，强化师生互动。通常工科数学课堂教学采用板书与多媒体相结合，如何有效的进行教学设计是研究的核心问题。经过教学实践探索，实施主板副板和多媒体教学法，主板是固定的，主要介绍本节课的主干，副版起到辅助教学作用，可进行一些演算过程，可擦除，多媒体由于其滚动的特点主要进行辅助说明作用，展示一些很难通过板书完成的场景。例如，在《线性代数》课程的理论教学中涉及到一些抽象概念，如矩阵的概念及其运算，在主板部分介绍本节课的主要框架，副版部分对矩阵运算的例题进行演算，利用多媒体工具给出相关概念，融入一些与概念相关的数学模型，可以使学生很好地理解它的定义及在实际问题中的应用，从而提高学生的学习兴趣。使用多媒体辅助教学要注意一点，运用要适量，避免出现完全依赖课件。

在教学方法上，一些高校不断进行改革创新，大力推广了“讨论式”“互动式”教学，卓有成效。由于工科数学固有的特点，应进一步加强教学方法改革的力度，逐步实现以“独白”为主转向以“对话”为主，加大项目教学法、案例教学法、情境教学法等方法的引入，启发学生思考问题和解决问题，引导学生积极参与，使学生真正成为课堂的主体。

（三）改革传统教学模式，加强课外辅导答疑。工科数学相关课程传统的教学模式是大班授课，这种教学模式不利于学生的学习，不能及时有效地对学生加以指导，转型阶段应对这种教学模式进行改革，根据学校自身的情况，可以采取“小班授课”或“大班授课+小班研讨”的模式，部分内容可以通过微课、慕课教学课下完成，以翻转课堂形式展示给学生，利用课堂教学进行补充与提高。这样，既能够保证课程进度又能够保证学生有足够的时间练习和反馈。

课外辅导答疑是对课堂教学工作的有力补充，应加大课外辅导答疑工作的力度。例如，可以通过邮件、微信和QQ等网络平台进行师生互动，教师及时对学生学习过程中遇到的问题进行分析与解答。此外，工科数学的任课教师可设置一个课程主页，内容包括该课程的教学大纲、教学课件、近几年的数学考研真题和部分内容的微课等，也可以分享工科数学相关领域的最新研究成果，开阔学生的视野，提高学生学习的积极性。

（四）课程考核方式多元化，加强实践环节的考核。一些地方本科院校对工科数学课程考核方式进行了改革，采用开卷笔试、开闭卷结合的考核方式，经过一段时间的实践，发现这两种考核方式并不适合工科数学课程对学生能力培养的考核。因此，高校应进一步对工科数学课程的考核方式进行改革，加强对实践环节的考核，方式要灵活。例如，可以建立如下多元化的考核方案：学生的日常表现（包括出席情况、作业情况、课堂表现等）占总成绩的20%；根据课程的特点，适当增加实践环节的考核，可参考数学建模竞赛的模式给出具体的实际项目由学生分组讨论，用数学软件进行统计分析，成果要形成论文并最终进行小组答辩，成绩占总成绩的30%；最后是期末检测考试，主要考察学生对本门课程基本概念和基本理论的掌握情况，适量增加应用题的比例，以考察学生运用所学知识解决实际问题的能力，占总成绩的50%。当然，这种方案并不适用于所有专业，可根据专业特色和课程特点对实践环节考核所占比例进行调整，目的是既评价了学生对这门课程的基础概念、基础理论的掌握情况，也评价了学生解决实际问题的能力。

三、结束语

应用型大学工科数学教学改革是一项复杂的系统工程。由于工科专业的教学性质不同，开设工科数学课程的课时不一，因而课程的目标各不相同。本文根据目前工科数学课程教学现状，对工科数学课程教学改革与实践进行探讨，研究如何优化和更新教学内容、改革教学方式方法、考核方式多样化，以培养和激发学生的学习兴趣，实现人才培养的目标，更好地为地方的经济发展服务。

[1]齐雪林，王宁，赵仪娜.新课标体系下高中数学对大学工科数学教学产生的问题分析及对策探索[J].大学数学，2014,30（2）：52-56.

[2]孙凤芝.技术技能型大学高等数学教学改革研究[J].长春师范大学学报，2016,35（2）：107-109.

[3]张卫国，孙宇娇.工科数学教学中学生创新能力培养的研究与实践[J].上海理工大学学报(社会科学版)，2016,38（2）：175-178.

[4]周立新.新建应用型工科院校高等数学教学内容与方法研究[J].当代教育理论与实践,2016,8(6):56-58.

[5]陈小虎,雍海龙,黄洋.新兴大学与转型发展[J].高等工程教育研究，2016（2）：136-142.

[6]张大良.普通本科高校向应用型转变聚焦四大重点[J].中国高等教育，2016（8）:1.

[7]赵瑞，曹靖.将数学建模思想融入工科数学教学[J].教育与职业，2016（10）：119-120.