以“新工科”建设推动大学数学教学改革

韩筠 仲允 邝雪松

【摘要】大学数学课程是培养工程技能型人才的基础，它是学生在创新能力和实践能力方面保持后劲的主要动力源泉.因此，大学数学的教学质量决定着“新工科”建设能否走实走深.本文讨论了目前大学数学课程教学中的问题，指出了高校的管理方式及教师的教学观念对数学教学改革的重要性，探讨了教学内容的取舍、如何上好第一门数学课、学生对数学的正确认识、如何合理利用现代信息技术以及改革考试制度等几个方面的内容.

【关键词】大学数学;教学改革;新工科

【基金项目】广东海洋大学2018年度教育教学改革项目 （No.524210328）;广东省高等教育教学改革项目（No.530003003010）;广东海洋大学2019年度教育教学改革项目 （No.570219019）

引 言

数学是一门重要且应用广泛的基础学科，随着科学技术的不断发展，它已广泛渗透到自然科学和社会科学的各个领域.“新工科”建设的启动，为数学技术的应用提供了更广阔的空间，但同时对大学数学的教学也提出了更高的要求，即必须培养出具有数学思维能力和创新能力的高素质数学人才.目前，大学数学的教学虽然吸收了前些年教学改革的精华，但仍然远远滞后于社会经济和计算机网络技术的发展，所培养学生的数学素养远不能满足工程实践对数学的需求.2017年，教育部发布了《教育部高等教育司关于开展新工科研究与实践的通知》，希望各地高校开展“新工科”的研究实践活动，从而深化工程教育改革，推进“新工科”的建设与发展，这预示着高等教育步入了新阶段.在新形势下，大学数学的教学需要进一步改革，以提高大学数学的教学质量，推动“新工科”建设走实走深.

一、“新工科”需要“新数学”

新经济的发展需要高素质复合型的“新工科”人才，而大学数学课程是培养工程技能型人才的基础，是学生在创新能力和实践能力方面保持后劲的主要动力源泉.因此，要使未来的新工科大学生工程实践能力强、创新能力强、具备国际竞争力，大学数学的教学改革必须走在前面.

近些年，大学数学的教学已经进行了一些改革，例如，实行分层次教学、引入多媒体辅助教学等.但教学内容、教学理念、教学方法以及考试制度都缺乏系统、持久的研究和行之有效的措施.随着“高技术本质上是数学技术”的观念日益为人们所共识，大学数学课程开设的专业覆盖面不断扩大，很多高校的数学课都是两个班、三个班甚至四个班的大班授课，即使是同一个专业的学生，个体差异也愈来愈大，教师很难做到因材施教，也很难关注每个学生.加之教学内容多、课时少，教师疲于追赶教学进度，导致教学方式固化单一，过度依赖多媒体.很多一线教师认为在教学中应加强学生数学实验、数学建模能力的培养，这样不仅可以丰富教学方式、教学内容，而且能更好地满足各学科发展和工程实践对数学的要求，但由于教学内容面面俱到，考核方式陈旧老套，教师为了在有限的课时内完成教学任务和提高学生考试及格率，只能放弃对学生数学实验、数学建模的训练.长此以往，很多大学生对数学没有一个正确的认识，觉得大学数学没有用，只是为了应付考试才学一点，这显然不利于学生的可持续发展，更不能满足新时代对数学人才的需要.“新工科”建设需要的是能够培养学生逻辑思维能力、发现问题及解决问题的能力、数学建模能力和创新能力的现代数学.

二、“新工科”背景下对大学数学教学改革的几点思考

1.转变高校的管理方式及教师的教学观念

课程改革的成败，教学质量的高低归根结底取决于教师，所以教师教学观念的转变对提升大学数学的教学质量尤为重要.教师只有教学观念转变了才能有意识地转变教学行为，而学校的管理方式、评估标准又会直接影响教师的教学观念.目前，很多高校都存在重科研轻教学的现象，晋升职称只看重科研成果，基本不考虑教学水平和教学效果，因而作为教学主要力量的中青年教师不愿将主要精力放在改进教学方法、提高教学质量上.高校作为求真育人的地方，应该教学和科研并重，让投身一线教学的教师得到应有的待遇，教师才会静下心来钻研教学内容，研究学生心理，掌握科学的教育策略，形成新的教学观念.只有教师的教学观念转变了，才能形成与时俱进的教育教学行为，站“活”讲台，从而提高课堂绩效.

2.教学内容合理取舍

随着高等学校教学改革的推进，各专业的课程设置和教学内容做了相应的调整，提高了对数学的要求，但也缩减了数学教学的课时.这使得大学数学内容多、课时少的矛盾进一步加剧.如果仍然采用单一的教学方式、传统的教学内容，教师为了完成教学任务，不可避免地会出现“满堂灌”.这种情况下，要使教师能从繁重的教学任务中解放出来去关注学生的个体发展、专业需求，去加强学生的数学实验、数学建模的训练，要让学生从枯燥的被动学习中解放出来，有自主探索的“土壤”，教师必须对教学内容做合理的取舍.近些年，中学数学的教学已经进行了大刀阔斧的改革，例如，极限、导数、微分等部分大学数学中的知识已经列入了中学数学的教学.而大学数学的教学改革滞后于中学数学，目前使用的大学数学教材与过去“精英教育”时的内容基本一致，没有做好与中学数学的衔接，也没有融入近十年数学教育改革的成果及现代教育理念.因此，教师在教学内容上不能照搬教材，应根据学生专业删除一些过于烦琐的证明和对学生后续课程没有任何帮助、相对陈旧的内容，融入一些现代数学的内容和理念，有些内容要转化成贴近生活或专业中的数学问题，放权给学生，让他们自己去探索.

3.上好第一门数学课

大学生面对的第一门数学课是高等数学，而高等数学和中学数学在研究对象和研究方法上有很大的不同，尤其是高等数学一开始就是抽象的极限证明，很多同学包括中学数学成绩很好的同学，不明白数学怎么突然变得如此陌生，不知道该怎么学，从而产生畏惧心理.高等数学是大学生第一学期最为重要的一门基础课程，是大学学习的启蒙课程，学生对高等数学的学习状态会对他们后续数学课程的学习以及整个大学的学习产生重要影响，因此高等数学教师必须让大学数学在大一新生面前有一个正确的打开方式.首先，教师要让学生知道大学数学与中学数学的区别与联系，它们在思维方式上有什么不同，让学生做好情感上的准备，引导学生转变思维方式，而不是急于讲授课本上的知识.其次，教师应让学生明白大学数学与中学数学在学习方式上有不同.中学数学讲一个新知识点后，教师会带领学生通过大量练习加深理解，每节课所学的新内容比较少.而大学数学每节课相比中学数学新知识多，信息量大，课后学生需要通过看课本理解课堂内容，然后做作业.简而言之，中学数学的学习主要依赖数学教师，而大学数学的学习主要靠学生自己的主动学习，教师由“保姆”变为“引导者”.当然，教师角色的转变、课堂信息的增加都应该有个循序渐进的过程，不能跨度过大，让学生难以适应，教师要有足够的耐心，培养学生的自主学习能力，逐渐让他们变成课堂的主体.最后，教师要转变学生学习数学的目标，帮助学生树立正确的数学观.在中学，学习数学的主要目标是在高考中取得高分，而大学数学学习的主要目标是使自己具备一定的数学素质和數学思维能力，能够应用数学技能解决实际问题，为以后的专业课程服务.因此，第一门数学课就要让学生清楚大学数学与中学数学学习目标的不同，要将学生从应付考试的学习误区中拉出来，帮助他们树立正确的数学观，让他们意识到数学对他们今后可持续发展的重要性，意识到自己学习数学不只是为了应付考试，而是在进行综合能力的培养和训练.第一门数学课上好了，会使学生对大学的学习充满信心和兴趣，从而使学生整个大学期间的学习进入一个良性循环的轨道.

4.合理利用现代信息技术

飞速发展的现代信息技术使教师可以更好地呈现教学内容、教学情境，激发学生的学习兴趣.目前，大多数高校的数学课程已全部采用多媒体辅助教学模式.与传统教学模式相比，多媒体辅助教学极大地节约了教师书写板书的时间，增加了教学容量，教师还可以很方便地插入相关概念的背景知识.然而，多媒体辅助教学如果缺乏与之配套的教学思想、教学内容、教学方式等方面的改革，容易导致教师过度依赖多媒体，讲课速度过快，信息量过大，学生在课堂上来不及思考等，由传统的“满堂灌”变成多媒体辅助教学下的“电灌”.当多媒体应用到教学中时，它只能作为一种辅助工具，不能代替教师的主导地位.至于能否提高教学效果，关键在于教师有没有现代化的教育观.数学课堂引入了多媒体并不等于实现了教学的现代化，现代化的数学课堂不仅需要教学手段的现代化，还需要教学思想、教学内容和教学管理的现代化.

在多媒体辅助教学中，教师应留给学生思考的时间，不能只顾操作和展示课件，更不能完全依赖多媒体，放弃对传统黑板的使用.对于一些思路分析、重要例题，教师应根据师生的分析思路在黑板上进行演示，使多媒体和黑板的优势互补，更好地服务教学.此外，教师应充分利用多媒体技术，在课堂教学中融入数学实验和数学建模的教学，以增加数学与现代计算机技术的融合和应用，将抽象的数学知识与计算机语言结合起来，提高学生的应用能力，教师可以把适合学生自主学习的知识点做成问题解决型、实验模拟型等，让学生课后自己去探索学习.计算机和数学软件的合理使用对培养工科学生的数学学习能力和工程实践能力非常重要.

5.改革考核制度

教学和考核是相辅相成、相互促进的，考核的方式和内容对教师的教和学生的学都起着调控的作用，要切实提升大学数学教学的质量必须改革考核方式和考核内容.目前，高校多采用平时考核和期末考试的方式考核学生.大学数学一般采用大班授课，加之教学内容多，课时少，平时考核又缺乏行之有效的具体措施和监督，使得平时考核在很多时候流于形式.因此，期末考试是决定学生考核是否合格的关键，而期末考试的试题基本都是知识性的考查，没有对知识的应用能力和创新能力的考查，且每一年的考试重难点、题型相差不大，这使学生必然产生应试思想.这样的考核制度无法调动学生的学习热情，不利于学生的可持续发展，教师也会慢慢产生懈怠情绪.

大学数学作为基础课程，其目的不是培养“数学精英”，而是让学生具备一定的数学素质，能运用数学技能解决实际问题，同时提高大学生的综合素质和创新能力.不同层次、不同专业的学生对数学的需求不同，因此，大学数学的考核可以借鉴英语和计算机这两个科目的等级考试制度，探索出适合大学数学自身特点的等级考试制度，通过不同的题型考查学生的数学基础知识，同时考查他们对数学知识的应用能力和创新能力，并随着等级的提高逐步加强对应用能力和创新能力的考查，这样数学素养较高、对数学需求高的同学在后续专业课程的学习中会不断加深对数学知识的理解，增强对数学技能的运用，他们的数学素养不断提高，可以再次参加高等级考试，有利于调动学生对数学的持续学习;数学基础较差、对数学需求相对较低的同学，他们可以只参加初级考试，不至于心灰意冷或直接放弃对大学数学的学习.

结 语

扎实的数学知识是学生工作后学习新知识、新技能的主要动力源泉，“新工科”建设要走实走深，必须加快对大学数学课程的教学改革.教学改革的核心是调动学生学习数学的积极性，培养学生自主学习、自主探索的行为.无论在教学中还是在考核中都应侧重学生的数学思想的培养以及数学知识的应用能力和创新能力的培养.在有限的课时内，培养出专业理论基础扎实、创新能力强的高素质数学人才，为培养工程技能型人才打下坚实的基础，更好地服务“新工科”建设.

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