应用型人才指引下的学生数学应用意识及能力培养

武鸿雁,郭艳芳

(1.山西应用科技学院,山西 太原 030032;2.太原市五育中学,山西 太原 030032)

一、应用型人才培养提出背景

教育部2014年度工作要点明确提出,要引导一批本科高校向应用技术类高校转型。要采取试点推动、示范引领等方式,引导一批普通本科高等学校向应用技术类型高等学校转型,重点举办本科职业教育。独立学院转设为独立设置高等学校时,鼓励其定位为应用技术类型高等学校,同时,大力支持应用型本科和行业特色类高校建设,提高应用型人才培养比重。由此,应用型大学数学教学则需要在教学内容、课程体系、实践环节等方面进行人才培养模式的综合改革,探索启发式教学、研究性学习的教学理念,激发大学生的学习兴趣和潜能。

二、大学数学教学中培养学生应用数学意识和能力的重要性

随着经济的发展和教育普及程度的提高,数学教育工作者面临着一个难题:一方面,现代社会处处充满着数学,每个人都应掌握大量的数学知识,以便更好地适应学习和工作;另一方面,现代数学越来越只能为少数人所理解,数学教育的改革如何深化是每个数学教师必须思考、探索的科研课题。当前,新的数学概念为:“数学是人们对客观世界定性把握和定量刻画、逐渐抽象概括,形成方法和量论,并进行广泛应用的过程。”数学在21世纪得到空前的发展,特别是数学各学科、数学和其他学科之间的互相渗透空间加强;数学的应用不仅形成一大批新的应用数学学科(例如信息论,控制论,运筹学,应用统计与概率,数理经济,精算,金融数学等),而且结合计算机的应用形成数学技术。

数学应用意识和能力指的是在遇到实际问题时能够有意识地运用数学知识来解决的能力,这也是学生应该学习和拥有的能力。通过应用数学学习得到的思想和方法也能解决日常生活中存在的许多问题。所以,在高校的数学教学中需重视应用数学能力的培养和提高,改革教学方法,制定科学的教育教学模式与方案。在高校的数学教育活动中,必须明确教学的主要目的,即最终要培养学生应用数学知识的意识及能力,而不是像传统教育一样进行应试教育。因此,高校教师要注重数学知识相关专业知识的结合,培养学生应用数学的意识与能力,从而为我国培养出一大批优秀的应用型人才。

三、我国大学生数学应用意识及应用能力的培养现状

(一)数学课程设置方面

目前,我国许多专业的公共课课程中有数学这门课程,但是在有许多学校尤其是非985、211的普通院校中,很少有实践性较强的数学应用知识的学习,纵观我国的数学教材,从选材角度看偏于陈旧,从教材组织角度看,拘泥于数学的传统处理方法。我国现行的数学教材是从苏联20世纪50年代的教材演化而来的,体系和内容的处理手法没有随科学技术和社会发展而改进,主要做了一些增删且主要是删减的工作,而关乎规划与统筹、决策分析、优化思想以及数学建模等一系列现代社会所必须的公民数学修养内涵教育在数学课堂上少之又少。大多数都是数学基本概念、计算与证明的学习。教材的编排也更多的倾向于理论知识的解释,把重点放在了体现数学学科知识的严谨性、逻辑性和系统性,缺乏应用性和趣味性。这种现状一方面会导致学生对数学知识的学习产生反感情绪,在进行学习过程中没有积极性和趣味性；另一方面导致教学缺乏必要的数学思想与方法,导致学生相关专业知识的缺乏,同时也无法体现数学这门学科工具性的特点,以及服务于专业课程的特点,缺乏实用性。因此导致了数学学科理论知识与实际生活联系不紧密的现象。

与国际上主要发达国家相比,我国数学教育内容主要存在以下几个方面的问题:(1)知识面狭窄,主要局限于微积分学;(2)不少内容陈旧过时,如在数学的实际应用上不注意培养学生的应用意识与应用能力,偏重于脱离实际的机械训练和题型教学;在学生的联系中充斥着大量人为编造的应用题,这些题都是可解的,且有唯一正确答案,条件是单一,没有多余信息,长期大量的练习结果导致学生思维的僵化。

(二)高校教师配置方面

高校中的数学教师虽然有很深厚的数学理论知识的储备,但在与学生本专业的学习中联系不够深入,没有从学生自身专业的案例进行分析,导致数学知识与学生所在专业的联系之间出现断层,从而产生数学知识在本专业的实际应用中没有用处的现状。同时,由于传统教育模式的限制,教师本身也存在着忽视数学与其他学科体系之间的联系,导致数学知识在实际生活中难以实现的局面。

(三)学生学习方面

高校学生在进行数学知识学习的过程中,一方面存在对数学知识不够重视或没有信心的情况。许多学生认为高等数学知识晦涩难懂,在生活中派不上用场,工作中能应用的地方也不多,因此没有必要刻苦钻研。还有许多学生数学知识基础薄弱,成绩不高,导致其本能的畏惧高等数学知识的学习,形成了“高等数学只有智商高的人才能学”的想法,产生负反馈,对数学的学习越来越没有信心。在这种现状下,也就更谈不上学生应用数学知识解决实际问题,而这两个方面的问题也主要由于学生本身的错误观念所形成。

四、培养我国大学生数学应用意识及应用能力的相关对策

(一)改革教材编排内容

为了实现我国数学教育事业的发展,在制定大学数学课程教学内容与体系结构改革方案时,考虑到高等教育从精英教育到大众教育的需要,主要针对一般高等院校的教学实际研究课程教学定位问题。这一问题是在新形势下高等教育面临的亟待解决的问题,具有普遍意义。课程的改革方案与教材主要适用于一般本科院校,其中解决这些问题的思路与措施,对在新形势下进行大学数学课程改革与建设具有一定的借鉴作用与推广作用。特别对一般高等院校数学基础课程建设可以发挥很好的示范作用。其次,抓住课程本质,优化课程教学内容,更新体系结构。在保证课程内容科学性的前提下,本课程选择由浅入深的内容安排以及简捷的理论体系,这在同类课程中是比较新颖的;同时强调计算机的突出作用,这些对于大学数学基础课程的整合及大学数学课程自身的理论体系的研究有一定的学术价值。在进行高等数学教材内容的编排时,首先，要综合各个专业的实际情况进行针对性的教学和研究,选择能够在相关专业中实际应用的数学知识作为教学的主要内容;其次,要注重教材的与时俱进,更多的结合最新的实际案例,帮助学生更好地理解高数知识;最后，在大一大二的高数学习中,应适当精简教学内容,首先做到夯实学生的数学基础知识,而不要一味图难图快,同时也能实现提高学生学习积极性的目的。

(二)改革教师教育观念,顺应高校教育新理念

高校教师在对学生进行数学知识的教授时,首先要转变自身的思想。作为高校数学教师,要重视培养学生应用数学的意识与能力,提高其应用数学知识解决生活实际问题的主动性和积极性。具体可以鼓励教师积极参与指导开办一系列关于应用数学知识的活动和比赛。例如全国大学生数学建模大赛和全美大学生数学建模竞赛(MCM/ICM),通过选拔学生、组织学生参与,营造数学文化氛围,体现过程育人,培养大学生的团队协作意识和创新精神；通过学科融合,实现课程的有机结合,加强科学研究和教学实践的结合,推进教学内容、方法、手段的改革与创新。教师应当将数学建模的思想和方法渗透到课程教学中去,强调数学知识的应用。注重应用背景及应用实例的介绍,并且开设数学实验,注重数学知识的应用,培养应用数学知识解决实际问题的意识和能力,以适应新世纪科技人才对大学生数学素质要求更高更全面的新形势。同时,教师应当根据课程的特点以及教学的实际需要,进行有的放矢的教学方法与教学手段的改革,具有较强的针对性与实用性。

(三)改革教育教学手段

除了增加实践活动的开展,在日常的高数课堂中,高校数学教师也要重视教学模式的改良。传统的教学模式下,容易出现学生思维和老师思维不同步的现象,同时也不利于学生的实际运用。因此高校教师需要改革本身的教育手段及模式。一方面,教师可以采用多种教学方式,例如设置数学情境,进一步引入要学习的数学知识,或者设置问题情境,让学生带着问题去学习等;另一方面,教师要充分利用多媒体技术,一个引人入胜的课件能够使数学知识的体现更加形象和具体,有利于教学活动的开展。在当下教学多样化时代,把信息技术作为提高教学质量的手段,进一步培养和提高教师制作和使用多媒体课件,运用信息技术开展教学活动的能力，有利于教师和学生的业务专长得到更充分的发挥和利用,更有利于大学数学课程教学,为学生更好地学习数学,为专业课学习打下坚实基础。

(四)改革考试制度

高校在对学生进行相关考核时,要改变以往的考核方式,增加对学生实际应用能力的考核,利用“理论+实践”的考核方式。数学课通常以理论学习为主,但对于应用型人才来说,培养学生的应用数学能力至关重要。因此,在考核方式上,应当加强过程考核。以山西应用科技学院为例,在考核内容上,除了作业、考勤、课堂表现以外,添加了过程考核,以此督促学生重视平时的学习过程，进一步促进教师与学生对培养应用数学的意识与能力的重视,从而全方位提高学生的实践能力和综合素质。