软件技术专业群学生数学素养提升的改革与实践

文/广东科学技术职业学院 桂改花 苑占江

一、意义

目前，各个院校非常重视用人单位和行业企业对毕业生的评价，行业企业给的合理建议为高职院校的教学改革指明了方向和思路，所以说，高职院校的办学水平和培养的人才质量是由社会来评价和检验的。高级技能人才奇缺，在如今的大数据环境下，市场调研、预测，图表分析、程序和数据统计有关的岗位多且重要，需要具备一定数学素养的人员才能胜任。因此，提升高职院校学生的素养成为高职院校数学教学改革的重要内容之一，必须全方位提升学生的数学素养，为提升人才培养质量和后期发展储备力量。

我校软件技术专业群立项为中国特色高水平建设单位，是以软件技术(国家骨干校重点专业、广东省一类品牌专业)为主体、云计算技术与大数据应用技术为两翼、人工智能技术服务为特色，移动应用开发和计算机网络技术为支撑，与粤港澳大湾区产业群精准对接，产教融合、资源共享、优势互补，全力打造高水平专业群，培养高素质技术技能人才。专业公共平台课《应用数学》是为一年级学生开设的基础课、工具课和素质教育课，为学生的专业课程学习服务，提供必需的数学知识与数学技术，对学生进行抽象思维、逻辑思维、算法分析、数据整理与分析和运算能力等各方面的训练，传播数学文化与数学精神。《应用数学》十年来一直在进行探索，立足于教学内容、教学方法和考核评价的改革与完善。应用数学课程在原来的基础上进一步改革也势在必行，以求全方位提高学生的数学素养，更好地服务于专业群建设，打造国内一流、国际知名的专业群。

二、研究综述和现状分析

(一)国际上提出数学素养的几个案例

(1)美国课标中的“数学素养”：美国全国数学教师协会(National Council of Teachers of Mathematics,NCTM) 1989年公布了《学校数学课程与评价标准》，这是有史以来公布的第一个标准。该标准认为，培养有数学素养的社会成员是数学教育的目标，具备以下五个条件才能称为“有数学素养”：对自己的数学能力有信心；有解决数学问题的能力；学会数学交流；学会数学推理；懂得数学的价值。

(2)“人们用来有效处理生活与工作过程中的出现的数量问题所需的技能、知识、信念、气质、思维习惯、交流能力、问题解决能力的聚合。”是澳大利亚全球生活调查对数学素养的定义。

(二)我国学生数学素养的发展与演变

1985年5月，中共中央召开了改革开放后的第一次全国教育工作会议，会后颁布了《中共中央关于教育体制改革的决定》，该规定是引领中国教育发展的纲领性文件，明确要求“教育体制改革的根本目的是提高民族素质，多出人才，出好人才”。此后，数学素养在文献中出现的频率越来越高，数学素质的提法也随着素质教育的推行随之出现。数学素养一词首次在我国大纲中出现是在1992年颁发实施的《初级中学数学教学大纲》中，在各种背景下，我国有关数学素养的文献逐年增多。2011年数学《课程标准》(修改稿)在2001年版的基础上进行了修改，提出了“四基四能”的思想，“四基”指基础知识、基本技能、基本思想和基本活动经验；“四能”指发现问题的能力、提出问题的能力、分析问题的能力和解决问题的能力。提出数学学习中的十大核心概念：数感、符号意识、运算能力、模型思想、空间观念、几何直观、推理能力、数据分析观念、应用意识、创新意识。

关注高职学生数学素养的提升是高职院校数学教师在教育教改过程中的重中之重。通过采取问题导入、讨论等有效的教学方法，使数学知识由单调枯燥变得通俗易懂，生动有趣。学生数学素养的提升能促进学生自身的全面发展，而且对于数学知识的传播起到了非常好的作用。学生的独立思考能力以及自主探究能力得到了持续的培养，学习兴趣越来越浓厚，调动了学生学习的积极性，数学感悟能力得到了提高，从而加深学生对数学知识的理解。有关高职院校数学素养的研究比较少，所以开展本项目研究意义深远。

三、具体改革内容与改革目标

(一)教学内容改革

为了提高学生的数学素养，具体教学改革内容如下：

(1)构建“交叉融合+项目+分层实施”的应用数学课程体系。

交叉融合：构建的课程体系与各个专业具有较强的交叉融合性，是指应用数学课程的开设注重了与专业的融合。

项目：把应用数学分成三大模块，每个模块要以生活中的真实项目为载体，讲解有关的数学知识，进而解决问题。

分层实施：基础知识层次、应用知识解决问题层次、创新模型层次是应用数学课程体系的“三部曲”。

(2)探索并实践“全国大学生数学建模竞赛+美国大学生数学建模竞赛”两点一线的数学建模系列竞赛运行机制，两个比赛逐步递进。争取成为国内一流、国际知名，为专业群建设贡献力量。

(二)改革目标

(1)构建“交叉融合+项目+分层实施”的应用数学课程体系。加大数学建模的推广与普及；加强与专业课程的交叉融合。

(2)增强数学建模的影响，探索并实践数学建模系列竞赛运行机制，培养德技并修、“优质高薪”的学生。

(3)探索形成“后竞赛”期间数学建模学生从事创新活动的运作模式与管理机制，加强实验室建设，全面提高学生的创新能力与就业能力。

(4)探索如何全方位地提升学生的数学素养，为专业建设服务。

四、实施方案与方法

(一)实施方案

(1)“立德”融入应用数学课，“树人”贯穿全过程。

充分挖掘应用数学课程中的育德内容，价值引领与知识传授、能力培养相结合，并贯穿教学全过程。采用“课堂育人三分钟”等多种方式，有针对性地进行政治思想、职业素养、工匠精神等方面的传导。

(2)以广东科学技术职业学院计算机大类招生为具体案例，研究梳理当今高职院校人才培养模式中制约和阻碍多样化应用型创新人才培养的环节和因素。

(3)全程贯穿个性化教育思想，制定出“能力优先，重在应用，个性发展”的创新人才培养的整体设计方案，并予以实践。

(二)实施方法

(1)在第一学期，构建了服务软件技术、大数据技术与应用、移动互联应用技术、云计算技术与应用等专业的数学理论基础，主要内容包括：算法基础模块、向量与矩阵基础模块、图论基础模块、概率与统计模块。

(2)在第二学期，构建了紧随人工智能技术、大数据技术等新兴专业新发展方向的数据科学基础，主要内容包括：Matlab基础模块、数据预处理模块、数据拟合与回归模块、随机模拟模块、聚类分析模块、分类与预测模块。

(3)在第二学期，开设了一门面向全校文理科的公选课《数学建模》，构建了数学建模通识模块，向全体学生介绍数学文化通识素质教育。

(4)为了准备好全国大学生数学建模竞赛，构建了竞赛论文写作模块、数据分析及数据挖掘模块、优化模型内容模块等内容，培养学生的专业建模技能。

五、特色与创新

(一)积极探索并形成了与专业相契合的高职数学模块化课程体系

以学生为主体，强化高职数学与其他学科交叉培养，构建了数学理论基础模块、数据科学模块、数学建模通识模块和数学建模专业技能模块，满足了专业对教学内容的选择性要求，培养了学生的实践动手能力、团队意识、创业意识和创新精神，计算机编程能力等方面得到了综合性训练。

(二)把高职数学模块化教学与培养学生创造性思维和创新能力相统一

数学建模活动本身是具有一定的理论性又具有较大的实践性的一项创造性的思维活动，开展数学建模教育和竞赛是实施创新实践教育、素质教育的绝佳途径。既要求思维的深刻性又要求创造的灵活性，培养学生自觉、独立地运用已知的条件，寻求解决问题的最佳途径和方法，学生的想象能力，直觉思维、猜测、转换、构造等能力得到了提升。

六、结语

项目先以广东科学技术职业学院中国特色高水平软件技术专业群为应用对象，在项目的实施效果得到验证后，逐步向全校、全省及全国高等职业院校推广，达到成果共享的目的。本项目的研究成果体现了学生数学素养培养的途径、方法、手段，具有普遍适用的价值，不仅在我校各相关专业两万多名学生中全面展开应用，还可推广到全国其他高职院校，充分发挥成果培养人才、服务社会的功能，预期受益学生将更多。