基于信息化的高职高等数学教学改革与探究

文/陕西能源职业技术学院 陈欢

2006年，《关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》出台后，高职教育由大众化向内涵建设发展过渡，各高职院校根据人才培养目标和实际生源情况开展教学改革，如简化高等数学教学内容、弱化知识逻辑体系，加强专业针对性等。在2018年全国教育大会上，习近平总书记对于中国特色社会主义教育进行系统而全面的论述，认为职业教育大有可为，也应当大有作为，职业教育的重要任务之一是实现技术技能的传承，将技能培养与职业精神融入职业教育工作中。把数学建模、数学实验融入高职高等数学是教学改革的一种有益尝试，但在高职当前“2+1”人才培养模式下，数学教学内容含量多与教学时数少的矛盾日益突出，简单融入数学建模和数学实验必然会加重教师的压力和学生的负担，使得这一改革无法从根本上解决问题。

21世纪，我国高等教育数学教学改革的新方向为现代化信息技术与课程整合。一是利用数学软件，如MATLAB，Mathematica，Origin等工具简化数学运算教学，将重复、机械、复杂、抽象的数学计算交给计算机完成。二是通过推行基于互联网教学平台的空间资源课程建设，整合各种信息技术手段，实现多样化教学。显然，这些研究与实践对高职高等数学教学带来了一系列的革命性变化，也为高职高等数学课程改革注入了强大的生命力。

一、高职院校数学教学现状

（一）教学模式相对落后。目前，很多应用型高校的高职数学教学模式相对落后，依然采用传统的灌输式教学方式，教师主导整个教学过程，学生主体作用无法得到有效发挥，导致学生学习数学的积极性不断下降。尽管很多高职数学教师能够系统讲解数学知识，但没有注重学生数学思维和思考能力的培养，学生的数学实践能力无法得以提升。此类教学模式难以适应新时期社会发展的需要，也不利于学生的发展。

（二）课程教材有待完善。从现阶段出版的各版本高职数学教材的内容来看，大部分数学教材是为具有较好数学基础的学生编制的，而在国家招生考试改革的大方针下，高职院校中有不少学生的数学基础并不好，对数学知识还没有充足的掌握。若采用的高职高等数学教材内容过于理论化或难度较大，会在很大程度上降低学生学习数学的积极性和主动性，甚至导致学生失去学习数学的兴趣，影响学生后期专业课的学习，进而影响高职院校整体的教学质量。

（三）对学生综合素质培养方面不够重视。很多高职数学教师通常只依靠教学大纲来开展教学活动，但教学大纲只是对课程基础知识掌握程度有一定要求，而在学生的素质能力培养方面没有细致明确的要求；同时受应试教育的影响，高职数学教学始终侧重于数学公式、定理讲解以及解题技巧的练习，在数学思想和数学方法方面没有详细介绍，在数学建模等各种能力方面的培养力度不足，最终导致很多高职生对数学学习缺乏兴趣。

（四）高职高等数学面临的挑战。高等数学课程作为我校工科学生的一门公共基础课，授课时间为两个学期，共56+56个课时，学生对高等数学课程的掌握程度直接影响后续专业课的学习成绩。结合职业教育改革信息化发展的趋势、我校“双高”建设目标以及各专业人才培养目标，高等数学教学的信息化改革与实践是必然选择。高等数学涵盖一元、多元微积分、微分方程等工科生所必须掌握的基本数学理论，学习这些数学基础知识对学生逻辑思维能力、抽象思维能力、运算能力、自学能力以及综合素质的培养有重要作用。新形势下，学生获取知识的途径增多，教学方法和手段增多，高等数学课程传统的教学内容、教学手段、教学方法遇到前所未有挑战，主要表现在：1.各行业对人才的知识结构提出新要求。2.课堂教学不再是学生知识唯一来源。3.教师的教学手段更加丰富，给教师带来备课量剧增的冲击。4.我校各专业均有不同程度的选课改革，选课需求改变，导致高等数学课程内容与教学方法、教学手段要随之变化。5.高等数学教学方法向信息化转变，学生需要新的评价考核方式。基于以上的问题和挑战，高职院校迫切需要进行高等数学课程教学信息化改革，利用现代化信息技术改革教学内容与教学方法，减轻学生学习难度，提高学生学习兴趣与能力，从而为学生学习后续专业课打好基础。

二、基于信息化的高职高等数学教学改革内容

（一）分层次选择教学内容，以信息化为导向合理编写数学教材。按照《职教20条》对高职院校要培养高素质技术技能人才的目标要求及“双高”院校建设要求下各专业制定的培养目标，优化出能提高学生专业技能、培养学生职业精神、借助信息化手段使教学的专业针对性更强、教学效果更直观的高等数学教学内容。第一，新时期背景下，高职院校应从学生的数学知识掌握程度以及数学课程的特点出发，编制难度合理且理论密切联系实际的数学课程教材。第二，应确保所编教材的实例尽可能与学生们的专业知识或日常生活密切相关，由浅入深，逐步深入，自然推导出各个数学结论，防止直接给出抽象结果的现象。第三，新编高职数学教材的内容表述应简单明了，形式多样，方便信息化手段的使用，使学生在阅读教材内容时不会感到单调乏味和深奥难懂。《高等数学》课程内容具有连贯性，每一章知识点的学习需要以前一章知识为基础，章节之间相互联系，知识点的难度逐渐递增；《高等数学》在个别章节知识点独立性较强，有一些知识点过于抽象，学生难以理解，学习难度较大。鉴于《高等数学》课程的以上特点，如果选择对高等数学教学内容采取完全的信息化改革，会使学生难以把握知识的系统性，出现知识点前后联系不上的情况；如果采取完全的传统式教学，又会使学生对于抽象、难懂的知识点更加难以理解，学习起来枯燥无味，逐渐丧失学习的兴趣。因此，对《高等数学》课程教学内容的信息化改革，既要考虑教学内容的连贯性，也要考虑个别知识点的差异性。因此，在对教学内容做信息化改革设计时，整体上要保证教学设计中的知识点相互联系，相互衔接，难度逐渐递增，对特别难懂的知识点，借助信息化手段使其形象化、具体化，便于理解记忆。具体到对每一节课的教学内容信息化改革上，要对基本的知识点、概念、性质等用信息化手段向学生展示，同时还要保留知识点的讲授痕迹，便于学生复习、理解、记忆。

（二）基于信息化的高职高等数学教学方法和教学手段改革。要充分发挥课堂学生的主体作用及信息化手段的应用。实践“案例教学”“问题驱动教学”及“任务驱动教学”等教学方法的多重并用，教学中可针对学生的专业引入相关的案例，利用课件、动画、视频等方式对复杂的案例直观化展示，如对医学专业的学生，可以设计流过血管截面血流量的测定的信息化教学案例；对机电一体化专业的学生，可以设计截面已知的立体体积测定的信息化教学案例等。结合问题驱动与任务驱动教学，帮助学生理解并掌握数学知识；对某些案例深层挖掘思政元素，培养学生敬业守信、精益求精的职业精神，实现“立德树人”目标。基于信息化的高等数学教学手段改革，可以利用职教云、学习通等学习平台，从课前、课中、课后三个环节充分调动学生学习的自主性、积极性。利用职教云、学习通等学习平台开展分层次线上线下混合式教学，充分发挥多媒体教学课件信息量大、可视化程度高等优势。分层次如下：一是对知识点难易程度划分，二是对我校机电一体化专业学生数学知识学习能力划分，三是对高等数学知识点的可视化程度划分。以此为基础，分层次地开展线上线下混合式教学，将传统教学手段与现代化信息技术相结合。

（三）促使考核方式多样化。传统的教学评价是平时与期末占比的30%与70%，对学生的过程评价体现较少，这与高等数学教学改革的过程与目标不相符。基于信息化的高等数学教学改革实践，要改变传统教学评价各部分所占比例，应增加考评项目，最终要把学生课堂表现、线上自主学习情况、考试成绩、自主拓展等多个方面都纳入学生考评，重新建立与教学方式相一致的多元化的学生评价体系，客观公正地对学生做出全面评价。建立与教学方式相一致的多元化的学生评价体系，可以为平时与期末的评价调整为分别占比50%。对于平时成绩的考评，教师可以从课前、课中、课后学生的任务完成情况公正认定一部分，同时，为实现多元化评价目标，最大限度地调动起学生学习的积极性；另一部分由教师设置不同类型的任务，由学生自主选择完成，然后教师给予认证。教师设置任务应形式多样：第一，通过课外面试来考核学生学习情况，师生之间进行面对面交流，有助于教师全面考查学生数学知识理解和掌握程度。第二，数学教师可通过数学总结报告以及小论文的方式来考核学生的数学学习情况，在此过程中，学生可以针对一道经典题目总结各种相应的解决方法，也可以对一个课程知识点总结相关的各种数学方法，这样能够促使学生积极整理归纳数学课程知识，进一步系统把握数学课程知识脉络。第三，高职数学教师可通过开卷考试来考核学生的学习情况。这要求数学教师精心设计考试内容，避免采用教辅资料中的原题，主要目的是考查学生通过数学知识解决现实问题的能力，以确保考试对学生数学学习的引导和促进作用。

（四）有效开展数学建模教学。数学学科主要对客观数量关系以及空间形式进行研究，具有较强的逻辑性和抽象性。高职数学教师在教学活动中，应立足于数学专业特点，高度重视培养学生分析和解决问题的能力，促使学生有效掌握数学学习方法和应用方式。在高职数学教学中，数学建模是一种非常良好的思考数学问题的方式，其通过充分利用数学语言和数学方法，在合理的抽象和简化的基础上，构建一个能够解决实际问题的数学模型，将数学应用价值充分体现出来，促使学生深刻认知到数学知识在解决现实问题方面的重要作用，这也是新时期应用型高校高职数学改革的重要方向。

三、高职高等数学信息化改革实施思路与方法

（一）实施思路。要始终围绕高职人才培养目标，以“学生想学、乐学、能学，学了有效、有用”为改革方向；通过问卷调查，走访调研等形式，有针对性地选择各种教学手段作为教学改革研究的切入点，重构高等数学课程教学体系，开展基于互联网平台和MATLAB软件辅助教学的教学模式研究。总体上实行理论研究和实践探索相结合的技术路线，以实践探索为主，主要采用行动研究方法，边研究、边实践、边完善。

（二）实施方法。1.行动研究法。在教学实践中改革，并以改革的新思路指导教学。2.问卷调查法。采用问卷调查、外出调研的方法，对数学教学进行现状调研、归因分析和对策研究，明确改革的依据。3.文献研究法。阅读高职数学教学和教育信息技术方面的专著和论文，收集资料。4.对比分析法。进行课题研究前后的教学效果对比实验和评估。

四、结语

基于信息化的高职高等数学教学改革有着十分重要的现实意义。因此，高职高等数学教师应充分了解当前高职数学的教学现状，以信息化手段为基础，合理编写数学教材，有效开展数学教学，积极改革高等数学教学手段、教学方式，进一步促进考核方式多样化，以教促学、以教促赛、教学相长，从而有效提高高职高等数学教学质量，促进学生全面发展。