“高等数学”在化学化工类专业中的教学改革探讨

摘要：作为工科专业教学中必不可缺少的理论基础课程之一，“高等数学”是支撑化学化工类专业学生专业能力发展的重要基础。尤其是随着化工行业改革的深入，强化“高等数学”等基础课程教学，充分发挥它们在支持化学化工类专业学生综合素质方面的积极作用显得尤为重要。立足化学化工类专业教学现状，对“高等数学”教学改革的意义、目标与路径进行了重点讨论，旨在充分利用“高等数学”促进化学化工类专业学生职业素质与能力全面发展。

关键词：化学化工类专业；高等数学；教学改革；改革策略

在经济高质量发展的新常态下，经济转型为国内化学化工领域的高质量发展带来了全新的机遇，随之而来的是化学化工行业或者国家层面对化学化工专业课程教学提出了越来越高要求。开展高水平应用型高等学校教育，培养具备综合素质与能力的应用人才逐渐成为现阶段许多国内高校课程改革或者教学改革的一个重要方向。“高等数学”是化学化工类专业学生必修的一门基础理论课程，除了可以帮助学生建立完整思维逻辑构建，促进抽象思维、演绎思维与归纳思维等高阶思维能力发展外，同时还可以帮助他们更好地认识及理解化学化工专业领域中的知识与问题。

1化学化工专业中“高等数学”教学改革的价值1.1学生理解专业知识的有效工具

“高等数学”是一门包括化学化工专业在内的全部工科专业学生必修的一门通用基础课程，主要可以对一些自然科学领域的问题进行解释或解决。或者说，教师通过指导学生学习“高等数学”学科知识，帮助他们在后续理解化学化工专业知识的过程中利用这些数学公式、性质或者定理等知识来进行解疑。比如针对热力学第一定律公式等相关公式、性质等部分知识的理解，学生需要具备全微分部分的高等数学知识，以此为工具可以支持他们更加高效地开展理论知识分析活动，避免因为死记硬背那些僵化的化学化工类专业公式而直接影响了整体的理解与记忆效果。一旦学生能够深刻理解高等数学方面的相关知识，那么就可以将这些课程理论知识作为工具，对自己在化学化工类专业知识学习中遇到的抽象公式、性质或者定理等方面的知识进行解析或讨论，这样就可以提高他们学习这些专业知识的效率，为后续他们应用这些高等数学知识解决实际化学化工类专业问题做好铺垫［1］。

1.2学生解决实际问题的重要依据

“高等数学”除了可以为后续其他课程知识的学习提供工具支持外，还能够借助培养与发展学生的数学素养与数学思想，促进他们数学知识应用能力全面发展。在现阶段的经济高质量发展形势下，化学化工类专业面临着许多全新的教学要求，其中非常关键的一个是促进专业学生实践能力发展，即要使学生可以利用自己在校学到的专业知识来解决自己所遇到的实际问题。高校通过改革“高等数学”教学方案，能够尽可能地贴近新形势下国内化学化工类专业发展中迫切需要解决的一些问题，二者之间紧密的结合能够使学生在立足实际化学问题或者原理的情形当中提出有关数学问题，并灵活调用所学数学知识开展建模或者计算分析，最终可以获取必要的数学结果，进而可以明确有关实际化学化工类问题求解的思路以及结果。

1.3提高专业教学质量的必然要求

现阶段国内越来越多高校开始推行扩招政策，高等教育呈现为普及化或者大众化的全新态势。对中职、高职或者一些地方高校而言，许多学生伴有基础知识不牢固，学习习惯和态度不好等问题，他们在面对“高等数学”课程知识学习中更容易遇到学习障碍，甚至许多学生因此完全丧失了学习该门课程的兴趣与动力。一旦学生无法掌握这门课程，那么在后续的化学化工类专业课程知识学习中就容易遇到各种各样的困难，直接影响专业知识的教学效果，进而会对该专业的毕业率、就业率乃至创业率等带来不利影响。通过开展“高等数学”课程改革，能够针对现阶段化学化工类专业开展课程教学中存在的突出问题针对性提出一些整改措施，强化高等数学课程知识与专业内容之间的联系，充分发挥高等数学知识来支持专业教学质量不断提升。

2化学化工专业中“高等数学”教学改革的目标2.1重基础性和应用性结合

在“高等数学”教学改革中，首先需要对“高等数学”课程体系同专业教学内容之间的关联进行合理处理，需要注重基础性和应用性二者的紧密结合，这就需要注重在解决实际问题中强化数学方法的运用，尤其是在面对那些拥有化学化工专业背景的实际问题时更要遵从该基本原则。在对“高等数学”课程考核标准与学生学习能力之间的关系进行处理过程中，教师要着重发挥该门课程在促进学生关键能力发展方面的作用，同时还要注意充分尊重学生个体的差异性，从重视“高等数学”考试成绩逐渐向提升学生数学应用能力发展方向进行转变。此外，在高等数学课程改革过程中，教师要尽可能多地吸引具备化学化工类专业背景的授课教师，这样可以在改革实践中尽可能多地融入具有化学化工类专业背景的一些具体的实践案例来对课程改革教学内容进行充实，最终可以构建具备实用特性的“高等数学”教学内容体系［2］。

2.2坚持实践性和创新性结合

对任何一个专业的课程教学而言，根本任务之一是充分发挥课程教学在促进学生实践能力发展方面的积极作用。同理，在“高等数学”课程教学改革实践中，教师也要注意始终将实践性这一基本特性贯彻到整个课程改革实践之中。其间教师还需要紧密联系现实生活背景或者具备化学化工类专业背景的教学案例，引导学生创新应用数学教学方案来解决实际问题，这样可以在整个课程改革教学实践中有效促进学生利用所学数学知识求解实际问题的能力。比如教师通过指导学生依次参与数学实验教学活动，在学生参与数学计算实验、数学体验实验以及数学应用实验等的过程中，可以更好促进学生利用应用数学软件来求解自己所遇到的实际问题。与此同时，通过结合课程教学要求，针对性设计一些具备实践性与创新性的研究项目，要求学生采取合作学习方式完成小课题，这样可以更好促进学生合作能力、创新能力等全面发展。

3化学化工专业中“高等数学”教学改革的路径3.1优化课程教学内容

“高等数学”课程教学是化学化工类专业非常重要的一类知识或思维工具。这门课程本身涉及到非常丰富的课程内容，但是实际的授课过程中却面临着有限的课时，授课教师无法将全部课程知识在有限课时内灌输给学生。与此同时，化学化工类专业学生也并非需要完全掌握这门课程的全部课程知识，因为专业知识学习中只需要涉及一些必要的“高等数学”课程知识，因此，在开展“高等数学”教学之前教师要注意结合课程教学大纲要求，立足化学化工类专业教学目标与需求，科学增加或者删减高等数学课程方面的教学内容，并针对该专业学生制定恰当的课程教学计划与方案，持续优化“高等数学”课程教学内容。

例如针对化学化工专业教学中的化工工艺学或者化工原理等方面的课程内容教学时，可以在“高等数学”平时授课中重点为学生介绍一元/二元微分方面知识，简单了解微分方程方面课程知识即可；如果化学专业学生需要学习结构化学方面的课程知识，那么可以侧重“高等数学”中有关偏微分以及偏微分方程等部分知识，这些高等数学知识都是支撑特定专业学生学习其他专业课程知识的重要基础。教师通过这种有计划地精简高等数学教学内容，将教学的精力放在能够辅助学生专业发展的内容上，可以起到事半功倍的效果，避免全面灌输影响学生学习的实效性［3］。

3.2注重组合学科知识

现阶段国内化学化工类专业的学生在培养过程中，将“高等数学”放在前两个学年来完成高等数学课程知识的授课任务。比如一年级学生学习“高等数学”，在升入二年级之后学习“物理化学”课程知识，部分授课教师觉得“物理化学”课程知识学习中需要学生掌握高等数学课程知识，但是根据艾宾浩斯遗忘规律，发现该种课程安排方式的效果不佳，因为遗忘具有先快后慢这一规律，在学生经过一年学习之后，大多数学生可能会慢慢淡化所学的高等数学课程知识，甚至完全遗忘了相关的课程知识，这就需要授课教师针对性采取一些措施来减弱学生淡忘高等数学知识。鉴于遗忘规律的存在，在高等数学课程知识教学中教师可以有计划地引导学生巩固和运用所学的这些知识，帮助学生一边巩固一边利用它们来解决其他有关学科中涉及到的一些问题，以此可以起到学以致用的作用，同时也可以减轻授课教师课程教学负担，培养学生对高等数学课程知识的兴趣。

例如，教师为了巩固学生所学“高等数学”课程知识，提高他们应用这些知识解决其他学科问题的能力，可以采取重组学科知识的方式。一方面，可以从调整化学化工类专业课程与优化“高等数学”课程的授课时长入手，保证二者在课程内容上保持良好衔接性。如“物理化学”课程中所涉及到的热力学第一定律会运用复合函数、偏微商与全微分部分高等数学知识，此时，教师在设置课程期间可以本着由浅入深的顺序来为学生介绍该部分的高等数学课程知识，之后再引导学生对热力学第二定律方面知识进行学习。这样可以使学生做到“现学现用”，让他们可以一边学习高等数学知识一边利用它们来帮助自己理解有关专业知识，整体学科知识组合效果大幅提高。另一方面，可以结合后续化学化工类专业课程教学的需求来有效植入“高等数学”课程知识点，如针对“化工基础”“化学热力学”“物理化学”等这些化学化工类专业课程都可以精选一些恰当的内容来同高等数学课程知识进行组合，保证提高课程知识授课效果的同时，促进学生思维能力发展［4］。

3.3改进课程教学方法

以往“高等数学”课程教学中多采取以师为主的灌输式授课模式，限制了学生自主思维与综合能力的发展。以生为本的教学理念倡导学生自由发展，即要充分尊重学生在课程教学中的主体地位，强化教师的引导性、指导性或组织性作用，力求尽可能辅助学生高效地开展深度学习活动。因此，在改革“高等数学”教学中教师也要注重从突出化学化工类专业学生的主体学习地位出发，改进现有的不合理的教学模式，常用的可以采取如下两种。

（1） 启发式教学法。所谓的启发式教学，主要是结合“高等数学”课程教学目标、任务与要求，充分考虑学生自身的客观学习规律，紧密联系他们自身的实际学习情况，创新运用多样化的教学方式来促进学生思维能力发展，让他们在主动思考过程中对高等数学知识以及它们在化学化工类专业问题中的具体应用进行深入剖析。比如在“直线及其方程”这部分知识中，为了启发学生思维，教师可以运用设问的方式，询问学生：“同学们，你们之前是否接触过直线呢？那么你们知道它的具体表示方法吗？分别应该如何进行表示呢？”基于该种设问的方式，可以引导学生充分发挥能动性思维，联想到“一般式”“参数式”和“点向式”等不同类型的方程，整个课程知识的学习效果大幅提升。

（2） 探究式教学法。该类教学法同样是将学生作为教学的主体，通过围绕学生现实生活或者特定学科领域中的情境，借助问题发现、实践调查、动手实操以及沟通交流等一系列探究性活动来帮助学生对有关数学知识进行学习或者对有关问题进行讨论，以此来帮助学生更加深刻认识抽象数学概念形成、数学公式形成、数学规律的机理等。比如在平时高等数学教学中，教师针对“牛顿莱布尼兹公式”这部分数学知识的教学，可以依据学生已经学习过的“积分上限”数学知识，询问他们“什么是积分上限”借此来引导学生回忆自己已经学习过的这部分数学知识，并为该部分高等数学新知识导入做好铺垫。在课堂教学中可以由师生共同讨论，借助积分上限函数这一独特原函数来对“求定积分”的方法进行探究，并最终由师生一同来给出最终的结论，这样就可以使学生推导得到牛顿莱布尼兹公式。整个探究学习过程，师生或者生生之间可以一直保持积极、有效的互动沟通状态，这对活跃教学氛围，提高学生整体学习效果有着积极意义［5］。

4结语

化学化工类专业中“高等数学”教学改革是学生理解专业知识的有效工具，是学生解决实际问题的重要依据和提高专业教学质量的必然要求。在“高等数学”教学改革中，要注重基础性和应用性结合，坚持实践性和创新性结合，优化课程教学内容，注重组合学科知识和改进课程教学方法，保障不断提升化学化工类专业学生学习高等数学知识的效果。

参考文献：

［1］段桂花.高等数学在化工类专业中的教学改革分析——评《高等化工数学》［J］.塑料工业，2022，50（5）：207.

［2］蒋赟.新时期高职院校化工类专业产教融合的研究与实践［J］.化工设计通讯，2021，47（10）：114115.

［3］杨光.高等数学在化工类专业中的教学改革分析与研究［J］.粘结，2020，41（1）：141142.

［4］李慧芳，张爱华，成春春，等.青海大学化工类专业《化工应用数学》课程的教学探讨［J］.广州化工，2020，48（8）：164165.

［5］刘楠楠.“高等数学”在化学化工类专业中的教学改革探讨［J］.山东化工，2016，45（2）：142143.