新工科背景下高等数学课程多元化教学模式分析

温欢 肖莉娜

摘 要：当前，我国科技水平大幅提升，在科学技术的驱动引领下我国迈入了新一轮的科技与产业变革道路。随着“中国制造2025”等产业科技战略的实施，新工科建设行动的开展受到了社会各界的关注和重视，新工科是当前我国产业界以及学界尤为关注的一类新兴学科，同时也是用于培养智能制造以及大数据等方向的专业人才重要阵地。不管是对于经济发展，还是对于科技进步来说，其产生的助益作用都会比较强，其课程会涵盖大量的多类数据信息的处理以及分析，建立复杂的工程模型等，其需要依靠数学理论知识较为扎实的文化人才，这就会在无形之中提高高等数学课程的教学要求。对此，本文主要就新工科背景下高等数学课程多元化教学模式展开探究，正确认知高等数学课程多元化教学模式实施的重要性，立足当前其课程的特征，提出建立翻转课堂、增强人才软实力等多类教育措施，旨在凸显出高等数学课程的育人优势，结合学生实际学习现状，灵活整合并加工教学内容，从而打造出高效的高等数学教学课堂，解决其存在的教学问题。

关键词：新工科；高等数学课程；多元化；教学模式

高等数学是用于促进工科发展的重要媒介，想要让数学教学更好地服务于新工科的建设，那么就需要合理设定高等数学课程教学目标，探索出多元化的教学形式。分别以教学内容改革以及教学模式改革等多方面入手，渗透数学思想方法，依据新工科背景下所提出的高等数学课程人才培养要求，制定出更為完善的教学措施，使得学生能够积极地参与教学活动，优化调整教学模式，展现出高等数学课程对于工科专业后继课程和产生的基础服务效用，提升教学活动开展的有效性，满足新工科人才培养需要。

一、新工科背景下高等数学课程多元化教学模式实施价值

在新工科背景下，工程人才培养的要求会变得更加严苛。高等数学课程是高等院校所开设的较为重要的专业基础课程，该课程开设的目的就在于培养学生良好的思维品质，给其后续所参与的各项专业化课程学习提供帮助，奠定坚实的学习基础。但是由于该课程的内容较为繁杂，且具有抽象性的特点，因此其尤为考验学生的逻辑思维能力。若在该种情况下，教师沿用单一的教学模式，就会使得学生产生抵触等不良学习情绪，整体学习积极性较差，还有一些学生的实践能力低下，最终的教学效果不尽如人意［1］ 。对此，在该教学形式背景下，探索多元化的教学模式至关重要，需要结合高等数学课程特征以及人才培养目标，建立适切度更高的多元化课程体系，灵活调用各项教学资源，助力新工科的建设，为国家培育“四有新人”，提高学生对数学知识的理解程度，让学生能够在多元化教学模式的作用下，把其所学习的数学理论知识转变为实践应用能力，避免学生被复杂枯燥的数学理论所困扰，提高教学成效。

二、高等数学课程教学现存问题

首先，当前我国大部分高等院校所应用的高等数学教材特色不够明显，教学内容创新性也会比较差，其会以原本的学科理论体系为基准，补充或者删减内容，理论方面能够做到面面俱到，但是其并没有凸显出教育的特色，无法将其知识和学生专业相结合，同时也会存在“忽视实践，重视理论”的教育问题，过于强调并注重高等数学的完整性以及系统性，没有将其和其他学科进行渗透，这就使得学生吸收理解专业知识的能力会比较差，学生在思想方面无法感受高等数学对于其自身专业产生的影响。其次，学生数学基础良莠不齐，会存在较为突出的教与学矛盾问题。高等院校往往是文理兼收，所以在班级当中会同时存在理科生以及文科生的情况，且随着新课标的推进和落实，高等数学中的部分数学知识已经被列入中学数学教材中，高中学校对于该部分知识的教学要求会有所差异，这就使得哪怕是同一个专业班级当中的学生，其也会由于毕业学校不同而形成较大的数学基础差异问题，教师在教学时不能面面俱到，顾及每一位学生。最后，教学评价体系以及知识结构会比较单一［2］ 。目前，我国大部分高等院校中都会缺乏高等数学课程专业的教师，教师在教育阶段会习惯于学科式的教学办法，给学生讲解高等数学知识。这种单一的教学方法会较为枯燥乏味，其所应用的教学评价体系也会比较陈旧，会仍旧使用闭卷考试等的方式，不能凸显出教育特色，与高等院校人才培养“走实用型”的理念相违背。

三、新工科背景下高等数学课程多元化教学模式

（一）建立完善的高等数学课程体系

创新型人才是我国产业发展的动力源泉，同时也是我国参与国际竞争的支撑条件，所以在新工科背景下，大多数院校在设置大学课程体系时，会以多样性人才以及创新型人才作为人才培养的目标，但是其和新工科建设以及发展的路径想法并不是十分的完善。为了能够进一步开辟出全新的新工科建设以及发展路径，就需要建立符合工科专业学生学习现状的高等数学课程体系，教师在选择例题时，应当适度增加专业数学内容的比例，对实践内容以及理论内容进行权衡性的处理，这样学生专业就能够和数学知识的关联度变得更高，从而展现出高等数学课程所具备的支撑作用，提高培养学生数学计算能力，展现出良好的课堂教学效果。教师在授课时，还需要将物理背景以及数学史内容融入其中，提高数学实例的教学比重，适度减小理论方面的逻辑教学，以此来激发学生学习数学知识的兴趣和热情。此外，教师要采取实用主义教学法，坚持以学生为课堂的主体，利用问题引导学生，展现出实践育人的效果。同时在设置习题的过程中，还应当遵守由简至繁的教学原则，在月考当中适度增加考研的题目，提升题目的难度，满足各个层次学生的学习需要，从而提升学生解决问题的能力。

（二）注重人文情感的渗透

新工科教学会坚持以立德树人为教学任务，以应对变化的课程建设观念，注重交叉融合，继承与创新［3］ 。高等数学课程对于学生人生观以及价值观地形成和构建会产生极大的影响，并且数学思想以及方式也能够较为直观地反馈出其所蕴含的文化价值，对学生思维方式以及伦理道德产生的影响会比较大。对此，高等数学教学要注重知识的讲授，演练练习题，渗透人文情感，展现出数学具有的育人功能。

首先，在授课时教师需要注重审美教育。高等数学会包含大量的立体图形，这些立体图形的线条独特而又灵动，所以也成为艺术家设计建筑设施或者绘画的重要灵感，比如水立方等建筑设施的设计均会和高等数学课程知识相关联。因此，在教学时，教师可以依据学生现实生活当中熟悉的建筑物以及艺术品，让其能够欣赏图形的美，设计和图形性质相关的问题，便于学生学以致用，把复杂的数学知识更为具象化地传递给学生，致力于培養学生审美鉴赏力［4］ 。

其次，要注重凸显出数学精神，充分发挥出高等数学课程对于学生人格塑造所产生的益处作用。数学精神能够让学生形成良好的个体品质以及价值观念，所以教师在授课阶段需要深度挖掘其潜在的数学知识，用数学知识来激励、鼓舞学生，比如界定微积分定义以及极限定义等，这些定义内容能够帮助学生求解以及证明数学问题，从而构成合乎逻辑的良好思维品质，使得学生在学习其知识的过程中能够形成坚韧、执着的勇气，感受其所蕴含的数学精神。

最后，要融入数学史的教学内容。提高学生对课程知识的理解深度，将数学史内容穿插至数学教学活动中，让学生深度揣摩，理解和其思想相关的内容。例如，学生在初次学习接触εδ语言时会感觉到困难，所以教师可以将与其相关的历史内容讲解给学生，给后续其他重要概念的严格化定义做铺垫，便于学生深入理解其模块知识。比如，在授课阶段可以结合实际教学任务以及教学进度，给学生讲解一些较为典型的数学历史故事，这样学生就能够在学习基础知识的同时转变固化认知，让学生树立起学习数学知识的自信心，学生在学习以及理解历史故事后，也可以逐渐形成正确的道德观念，提高学生分析问题、解决问题的能力。在新工科教学背景下，将数学史等内容融入高等数学课堂上，可以潜移默化地端正学生学习数学知识的态度，若学生在学习时遇到了一些自行无法解决处理的难题，那么教师可以采取作业以及练习等多种形式进行辅导，帮助学生完成题目练习任务，从而促使学生深度掌握该数学知识点，转变师生角色，扮演好引导者、组织者的角色，让学生能够由以往的被动学习转变为主动学习的状态，提高学生自身思维能力［5］ 。

（三）利用信息技术教学

当前，信息技术在不同领域得到广泛应用，并且其技术的应用成效也变得尤为显著，将其应用到高等数学教学课堂上，会使得其授课的形式变得更加灵活，从而打破时间、空间等的教学束缚限制，协调教与学的关系，同时兼顾线上以及线下教学模式的优势，将线上线下教学有机地融合在一起，优化教学效果。

首先，要建设线上资源库。线上教学资源会涵盖PPT、微视频等，以线上资源建设当作线上教学活动开展的重心，帮助学生完成课前导读以及预习任务，线上教学资源的建设并不是一蹴而就的，而是要循序渐进地推进，结合学生具体学习状况，及时调整教学形式。比如，在进行课堂在线练习时，可以让学生快速解答其提出的问题，利用手机APP了解学生作答情况，针对学生掌握较为薄弱的知识点进行集中讲解，同时调整习题的题量以及难度等［6］ 。

其次，要建立教学质量评价体系。教学质量评价体系是教学活动质量的重要影响因素，通过建立完善的教学质量评价体系，提升教学活动开展质量，便于其开展各项教学决策工作［7］ 。在新工科背景下，高等数学课程的授课难度会比较高，其主要是用于解决学生实际工程问题，所以要打造贴合其课程特点的评价体系，可以将其评价分成教学过程评价以及教学结果评价，考查学生课前观看微视频以及单元测试的完成情况，观察学生分组探讨、师生间互动的情况。利用线下测试单元测试、线上单元测试等多种方式考查学生掌握基础知识的情况，让教学结果评价和教学过程评价能够彼此促进，相互影响，以教学结果评价优化教学过程，以教学过程评价优化教学结果。

（四）整合与加工教学内容

当前，我国大多数高等院校所开设的高等数学课程会存在学时紧的情况，若教师依照顺序，按部就班地将教材里的内容全部讲授给学生，那么就很容易形成匆忙赶进度的教学问题，其最终的教学效果较差。所以在实际教学阶段，为了能够让学生学习并接触到趋于完整的高等数学课程内容，达到预期所设定的理想数学教学目标，那么教师就需要综合考量课程各部分知识内容存在的关联性，同时分析学生的高等数学知识储备情况，依据其现实需要以及后续专业发展特点，加工整合教材内容［8］ 。

首先，教师在授课时，需要依据学生所学习的专业，将其和高等数学课程良好地衔接在一起。学以致用是学生学习高等数学课程以及其他学科知识的主要动机，所以需要将学以致用落实到行动上。部分学生在学习高等数学课程时，往往会产生为何而学的疑虑，所以在授课过程中，教师不能完全局限于数学教材，以数学理念为主授课，而是要以高等数学课程当做学生专业发展的杠杆支撑条件，将学科交叉融合在一起，探索高等数学课程和学生学习专业的关联性，这样学生才可以认识到其课程学习对于自身生活所产生的影响，以其辅助实现专业人才培养目标，增强学生学习其学科的动力。虽然当前我国大多数工科专业所应用的高等数学教材的严密性以及系统性较强，但是其在授课阶段仍旧会发现其教材并不能完全顾及到各个专业的需要，这就会使其在授课过程中形成专业差异等问题。教师要针对教学内容，有针对性地进行再处理和设计，体现出新工科以及新产业对于高等数学教学内容需求所产生的变化。

其次，教师在授课时，需要将高中数学课程和高等数学课程相衔接。高等数学是学生进入高等院校后所接触的课程，教师要了解学生高中时期所掌握的数学内容以及新课标要求。高等院校学生已经具备了一定的解决问题的能力，所以在授课过程中，可以让学生应用其所学习的微积分基础知识，对高中以及高等数学教材中重合的知识点进行简要的概述，分析体会这些数学知识背后的思想以及产生的过程。例如，高中数学会深入学习正切、余弦等三角函数，所以在衔接教学时，教师应当侧重给学生讲解余割、正割等的函数，给学生讲解和其内容相关的公式等，便于学生透彻理解函数的内在逻辑关系，灵活变形，为后续求导数以及积分等做铺垫［9］ 。

结语

综上所述，在新工科背景下教师需要积极革新高等数学课程教学模式，通过实践总结积累教学经验，使其所设定的教学目标能够贴合当代人才培养要求。建立完善的数学课程体系，提高师资队伍建设力量，将理论和实践、课内与课外、线上与线下结合的教育原则落到实处，使得学生的数学素质水平变得更高，发展学生独立思考能力与自主创新能力，从而给社会输送优异的高素养人才。

参考文献：

［1］吴振英.新工科背景下高等数学课程教学改革探索［J］.高教学刊，2022，8（21）：144147.

［2］刘兴薇，董艳，翟丽丽.新工科背景下以专业需求为导向的高等数学课程教学改革探析——以经济管理专业为例［J］.科教导刊（电子版），2023（14）：236238.

［3］王强.新工科背景下“高等数学”课程教学改革路径探析［J］.科技风，2023（16）：139141.

［4］张玲.新工科背景下高職院校“高等数学”课程教学改革研究［J］.科技风，2022（19）：136138.

［5］许秀娟，王玮.“新工科”背景下融入课程思政的高等数学教学研究［J］.山东农业工程学院学报，2022，39（6）：120123.

［6］邱爱保.新工科背景下高等数学课程多元化教学模式研究［J］.科技视界，2022（7）：99100.

［7］曹倩倩.新工科背景下高等数学“课程思政”教学案例的探索与实践［J］.洛阳师范学院学报，2023，42（5）：9397.

［8］祁兰，张媛.新工科背景下课程思政融入高等数学教学的研究［J］.榆林学院学报，2021，31（4）：9496.

［9］魏淑清.基于新工科背景下高等数学课程体系重构与教学内容改革的研究和实践——以北方民族大学高等数学课程教学为例［J］.宁夏师范学院学报，2021，42（11）：59.

基金项目：江西省高等学校教学改革研究项目“新工科背景下高等数学课程教学改革的研究——以土木专业为例”（基金编号：JXJG21247）

作者简介：温欢（1985— ），女，汉族，江西宜春人，研究生，硕士，研究方向：高等数学教学改革。