民办应用型本科“高等数学”教学改革研究与实践

作者: 刘自强 洪寒 王琳

[摘 要] 以一流课程建设为视角,探讨民办应用型本科“高等数学”课程教学改革的理念、路径和方法,分析改革的现状、问题、原则和实践效果,总结改革的经验和启示,为提升“高等数学”课程教学质量和培养创新型、复合型、应用型人才提供有益借鉴。以湖南某民办应用型本科高校为例,介绍其“高等数学”课程教学改革的具体实施过程和措施,分析改革的效果,展望改革的未来发展方向,提出进一步完善“高等数学”课程教学改革的建议。

[关键词] 民办应用型本科;高等数学;教学改革;创新型应用人才

[基金项目] 2022年度湖南省普通高等学校教学改革研究重点项目“一流课程建设背景下民办应用型本科‘高等数学’课程教学改革的研究与实践”(HNJG-2022-0388);2019年度湖南省一流本科课程建设项目“高等数学”;2023年度湖南省普通高等学校教学改革研究项目“‘课程思政’视域下以学生为中心的数学类课程体系建设与实践”(HNJG-20231552)

[作者简介] 刘自强(1988—),男,湖南衡阳人,硕士,湖南交通工程学院公共基础课部副教授,主要从事民办高等教育、高等数学研究;洪 寒(1985—),男,江西九江人,硕士,湖南交通工程学院公共基础课部讲师,主要从事高等数学研究。

[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 1674-9324(2024)25-0081-04 [收稿日期] 2023-10-21

“高等数学”是理工科、经管等各专业学生建构数学理论基础、培养创新思维的一门重要公共基础课程,是一流本科课程建设的重点课程之一。随着社会经济的快速发展,应用型人才需求日益增加,应用型本科高校作为培养应用型人才的主阵地,肩负着重要的责任和使命。如何提高应用型本科高校“高等数学”课程教学质量,培养学生的数学素养和应用能力,是当前“高等数学”教学改革的重要课题[1]。

民办应用型本科高校是应用型本科高校的重要组成部分,具有办学规模大、专业设置多、学生层次复杂等特点,给“高等数学”教学带来了新的机遇和挑战。高校一方面要面对市场竞争压力,提高教学质量和人才培养水平,满足社会和行业的需求;另一方面具有更大的自主权和灵活性,可根据自身的办学特色和定位进行教学改革和创新,探索适合自己的人才培养模式。

一、民办应用型本科高校“高等数学”教学改革存在的问题及改革的原则

(一)教学改革存在的问题

“高等数学”是民办应用型本科高校理工科专业的基础课程,对培养学生的分析思维、逻辑推理能力和问题解决能力有重要作用。但目前教学存在一些问题,如教学内容与社会需求和行业标准的对接度不够、教学方法过于传统和理论化、教学评价缺乏多元化和创新性等,亟须进行教学改革。

1.学生数学基础薄弱,缺乏数学思维能力和数学应用能力。由于学生大多来自高职或中职学校,数学水平较低。高等数学的抽象性和理论性要求学生有较强的数学思维能力和数学应用能力,学生在学习高等数学时存在一定的困难[2]。

2.课程内容烦琐,缺乏实际应用性。教学内容涉及多种数学理论和概念,内容复杂,学生容易感到枯燥。另外,部分应用型高校的“高等数学”课程过于强调数学基础理论知识,忽视了实际应用性的讲解,导致学生的数学应用能力得不到有效锻炼。

3.传统教学方法单一,缺乏针对性。传统教学方法主要为讲授式教学,缺乏针对性和个性化教学,难以满足不同学生的学习需求。同时,“高等数学”教学需要结合实际案例和应用项目,传统教学方法往往无法充分展示这方面的教学效果。

4.教学评价机制不完善,教学质量难以保障。教学评价机制相对薄弱,教学质量难以得到有效监督和反馈。

(二)教学改革的原则

“高等数学”课程教学改革旨在培养具有扎实的数学基础知识、较强的数学应用能力、创新思维和创新精神的创新型应用人才。

1.以培养学生的应用能力和创新能力为导向。“高等数学”课程教学应结合专业特点和社会需求,使学生理解和掌握数学知识的应用价值和意义,激发学生的学习兴趣和动力。同时,“高等数学”课程教学应满足国家和社会的创新需求,培养学生的创新能力,为创新型应用人才的培养奠定基础。在教学内容的设计上,突出数学知识的创新性和前沿性,引入数学的发展历史和新成果,激发学生的创新兴趣和创新思维;在教学过程中,发挥学生的主体作用,引导学生自主学习和合作学习,开展数学探究和创新实践,培养学生的创新能力和创新精神;在教学评价中,激励学生的创新表现和创新成果,设置与创新问题相关的题目,鼓励学生进行创新性思考和表达。

2.以一流课程建设为指导路径。“高等数学”课程教学改革的重要途径是以一流课程的理念和方法为指导,以一流课程的建设和实施为手段,提高“高等数学”课程教学质量和水平。在课程目标的制定上,明确课程的培养目标和能力要求,体现应用型和创新型的特点;在课程体系的构建上,构建符合民办应用型本科高校特色的“高等数学”课程体系,体现课程的系统性和完整性;在课程质量的评价上,建立科学合理的“高等数学”课程评价体系,体现课程的有效性和优化性;在课程内容的更新上,及时更新“高等数学”课程内容,体现课程的前沿性和实用性;在课程教学的方法上,创新“高等数学”课程教学方法,体现课程的多样性和灵活性;在课程教学的资源上,丰富“高等数学”课程教学资源,体现课程的开放性和共享性。

3.以学生为中心,强化学生主体地位。“高等数学”课程教学改革的核心理念是以学生为中心,强化学生的主体地位,即以学生的需求和发展为出发点和落脚点,以学生的学习和成长为关注和支持的对象,以学生的主动参与和自主发展为教学的目的和结果。在课程设置的灵活性上,根据学生的专业背景和兴趣爱好,提供不同层次和方向的“高等数学”课程,使学生能够选择合适的课程;在课程教学的个性化上,根据学生的基础水平和学习特点,提供不同难度和形式的“高等数学”教学,使学生能够进行合适的学习;在课程评价的差异化上,根据学生的学习成果和学习过程,提供不同标准和方式的“高等数学”课程评价,使学生能够得到合理的反馈和激励;在课程教学的导向性上,引导学生明确高等数学学习的目的和意义,激发学生的学习兴趣和动力,培养学生的自主学习能力;在课程教学的互动性上,促进学生与教师、同学的交流和合作,提高学生的沟通和协作能力,培养学生的合作学习能力;在课程教学的探究性上,鼓励学生发现和解决问题,提高学生的分析和创造能力,培养学生的创新学习能力[3]。

4.以教师为主体,强化教师的教学水平和能力。教师是“高等数学”课程教学的核心,教学质量的高低与教师的素质和能力密切相关。在推进“高等数学”课程教学改革中,需要注重教师的培训和提升,提高教师的教学水平和能力。在教师的专业素养上,提高教师的数学理论知识和数学应用能力,使教师能够更好地指导和帮助学生学习高等数学;在教师的教学方法上,创新教学方法,引入探究式教学、案例式教学、多媒体教学等新型教学方法,提高学生的学习兴趣和实际应用能力;在教师的教学实践上,提高教师的教学实践能力和实践经验,使教师能够结合实际问题和案例进行教学,培养学生的创新能力和创新精神。

5.以教学质量为保障,建立完善的教学质量保障体系。教学质量是“高等数学”课程教学改革的关键保障,需要建立完善的教学质量保障体系。在教学质量的监测上,建立健全教学质量监测机制,及时发现和解决教学中存在的问题;在教学质量的评估上,建立科学合理的教学质量评估体系,对教学质量进行客观和全面的评估;在教学质量的反馈上,建立有效的教学质量反馈机制,及时调整和改进教学方法和教学内容,提高教学效果和学生的满意度[4]。

二、民办应用型本科高校“高等数学”教学改革的实践与效果

(一)教学改革的实践

以湖南某民办应用型本科高校为例,介绍其“高等数学”课程教学改革实践。该校以工科为主,设有多个工科专业,“高等数学”课程是这些专业的公共基础课。

1.建立符合民办应用型本科高校特色的“高等数学”课程体系。根据自身的办学特色和定位,制定“高等数学”课程的教学目标和能力要求,突出应用型和创新型的特点。培养学生的社会责任感和使命感,将思政元素贯穿数学知识、能力、素质的培养中。根据不同专业、不同层次、不同类型的人才培养需求,将“高等数学”课程分为基础层、拓展层和提升层三个层次,每个层次的教师和学生都有明确的目标和任务。创新教学模式,实施分层教学,构建多层次的实践教学体系,为学生提供多样化选择,注重学生的自主学习和思考,充分发挥学生的主动性和创造性。

2.优化重构教学内容与课程体系,突出数学的应用价值和实践意义,注重创新型、复合型、应用型人才培养。更新教材内容,以适应学生的需求和职业发展,收集和整理学生的反馈意见和建议,进行优化和调整。开展学科交叉融合的课程设计,将不同学科领域的知识融入“高等数学”教学中,提高学生的综合素质。创新“高等数学”课程的教学方法和手段,例如,采用探究式教学,培养学生的主动性、创新性和合作性,让学生在探究中深入理解和体验数学知识;以问题为导向、探究为主线,通过案例分析、项目设计、数据挖掘等方式,让数理逻辑与现实问题相结合;通过小组合作、讨论交流、展示评价等方式,促进学生之间的互动与交流,形成良好的数学学习氛围;利用信息技术及多媒体技术,增强教材的表现力和吸引力,展示复杂抽象或难以观察到的数学概念或过程;利用网络平台,搭建在线课程、微课程、翻转课堂等新型教学模式,实现线上线下互补与融合;利用计算机软件如MATLAB、Mathematica等进行数值计算、函数绘图、符号运算等操作,并将其与实验实训相结合,在解决实际问题中提高学生的数学应用能力和创新能力;利用“高等数学”实验,使学生在动手操作中深入理解和掌握高等数学的基本概念、原理和方法,培养学生的科学思维方式和探索精神[5]。

3.建立科学合理的“高等数学”课程评价体系。以学生的学习成果和学习过程为评价依据,以学生的应用能力和创新能力为评价重点,建立包括平时成绩、期中考试、期末考试、课程设计或论文等多种评价方式的“高等数学”课程评价体系,使评价更加全面和客观。期中考试和期末考试主要考查学生对基本知识和技能的掌握程度,以及对重点和难点知识的理解程度。课程设计或论文主要考查学生对所学知识的应用能力和创新能力,以及撰写论文的规范性和逻辑性。通过多元化的评价方式,促进教师全面了解学生的学习情况,激励学生全面提高自身素质。注重学生的评价和反馈,通过问卷调查、教学评价等方式,听取学生的意见和建议,及时调整和改进教学方法和教学内容,提高教学效果和学生的满意度[6]。

(二)教学改革的效果

1.提高学生的学习兴趣和动力。通过改进教学方法,学生能够主动参与到高等数学的学习中,体验到数学知识的应用价值和意义,激发了学生的学习兴趣和动力。根据教学评价数据,学生对“高等数学”课程的学习满意度和学习效果有明显提高,各类大学生数学竞赛获奖100余项。

2.提高学生的应用能力和创新能力。通过实际问题和案例的引入,学生能够将数学知识应用到分析和解决实际问题中,提高了学生的应用能力和创新能力。根据教学评价数据,学生在数学建模、数值计算、数据分析等方面的能力有明显提高,大学生数学建模、各类创新比赛获奖20余项。

3.提高教师的教学水平和能力。通过教师培训和提升,教师能够更好地掌握和运用新型的教学方法和教学资源,提高了教师的教学水平和能力。根据教学评价数据,教师对“高等数学”课程的教学满意度和教学效果有明显提高,教师参加各类教学比赛获奖10余项。

4.提升“高等数学”课程的教学质量和水平。通过一流课程建设的指导,“高等数学”课程的教学目标、教学内容、教学方法、教学资源、教学评价等方面都达到了较高标准,提高了“高等数学”课程的教学质量和水平。

(三)改革的经验启示

1.以培养创新型应用人才为根本目标;以一流课程建设为指导路径;以学生为中心,强化学生主体地位;以教师为核心,强化教师的教学水平和能力;以教学质量为保障,建立完善的教学质量保障体系。

2.根据自身的办学特色和定位,制定符合自己的“高等数学”课程体系,突出应用型和创新型特点,满足不同专业和学生的学习需求,培养不同能力和不同发展的人才[7]。

3.注重教学方法的创新和改进,利用网络平台和多媒体资源,丰富教学内容和教学形式,激发学生的学习兴趣和动力,提高学生的应用能力和创新能力[8]。

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