新工科背景下大学数学教学改革研究

1、新工科背景下大学数学教学改革研究摘要：大学数学是工科院校学生的基础理论课程，它在培养创新型人才的过程中，起着重要的、不可替代的作 用。新工科背景对大学数学教学提出了更高的要求。该文着重从五个方面研究了高校数学的教学改革：改革大学 数学教学的观念;优化教学内容，注重学生创新思维的培养；改革教学方法，强化能力的培养；加强实践教学，注重 学和用的结合；建立合理的考核评价体系，达到新形势下人才培养的要求。关键词：新工科；教学改革；创新能力Research on College Mathematics Teaching Reformunder the Background of New Engineer

2、ingAbstract： College mathematics is a basic course for engineering college students. It plays an important role in the process of cultivating innovative talents under the background of new engineering. This paper studies college mathemat- ics teaching reform from five aspects: reforming the concept

3、of college mathematics teaching, optimizing the teaching content, reforming teaching methods, strengthening practical teaching, establishing a reasonable evaluation system , so as to meet the requirements of personnel training.Key words： New engineering;Teaching reform;Innovation ability创新是一个民族进步的灵魂

4、，它是一个国家发达 的不竭动力，它也是中华民族最深沉的民族禀赋。在激 烈的国际竞争中，只有创新者才能向前迈进，只有创新 者才能走向强大.只有创新者才能取得胜利全面实施高等工程教育是我国高等教育体系中非常重要的 部分,它与社会经济的发展有着密不可分的联系，毕业 生承担着现代化工业生产过程当中技术支持的任务 因此，工业生产的效率、产品的质量和产品的市场竞争 力在很大程度上取决于工科院校所培养的这些工程应 用和创新人才质量的水平。2017年2月18日，教育部 召开了关于高等工程教育发展的研讨会，与会专家学 者一致认为：高校必须加快新工科的建设和发展。一方 面，创新是一个民族进步的灵魂，它是一个国家发

5、达 的不竭动力，它也是中华民族最深沉的民族禀赋。在激 烈的国际竞争中，只有创新者才能向前迈进，只有创新 者才能走向强大.只有创新者才能取得胜利全面实施创新是新时代内在发展的需要，也是教育必须要面临 的新挑战。教育体制需要改革和创新，人才培养模式更 需要创新o在高等教育质量建设中，课程建设是其重要 的组成部分。大学数学课程是所有工科专业的必修的 基础课程，它是后续课程学习和专业课程学习重要的 工具，同时也是新工科背景下培养学生科学思维和创 造创新能力的重要途径。1改革大学数学教学的观念大学数学是工科院校理工科专业重要的基础理论 课程，它包括高等数学线性代数概率与统计等 多门课程o通过这些课程的学

6、习，学生可以系统地掌握 基本的数学知识，同时可以进一步培养学生的逻辑思 维能力、抽象思维能力、归纳概括能力和创新创造能 力o但由于大学数学课程的教学时数普遍减少，教师为 了完成教学任务，往往采取以教师讲解为主的“灌输 式”教学方法*2+，在数学课堂中教师处于主导地位，固定 的框架模式被强行植入学生的大脑中，没有特别注意 学生思维方法的培养。数学教育应该是一种素质教育， 要将培养学生的学习动力和学习能力放在首要位置叫 大学生在学校健康成长的重要内涵是学习知识、培养 能力和提高素质，三者相辅相成，缺一不可，否则不利 于他们的全面成长，也不利于他们的持续性发展o因此 改变传统的教学理念势在必行，数学

7、教师不仅要传授 学生基本知识，更要重视学生思维方式的培养、提高学 卜生的创新能力，这样才能真正实现素质教育2优化教学内容，注重学生创新思维的培养2.1结合专业要求，合理选择教学内容中国科学院院士李大潜曾指出：数学的教学不应 该离开其他科学和整个外部世界而孤立存在，只是一 味地强调数学概念、数学方法和数学本身的理论，这对 于数学知识的理解是比较局限的，更不用说运用所学 的数学知识去解决各种实际问题了，学生数学素养的 提高也很难做到。要加强与专业课教师的沟通,了解后 续专业课程中所需的数学知识点。可以根据不同专业 的需求，有目的地、有计划地调整教材的顺序，删减或 补充教材的内容，有针对性地教学，使

8、其更贴近专业的 应用和生活的实际&这不仅可以提高学生的学习兴趣， 还可以为专业课程的进一步学习提供必要的基础和工 具&让学生体验到数学在解决实际问题中的作用和价 值，增强应用意识&从而进一步培养学生的创造性思 维，提高学生原有的知识水平和知识结构，培养他们的 综合能力，提高课堂的教学效果&2.2在数学课堂教学中引入数学建模的思想在课堂教学中，教师可以从与学生学习和生活密 切关联的、比较熟悉的实际问题入手，并以此为背景设 置一些开放性或探索性的例题&根据不同的专业选择 不同的实际问题,建立相应的数学模型&学生在解决问 题的过程可以加深对知识点的理解，从而把数学建模 的思想真正融入到大学数学教学中

9、，能够体验到数学 知识的实际应用，激发学生学习的热情&同时,应注意 教学内容要与现代数学的前沿接轨，不仅让学生意识 到数学的应用性，还可以激发学生探究知识的欲望3改革教学方法，强化能力的培养3.1注重与专业相结合和多元化的教学形式教师在教学过程中避免单一的概念介绍和理论推 导，坚持问题导向，改变学习模式叫要根据教学内容和 学生的实际情况，灵活引入多种教学方法，如讨论式、 研究式的模式以及翻转课堂等，使学生在学习过程中 不知不觉地把专业内容融入数学知识，既解决了专业 问题，又学到了数学知识，体现了数学的应用性&以专 业为背景的数学学习将不再是枯燥的，同时有了数学 知识作基础，也使得专业教师在教学

10、上更加得心应手& 3.2探索跨校修读学分的开放课程，促进教学资源共享跨校修读学分是基于“互联网! ”教育理念的新型 大学数学教学模式。课程建设方通过设计平台每次课 安排一般性的学习任务$教师可以把学生分成小组，在 课堂上，以小组为单位进行学习成果展示:根据教学内 容要求，针对问题进行讲解，其他同学参与讨论$之后 教师对学习小组提交的问题和同学们的讨论进行总 结,尤其要强调知识的重难点。学生享用其他学校的优质资源学习是该模式的优 越之处，可以很好地指导他们的课外学习。重要的知识 内容不仅可以反复学习，还可以根据自己的接受情况 暂停学习，充分消化知识,使得学习效率得到进一步提 高，学习效果得到了保

11、障,课外时间也得到了有效的利 用$这种跨校修读学分的方式可以缓解高校教师的压 力，降低办学的成本，也使得优质教育资源可以共享, 促进教育公平，促进了教学方法和管理体制的改革与 （创新$3.3结合先进的信息技术，通过多种方式加强教学互联网的发展使得很多先进的信息技术被应用 于课堂教学中。数学教师要合理地、适度地使用这些先 进的教学手段，提高课堂教学的效果。多媒体课件布局 整洁,文字清晰,图片丰富，音频动听，视频形象,比如 对于有些数学概念的几何或物理意义，只用枯燥的语 言和凭空的想象是很难理解的，而适当运用多媒体的 优势就可以把抽象复杂的概念和过程生动地呈现在学 生的视野中，充满趣味性的同时又提

12、高了学生参与课 堂教学的积极性，从被动变主动，知识点更容易被理解 和接受，提高教学效果$课程的教学大纲、教学日历、电 子教案、课件、）课等教学资源都可以放到课程的教学 平台上，也可以建立与课程内容相关的微信平台，引导 学生课前做好预习工作、课堂上有针对性地学习，效果 倍增。由此,学生在学习过程中可以各种渠道获取学习 资料,也可以根据需要增加微信或QQ答疑，随时帮助 学生解决学习过程中遇到的问题，这样可以提高学生 学习的积极性和主动性$多种方法灵活应用，实现课堂 教学的补充和突破，帮助学生从原来的“要我学习（变 为“我要学习”$4加强实践教学，注重学和用的结合4.1增加数学实验的内容数学实验是最

13、初数学学习的有效方法$它是利用 相关的科学文化知识将实际问题简化为抽象的数学模 型，并且进行程序设计、上机运行求结果的过程$在课 堂时间充足的情况下，将数学实验课融入到大学数学 教学中，可以介绍Matlab、Mathematica、Spss等相关的 数学软件$引入一些简单的、和所学数学知识点相关的 命令语句，既对所学的数学知识当堂进行消化和接受, 又学到了计算机知识$在课程进行到某一阶段后可以 提供一些实际问题，让学生思考、分析,提交利用计算 机解决的方案，由此可以激发学生学习的积极性，提高 学生运用数学知识来分析问题和解决问题的能力，并 可以了解学习和使用数学知识的实用性，这些都是新 工科背

14、景下所需人才必须具备的能力$ 4.2开展多层次数学竞赛，提升学生数学素养全国大学生数学建模竞赛可以提高学生的素质, 培养学生运用数学知识解决实际问题的能力，促进高 等院校的数学改革$ 为了提高学生参加建模竞赛的积 极性，可以增加数学建模选修课，组织开展有关数学建 模知识的各类讲座，让更多的学生有机会了解建模的 思想、软件的操作、论文的写作,特别是经过竞赛培训 之后，优秀的学生可以初步掌握使用数学的思想方法 解决实际问题的过程和技巧，为他们未来的研究或其他 社会工作奠定坚实的基础。我校每年组队参加各级各类 数学建模竞赛，获得国家、省市奖励数量稳步提升$通过 竞赛，培养了学生的自学能力、创新能力，

15、拓展了视野, 让许多学生明白了他们现在学到的数学知识只是很少 的一部分,还远远不能真正满足解决实际问题的需要$ 如果想在知识的海洋中旅行，必须继续努力，激励学生 们形成学好数学和使用数学的强烈意愿&7 $5建立合理的考核评价体系在新工科背景下，重点是培养学生的应用创新能 力。传统的考核评价体系以期末闭卷考s成6作为学生最终成绩，这种考核方法造成了部分大学生以应试重学生数学思维和创新能力的培养&为目的，平时学习松散，只是期末考前集中突击的现象& 学生不会充分利用时间，觉得平时学习很轻松、期末考 试压力却很大&这种短期的突击学习造成了学生对基 本知识掌握得不够扎实，没有将课本知识;变成自己 的能力，日后则是头脑一片空白，它将影响后续专业课 的学习和未来的进一步学习，缺乏发展的后劲。只用一 次考试成绩就评价学生的能力