当前,我国高等教育由“精英教育”向“大众化教育”转型,各类高等院校的招生规模不断扩大,而教学投入、师资力量的增加有限,教学质量的滑坡成为不争的事实。为了改变这一现状,国家教委提出了“质量工程”这一教学改革新举措,旨在提高本科教学质量,实现优质资源共享,提升我国高等教育的整体实力。其中,高等数学教学改革是“质量工程”的一个重要组成部分。
高等数学是各类高等学校非数学专业的一门公共基础课,在高校的课程体系中占有十分重要的地位。近年来随着新建本科院校招生规模增加,学科覆盖面扩大,学生入学的基础千差万别,大部分学生的学习能力与以往对比有较大的差距,同时学生的职业目标也比以往更加广泛和多元化,特别是应用型本科院校开设的专业对数学基础的需求标准也不尽相同,传统的教学模式阻碍了数学课程的教学质量和教学效率的提高,已经不能满足现代人才培养的要求,数学课程教学面临诸多挑战。
为了构建以素质养成和就业需求为导向的实践性、创新型人才培养体系,配合厦门理工做实“亲产业”“服务地方”的人才模式,面对多样化、个性化的专业培养方案,以专业需求为导向,我们设想对全校理工、经管和人文社科的学生,按学科专业划分教学模块,计划有针对性地进行高等数学的分类分级教学。
1、分类分级教学改革的基本原则和总体思路
1.1教学改革的基本原则
《高等数学》教学改革的基本原则是:以人为本,以专业需求为导向,以学生为主体,体现学科特色,考虑个体差异,尊重个人选择,服务专业需要,培养创新型人才,提高学生抽象思维能力,为学科、专业实施因材施教。
1.2教学改革的总体思路
学校学科覆盖面广,学生基础参差不齐,这对《高等数学》的教学提出了很高的要求:既要考虑专业需要,又要照顾基础差异;要制定不同的教学计划,选取不同的教材,采用不同的教学手段,满足不同的教学要求。《高等数学》教学改革的总体思路是:按学科发展需要进行教学分类,按专业发展方向划分教学模块,针对学生基础差异实行分级教学。
2、分类分级教学的具体实施
具体实施办法如下:将全校各专业学生分成A、B、C三个教学类,对不同类别的学生使用不同的教材进行分类教学。A类学生最多,以理工科学生为主,为迎合学生的专业需要,使数学课程更好的为专业服务,教学时先将全体学生分成3个模块,再根据每一模块学生的基础差异,对学生实行快慢班分级教学。
2.1分类
1)不同专业的类别划分 不同专业的类别划分如表1所示。
表1 专业的类别划分
类别 专 业
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A 机械类、车辆工程、材料工程、土木工程、光信息、通信工程、电子类、
电气类、计算机科学与技术、网络、软件类
B 经济类、管理类、工程管理、信息管理、环境工程
C 文史类、数字创意、建筑学
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2)各类的学时、学分和教材 各类的学时、学分设置和教材选择如表2所示。
表2 各类的学时、学分设置和教材的选择
类别 学时 学分 教 材
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A 160 10 《高等数学》教材
B 144 9 《微积分》教材
C 64 4 《文科高等数学》教材
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3)各类的内容体系和侧重点
高等数学A选用《高等数学》教材,其涵盖了函数、导数、微分学、积分学、线面积分、级数、常微分方程等内容,计划学时多,教学要求高。目的是希望学生通过学习,逐步培养逻辑推理能力和抽象思维能力,更好地为专业学习服务。
高等数学B的教学要求较A稍弱,学时少16学时,教学内容大体相同,但降低了对有些理论的证明。要求学生能用现有的结论,解决实际问题,培养开拓型的经管类人才和研究型人才。
高等数学C以对数学要求不高的文科类学生为主修对象,立足于一元微积分的基本理论、基本方法、基本思想的学习,淡化概念,注重实用。
2.2 根据教学模块授课
划分教学模块的目的,主要是考虑专业对高等数学的特殊要求,以便教师在教学中结合专业需要增加相关的教学内容,选取适当的教学方法和手段进行教学。鉴于师资及专业需求等因素,将A类划分模块,具体划分如表3所示。
表3 教学模块的划分
类别 各模块包含专业 教学特别要求
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A 模块1 机械类、车辆工程、材料工程、土木工程 增加数学建模内容
模块2 光信息、通信工程、电子类、电气类 增加场论、物理应用内容
模块3 计算机科学与技术、网络、软件类 增加软件实现操作内容
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2.3 分级教学
分级教学是对不同基础层次的学生进行分班教学,即根据基础设计起点;根据需求设计内容;根据能力设计进度和方法;根据兴趣设计教学环节,从而做到对基础扎实的学生注重能力培养,基础薄弱的学生注重夯实基础,稳步发展。计划在A、B类中进行分类分级教学。
1)分级方法 A类以模块为单位进行分级教学、对于B类整体进行分级,在第1学期开设A、B班:以学生高考数学成绩和入学数学摸底考试成绩作为依据,前25%-30%的进A班,后70%-75%分为B班。
2)分级调整 第2学期在同一模块中调整一次级别。根据第一学期数学期末考试成绩排名,进行A、B班升降。前25%-30%进入A班,后70%-75%进B班。
3)教学要求 在实施分级教学的过程中,A、B班除教学大纲相同外,各班的教学计划、教学目标、教学内容、教学方法和教学手段都不尽相同。对A班的学生,在注重基本概念的同时,力求扩大学生的知识面和能力的培养,多讲一些历年考研题,做到一种方法,一种类型,一个结论讲深讲透,要让他们在此基础上有发挥的可能性和拓展的空间,以保证学生有扎实的数学功底、较宽的知识面和较强的数学能力;对B班的学生,在例题的讲解时要讲清解题思路,启发学生独立思考,探讨解决问题的多种方法,做到一题多解、举一反三,并引导学生多提问,大胆猜想,鼓励他们学习,培养好的学习方法,提高学习兴趣为主要目的,注重介绍《高等数学》与所从事专业级后续课程的联系和作用。
3、分类分级教学质量保障措施
1)修订教学大纲及对应的各模块的分大纲
分大纲特点是突出专业特点、体现专业需求,考虑学生的基础。重点是内容的处理要突出与专业联系,特别是注重提高学生应用能力的培养,以体现本模块的特色。
2)A类《高等数学》教学计划 根据新的教学大纲,依照不同模块,制定不同的教学计划,相应的调整了教学内容。对模块1的学生,增加了数学建模等内容;对模块2的学生,适当增加了场论、物理应用、微积分史等内容;对模块3的学生,适当增加了matlab软件等内容。
3)B类《高等数学》教学计划 经管类专业学生由于在学习过程中觉得数学教
学内容庞大繁杂,从而感觉《高等数学》抽象枯燥,难以理解。这种现象要求我们在教学中要努力改变这种状态,使学生对数学产生兴趣而快乐地学习。
(一)在教学中要注重数学思维方式的渗透,同时穿插数学史的介绍
在引出数学定义或符号时介绍各部分内容的产生背景,或者所学数学知识在现实生活中及在经管类专业中的实际应用,使学生了解探索数学观念的历程,引导学生领悟数学思维的特征并充分体会到数学知识的实际用途。
(二)将数学实验融入实际教学中
数学实验课有助于学生深入理解数学基本概念和基本理论,熟悉常用的数学软件,培养学生运用所学知识建立经济数学模型,提高使用计算机解决实际问题的能力,尤其是借助计算机求解数量模型和经济模型。
4)C类《高等数学》教学计划 讲授高等数学最基础的知识,开阔学生的视野,尽可能使学生对近现代数学的概貌有一个粗略的了解,在此基础上,再比较简要、系统地介绍一点数学发展史,介绍一些经典数学问题、传统数学分支和当代数学科学的发展,通过史实与例证来揭示数学科学的精神实质、思想方法以及对社会进步的推动、与其他学科的交叉融合等工作。
5)精心组建教学团队 把承担《高等数学》课程教学的教师分组成立5个教学团队,每个团队以老、中、青教师相结合方式,分们别类地承担教学任务。每个教学团队依据专业的特点,研究教学内容、教学方法和教学手段的改进以及高等数学网上资源平台的建设,不断完善教学的各个环节,保证教学效果。
6)编写配套教材和习题册 教材对教师教和学生学的质量有着直接影响。教材建设是一项长期艰巨的任务,也是教学改革的重要内容和保证教学质量的前提。目前根据高等数学分类教学的需要,数学教研室编写了高等数学A类教材。同时还编写了高等数学A、B、C类配套练习册,学生使用起来更加方便。
7)改进教学方法 教学方法的改革,在于发挥教师的主导作用,引导学生去思考、去发现、去创新。
具体措施是:1.改变传统的灌输式教学手法,以专业为宗旨,以问题驱动教学,采用启发式和类比式的教学方法,突出对学生思维能力和研究能力的培养;将多媒体引入高等数学教学,有选择性的制作PPT,激发学生学习的兴趣,提高课堂教学效率和教学效果;
2.增加形式多样的辅助教学,如答疑、课后辅导、习题课、期末系统复习等等;
3.将数学建模思想融入到高等数学教学中,即在高等数学教学中突出数学思想的来龙去脉,揭示数学概念和公式的实际来源与应用,使学生了解问题产生的背景,学会数学的思想方法,领会数学的精神实质。这样可使过去很多不喜欢数学的学生对数学产生浓厚的兴趣,激发出对数学的极大热情,有利于学生创造性思维和数学应用能力的培养;
4.建立高等数学网络教辅平台,形成资源共享,同时实现师生远程沟通和交流。
8)加强教学过程的质量监控 加大对高等数学教学的管理力度,严格认真地执行学校制定的各教学环节质量标准,通过听课、教学检查与问卷调查的方式,了解教师的教学情况和学生学习情况,及时反馈学生和各个学院对高等数学教学的意见和建议,不断改进教学。
4、教学评价体系
教学评价是教学过程的重要环节,正确评价学生的学习效果,有利于调动学生学习的积极性,提高教学质量。分类教学中各类的教学大纲、教学要求不同,评价方式应不相同。总体上讲,对学生学习效果的检验,采取期末成绩加平时成绩构成综合测评成绩的模式(期末成绩占70%,平时成绩占30%):平时成绩由学生到课率、作业完成情况、课堂回答问题、课堂纪律等因素构成;考试试卷也有差异:对A类(A1、A2、A3)、B类、C类学生,各使用一套试卷,这样能更公正、更合理地检验学生的学习效果。
5、展望
经过分类教学,高等数学的教学过程逐步完善。但是由于多方因素的影响,可能还存在一些不足。如模块划分后,不同模块的教学内容和教学方法差异性的体现,需要通过认真仔细的调研、探索,确定不同专业对高等数学教学的具体要求,完善教学分大纲和教学计划,以便在教学过程中加以体现;分级教学中,分级班给教学和教务管理带来很多困难,如何更好的加强管理,需要进一步的完善;另外,教学手段的改进,多媒体的优势的如何充分展现?网上资源平台的如何充分的开发与应用等问题;教学质量监控体系的完善问题,学生成绩评价体系的改进等还需要进一步探索。
《高等数学》的教学改革,经历了几年的探索与实践,有成功的地方,也有需要改进的的地方,总之其成效已经逐步显现,要在实践中不断发现问题、解决问题,克服不足,提高效率,使高等数学教学改革更加适应“开放式、应用型、地方性、国际化、亲产业”的办学目标。
大学数学教学部
2013-3-21