軟件技術(shù)專業(yè)群學(xué)生數(shù)學(xué)素養(yǎng)提升的改革與實踐

文/廣東科學(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院 桂改花 苑占江

一、意義

目前，各個院校非常重視用人單位和行業(yè)企業(yè)對畢業(yè)生的評價，行業(yè)企業(yè)給的合理建議為高職院校的教學(xué)改革指明了方向和思路，所以說，高職院校的辦學(xué)水平和培養(yǎng)的人才質(zhì)量是由社會來評價和檢驗的。高級技能人才奇缺，在如今的大數(shù)據(jù)環(huán)境下，市場調(diào)研、預(yù)測，圖表分析、程序和數(shù)據(jù)統(tǒng)計有關(guān)的崗位多且重要，需要具備一定數(shù)學(xué)素養(yǎng)的人員才能勝任。因此，提升高職院校學(xué)生的素養(yǎng)成為高職院校數(shù)學(xué)教學(xué)改革的重要內(nèi)容之一，必須全方位提升學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)，為提升人才培養(yǎng)質(zhì)量和后期發(fā)展儲備力量。

我校軟件技術(shù)專業(yè)群立項為中國特色高水平建設(shè)單位，是以軟件技術(shù)(國家骨干校重點專業(yè)、廣東省一類品牌專業(yè))為主體、云計算技術(shù)與大數(shù)據(jù)應(yīng)用技術(shù)為兩翼、人工智能技術(shù)服務(wù)為特色，移動應(yīng)用開發(fā)和計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為支撐，與粵港澳大灣區(qū)產(chǎn)業(yè)群精準(zhǔn)對接，產(chǎn)教融合、資源共享、優(yōu)勢互補，全力打造高水平專業(yè)群，培養(yǎng)高素質(zhì)技術(shù)技能人才。專業(yè)公共平臺課《應(yīng)用數(shù)學(xué)》是為一年級學(xué)生開設(shè)的基礎(chǔ)課、工具課和素質(zhì)教育課，為學(xué)生的專業(yè)課程學(xué)習(xí)服務(wù)，提供必需的數(shù)學(xué)知識與數(shù)學(xué)技術(shù)，對學(xué)生進行抽象思維、邏輯思維、算法分析、數(shù)據(jù)整理與分析和運算能力等各方面的訓(xùn)練，傳播數(shù)學(xué)文化與數(shù)學(xué)精神。《應(yīng)用數(shù)學(xué)》十年來一直在進行探索，立足于教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核評價的改革與完善。應(yīng)用數(shù)學(xué)課程在原來的基礎(chǔ)上進一步改革也勢在必行，以求全方位提高學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)，更好地服務(wù)于專業(yè)群建設(shè)，打造國內(nèi)一流、國際知名的專業(yè)群。

二、研究綜述和現(xiàn)狀分析

(一)國際上提出數(shù)學(xué)素養(yǎng)的幾個案例

(1)美國課標(biāo)中的“數(shù)學(xué)素養(yǎng)”：美國全國數(shù)學(xué)教師協(xié)會(National Council of Teachers of Mathematics,NCTM) 1989年公布了《學(xué)校數(shù)學(xué)課程與評價標(biāo)準(zhǔn)》，這是有史以來公布的第一個標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)為，培養(yǎng)有數(shù)學(xué)素養(yǎng)的社會成員是數(shù)學(xué)教育的目標(biāo)，具備以下五個條件才能稱為“有數(shù)學(xué)素養(yǎng)”：對自己的數(shù)學(xué)能力有信心；有解決數(shù)學(xué)問題的能力；學(xué)會數(shù)學(xué)交流；學(xué)會數(shù)學(xué)推理；懂得數(shù)學(xué)的價值。

(2)“人們用來有效處理生活與工作過程中的出現(xiàn)的數(shù)量問題所需的技能、知識、信念、氣質(zhì)、思維習(xí)慣、交流能力、問題解決能力的聚合?！笔前拇罄麃喨蛏钫{(diào)查對數(shù)學(xué)素養(yǎng)的定義。

(二)我國學(xué)生數(shù)學(xué)素養(yǎng)的發(fā)展與演變

1985年5月，中共中央召開了改革開放后的第一次全國教育工作會議，會后頒布了《中共中央關(guān)于教育體制改革的決定》，該規(guī)定是引領(lǐng)中國教育發(fā)展的綱領(lǐng)性文件，明確要求“教育體制改革的根本目的是提高民族素質(zhì)，多出人才，出好人才”。此后，數(shù)學(xué)素養(yǎng)在文獻中出現(xiàn)的頻率越來越高，數(shù)學(xué)素質(zhì)的提法也隨著素質(zhì)教育的推行隨之出現(xiàn)。數(shù)學(xué)素養(yǎng)一詞首次在我國大綱中出現(xiàn)是在1992年頒發(fā)實施的《初級中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)大綱》中，在各種背景下，我國有關(guān)數(shù)學(xué)素養(yǎng)的文獻逐年增多。2011年數(shù)學(xué)《課程標(biāo)準(zhǔn)》(修改稿)在2001年版的基礎(chǔ)上進行了修改，提出了“四基四能”的思想，“四基”指基礎(chǔ)知識、基本技能、基本思想和基本活動經(jīng)驗；“四能”指發(fā)現(xiàn)問題的能力、提出問題的能力、分析問題的能力和解決問題的能力。提出數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中的十大核心概念：數(shù)感、符號意識、運算能力、模型思想、空間觀念、幾何直觀、推理能力、數(shù)據(jù)分析觀念、應(yīng)用意識、創(chuàng)新意識。

關(guān)注高職學(xué)生數(shù)學(xué)素養(yǎng)的提升是高職院校數(shù)學(xué)教師在教育教改過程中的重中之重。通過采取問題導(dǎo)入、討論等有效的教學(xué)方法，使數(shù)學(xué)知識由單調(diào)枯燥變得通俗易懂，生動有趣。學(xué)生數(shù)學(xué)素養(yǎng)的提升能促進學(xué)生自身的全面發(fā)展，而且對于數(shù)學(xué)知識的傳播起到了非常好的作用。學(xué)生的獨立思考能力以及自主探究能力得到了持續(xù)的培養(yǎng)，學(xué)習(xí)興趣越來越濃厚，調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，數(shù)學(xué)感悟能力得到了提高，從而加深學(xué)生對數(shù)學(xué)知識的理解。有關(guān)高職院校數(shù)學(xué)素養(yǎng)的研究比較少，所以開展本項目研究意義深遠。

三、具體改革內(nèi)容與改革目標(biāo)

(一)教學(xué)內(nèi)容改革

為了提高學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)，具體教學(xué)改革內(nèi)容如下：

(1)構(gòu)建“交叉融合+項目+分層實施”的應(yīng)用數(shù)學(xué)課程體系。

交叉融合：構(gòu)建的課程體系與各個專業(yè)具有較強的交叉融合性，是指應(yīng)用數(shù)學(xué)課程的開設(shè)注重了與專業(yè)的融合。

項目：把應(yīng)用數(shù)學(xué)分成三大模塊，每個模塊要以生活中的真實項目為載體，講解有關(guān)的數(shù)學(xué)知識，進而解決問題。

分層實施：基礎(chǔ)知識層次、應(yīng)用知識解決問題層次、創(chuàng)新模型層次是應(yīng)用數(shù)學(xué)課程體系的“三部曲”。

(2)探索并實踐“全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽+美國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽”兩點一線的數(shù)學(xué)建模系列競賽運行機制，兩個比賽逐步遞進。爭取成為國內(nèi)一流、國際知名，為專業(yè)群建設(shè)貢獻力量。

(二)改革目標(biāo)

(1)構(gòu)建“交叉融合+項目+分層實施”的應(yīng)用數(shù)學(xué)課程體系。加大數(shù)學(xué)建模的推廣與普及；加強與專業(yè)課程的交叉融合。

(2)增強數(shù)學(xué)建模的影響，探索并實踐數(shù)學(xué)建模系列競賽運行機制，培養(yǎng)德技并修、“優(yōu)質(zhì)高薪”的學(xué)生。

(3)探索形成“后競賽”期間數(shù)學(xué)建模學(xué)生從事創(chuàng)新活動的運作模式與管理機制，加強實驗室建設(shè)，全面提高學(xué)生的創(chuàng)新能力與就業(yè)能力。

(4)探索如何全方位地提升學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)，為專業(yè)建設(shè)服務(wù)。

四、實施方案與方法

(一)實施方案

(1)“立德”融入應(yīng)用數(shù)學(xué)課，“樹人”貫穿全過程。

充分挖掘應(yīng)用數(shù)學(xué)課程中的育德內(nèi)容，價值引領(lǐng)與知識傳授、能力培養(yǎng)相結(jié)合，并貫穿教學(xué)全過程。采用“課堂育人三分鐘”等多種方式，有針對性地進行政治思想、職業(yè)素養(yǎng)、工匠精神等方面的傳導(dǎo)。

(2)以廣東科學(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院計算機大類招生為具體案例，研究梳理當(dāng)今高職院校人才培養(yǎng)模式中制約和阻礙多樣化應(yīng)用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)的環(huán)節(jié)和因素。

(3)全程貫穿個性化教育思想，制定出“能力優(yōu)先，重在應(yīng)用，個性發(fā)展”的創(chuàng)新人才培養(yǎng)的整體設(shè)計方案，并予以實踐。

(二)實施方法

(1)在第一學(xué)期，構(gòu)建了服務(wù)軟件技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)與應(yīng)用、移動互聯(lián)應(yīng)用技術(shù)、云計算技術(shù)與應(yīng)用等專業(yè)的數(shù)學(xué)理論基礎(chǔ)，主要內(nèi)容包括：算法基礎(chǔ)模塊、向量與矩陣基礎(chǔ)模塊、圖論基礎(chǔ)模塊、概率與統(tǒng)計模塊。

(2)在第二學(xué)期，構(gòu)建了緊隨人工智能技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)等新興專業(yè)新發(fā)展方向的數(shù)據(jù)科學(xué)基礎(chǔ)，主要內(nèi)容包括：Matlab基礎(chǔ)模塊、數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊、數(shù)據(jù)擬合與回歸模塊、隨機模擬模塊、聚類分析模塊、分類與預(yù)測模塊。

(3)在第二學(xué)期，開設(shè)了一門面向全校文理科的公選課《數(shù)學(xué)建?！罚瑯?gòu)建了數(shù)學(xué)建模通識模塊，向全體學(xué)生介紹數(shù)學(xué)文化通識素質(zhì)教育。

(4)為了準(zhǔn)備好全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽，構(gòu)建了競賽論文寫作模塊、數(shù)據(jù)分析及數(shù)據(jù)挖掘模塊、優(yōu)化模型內(nèi)容模塊等內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)建模技能。

五、特色與創(chuàng)新

(一)積極探索并形成了與專業(yè)相契合的高職數(shù)學(xué)模塊化課程體系

以學(xué)生為主體，強化高職數(shù)學(xué)與其他學(xué)科交叉培養(yǎng)，構(gòu)建了數(shù)學(xué)理論基礎(chǔ)模塊、數(shù)據(jù)科學(xué)模塊、數(shù)學(xué)建模通識模塊和數(shù)學(xué)建模專業(yè)技能模塊，滿足了專業(yè)對教學(xué)內(nèi)容的選擇性要求，培養(yǎng)了學(xué)生的實踐動手能力、團隊意識、創(chuàng)業(yè)意識和創(chuàng)新精神，計算機編程能力等方面得到了綜合性訓(xùn)練。

(二)把高職數(shù)學(xué)模塊化教學(xué)與培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維和創(chuàng)新能力相統(tǒng)一

數(shù)學(xué)建?；顒颖旧硎蔷哂幸欢ǖ睦碚撔杂志哂休^大的實踐性的一項創(chuàng)造性的思維活動，開展數(shù)學(xué)建模教育和競賽是實施創(chuàng)新實踐教育、素質(zhì)教育的絕佳途徑。既要求思維的深刻性又要求創(chuàng)造的靈活性，培養(yǎng)學(xué)生自覺、獨立地運用已知的條件，尋求解決問題的最佳途徑和方法，學(xué)生的想象能力，直覺思維、猜測、轉(zhuǎn)換、構(gòu)造等能力得到了提升。

六、結(jié)語

項目先以廣東科學(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院中國特色高水平軟件技術(shù)專業(yè)群為應(yīng)用對象，在項目的實施效果得到驗證后，逐步向全校、全省及全國高等職業(yè)院校推廣，達到成果共享的目的。本項目的研究成果體現(xiàn)了學(xué)生數(shù)學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)的途徑、方法、手段，具有普遍適用的價值，不僅在我校各相關(guān)專業(yè)兩萬多名學(xué)生中全面展開應(yīng)用，還可推廣到全國其他高職院校，充分發(fā)揮成果培養(yǎng)人才、服務(wù)社會的功能，預(yù)期受益學(xué)生將更多。