新工科背景下大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)改革的探索

陳成鋼

（天津城建大學(xué) 理學(xué)院，天津300384）

當(dāng)前，現(xiàn)代科技飛速發(fā)展，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)等改變了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，推動(dòng)了新技術(shù)革命和產(chǎn)業(yè)變革.傳統(tǒng)的工程教育模式和教學(xué)內(nèi)容已經(jīng)難以適應(yīng)科技的發(fā)展和產(chǎn)業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整，為應(yīng)對(duì)科技變革和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，2017年，教育部啟動(dòng)了新工科計(jì)劃；2018年9月17日，教育部、工業(yè)和信息化部、中國(guó)工程院頒發(fā)了《關(guān)于加快建設(shè)發(fā)展新工科實(shí)施卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃2.0的意見》，該意見指出：“深入開展新工科研究與實(shí)踐”.新工科是以立德樹人為引領(lǐng)，以應(yīng)對(duì)變化、塑造未來(lái)為建設(shè)理念，以繼承與創(chuàng)新、交叉與融合、協(xié)調(diào)與共享為主要途徑，培養(yǎng)未來(lái)多元化、創(chuàng)新型卓越工程人才[1]；新工科建設(shè)與工程教育創(chuàng)新是時(shí)代的呼喚.

1 大學(xué)數(shù)學(xué)在新工科教育中的意義與背景

數(shù)學(xué)是一種科學(xué)的語(yǔ)言與工具，數(shù)學(xué)素質(zhì)是現(xiàn)代大學(xué)生應(yīng)具備的素質(zhì)之一.工程素質(zhì)是工程師最基本的素質(zhì)之一，它主要包含創(chuàng)新思維與動(dòng)手能力等方面.新工科人才培養(yǎng)的目標(biāo)是卓越工程師[2]，他們善于思維，面對(duì)復(fù)雜棘手的工程問(wèn)題時(shí)能抓住主要矛盾，簡(jiǎn)化問(wèn)題并找到恰當(dāng)?shù)慕鉀Q問(wèn)題的方法.數(shù)學(xué)正在成為工程設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵工具，X射線的發(fā)現(xiàn)者德國(guó)物理學(xué)家威廉·康拉德·倫琴在被問(wèn)及科學(xué)工作者具備什么素養(yǎng)時(shí)，他回答：“第一是數(shù)學(xué)，第二是數(shù)學(xué)，第三還是數(shù)學(xué).”

數(shù)學(xué)是自然科學(xué)與工程技術(shù)必備的基礎(chǔ)，數(shù)學(xué)實(shí)力影響國(guó)家實(shí)力已成為共識(shí)[3].2018年1月31日，國(guó)務(wù)院發(fā)布《關(guān)于全面加強(qiáng)基礎(chǔ)科學(xué)研究的若干意見》（國(guó)發(fā)〔2018〕4號(hào)），提出“潛心加強(qiáng)基礎(chǔ)科學(xué)研究，對(duì)數(shù)學(xué)、物理等重點(diǎn)基礎(chǔ)學(xué)科給予更多傾斜”.2019年7月12日，四部委聯(lián)合制定了《關(guān)于加強(qiáng)數(shù)學(xué)科學(xué)研究工作方案》，方案再次強(qiáng)調(diào)：“數(shù)學(xué)是自然科學(xué)的基礎(chǔ)，也是重大技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展的基礎(chǔ).”大學(xué)數(shù)學(xué)的研究與創(chuàng)新已提升到國(guó)家戰(zhàn)略高度，也是新工科建設(shè)與實(shí)施的核心.因此，以新工科建設(shè)所需要的人才標(biāo)準(zhǔn)為指引，對(duì)大學(xué)數(shù)學(xué)的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法等進(jìn)行改革，來(lái)滿足科技發(fā)展的要求迫在眉睫.

2 當(dāng)前大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中存在的主要問(wèn)題

為提高高等學(xué)校教學(xué)質(zhì)量，國(guó)家先后啟動(dòng)了“質(zhì)量工程”、“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”等一系列重大改革[4]，大學(xué)數(shù)學(xué)的教學(xué)質(zhì)量比之前有了很大的提高.但依然存在一些問(wèn)題，主要體現(xiàn)在以下方面.

2.1 教學(xué)觀念較為陳舊

在大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中過(guò)于注重知識(shí)點(diǎn)的邏輯體系，知識(shí)點(diǎn)的講授較為抽象，較為形式化，學(xué)生不易明白[5]；課程缺少生動(dòng)的類比與案例，學(xué)生缺少探究未知的機(jī)會(huì).教師創(chuàng)新的觀念與行為是教學(xué)改革的基礎(chǔ)，教師應(yīng)緊跟教學(xué)指導(dǎo)思想，及時(shí)更新教學(xué)觀念.

2.2 教學(xué)模式依然傳統(tǒng)

當(dāng)前，大學(xué)數(shù)學(xué)大多是大班上課，教師很難兼顧到每一個(gè)學(xué)生；在以教師為中心滿堂灌的課堂教學(xué)過(guò)程中，教師無(wú)暇顧及學(xué)生的聽課狀態(tài)，極少啟發(fā)提問(wèn)與交流討論.學(xué)生課堂專注度容易丟失，課堂上師生互動(dòng)難以開展.

2.3 教學(xué)內(nèi)容缺乏應(yīng)用

教學(xué)內(nèi)容過(guò)于講究知識(shí)點(diǎn)的邏輯體系，忽略內(nèi)容的來(lái)源與出處，脫離了知識(shí)產(chǎn)生的背景和動(dòng)機(jī)，抹殺了其歸納總結(jié)過(guò)程中思維的火花.以教材的邏輯線索代替認(rèn)知線索，忽略了學(xué)生自主學(xué)習(xí)、自主獲取相關(guān)知識(shí)能力的培養(yǎng).課堂應(yīng)用案例較少，數(shù)學(xué)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)缺失，學(xué)生探索精神缺乏引導(dǎo).

2.4 教學(xué)方法比較單一

雖然經(jīng)過(guò)一輪輪的改革和課程建設(shè)，但普遍存在的問(wèn)題是課程建設(shè)重立項(xiàng)，輕建設(shè)，網(wǎng)站多，資源少.教學(xué)方法依然主要采取PPT加傳統(tǒng)的板書，比較單一，缺少變化.

3 新工科背景下大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)改革的探索

新工科的培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)具有良好創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的復(fù)合型人才，這就對(duì)人才培養(yǎng)體系提出了更高的要求.大學(xué)數(shù)學(xué)是工科的核心課程，其教學(xué)應(yīng)符合新工科的教育目標(biāo).為適應(yīng)新工科的教育目標(biāo)，研究如何將大學(xué)數(shù)學(xué)教育與工程教育進(jìn)行融合，提高學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決工程問(wèn)題的能力，對(duì)大學(xué)數(shù)學(xué)課程的教學(xué)有著重要的指導(dǎo)意義，也是當(dāng)前大學(xué)數(shù)學(xué)課程教學(xué)改革的一個(gè)方向.

3.1 以新工科思想為指導(dǎo)，重構(gòu)大學(xué)數(shù)學(xué)的模塊化課程體系

課程體系的核心內(nèi)涵是教學(xué)內(nèi)容，在課程體系建設(shè)上，應(yīng)充分研究新工科教育的本質(zhì)，學(xué)生究竟該學(xué)習(xí)什么，以怎樣的方式去學(xué)習(xí)等；以知識(shí)點(diǎn)為單元、重組知識(shí)體系、重構(gòu)模塊化知識(shí)結(jié)構(gòu)體系[6]；模塊化課程，即根據(jù)特定的要求對(duì)原有的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行整合，構(gòu)建出以能力為核心的獨(dú)立教學(xué)單元的組合，其主要特點(diǎn)是靈活多樣，由知識(shí)輸入為導(dǎo)向，向知識(shí)輸出轉(zhuǎn)變，以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力為目標(biāo)；突出教學(xué)內(nèi)容的應(yīng)用性，從根本上改變理論脫節(jié)于實(shí)際應(yīng)用、教學(xué)內(nèi)容滯后于社會(huì)發(fā)展的現(xiàn)狀；教學(xué)內(nèi)容既注重理論的基礎(chǔ)性，又不過(guò)分強(qiáng)調(diào)理論的抽象性，引導(dǎo)學(xué)生永遠(yuǎn)保持著對(duì)最新行業(yè)趨勢(shì)的關(guān)注，注重理論與專業(yè)及社會(huì)領(lǐng)域的聯(lián)系.

為了新工科建設(shè)，天津城建大學(xué)整體修改了培養(yǎng)方案，每學(xué)期的教學(xué)周分為兩個(gè)階段，十五周的教學(xué)周加兩周的實(shí)踐周.這樣安排是充分考慮了新工科人才對(duì)教學(xué)實(shí)踐的要求，突出實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié).大學(xué)數(shù)學(xué)模塊化課程體系是重構(gòu)的核心，采取“以應(yīng)用能力為目的、以專業(yè)需求為導(dǎo)向、以案例教學(xué)為主線、以實(shí)踐教學(xué)為特色”的整體思路.理論知識(shí)分為基礎(chǔ)模塊、拓展模塊和應(yīng)用模塊，按照不同學(xué)科專業(yè)或?qū)W習(xí)人群對(duì)“高等數(shù)學(xué)”內(nèi)容學(xué)習(xí)的目的和需求，建設(shè)以核心內(nèi)容為基礎(chǔ)的拓展資源，由此構(gòu)成適合不同需求的具體課程；以問(wèn)題為驅(qū)動(dòng)，建設(shè)匹配專業(yè)課程的應(yīng)用案例，使課程內(nèi)容設(shè)置具有針對(duì)性和時(shí)效性，如根據(jù)電子信息類專業(yè)需要，在基礎(chǔ)模塊中包含傅里葉級(jí)數(shù)、矢量分析與場(chǎng)論等教學(xué)內(nèi)容.

拓展模塊主要是根據(jù)考研試題需要及校內(nèi)數(shù)學(xué)競(jìng)賽、天津市大學(xué)數(shù)學(xué)競(jìng)賽及全國(guó)大學(xué)數(shù)學(xué)競(jìng)賽的需要而建設(shè)，此模塊的目的是提高大學(xué)數(shù)學(xué)的邏輯思維與解題能力.應(yīng)用模塊主要包括數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)、數(shù)學(xué)建模、工程應(yīng)用三部分，結(jié)合校內(nèi)數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽、全國(guó)大學(xué)數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽、“挑戰(zhàn)杯”系列科技競(jìng)賽與大創(chuàng)項(xiàng)目等，通過(guò)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)及數(shù)學(xué)建模選修課以及實(shí)踐周集訓(xùn)等方式教學(xué).如在實(shí)踐教學(xué)周，通過(guò)Mathematica、Matlab等數(shù)學(xué)軟件的學(xué)習(xí)和應(yīng)用，開闊學(xué)生的視野，提高學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，將數(shù)學(xué)知識(shí)、數(shù)學(xué)建模與計(jì)算機(jī)應(yīng)用三者有機(jī)的融為一體，注重學(xué)生的主體地位，激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的興趣，提高學(xué)生自覺(jué)地獲取新知識(shí)和應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)的能力.課程體系將理論模塊與實(shí)踐模塊緊密結(jié)合，每個(gè)學(xué)期的課程組合中都包括實(shí)踐模塊.

3.2 注重教學(xué)方法的改革與創(chuàng)新，培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用意識(shí)與創(chuàng)新能力

天津城建大學(xué)在大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中主要采用以學(xué)生為中心的教學(xué)模式與翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式等，在課堂教學(xué)中以解決問(wèn)題為導(dǎo)向，根據(jù)學(xué)生的個(gè)性和需求制定相關(guān)的教學(xué)方法，采取靈活多樣、直觀形象的教學(xué)手段，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生積極參與教學(xué)過(guò)程，加強(qiáng)教師與學(xué)生之間的溝通交流.

3.2.1 將信息技術(shù)與大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)深度融合

利用信息技術(shù)的手段和方法改造教學(xué)，成為提升教育質(zhì)量的重要手段.如積極探索可視化教學(xué)，即利用計(jì)算機(jī)技術(shù)，探索“抽象思維形象化”的解決方法，概念重要需要剖析、理論抽象需要直觀、現(xiàn)象精彩需要?jiǎng)赢嫵尸F(xiàn)；把復(fù)雜的圖形、抽象定義、定理等用軟件演示，降低抽象度是數(shù)學(xué)教學(xué)的一種有效方法.利用計(jì)算機(jī)可視化技術(shù)可以很好地解決這些問(wèn)題.如定積分定義，可分為“分割、取近似、求和、取極限”四步，通過(guò)動(dòng)畫演示，展現(xiàn)“化整為零，以直代曲、以不變代變，積零為整，量變引起質(zhì)變”的數(shù)學(xué)思想的形成過(guò)程；再如隨著多項(xiàng)式的最高次冪的變化來(lái)逼近正弦函數(shù)；空間解析幾何中曲面、曲面所圍空間立體及其投影；心形線、星形線；切線與旋轉(zhuǎn)體等，通過(guò)可視化教學(xué)設(shè)計(jì)及動(dòng)畫實(shí)現(xiàn)，使抽象的教學(xué)內(nèi)容變得直觀精彩，生動(dòng)有趣.

翻轉(zhuǎn)課堂重構(gòu)了學(xué)習(xí)過(guò)程，其目標(biāo)在于改進(jìn)教學(xué)方式和方法，改善教學(xué)效果，提高教學(xué)質(zhì)量，其核心是先學(xué)后教.翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)為做好課前傳授與課上內(nèi)化，即學(xué)生在課外真正進(jìn)行了深入學(xué)習(xí)，課堂上的教學(xué)活動(dòng)能夠?qū)?duì)問(wèn)題的研究探索引向更深層次.學(xué)生在課前根據(jù)教學(xué)微視頻及學(xué)習(xí)材料完成知識(shí)學(xué)習(xí)，課堂時(shí)間則用來(lái)深入學(xué)習(xí)和探究討論；教師以實(shí)際問(wèn)題為驅(qū)動(dòng)，設(shè)計(jì)每次課的課前導(dǎo)學(xué)，要求學(xué)生課前學(xué)習(xí)、思考解決導(dǎo)學(xué)中問(wèn)題；課堂上以學(xué)生講解和討論相應(yīng)問(wèn)題的求解過(guò)程為主，突出學(xué)生自主學(xué)習(xí)和自主實(shí)踐；教師適時(shí)設(shè)疑，誘導(dǎo)學(xué)生思考、分析、討論，讓學(xué)生在解決問(wèn)題的過(guò)程中學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)和方法，大大改變了教師滿堂灌，學(xué)生盲目被動(dòng)學(xué)習(xí)的現(xiàn)狀；將導(dǎo)學(xué)的完成情況和課堂表現(xiàn)作為課程考核的主要內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生的表現(xiàn)欲，培養(yǎng)學(xué)生的競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)，從而提高課堂教學(xué)質(zhì)量.

3.2.2 創(chuàng)新案例式教學(xué)模式

在教學(xué)中以實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題導(dǎo)入知識(shí)點(diǎn)，不僅可以培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力，而且可以培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)運(yùn)算、邏輯思維、數(shù)學(xué)建模等能力，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的趣味性[7].

如講解級(jí)數(shù)斂散性的概念，可結(jié)合著名的Zeno’s Paradox（芝諾悖論），即

若S用表示一半的路程，從哲學(xué)觀點(diǎn)，Zeno是有道理的，這是一個(gè)沒(méi)有終結(jié)的過(guò)程，即永遠(yuǎn)不能到達(dá)終點(diǎn).

但事實(shí)上芝諾悖論的問(wèn)題在于把有限的距離分成無(wú)限份，從數(shù)學(xué)理論回答則一針見血解釋問(wèn)題本質(zhì)，即無(wú)限距離的和可以是有限的，無(wú)限段時(shí)間的和也可以是有限的.上升為數(shù)學(xué)理論就是無(wú)窮級(jí)數(shù)的收斂性問(wèn)題，無(wú)窮級(jí)數(shù)是以加法形式出現(xiàn)的極限問(wèn)題，數(shù)列收斂與級(jí)數(shù)收斂“形異實(shí)同”，將級(jí)數(shù)收斂看作部分和數(shù)列的收斂，可以將許多數(shù)列收斂的性質(zhì)推廣到級(jí)數(shù)收斂.

解決問(wèn)題的數(shù)學(xué)思想越來(lái)越重要，精彩的案例不僅可以展現(xiàn)數(shù)學(xué)思想的形成過(guò)程，還原數(shù)學(xué)抽象的過(guò)程，保留算法中本質(zhì)的東西，去掉非本質(zhì)的東西，體會(huì)數(shù)學(xué)抽象的作用；還可以體現(xiàn)數(shù)學(xué)算法在課程中的重要性，數(shù)學(xué)理論產(chǎn)生的源泉，有利于學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng).

3.3 構(gòu)建以培養(yǎng)學(xué)生建模能力為導(dǎo)向的實(shí)踐教學(xué)體系

數(shù)學(xué)實(shí)踐教學(xué)是將數(shù)學(xué)知識(shí)、專業(yè)知識(shí)與計(jì)算機(jī)軟件融為一體的教學(xué)模式.但長(zhǎng)期以來(lái)，實(shí)踐教學(xué)相對(duì)于其他一些專業(yè)，總是處于附屬地位，這種培養(yǎng)模式也使得學(xué)生重理論而輕應(yīng)用學(xué)習(xí)，實(shí)踐教學(xué)應(yīng)與理論教學(xué)體系并重、相輔相成.構(gòu)建新的實(shí)踐教學(xué)體系，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力也是新工科人才培養(yǎng)的必由之路.

根據(jù)新工科的培養(yǎng)目標(biāo)，從培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用能力的規(guī)律出發(fā)，課題組合理設(shè)計(jì)了分層分類的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容.一是在大學(xué)數(shù)學(xué)課程的教學(xué)中，研究或開發(fā)一些典型的建模案例，將建模思想滲透其中[8]；二是在專業(yè)課教學(xué)中，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，適當(dāng)加強(qiáng)數(shù)學(xué)建模能力的培養(yǎng)；三是提高應(yīng)用數(shù)學(xué)在專業(yè)教學(xué)中的地位，注重將數(shù)學(xué)知識(shí)與專業(yè)知識(shí)結(jié)合起來(lái)，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中領(lǐng)會(huì)建模思想，領(lǐng)悟建模能力在專業(yè)學(xué)習(xí)中的重要性.同時(shí)加強(qiáng)校內(nèi)外實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)，形成教學(xué)、實(shí)踐、實(shí)訓(xùn)一體化的培養(yǎng)機(jī)制，加強(qiáng)學(xué)生應(yīng)用知識(shí)、動(dòng)手操作等能力的訓(xùn)練.通過(guò)以上環(huán)節(jié)，全面訓(xùn)練了學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)、數(shù)學(xué)技術(shù)解決實(shí)際問(wèn)題的技能技巧，提高了學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用能力和從事科學(xué)研究的素質(zhì).根據(jù)專業(yè)特點(diǎn)和學(xué)校實(shí)際，天津城建大學(xué)先從數(shù)理類、經(jīng)管類、電子信息類、環(huán)境類等專業(yè)開展實(shí)踐，開設(shè)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)和數(shù)學(xué)建模選修課，有效改善數(shù)學(xué)知識(shí)與專業(yè)教學(xué)脫節(jié)的局面，改善了單一學(xué)科體系的教學(xué)模式，培養(yǎng)具有良好的數(shù)學(xué)理論、較強(qiáng)的動(dòng)手能力、扎實(shí)數(shù)學(xué)素養(yǎng)的新工科人才.

每學(xué)期兩周的實(shí)踐周教學(xué)是落實(shí)新工科培養(yǎng)計(jì)劃的重要環(huán)節(jié)，在實(shí)踐教學(xué)中合理選擇案例，由易到難，符合認(rèn)知規(guī)律，對(duì)于驗(yàn)證性的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，如計(jì)算機(jī)繪圖等教學(xué)中教師起引導(dǎo)作用；對(duì)于應(yīng)用層次的數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)，如統(tǒng)計(jì)回歸模型，教學(xué)中教師需要適當(dāng)講解并給予輔導(dǎo)；對(duì)于比較綜合性的建模題目，由教師指導(dǎo)學(xué)生開展討論班.實(shí)踐周課堂教學(xué)過(guò)程全開放，以課堂教學(xué)內(nèi)容為主線，教師主導(dǎo)課堂進(jìn)程、學(xué)生主演教學(xué)過(guò)程，課前每個(gè)學(xué)生需認(rèn)真自學(xué)、準(zhǔn)備問(wèn)題，課堂上提出問(wèn)題、討論、聽講、完成知識(shí)掌握和應(yīng)用，課后完成作業(yè)、練習(xí)鞏固，引導(dǎo)學(xué)生拓展學(xué)習(xí)；學(xué)生課程學(xué)習(xí)過(guò)程全開放，可歸結(jié)為“三個(gè)結(jié)合”，即課內(nèi)與課外相結(jié)合、學(xué)習(xí)與討論相結(jié)合、做與學(xué)相結(jié)合；課程學(xué)習(xí)內(nèi)容開放、學(xué)習(xí)方式開放，鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)學(xué)、自覺(jué)做，做中學(xué)、學(xué)中做，徹底改變了學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)的課堂教學(xué)現(xiàn)狀.

通過(guò)開放式課堂有效培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力，開放性課堂中學(xué)生是主體對(duì)象，學(xué)生自由學(xué)習(xí)，教師引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、自主思考，不僅注重學(xué)生個(gè)性化教育，而且注重教學(xué)與科研結(jié)合，也激發(fā)了學(xué)生的科研興趣.數(shù)學(xué)系更是實(shí)施導(dǎo)師制，通過(guò)討論，幫助學(xué)生找到感興趣的課題并加以研究，這是以學(xué)生為中心的教學(xué)模式，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性與主動(dòng)性.

3.4 借助大數(shù)據(jù)構(gòu)建學(xué)習(xí)過(guò)程模塊化評(píng)價(jià)體系

大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)考核的評(píng)價(jià)原則是最優(yōu)發(fā)展，其目標(biāo)是提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)、協(xié)作學(xué)習(xí)與探究學(xué)習(xí)的能力.考核在新工科培養(yǎng)中有著不可替代的地位和作用，考核方式的不同，評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)的差異，選拔、培養(yǎng)出來(lái)的人才的質(zhì)量就會(huì)不同.要順利實(shí)施新工科計(jì)劃，就必須加大考核方式改革的創(chuàng)新與實(shí)踐，把考核方式、考核內(nèi)容等都?xì)w結(jié)于新工科人才培養(yǎng)的目標(biāo)上來(lái)[9].

目前，天津城建大學(xué)實(shí)踐學(xué)習(xí)過(guò)程模塊化評(píng)價(jià)體系，期末考試占百分之六十，其余百分之四十是模塊化過(guò)程考核.考核模塊有課堂表現(xiàn)、平時(shí)作業(yè)、階段測(cè)驗(yàn)、數(shù)學(xué)實(shí)踐、網(wǎng)上自學(xué)等方面的綜合，可根據(jù)每個(gè)模塊的特點(diǎn)設(shè)計(jì)考核形式.課程學(xué)習(xí)過(guò)程評(píng)價(jià)開放，學(xué)生的平時(shí)成績(jī)、考核內(nèi)容、考核方式、相關(guān)數(shù)據(jù)全開放，學(xué)生個(gè)人、班級(jí)或小組、任課教師共同評(píng)價(jià)，力爭(zhēng)公平、公正、公開、科學(xué)地評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程.每堂課回答問(wèn)題情況、討論情況、作業(yè)情況、平時(shí)測(cè)驗(yàn)都及時(shí)通過(guò)QQ群向?qū)W生公布說(shuō)明.同時(shí)利用現(xiàn)代化信息技術(shù)，在網(wǎng)上自動(dòng)跟蹤學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，全面分析和綜合掌握每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)行為，因材施教，及時(shí)改善課程建設(shè)和學(xué)習(xí)效果.如課堂表現(xiàn)模塊，與都有多種解題方法，課上啟發(fā)學(xué)生給出解題思路，回答好的給出記錄；同時(shí)注意培養(yǎng)學(xué)生的關(guān)聯(lián)能力，如換元法t=1+ex與t=雖然完全不同，但思想方法是類似的，都是通過(guò)換元把分母的二項(xiàng)式變?yōu)橐豁?xiàng)式.

4 結(jié)語(yǔ)

在針對(duì)新工科建設(shè)的大學(xué)數(shù)學(xué)改革的過(guò)程中，課題組經(jīng)過(guò)多次教育教學(xué)研討，探索了在線開放課程應(yīng)用、大學(xué)數(shù)學(xué)實(shí)踐教學(xué)模式、教學(xué)方法、評(píng)價(jià)機(jī)制等方面，按照“重基礎(chǔ)、強(qiáng)能力、拓視野”的原則補(bǔ)充了數(shù)字化教學(xué)資源.以數(shù)學(xué)實(shí)踐教學(xué)體系為切入點(diǎn)，探索建設(shè)了包括基礎(chǔ)工程認(rèn)知、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰τ?xùn)練、建模能力培養(yǎng)、綜合能力提升和創(chuàng)新能力提高的五環(huán)節(jié)實(shí)踐教學(xué)體系.

經(jīng)過(guò)三年的實(shí)踐表明，學(xué)生學(xué)習(xí)大學(xué)數(shù)學(xué)的主動(dòng)性與積極性得到極大的提高，全國(guó)數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽的成績(jī)得到了有效提升，每年都有十余隊(duì)獲得賽區(qū)一等獎(jiǎng)與二等獎(jiǎng)；2019年10月首次參加全國(guó)大學(xué)數(shù)學(xué)競(jìng)賽就有19名同學(xué)分別獲得天津賽區(qū)二等獎(jiǎng)與三等獎(jiǎng).新工科建設(shè)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，需要持久加以探索，本研究由天津城建大學(xué)與天津中德應(yīng)用技術(shù)大學(xué)等高校聯(lián)合承擔(dān)，通過(guò)校際合作，深入研討大學(xué)數(shù)學(xué)課程建設(shè)與課程發(fā)展等一系列相關(guān)問(wèn)題，形成共識(shí)，凝聚合力，通過(guò)大學(xué)數(shù)學(xué)課程改革，推動(dòng)應(yīng)用型本科教學(xué)綜合改革，進(jìn)一步推動(dòng)新工科建設(shè)與發(fā)展.