通識數(shù)學(xué)課程教學(xué)質(zhì)量提升路徑研究

汪紅霞 趙子涵 汪佳念

（南京審計大學(xué)統(tǒng)計與數(shù)據(jù)科學(xué)學(xué)院 江蘇·南京 211815）

0 引言

2018年1月3日的國務(wù)院常務(wù)會議上，李克強總理從國家的戰(zhàn)略高度，一再強調(diào)數(shù)學(xué)科學(xué)的理論價值，但在目前我國高校教育現(xiàn)狀中，數(shù)學(xué)課程尤其是數(shù)學(xué)理論知識的相關(guān)課程沒有得到重視，并且傳統(tǒng)的單向教學(xué)模式已經(jīng)不能夠滿足在互聯(lián)網(wǎng)時代成長起來現(xiàn)代學(xué)生，他們可能擁有比老師更多的獲取基礎(chǔ)知識的渠道，因此簡單的單向輸出會讓他們失去學(xué)習(xí)的興趣和學(xué)習(xí)的動力。與專業(yè)課程或者其他通識教育課程相比較，數(shù)學(xué)課程的作用更有宏觀性和間接性，其實數(shù)學(xué)理論價值的缺失，尤其是高校數(shù)學(xué)課程所體現(xiàn)的思維模式的缺失，對學(xué)生長久和立體的發(fā)展將會造成消極影響[1]。

大學(xué)高等數(shù)學(xué)主要包括微積分、線性代數(shù)和概率論與數(shù)理統(tǒng)計三門主干課，它是理工科和部分文科專業(yè)的重要基礎(chǔ)課，也是大學(xué)生后續(xù)專業(yè)課程學(xué)習(xí)的重要數(shù)學(xué)工具。數(shù)學(xué)課在我國高等教育的人才培養(yǎng)和大學(xué)生綜合素質(zhì)的提高中具有非常重要的作用。以上三門數(shù)學(xué)主干課程概念多、推導(dǎo)多、計算多，以及較強的邏輯性和抽象性，學(xué)生學(xué)習(xí)起來有較大的壓力。為此，國內(nèi)很多兄弟院校都開展了對數(shù)學(xué)類課程的教學(xué)改革。

1 教學(xué)質(zhì)量提升路徑

1.1 分專業(yè)分層次教學(xué)

高校數(shù)學(xué)作為許多專業(yè)的必修課程，是學(xué)生學(xué)習(xí)其他課程的基礎(chǔ)。高校在招生時學(xué)生的知識水平、理解能力與學(xué)習(xí)能力都存在較大差距，如果在今后教學(xué)過程中沒有考慮學(xué)生的整體差異，將學(xué)生按照統(tǒng)一標準進行教學(xué)，教學(xué)將失去針對性，導(dǎo)致部分學(xué)生跟不上教學(xué)進度，從而產(chǎn)生厭學(xué)心理[2]。那么對學(xué)生因材施教、最大限度地調(diào)動學(xué)生的積極性、充分發(fā)揮學(xué)生潛力，在學(xué)習(xí)過程中給予學(xué)生最大的自主空間，成為目前高校數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課程需要解決的首要問題。

在對高等數(shù)學(xué)課程分層次教學(xué)方案制訂時，應(yīng)首先考慮不同專業(yè)對數(shù)學(xué)的不同要求，可以分為理工類、文史類、經(jīng)管類三大類，不同類采取不同的教材。每一類根據(jù)不同學(xué)生數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、學(xué)習(xí)能力等綜合因素，以學(xué)生自愿報名為原則，對學(xué)生進行自愿化分配?？紤]這些綜合因素，充分發(fā)揮分層次教學(xué)的優(yōu)勢，每個類根據(jù)實際情況將學(xué)生分為兩個層次，分為普通班與實驗班，具體如圖1。

圖1：分專業(yè)分層次圖示

普通班與實驗班人數(shù)按一定比例，主要根據(jù)學(xué)生入學(xué)成績與入學(xué)后數(shù)學(xué)摸底考試成績，采取自愿報名、擇優(yōu)錄取的原則。實驗班教學(xué)主要以“加強基礎(chǔ)，注重應(yīng)用，培養(yǎng)研究與創(chuàng)新能力”為原則，主要目的培養(yǎng)科學(xué)研究型人才。普通班教學(xué)主要以“簡化理論，加強應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)習(xí)與創(chuàng)新能力”為原則，主要目的培養(yǎng)科技應(yīng)用型人才。高校數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課程分層次教學(xué)中，為調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，還需引入相關(guān)競爭機制，具體措施為在學(xué)期結(jié)束后，根據(jù)學(xué)生綜合成績將一定比例的實驗班與普通班學(xué)生進行對調(diào)。這不僅有利于激勵普通班學(xué)生，也體現(xiàn)出了教育公平性[3]。

1.2 翻轉(zhuǎn)課堂

“翻轉(zhuǎn)課堂（Flipped Classroom，F(xiàn)C）”作為一種基于IT與Internet的新型教學(xué)模式，重構(gòu)了學(xué)生的學(xué)習(xí)流程，使學(xué)習(xí)主動權(quán)從教師轉(zhuǎn)移到學(xué)生。這種教學(xué)模式是對傳統(tǒng)的“先教后學(xué)”模式的“翻轉(zhuǎn)”，即在課前，學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)終端主動獲取教師創(chuàng)建并發(fā)布在網(wǎng)上的視頻等優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源，完成相應(yīng)的學(xué)習(xí)任務(wù)?；氐秸n堂后，教師與學(xué)生面對面交流，有針對性地運用講授法、協(xié)作法滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，促成學(xué)生的個性化學(xué)習(xí)[4]。與傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式不同具體如圖2所示。

圖2：傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式與翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式對比圖

在翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式中，教師不再是主導(dǎo)角色，而是一個輔助角色，在課堂上，老師負責(zé)講解新知識中定義和概念的部分，剩下的推導(dǎo)證明過程分組交給學(xué)生去討論，比如在利用極限求導(dǎo)函數(shù)的教學(xué)內(nèi)容中，有很多函數(shù)的導(dǎo)函數(shù)學(xué)生在中學(xué)階段就已經(jīng)掌握，但是卻不知道導(dǎo)函數(shù)是利用極限思想求解的，可以讓學(xué)生利用極限思想對比較熟悉的函數(shù)進行驗證。在翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式中，學(xué)生不再是被動地接受老師的強制性灌輸，而是更多的負責(zé)教學(xué)活動中的主要主動主持任務(wù)，由老師教變?yōu)閷W(xué)生學(xué)，對老師提出的問題分組討論，每位同學(xué)充分表達自己的見解和疑問，甚至不同同學(xué)或者不同分組之間有不同觀點的時候還可以展開討論，而不是直接由老師去判斷，比如在講解定積分概念的教學(xué)內(nèi)容中，以曲邊梯形的面積來理解定積分的幾何意義，在極限分割法求曲邊梯形的面積時，每個區(qū)間的長度和每個區(qū)間的近似高度怎樣去選擇，都是值得討論的細節(jié)，爭取多角度多層次地看待問題，最大限度地滿足學(xué)生的個性化需求。

圖3：基于CDIO的數(shù)學(xué)通識課程研究總體框架圖

1.3 信息化教學(xué)模式

信息化教學(xué)模式在傳統(tǒng)教學(xué)模式的基礎(chǔ)上以信息技術(shù)為手段，編寫可視化教材，并增加電子考試平臺、軟件模擬、視頻演示、微信隨堂測、QQ上布置作業(yè)和完成作業(yè)等環(huán)節(jié)，通過課內(nèi)、外相結(jié)合的方式，真正實現(xiàn)了因材施教、因材促學(xué)的目的。實踐證明，改革后的教學(xué)模式不但能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，而且降低了教師的工作強度，提高了教學(xué)效果[5]。

1.4 以賽促學(xué)

以賽促學(xué)最大的現(xiàn)實意義在于能夠提高學(xué)生的綜合能力，無論是哪一專業(yè)的學(xué)生在數(shù)學(xué)學(xué)科的學(xué)習(xí)中都需要借助充分的理論知識作為支撐，更為重要的是真正掌握真正的實踐應(yīng)用能留，并且能夠應(yīng)用數(shù)學(xué)知識來支撐自己今后的工作和生活，讓自己能夠有所進步。競賽過程中，學(xué)生之間的交流有利于思維的迸發(fā)，類似于“頭腦風(fēng)暴”的研究方式，可以極大的帶動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識與創(chuàng)新能力，實現(xiàn)共同進步。與此同時通過參加學(xué)科競賽，學(xué)生能夠在實踐中提升自己的數(shù)學(xué)應(yīng)用技巧和實踐應(yīng)用水平，讓學(xué)生改變一些消極的想法和錯誤的觀念[6]。

1.5 CDIO創(chuàng)新型教育模式

CDIO創(chuàng)新型教育模式具體由Conceive（構(gòu)想）、Design（設(shè)計）、Implement（實施）、Operate（操作）四部分組成，是2000年以來麻省理工學(xué)院、瑞典皇家工學(xué)院等四所大學(xué)共同提出的一種新型教育模式。該理念來源于產(chǎn)品的工業(yè)生產(chǎn)過程，核心理念包括“項目導(dǎo)向”“實踐中學(xué)習(xí)”和“一體化設(shè)計”三方面，重視對學(xué)生基礎(chǔ)知識、創(chuàng)新思維能力、操作能力與合作意識的全面培養(yǎng)。CDIO創(chuàng)新型教育模式符合工程教育以及應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標，有利于培養(yǎng)適應(yīng)當(dāng)代企業(yè)要求的人才[6]。在運用CDIO創(chuàng)新型教育模式進行應(yīng)用型高校數(shù)學(xué)課程改革過程中，應(yīng)按照培養(yǎng)目標、培養(yǎng)標準、課程計劃、教學(xué)方法和評價體系幾方面分別作出改進,建立分類課程體系、設(shè)計模塊化課程結(jié)構(gòu)、創(chuàng)新教學(xué)方法增強實踐能力、改進評價考核方式[7]，具體如圖3所示。

2 結(jié)語

大學(xué)數(shù)學(xué)通識課程在大學(xué)生抽象思維的形成和專業(yè)素質(zhì)的提升中起著重要作用，它培養(yǎng)了學(xué)生的拼搏精神和創(chuàng)新精神，增強了學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和應(yīng)變能力。提高大學(xué)數(shù)學(xué)通識課程的教學(xué)效率是高校數(shù)學(xué)教育中的重要任務(wù)。我們分析了通識數(shù)學(xué)課程教學(xué)質(zhì)量提升路徑，包括分專業(yè)分層次教學(xué)、翻轉(zhuǎn)課堂、信息化教學(xué)模式、以賽促學(xué)，CDIO創(chuàng)新型教育模式。旨在增強通識數(shù)學(xué)課程教育的效果，更好地培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)思維和數(shù)學(xué)素質(zhì)，為提高通識數(shù)學(xué)課程的教學(xué)質(zhì)量做出貢獻。