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以生为本,,多元融合,,推进大学数学教学改革

时间:2022-10-23 14:35:06 来源:网友投稿

摘  要:本文探讨了互联网对大学数学教学改革的一些影响与渗透,介绍了华南理工大学在大学数学课程建设中组建大学数学教学团队,以生为本,以学为主,在师资队伍建设、教学资源建设、学生自主学习、数学技术实验、数学文化培育五个方面进行改革的经验,提出了大学数学教学改革的下一步方案。

关键词:大学数学;教学改革;创新能力;人才培养

高等院校非数学类专业的数学基础课程统称为“大学数学课程”。当前,高速发展的互联网对教育带来了变革,其影响涉及到教学内容、教学方式方法、教育结构乃至整个教育体制,特别是随着“慕课(MOOC大规模在线开放课程)”的引进,学生接受知识的范围大大拓宽,学生可以不受学校身份的限制、不受地区空间的限制,享受优质的教学资源。面对这样一个崭新的信息时代,如何让学生在从各种形式丰富多样的数学资源中获取数学知识的同时,充分体验到发现知识结果的科学探索过程,培养数学能力,提高数学素养,这是对大学数学教育提出的问题和挑战。

华南理工大学在大学数学教育改革探索与实践中,组建了大学数学教学团队,以生为本,以学为主,在师资队伍建设、教学资源建设、学生自主学习、数学技术实验、数学文化培育五个方面进行融合,不断培养学生的数学素养与创新能力。

一、实施“以生为本,多元融合”的大学数学教育改革

1. 老中青结合,整体提升大学数学教学团队师资队伍水平

华南理工大学在第三期“兴华人才工程”建设中,组建了两个校级大学数学教学团队,分别是微积分教学团队、工程数学教学团队。大学数学教学团队带头人享受首席教授津贴,成员享受团队津贴。

教学团队中有一位校级教学名师人,一位广东省优秀教师“南光奖”,并有多位教师曾获省级教学成果奖。大学数学教学团队具有极强的敬业精神和合作精神,是进行大学数学教学改革、提高大学数学教学质量的主要力量。

学校设立了大学数学教学改革指导小组,成员由学院院长和资深教授担任。教学改革指导小组在大学数学课程建设中担任“设计者”和“指导员”,负责课程设置、资源建设、数学实验体系构建等设计工作,指导青年教师,提高教学团队整体教学水平。

大学数学教学团队通过团队成员的优势互补,开展集体攻关,充分发挥团队协作优势,在大学数学课程建设中取得了初步的成绩。近三年,教学团队承担的教学研究项目14项,发表教研论文9篇,获得教学奖12项。

我们还组织青年教师教学研讨班,组织青年教师讲课比赛。安排青年教师为教学优秀的教授做助教,对青年教师实施传、帮、带,通过示范课、听课、集体讨论等提高教学水平。

2. 编写系列教材,录制教学录像,全方位进行教学资源建设

教材是教学之本。从2004年至今,教学团队教师依据学校的基本定位确定教材的难易程度,以促进学生自主学习为出发点,研究国内外多种教材,优化教学内容,组织编写出版了大学数学课程系列教材:《高等数学》(配套《高等数学教学辅导书》)、《线性代数与空间解析几何》、《概率论与数理统计》、《复变函数》、《积分变换》、《数学实验》、《数据挖掘与数学建模》、《数学模型》。

我校“高等数学”、“概率统计”课程是广东省精品课程。我们聘请教学经验丰富的教授和副教授,全程讲授“高等数学”、“线性代数”、“概率统计”三门课程并进行录像。全部教学影像资料放在精品课程建设网站上,所有学生都可以自由观看学习。

3. 开展分级教学,建设网上学习与考试系统,促进学生自主学习

我们根据各类人才培养对数学素质的要求和不同专业对数学基础知识的要求,将微积分类课程分成5个层次。“工科数学分析”(192学时)面向数学基础好、数学学习能力较强,并且专业课对数学知识需求多、要求高的学生,如信息工程卓越班以及计算机科学与技术、软件工程等专业;“全英数学分析”(192学时)面向全英计算机创新班开设;“微积分Ⅱ”(160学时)面向对数学基础知识需求较多的机械类、电类和工商管理类各专业开设;“微积分Ⅰ”(144学时)面向对数学基础知识需求略少的化工类、材料类、生物类、食品类各专业开设;“微积分初步”(64学时)面向数学基础薄弱的艺术设计类和文科类各专业开设。

“大学数学网上学习平台”由网上自主重修平台、答疑平台和自主检测互动平台组成。“大学数学网上学习平台”是对课堂教学的有力补充,它能帮助学生自主学习。在线答疑使教师与学生实时沟通;学生根据自己学习情况选择知识点进行在线测试。“在线考试系统”设有“在线单元测验”,使学生掌握自己学习状况,教师及时发现和解决问题。

“在线考试系统”由题库管理系统、试卷管理系统、用户系统、成绩管理系统、评卷管理系统和考试管理系统六大子系统组成。系统具有自动成卷、存储功能、成绩保存的功能。系统对学生的答卷和教师的阅卷设计了存储功能,教师在网上实行无纸化阅卷。阅卷完成后,学生可以查阅教师对试卷的批改和得分情况。

4. 结合工科背景,创建“三个层面多个模块”的数学技术实验教学体系,成功申报省级实验教学示范中心

我校结合工科学科的特点,以培养学生理解、掌握及应用数学的能力和提高实践创新能力为目的,创建了一套融合数学技术、工程应用、创新活动的三个层面、多个模块的数学技术实验教学体系。例如,针对数字信号处理、材料力学、高分子物理、机械原理等课程,设计了数学模拟仿真实验项目。目前,共设计基础型数学实验项目51项,应用型数学实验项目27项,制作数学实验教学课件31个,设计典型数学实验案例30个。2012年,我院数学技术实验教学中心被评为广东省高等学校实验教学示范中心。

5. 每年举办数学文化周,运用“三位一体”的培养模式,培养学生的创新能力

我校每年在校庆期间举办一次数学文化周活动。在数学文化周活动中,一些教学名师、资深教授面向全校学生开设数学建模培训课程、数学实验培训课程,同时,一些数学教师会介绍自己的科研项目,吸引学生加入,启蒙学生的科研意识。

在大学数学教学改革和实践中,教师把科研项目和成果融入到理论教学和实验教学中,引导大学生了解多种学术观点并开展讨论,提高自主学习和独立研究的能力,将教学、科研、竞赛结合在一起,打造“三位一体”的创新人才培养模式。

学生完成了大学数学课程的学习之后,在教师的指导下,参加数学建模、“挑战杯”等科技创新竞赛及各种科学实践活动。我校学生在历年的全国大学生数学建模竞赛、美国大学生数学建模竞赛以及“挑战杯”竞赛中,屡创佳绩。近3年获全国性的奖励达96项,位居全国高校的前列。

二、大学数学教学改革的进一步设想

1. 深化大学教学改革的理论与实践

大学数学教学无疑是大学创新人才培养中的关键环节。近年来,我校在大学数学教学中以培养学生创新能力为导向,以生为主,探索性地开展了一些大学数学教学改革的理论研究和实践活动。今后,传统教育面对飞速发展的互联网时代,学生变了,教学方式变了,大学数学教学团队的全体教师必须与时俱进,进一步深化教学改革理论,完善教学改革实践机制。

2. 建设教研双优的大学数学教学团队

坚持教学为基础、科研为先导,以科研为动力带动教学水平的提升。教师进行科学研究是提高教学质量的基本需要,一个科研能力弱的教师很难去启迪和培养学生的研究创新能力。充分发挥学术造诣和教学水平双高的教学名师的示范带头作用,吸收科研能力强的青年教师加入大学数学教学团队,引导他们运用自己的科研优势去深入钻研教学内容与教学方法,尽快成长为科研教学都优秀的双优型教师。

3. 加大数字化教学资源的建设力度

当今社会,信息技术飞速发展,信息载体和传播技术不断更新,信息技术在数学教学中的全面应用和渗透正在为大学数学教育开创一个全新的局面。我们设计并不断建设的大学数学网络教学平台,是以传统纸质教学资源为基础,以多媒体、多形态、多途径传播知识为手段的大学数学学习平台。

近两年来,MOOC给传统教学带来前所未有的冲击。为了应对挑战,我校也正在制定MOOC建设计划。大学数学教学团队将积极建设自己的MOOC课程资源,进行基于课堂云的教学设计,并通过多种形式的学习形式,充分调动学生参与学习的积极性,改善学习效果[1]。

4. 推进线上与线下混合式教学模式

我们拟将传统的教学模式与现代网络技术相融合,改变传统的课堂上课教师讲授、课后学生做练习的教学模式,推进课堂教学与在线学习相结合的混合式大学数学课程教学模式[2]。

教学方式是:学生自主选择时间自行观看教学录像视频,在规定时间内完成在线作业或在线测验,在线下的课堂上主要进行师生间的互动研讨,教师作为引导者设计问题,引导学生深入思考并充分讨论。这种混合式教学模式将传统的“以教为主”转向“以学为主”,能够有效地激发学生学术志趣,进而为学生的能力培养起到关键作用。同时,对教师本身的能力也提出了更高的要求。教师要应对讨论式的课堂教学方式,就要做好充分的准备。就工作量来说,原来备课只需讲授内容,课堂上基本上是自问自答,而在讨论式的课堂上不仅要事先设计好要讨论的问题,引导组织学生讨论,还要回答讨论中学生即时提出的各种各样棘手的问题。

5. 以生为主,完善分级教学方式

以学生为中心正在成为很多国家提升教育质量的核心向导。针对不同层次的学生,在我校现有大学数学课程设置的基础上,重点改革以下两种类别的大学数学课程教学:

(1)对设计艺术类、新闻传媒学院和法学院学生开设数学文化类课程。该课程以深浅适度的微积分知识为载体,着重传授数学的思想、方法和精神,提高学生的数学素质,让学生重新发现数学之美。对数学文化课程的考试形式实行多样化,可以以平时作业结合课程报告或论文的形式进行考核。

(2)我校多个学院(电信、力学、材料、机械、化工等)开办了本、硕、博连读的创新班或卓越班,其培养目标是造就一批具有创新精神和创新能力的研究型拔尖人才。对于创新班的学生来说,大学数学课程是最重要的基础理论课程,因此,从数学对创新培养的作用出发,针对我校这样一批精英(300~400人),构建一个良好的数学创新教育环境,以适应创新人才培养的要求,是一个亟待解决的问题。为此,我们拟对这类学生开设小班数学专题研讨课程,研讨课程由学术造诣颇深的教学名师担任指导,由科研水平高、教学效果好的青年教师担任辅导,让学生做课堂的主体,实现与导师的充分交流互动,提高学生的研究创新思维能力。

6. 学用结合,加大数学实验教学,高水平培养大学生的创新能力

在深化大学数学教学改革实践中,我们将以为学生搭建良好的认知结构和认知方式为起点,并依据数学自身的特点来设计多种学习路径,实现培养学生创新能力的宏达目标[3]。继续以数学技术实验教学中心为依托,按照以学生为本,教学、科研、竞赛“三位一体”的创新人才培养模式,开展学生的科学实践与科学研究,提升学生的科研能力[4]。

以培养学生应用数学和实践创新能力为目标,进一步建设数学技术实验课程。通过数学技术实验课,让学生借助计算机和数学软件理解抽象的数学理论,自主探索和研究数学的应用问题,解决许多学生一方面知道数学很有用,另一方面学了数学却不会用的问题。

参考文献:

[1] 李尚志. 我思我行我MOOC[J]. 中国大学教学,2014(12): 4-6.

[2] 朱长江,胡中波,曹阳. 实施“四个转变”推进本科教学改革[J]. 中国高等教育,2013(20):43-44.

[3] 朱长江,徐章韬. 在大学数学教学中寻找认知的固着点:目标、路径和成效[J]. 中国大学教学,2014(10): 48-51.

[4] 李正,项聪,卢开聪,许瀚朗. 华南理工大学创新创业人才培养实践与探索[J]. 中国大学教学,2014(12):29-31.

[基金项目:国家自然科学基金重点项目(批准号:11331005);教育部“创新团队发展计划”项目(批准号:IRT13066)]

[责任编辑:夏鲁惠]

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