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高职数学教学现状与革新

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高职数学课程是高等职业院校开设的公共基础课程,它的主要作用:一是为高职学生学习专业课程和专业技能提供必要的数学知识、数学方法,体现数学课程的工具性;二是培养高职学生用数学方法解决生产、工作中遇到的实际问题的能力,体现数学课程的创新性;三是为高职学生可持续发展和终身学习提供数学思想和思考方法,体现数学的思想性。1999年,教育部在《高职高专高等数学课程基本要求》中提出了高职高专数学课程“以应用为目的,以够用为度”的原则。在这一原则指导下,多数高职院校对高职数学课程的定位是为专业课程服务的基础工具课程,大大削弱了其应有的教育功能。从高职数学课程的定位来看,这一原则是不全面的,不能体现对学生综合素质和创新能力的培养。2006年,教育部《关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》,把工学结合作为高等职业教育人才培养模式改革的重要切入点,带动专业调整与建设,引导课程设置、教学内容和教学方法改革,高职数学教育工作者开展了多方面的课程建设研究,取得了一定的成效,但是仍然存在许多问题制约着高职数学课程的教学质量和教学效果。因而,有必要对高职数学课程的教学现状做深入分析,探究影响高职数学课程教学质量和教学效果的关键问题,提出相应的改革策略,并努力将高职数学课程改革落到实处,切实提高高职数学课程的教学质量,更好地为专业建设服务。为此,本文就我国高职数学课程的教学现状做了探讨,结合我院多年的教学实践和专业建设的需要,提出了相应的改革策略。实践证明我们的改革极大地激发了学生学习的兴趣,显著地提高了教学质量,可以为高职院校数学课程改革提供良好的借鉴。

一、高职数学课程教学的现状分析

我们通过对国内多家高职院校的走访、调研,同时结合我院的实际情况,主要从以下五个方面阐述我国高职数学课程的教学现状,并指出影响教学质量和教学效果的关键问题。

1.高职数学课程体系陈旧,脱离专业培养目标

高职教育肩负着培养面向生产、建设、服务和管理第一线需要的高技能人才的使命。由于我国多数高职院校隶属于本科学校,或者是在中等职业技术学校的基础上成立的,因而其课程体系多为本科压缩版,或者中职扩充版。高职数学课程体系也不例外,由于过多考虑数学学科的完整性,在教学内容上过于注重理论和运算技巧之类的知识,对于数学应用方面的知识介绍的很少,学生通过教材看到的是定义、公式、定理和性质的堆积和罗列,看不到实际应用的案例,学习积极性不高,学习效果不好;有的学生虽然数学基础比较扎实,但是缺乏运用数学知识解决实际问题的能力,不知道学了数学有什么用,在专业学习和实训中遇到问题也不会运用相关的数学知识来解决;不同专业讲授相同的教学内容,与专业相割裂,脱离专业培养目标,服务不足。另外,“工学结合”教学模式的实施导致理论教学课时的减少,但专业课需要保证学生学习一定的专业知识,其他的公共基础课都有文件规定或是有硬性指标限制。于是,在“工学结合”教学模式的改革中首当其冲被大幅削减的就是高职数学课程。在有限的课时中,只够讲解基本的概念、定理和计算方法等。学生的基础比较薄弱,学习自觉性和积极性不高,教师不能经常采用案例教学法,否则会影响教学进度,教学任务都无法按时完成。反过来,单调的教师讲授又很难调动学生的学习积极性,这实际上陷入了一个恶性循环。

2.教学方法、手段和思想陈旧,教学效果不尽如人意

高职院校的数学教师大多都系统学习过教育学、心理学、教材教法等相关的课程,但是在实际教学过程中,并没有或者说不能很好的运用新的教学方法、手段来提高教学质量。目前,多数高职院校的数学课程教学仍然采用传统教学方法,授课内容往往以教材内容为本,以教师讲授为主,忽视教学对象的特征,单纯地讲授数学理论知识,无论是概念的讲解、定理的证明还是例题示范,仍然停留于一种“填鸭式”或“注入式”的教学状态。而专业课程教学中实施的项目教学法、案例驱动式教学法等在高职数学课程教学中没有得到很好地运用。教学过程中即使使用了多媒体课件教学,但也多是教材内容的屏幕化,有些教师甚至上课之前不认真备课,上课只是对着现成的多媒体课件照本宣科,根本没有充分发挥多媒体教学手段的优势,不能有效调动学生的学习积极性。曾有督导组的专家指出某些青年教师过多依赖于多媒体教学,平时不认真备课,一旦遇到突发状况,比如投影仪出现故障,教师就表现出对教学内容比较生疏,教学思路也比较混乱,教学效果可想而知。还有,高职数学课程的教学思想也比较陈旧,过多地强调培养学生的计算能力、逻辑思维能力和空间想象能力,而忽略培养学生应用数学解决实际问题、专业问题的能力和创新意识。这与高职院校培养具有综合素质和创新能力的高技能人才的目标格格不入,自然达不到良好的教学效果。

3.生源多样化,学生数学基础薄弱且参差不齐

近年来,伴随着我国高职教育的蓬勃发展,高职院校数量和在校学生人数不断扩大,许多高职院校都面向全国招生,生源呈现多样化,既有高中生班,也有三校生班或者五年一贯制的学生。高职学生普遍数学基础弱且参差不齐,对新知识的接受能力和逻辑思维能力较差,加之数学课时少,教学任务重,学生对于抽象的数学概念和深奥的数学定理难以理解,学习吃力,毫无乐趣可言,面对枯燥、深奥的数学知识望而却步,部分学生甚至放弃数学课程的学习。比如在讲授《高等数学》时,江、浙、沪的学生中学阶段已经学习了极限、导数等部分内容,而其他省市的学生没有学习过相关知识,课堂上的接受能力明显要差一些。所有这些势必成为高职数学课程教学顺利进行的障碍。

4.专业知识匮乏,教学过程与专业内容相割裂

随着时代的发展和科技的进步,学科之间相互交叉渗透是当代科学技术发展的一个重要趋势。如果说高职院校对专业教师的要求必须是“双师型”人才,那么对数学教师的要求则必须是多学科“复合型”人才。高职院校的数学教师大多数是师范院校毕业,虽然具有高深的数学理论知识,但对经管、机电、机械等专业知识不甚了解,缺少相关专业的实践经验,教学过程中缺乏与专业内容的有机结合,不能为学生后继课程及专业课程的学习奠定一个良好的基础。另外,由于工作量大,教师整天忙于备课、上课、批改作业,无暇顾及教学改革研究,势必影响教学质量和效果。

5.课程考核方式单一,综合素质和创新意识得到压制

高职数学课程的考核方式过于单一,虽然参考平时成绩,但是仍以期末考试的卷面成绩为主。在这种“一考定成绩”的形势下,有些学生只限于上课听听,课后做做作业,不求甚解;有些学生平时根本不用功,考前突击,以为只要背背公式,看看例题就可以考试过关;有些学生甚至认为“及格万岁,多一分浪费”,更有甚者寄希望于考试作弊。在这样的氛围中,学生的学习积极性和主动性很难发挥出来,学生的综合素质和创新意识根本无法得到锻炼和提高。

二、高职数学课程教学的改革策略

我院是在上海市高级技工学校的基础上成立的,同时又隶属于上海工程技术大学。因而,高职数学课程体系兼有本科压缩版和中职扩充版的烙印。自2008年开始,数学教研室开展了广泛的调研,承担了一系列高职数学课程的教学改革工作,积累了丰富的教学经验,有效地提高了高职数学课程的教学质量。下面就我国高职数学课程的教学现状,结合我院的实际情况谈一下近几年我们在高职数学课程教学改革中的探索和实践。

1.重新构建高职数学课程体系,体现为专业服务的宗旨

高职数学课程的学习,不仅要使学生能够掌握必要的基础知识,满足专业课程的学习,而且还要培养学生具有一定的创新能力,为继续深造奠定良好的基础。因而重构高职数学课程体系,必须要明确高职数学课程定位,只有这样才能把握住高职数学课程教学改革的正确方向。高职数学课程不仅是基础课和工具课,还是文化课和核心能力课。在课时有限的情况下,根据专业需要适当地调整教学内容。比如:弱化理论推导部分等,但这并不是盲目地删减教学内容,一定要让学生掌握函数、极限、连续、微积分等必要的数学基础知识。同时,增加数学实验教学内容,提高学生应用数学软件求解高等数学问题的能力。通过对我院相关专业培养目标的学习以及和专业教师的良好沟通,我们采取模块化教学模式重新构建高职数学课程体系,充分体现为专业服务的宗旨。为此,把高等数学课程按层次分为3个模块:基础模块、专业模块(根据专业选修)、和提高模块。其中基础模块涵盖高等数学中的最基本的内容,通过该模块的学习,使学生掌握工程技术、经济管理中常用的数学工具和基本的数学思想,一方面满足后继课程对数学的需求,另一方面使学生具备初步的应用数学知识分析问题、解决问题的能力。专业模块根据专业分为经管类、机电类、机械类三种,充分体现专业性和应用性,为专业课程的学习服务,让学生感受到数学的重要。提高模块主要针对准备继续深造或者所学专业对数学有特殊要求的学生,使学生对目前最新的数学工具及其发展趋势有所了解,为学生今后转岗、深造、终身发展奠基。

2.更新教学方法、手段和思想,切实提高教学质量

构建具有高职特色的课程体系是教学改革的方向,而教学方法、手段和思想的更新才能让教学改革落到实处。首先,根据教学内容的不同主要采取案例式教学法、讨论式教学法、问题驱动教学法等。高职数学课程中的一些概念一般都是由实例出发,从客观事物的数量关系中抽象出来的。我们在导入时应尽量选取学生熟悉的实例来还原现实情景背后的数学,使学生感受到这些概念不是人为的硬性规定,而是与实际生活有密切的联系。例如:在讲授极限概念的时候,启发引导学生参与庄子的“一日之椎,日取其半,万世不竭”和刘徽的“割圆术”的讨论,让学生直观理解极限的思想,同时也可培养学生的爱国主义情操。在讲授导数应用的时候,可以要学生讨论如何掷铅球才能将铅球抛的最远,以此让学生知道生活中处处都要用到数学知识,以此激发学生学习数学的兴趣。其次,通过年老和年轻教师的结合促进教学手段的更新。传统的教学手段是粉笔加黑板,节奏慢,但是容易保持学生的思考与老师的板书同步,特别是公式的推导、计算或证明过程,有利于保持学生的思维过程的连续性。

清晰、美观、丰富、生动的多媒体课件,不仅为老师节省了大量的板书时间,提高了教学效率,而且可以形象直观地展示那些不方便在黑板上画出来的空间图形,还可以用动画来演示难以理解的“无限趋近”、“无限分割”的过程,给学生提供了良好的学习氛围。比如定积分和二重积分的概念历来是个难点,用动画演示“分割、近似、求和、取极限”的过程,学生就便于理解,容易接受了。这种信息量大、形象直观、生动活泼的教学方式是“粉笔+黑板”所无法比拟的。因此,针对高等数学课程的特点,采用传统教学手段和多媒体技术相结合的方式,可以充分发挥各自的优势,不仅可有效缓解课时少而教学内容多的矛盾,而且可以激发学生的学习兴趣,也方便学生根据多媒体课件自学或复习。事实上,老教师教学经验丰富,但对计算机技术不够熟悉,年轻教师计算机水平较高,教学技能需要锻炼,二者结合,扬长避短,充分发挥传统教学和现代教学的优势,既继承了老教师的丰富经验,又调动了年轻教师不断学习、不断追求教学改革的动力。再有,在课时有限的情况下,通过对实际案例的分析、求解和讨论,将数学建模思想渗透到数学课程教学中,形成“理论联系实践,实践促进理论”的良性循环。比如:在高等数学部分,讲解人口阻滞增长模型、保险收益模型等;在线性代数部分,讲解投入产出模型等;在概率论与数理统计部分,讲解色盲问题等,让学生进一步高等数学课程在实际问题中的应用。

3.采取分层教学法,调动学生的学习兴趣和积极性

在教学过程中根据生源多样化的特点,采取分层教学法。实行分层备课、分层上课、分层作业、分层辅导、分层考核,充分调动每个学生的学习兴趣和积极性,才能收到良好的教学效果。首先要熟悉学生,根据学生的数学基础和学习能力进行综合分析,分类建档,将学生分为优秀生、中等生和基础生。根据教学大纲,对各个层次的学生制定相应的教学目标,可以分层上课,也可以在教学过程中明确教学目标,告诉学生哪些是必须掌握的,哪些是理解的,哪些是了解的。在课堂练习和布置作业时,教师要精心设计,尽可能让各层次学生都能对所学知识进行强化训练,以达到巩固知识的目的。在考试时同样要体现层次,可设计适应全体同学的必做题和面对各个层次学生的选做题,充分调动各个层次学生的积极思维。当然,学生也是在不断发展与变化的,通过考核和平时了解,可适时调整各个层次的学生结构。在教学中运用分层教学法,既尊重个性,体现差异,又激发活力,促进发展;激发不同层次学生的学习欲望,提高学生学习的有效程度,既符合素质教育全面发展的原则,利于学生健康心理的形成和整体素质的提高。

4.社会实践(挂职锻炼),打造高素质的教学、科研团队

面对学习基础薄弱,学习积极性不高,自学能力有限的高职学生,要想在教学上有所创新,有所突破,让学生体会到数学的作用在现实生活中无处不在,逐渐喜欢数学,对高职数学教师来说是一个极大的挑战。高职数学教师不仅要有良好的职业道德、过硬的专业基础和教学技能,还要不断提高自己科研能力和创新能力,积极探索数学在经管类、机电类、机械类等专业中的应用,为教学拓展空间、积累素材,让数学课程的教学内容变得丰富、生动、贴近生活,服务学生的专业学习。高职数学教师除了加强平时的文献方面的积累,也应该加强和专业教师的交流,还应该走出学校,到兄弟院校或者生产、建设的第一线去参观考察、学习交流,参加相关的交叉学科的专业培训等,多方面、多渠道提升自己的综合能力。为了进一步加强中青年教师实践能力和创新素质的培养力度,努力提高中青年教师专业教育教学水平,学院于2008年开始支持中青年教师结合本学科和专业建设,到相关生产、科研和管理第一线参加社会实践(挂职锻炼),并作为职称晋升的必要条件之一。三年来,学院40多名教师参加了社会实践(挂职锻炼)。通过对相关教师的跟踪调研,我们发现这些教师在和学生沟通时不再局限于课程的内容,而是从生产、建设的第一线中的实际问题展开讨论,极大地提高了学生学习相关课程的兴趣。作为高职数学课程的教师,在这方面做的还不是很好,目前仅仅停留在与专业教师的日常沟通上,缺乏相关专业社会实践(挂职锻炼)的经验。

5.多方位考核、综合评定,促进综合素质和创新能力的培养

教学思想和方法的改革要求教学评价机制也随之改革。近年来,全国大学生数学建模竞赛深受高职院校师生欢迎。通过大学生数学建模竞赛,对学生的自学能力、创新能力、团队协作精神以及应用数学解决实际问题和专业问题的能力都有了极大的促进作用。借鉴全国大学生数学建模竞赛的评价模式,我们对高职数学课程的考核方式进行了初步探索。我们尝试多方位考核、综合评定成绩的方法,把考试和教学结合起来,不仅考查平时学习情况和对基本知识的理解与掌握程度,还考查学生应用数学的能力。学生的总评成绩由平时成绩、开放式考试成绩和期末考试成绩三部分组成。其中,平时成绩(占20%),包括平时作业、课堂讨论、课堂测验等;开放式考试成绩(占30%),这部分考核以数学建模的方式进行,由学生自由组合,三人一组,教师事先设计若干题目任由学生选择,在规定的时间内,学生根据需要查找相关资料,借助数学软件求解,并对计算的结果进行数据分析,结合实际给出可行性建议,最后以数学建模论文的形式提交作业;期末考试成绩(占50%),这部分以考核学生基本概念、基本计算能力为主,按传统的考试方式进行,并由任课教师提交相应的成绩分析报告。实践证明,这样的考核方式既有利于帮助学生端正学习态度,克服恐惧感,又有利于培养学生的自学能力,为终身学习打下基础,更有利于培养学生应用所学的数学知识解决实际问题和专业问题的主动性和创造性。

上述五个方面的改革策略相互联系、相互影响、相互渗透。教师是教学改革的实践者,在教学改革中起关键作用,应该努力平衡好各个方面,多方面、多渠道促进教学改革,切实提高教学质量。

三、结语

近几年,我们通过重新构建高职特色的数学课程体系、更新教学方法、手段和思想、采取采取分层教学法、社会实践(挂职锻炼)、多方位考核、综合评定等多方面的教学改革,教学效果和教学质量得到明显改善。尤其在以下三个方面取得重要的成果:第一,大大提高了高职学生学习数学的兴趣和积极性,一定程度上改善了学生的厌学情绪。第二,学生的数学成绩明显提高,而且将数学思想融入到专业课程学习的能力也有所增强,受到了专业课老师的认可。第三,学生在全国大学生数学建模竞赛中屡获多种奖项。自2008年首次参加全国大学生数学建模竞赛以来,连续三年共组10支队伍参赛,分别获得全国一等奖1个,二等奖2个,上海市一等奖3个,上海市二等奖3个、上海市三等奖3个,参赛队伍获奖率达90%。当然我们在教学改革中也有一些不足之处,比如不能照顾到每一个学生,仍然有个别学生的数学课程考核不合格,这些都需要进一步的实践和探索。

作为高职数学课程的教师,我们将在相关课程的教学改革中积极探索,为职业教育培养具有综合素质的高技能应用型人才,为专业建设提供智力支持,在高职数学课程的实践教学中形成自己的特色,致力于学生的全面发展和创新能力的培养。