強基礎,重應用,突出創新能力

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強基礎,重應用,突出創新能力

摘要:大學數學課程作為非數學專業學生重要的公共基礎課,為學生學習專業課和繼續深造打下扎實基礎。通過加強師資隊伍建設,提高了教師水平;加強課程資源建設,為學生提供多元化的選擇;多措并舉,狠抓課堂教學質量,注重能力培養,該課程通過7年的建設、改革和實踐,人才培養質量逐年提高。

關鍵詞:大學數學;教學改革;創新能力大學數學(高等數學、線性代數、概率論與數理統計)教育,量大而面廣,是理工科專業的重要基礎課程,為學生學習專業課和繼續深造打下寬廣扎實的基礎;培養提高學生的數學素質包括:概念理解能力、計算能力、邏輯推理能力、空間想象能力、綜合運用能力和應用創新能力。傳統教學模式方法單一、學生的知識拓展能力、應用創新能力不足等問題日益突出,適應多學科人才培養的大學數學教學改革已成為亟待解決的重大問題。

一、加強師資隊伍建設,提升教師業務能力

采取培養與引進并舉、支持與重用并舉的措施,解決了教師數量不足,年齡結構、職稱結構不合理等問題。支持教師攻讀碩士、博士學位,選派有潛力的青年教師參加講課比賽,取得明顯成效,教師年齡結構、職稱結構趨于合理。加強學科帶頭人、課程負責人的培養與提升。完善教師培訓體系,促進教師專業發展。在培訓內容和形式上力求有所創新,采取“走出去、請進來”等多種方式對教師進行專業技能等方面的培訓,聘請省級教學名師為西安交通工程學院兼職教授,邀請數學建模優秀團隊來校交流,并建立長期合作關系。開展線上線下培訓,涵蓋教學方法、教學研究和科學研究等內容;積極落實青年教師導師制,為每位新入職的青年教師配備指導教師,幫助青年教師成長;定期組織集體備課,進行教學法討論,整體提升教師的教學水平。

(一)實施“教師系統培訓工程”,開展教師培訓、教學競賽和教學研究系列活動。重視青年教師的培養,采取“引進來”與“走出去”相結合的方式,提高教師隊伍整體素質使青年教師增長見識,明確方向,提高業務水平。邀請省級教學名師來校開展專題講座;邀請全國微課比賽一等獎、陜西省講課比賽二等獎獲得者做教學提升專題報告;組織青年教師參加省級、校級教學競賽;開展青年教師講課比賽、創新課堂講課比賽、課程思政講課比賽等專項教學競賽,提升青年教師運用先進教學方法的能力,取得明顯成效。

(二)嚴格落實青年教師導師制,幫助青年教師成長。1.定期組織集體備課。進行教學法討論我們的青年教師占比較高,絕大部分青年教師未經過助教環節,入職就走上講臺。如何在現有條件下提高教師業務水平,盡快補齊短板,提高整體教學質量?西安交通工程學院堅持集體備課制度,規范教案撰寫,在集體備課中搞教研,并將傳、幫、帶在集體備課中加以落實,通過這些舉措,老師們明確了要求,提高了認識,且使大家共享好的教學方法,增強了凝聚力,提高了授課質量。2.認真落實領導干部、督導聽課制度。認真落實領導干部、教研室主任、部門督導聽課制度,每學期聽取得了高等數學、線性代數、概率論與數理統計等課程300余節次,課后與每一位教師一一進行反饋、交流,幫助教師成長。

二、狠抓課程建設

(一)教學改革項目的數量、質量明顯提升。針對應用型院校人才培養的需要,教學團隊積極開展教學研究、教學改革,探索以問題為導向、以學生為主體的教學模式的改革。根據專業調整、更新大學數學教學內容,以滿足后續專業課程對數學知識與技能的需求。優化教學大綱,根據大綱修改教案,在教案中融入課程思政,以此為基礎開展高等數學課程教學內容、教學方法的改革。近年來,共承擔省級、校級教改項目12項,發表教改論文20余篇,建成省級一流課程1門,校級精品課程2門。青年教師參加省、校級講課比賽、微課競賽和課堂創新競賽等獲獎共計10項。

(二)進一步豐富線上教學資源,提升學生學習興趣。教學團隊深入交流、反復溝通,確定教師講解費勁、學生理解困難的核心知識點,進行教案設計,教研室反復打磨,精心打造一批質量較高的微課,用于學生的課前預習、課堂教學、課后復習,幫助學生深入理解相關基本知識,豐富線上教學資源,提升學生的學習興趣。教學團隊與智慧樹合作,歷時一年半的時間反復打磨,完成省級一流課程《高等數學》600多分鐘的視頻錄制工作,現已經上線,供學生日常學習使用。

(三)課程設計典型案例集初步形成。精選教學內容,優化教學大綱,并在教學大綱中融入思政元素,充分發揮課堂教學的主渠道,把知識傳授、能力培養、思想引領融入課程教學的全過程,構建“三全育人”格局,實現思想政治教育目標與學生成長發展需求一致性。把大學數學教學的知識性統一起來,在傳授和學習數學知識的同時,對學生進行思政教育,初步形成課程設計典型案例集1部。

(四)“打出組合拳”——多措并舉,保障課堂教學質量穩步提升。1.采用分類分層教學方案。根據民辦本科院校學生的特點以及西安交通工程學院的教學實際,實施分類分層的教學模式。根據各專業的特殊要求以及培養不同層次學生的需要,把大學數學課程分為三大類(交通運輸類、人文管理類、工程信息類),分別制定了教學大綱和培養計劃,確定了相應教材。強化課后分層輔導,進行分類培養。分類教學和分層輔導方案的實行,使學生得到了很好的發展,取得良好的教學效果。2.加強教學基本功的訓練。定期舉辦講課比賽和評課活動。堅持每周一次的教學法活動,對每次課的教學內容,進行集體討論,集思廣益,形成統一的教學體系;有選擇地合理運用多媒體教學,增加課堂教學信息量,與教學基本功訓練有機結合,從整體上提高了教學質量。3.以講授為主、講練結合、提問、討論、培養。學生創新能力等多種方法進行教學對理論性強、概念抽象的基本知識,以老師講解為主,讓老師通過啟發式教學,講清、講透,特別是要將其中蘊藏的創新思維方法傳授給學生。對應用性較強的內容,通過師生討論、學生自學等多種方法培養學生自主學習,積極探索的能力。習題課和章節總結課,采用以老師為主導、學生為主體,引導學生歸納本章的知識網絡結構,總結解題方法技巧,進一步深入思考和推廣有關定理、法則等。4.在日常教學中突破重、難點的方法。對于理工科類大學數學課程,講授時一般以物理、力學和工程中的數學模型為背景引出問題,采取啟發式教學,運用現代化教學手段,講清思想,加強基礎;注意連續和離散的關系,加強函數的離散化處理,注意培養學生研究問題和解決實際問題的能力;注意教學內容與建立數學模型之間的聯系。在微積分學的應用中,更加關注物理模型的建立和研究思想。在講授曲線與曲面積分的有關內容時,更加注意可接受性,采用由直觀到抽象、由特殊到一般的方法循序漸進,逐步深入。對于重點難點內容多配備題目,課堂講解通過典型例題的分析過程和解決過程掌握重點,突破難點;課外布置一定量的練習題,課后均安排答疑。5.注重能力培養。通過數學建模課課堂教學,讓學生學會運用數學語言來表述所研究的對象,即建立數學模型,在此基礎上運用數學的理論和方法進行分析和計算,為解決實際問題給出定量的結果或定性的數量依據[3]。通過數學建模的訓練,要求學生掌握準確快捷的計算方法和嚴密的邏輯推理,更需要增強學生用數學工具分析和解決實際問題的能力。引導學生將日常生活中遇到的問題運用建模的方法來解決,增強學習的興趣,提高學生用數學知識和現代化手段解決實際問題的能力,讓學生切實體會到數學的作用。定期舉辦大學生數學競賽和數學建模競賽,提高學生的學習積極性。

三、建章立制,規范教學過程、改革考核方式,教學質量評價的優秀率大幅提升

嚴格執行教學主要環節質量標準,進一步加強教學過程管理。要求全體教師嚴格執行《集體備課制度》《學生平時成績過程考核辦法》《教案規范辦法》《本科生課程考核與成績管理辦法(修訂)》等規章制度,做到教學全過程可監控、可評價、有記錄。用制度規范教學過程,同時改革考試內容和考核方式(過程考核與期末考試并重)。試題中加強了概念題、應用題,也適當增加開放題、討論題,注重數學基本素養和數學應用能力的測試。在大學數學幾門課程的考試中,我們采用“平時成績+期末考試”的考核模式,適當增加平時成績的比例。平時成績注重課堂考勤、課堂表現、課堂筆記、作業和單元測驗等方面的考核,期末考試注重對基本概念、基本理論、基本方法以及數學應用能力的測試。要求教師在了解學生、關注學生、關心學生的前提下開展教學工作。充分認識到盡管學生入學成績較低,但是大部分學生有上進心,主要問題是沒有形成良好的學習習慣、沒有找到適合自己的學習方法。針對這樣的現狀,如何在教學過程中培養學生良好的學習習慣?我們從加強過程管理入手,要求教師在日常教學管理中要求教師嚴格執行《學生平時成績過程考核辦法》,增強學生學習的主動性和積極性。教學實踐證明,平時成績占總評成績的30%,對西安交通工程學院學生來說是完全合理的,關鍵是如何進行量化考核?而量化考核的目標是讓學生在課堂上“把頭抬起來,提出問題來”,深入參與課堂教學。要求教師在第一堂課上告知學生平時考核要求,最后一次課公布平時成績,根據課程學時一般3周左右檢查一次課堂筆記。通過加強過程管理,通過平時成績的量化考核,幫助學生培養良好的學習習慣。通過四年的運行,成效顯著:上課玩手機現象逐漸減少,聽課率大幅增加,課堂氣氛活躍,整體學風有所改善,考試成績明顯普遍提升。教學質量評價的優秀率大幅提升,80%的大學數學任課教師教學質量評價排名進入學校前20%。聚焦評價改革,加強考試管理。建立考試命題質量監測制度,加強命題研究,開展試題質量評估,提升命題水平,用高質量的考試引領教學改革。

四、用現代信息工具改造大學數學課程,提升學習效率

用Matlab和建模實踐改造大學數學課程,將工科背景、應用實例和科學計算軟件融入大學數學課程中,激發學生學習興趣、幫助學生深入理解教學內容、加大課堂容量,同時提高課程本身的教學水平,培養學生的創新能力以及用數學解決復雜問題的能力。

五、強基礎、重應用,突出創新能力

加強課程的基本概念、基本理論、基本方法的講授與訓練,逐步提高學生的數學素質。注重基本概念和基本定理的幾何背景和實際應用背景的介紹,加深學生對基本概念、基本理論的理解和掌握,激發學生學習的積極性和主動性。教學內容注意理論聯系實際,對交通運輸類和工程信息類學生重點介紹在幾何和物理方面的應用;對人文經管類的學生重點介紹經濟應用,培養學生應用所學知識去解決實際問題的基本能力甚或創新能力,提高學生的學習興趣。引導學有余力的學生,拓展知識面,加入數學競賽、數學建模興趣班,進一步培養學生的應用能力和創新能力。

(一)“高教社杯”全國大學生數學建模競賽成績顯著。最近幾年全國大學生數學建模競賽中榮獲國家一等獎1項,二等獎1項,陜西省一等獎4項,二等獎18項。兩名老師獲得省級優秀指導教師榮譽稱號。最近三年西安交通工程學院全國大學生數學建模大賽獲獎統計

(二)全國大學生數學競賽取得優異成績。第十二屆全國大學生數學競賽榮獲陜西賽區一等獎7項、二等獎11項、三等獎19項。第十三屆全國大學生數學競賽榮獲陜西賽區一等獎9項、二等獎15項、三等獎28項。7年來,近1萬名學生接受了大學數學課程的教學,專業課程教師普遍反映學生的計算能力、邏輯推理能力、空間想象能力逐年提升。在西安交通工程學院近幾年的畢業生中,近95%的優秀畢業生具有概念理解能力強、邏輯思維能力強的特點。經過7年的建設,師資隊伍數量充足、結構合理,高層次、高職稱教師堅持在一線教學,在日常教學中多措并舉保障課堂教學質量穩步提升。團隊教師積極推動教學改革、課程建設,形成了省級一流的優質教育資源,優化學生成長環境。教學中滲透數學建模思想,重視數學在軌道交通、電氣工程、土木工程等領域應用能力的培養,成果受益面大,人才培養質量高。希望通過該課程的改革與實踐,能夠為應用型本科院校公共課建設提供一些有益的幫助和借鑒。

參考文獻

[1]宋長明,張建林.基于數學建模能力的應用型人才培養模式探索[J].教育理論與實踐,2016,36(33):7-9.

[2]王翠芳.應用型人才培養模式下高等數學混合式教學改革探索[J].齊魯師范學院學報,2018,33(3):27-30.

[3]劉娟.概率論與數理統計案例教學探討[J].當代教育理論與實踐,2014,6(12):36-37.

作者:衛軍超 常在斌 胡珍妮 單位:西安交通工程學院

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