薛婷婷 曹小紅 常治國 馬萬杰

摘要：針對普通高等工科院校高等數(shù)學(xué)教學(xué)過程中存在的問題，提出基于專業(yè)需求的高等數(shù)學(xué)教學(xué)改革。以采礦工程為例，通過對專業(yè)需求的分析，從合理配備師資、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、改革教學(xué)方法三方面提出具體改革方法，提升了教學(xué)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)“因?qū)Ｊ┙獭钡呐囵B(yǎng)要求。

關(guān)鍵詞：專業(yè)需求；高等數(shù)學(xué)；師資配備；教學(xué)改革

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）09-0128-02

一、概述

高等數(shù)學(xué)是工科類專業(yè)課程設(shè)置中必不可缺的一門基礎(chǔ)課程，在工程技術(shù)、金融、機(jī)械等科學(xué)領(lǐng)域，其數(shù)學(xué)思想和方法有著廣泛的應(yīng)用，是解決實(shí)際問題必不可少的工具[1]。然而，在高等數(shù)學(xué)這門課程的講授過程中，經(jīng)常遇到學(xué)生反映“這么煩瑣的公式推導(dǎo)，學(xué)了有什么用？”此類問題，即使是已參加工作的學(xué)生也認(rèn)為，在實(shí)踐工作中很少能直接將高等數(shù)學(xué)的知識用來處理實(shí)際問題[2]。因此，如何切實(shí)加強(qiáng)學(xué)生對高等數(shù)學(xué)的認(rèn)同感，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)的理念和思想處理問題的能力，是高等數(shù)學(xué)改革中重要的課題。

新疆工程學(xué)院是一所以煤礦工程教育為主體的工科類高等院校，學(xué)校始終立足新疆，服務(wù)工業(yè)，堅(jiān)持把學(xué)科專業(yè)建設(shè)作為打造學(xué)校核心競爭力的關(guān)鍵，不斷調(diào)整優(yōu)化學(xué)科專業(yè)結(jié)構(gòu)，建設(shè)了一批有較強(qiáng)優(yōu)勢的工科專業(yè)，如采礦工程、安全工程、資源勘察、機(jī)械工程、化工礦物與加工等，為地方優(yōu)勢特色和支柱產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了強(qiáng)有力的人才保證和智力支持。

二、新疆工程學(xué)院高等數(shù)學(xué)教學(xué)過程中存在的問題

1.課程設(shè)置方面，從新疆工程學(xué)院人才培養(yǎng)方案和課程體系設(shè)置中可知，高等數(shù)學(xué)作為一門通識基礎(chǔ)課，一般采用全校統(tǒng)一安排的方式，不同的專業(yè)上一樣的課，且任課老師隨機(jī)安排，基礎(chǔ)課與專業(yè)課聯(lián)系不緊密，針對性不強(qiáng)。所有專業(yè)，均采用通用的高數(shù)教學(xué)體系，不能滿足不同專業(yè)對數(shù)學(xué)重點(diǎn)知識點(diǎn)的特定需求。

2.在師資配備上，由于近幾年學(xué)校的迅速發(fā)展，未能及時(shí)補(bǔ)充數(shù)學(xué)教師的空缺。另外，部分年輕教師進(jìn)修或者出國訪學(xué)，使得在校教師教學(xué)壓力倍增。部分老師一人承擔(dān)多個(gè)專業(yè)的高數(shù)課程，在備課時(shí)不能針對不同專業(yè)對數(shù)學(xué)的需要進(jìn)行案例準(zhǔn)備，在授課時(shí)引用的實(shí)例也與該專業(yè)結(jié)構(gòu)無任何關(guān)聯(lián)。同時(shí)，由于缺乏對特定專業(yè)及課程的了解，使得教師在授課過程中習(xí)慣于專業(yè)數(shù)學(xué)知識的講授，只注重保證授課的完整性與系統(tǒng)性，而忽略了專業(yè)需求性與實(shí)踐性。

3.從學(xué)生方面來看，高等數(shù)學(xué)都集中安排在學(xué)生入學(xué)第一年，學(xué)生仍然沿襲著高中的高強(qiáng)度做題和死記硬背的習(xí)慣，對自己專業(yè)了解還不夠深入。經(jīng)常出現(xiàn)這樣的情況，學(xué)生上課能聽懂，定理和公式會推導(dǎo)，書上的練習(xí)題會做，但不明白這樣做有什么意義。學(xué)生僅把高數(shù)作為一門課程看待，為了考試順利通過，大量做題背定理，而不了解高等數(shù)學(xué)與本專業(yè)的聯(lián)系，沒有將數(shù)學(xué)知識用于解決現(xiàn)實(shí)問題的思路和能力，逐漸造成了學(xué)生對數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)積極性不高，甚至出現(xiàn)抵觸情緒。

專業(yè)應(yīng)用的領(lǐng)域不同，對數(shù)學(xué)的需求重點(diǎn)是存在差別的，因此在課程設(shè)置時(shí)，應(yīng)充分考慮課程與專業(yè)的需求，才能更好體現(xiàn)“因?qū)Ｊ┙獭钡呐囵B(yǎng)要求[3]。

三、研究對象的選取

本文選取新疆工程學(xué)院采礦工程露天開采專業(yè)作為研究對象，分析高等數(shù)學(xué)教學(xué)與采礦工程專業(yè)學(xué)生數(shù)學(xué)知識與技能需求之間的關(guān)系，以期通過該專業(yè)的研究結(jié)論為其他專業(yè)的數(shù)學(xué)課程改革提供參考。根據(jù)人才培養(yǎng)方案，該專業(yè)第1學(xué)年分兩學(xué)期開設(shè)高等數(shù)學(xué)，共計(jì)176學(xué)時(shí)，11學(xué)分，屬公共必修課程。在后續(xù)的課程體系中，理論力學(xué)和礦山巖石力學(xué)中很多專業(yè)知識都是通過高等數(shù)學(xué)的知識推導(dǎo)出來的，而這些專業(yè)基礎(chǔ)課又是露天礦邊坡穩(wěn)定、露天礦爆破工程等課程的基礎(chǔ)理論依據(jù)。因此，針對采礦工程高等數(shù)學(xué)教學(xué)時(shí)，應(yīng)充分考慮高等數(shù)學(xué)與采礦專業(yè)其他課程之間的聯(lián)系，在備課、授課及重點(diǎn)知識點(diǎn)的講解過程中，盡可能將課本知識與專業(yè)需求相聯(lián)系，以便于學(xué)生消化、吸收。

四、采礦工程專業(yè)需求與高等數(shù)學(xué)教學(xué)改革

考慮專業(yè)需求的高等數(shù)學(xué)教學(xué)改革的任務(wù)和目標(biāo)為：在高等數(shù)學(xué)授課時(shí)，充分考慮其對專業(yè)需求的作用，將學(xué)生所需專業(yè)知識與高等數(shù)學(xué)教學(xué)相結(jié)合，引入和編制與本專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃課程相關(guān)的實(shí)例，增強(qiáng)學(xué)生對專業(yè)領(lǐng)域的認(rèn)同感，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。具體可從以下幾個(gè)方面進(jìn)行改革。

1.突出專業(yè)特色，科學(xué)配備師資。高校院校數(shù)學(xué)專職教師一般畢業(yè)于國內(nèi)外高校的數(shù)學(xué)專業(yè)，理論基礎(chǔ)扎實(shí)，專業(yè)性強(qiáng)，但由于自身知識體系的限制，讓老師對所在學(xué)校的所有專業(yè)都了解是不現(xiàn)實(shí)的，也很難做到。但是，學(xué)校的專業(yè)設(shè)置一般情況是不會變的，這樣就可以將某個(gè)專業(yè)長期固定幾位任課教師，由其負(fù)責(zé)該學(xué)科或?qū)I(yè)課程與高數(shù)教學(xué)工作的銜接。例如本文研究對象采礦工程專業(yè)，自2012年新疆工程學(xué)院升本至今，該專業(yè)每年都能固定招收1—2個(gè)班級。任課教師可通過對該專業(yè)課程的安排，熟悉本專業(yè)學(xué)生2—4學(xué)年課程中與高等數(shù)學(xué)緊密結(jié)合的知識點(diǎn)，在授課過程中，將這些知識點(diǎn)引入到高數(shù)的教學(xué)過程中，比如材料力學(xué)里面計(jì)算應(yīng)力分布的時(shí)候，往往就要用到積分；流體力學(xué)里面分析流體微元的受力情況的時(shí)候，實(shí)際上是用的泰勒二次展開的近似值；等等，從工程背景出發(fā)，通過解決實(shí)際問題吸引學(xué)生對本專業(yè)知識的學(xué)習(xí)興趣[4]。

2.結(jié)合專業(yè)需求，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容。高等數(shù)學(xué)主要包括函數(shù)與極限，一元函數(shù)微積分，向量代數(shù)與空間解析幾何，多元函數(shù)微積分，級數(shù)，常微分方程等內(nèi)容，是每個(gè)應(yīng)用型本科專業(yè)學(xué)生必須要掌握的基礎(chǔ)知識，然而，不同領(lǐng)域的知識體系不同，對高數(shù)需求的重點(diǎn)是不盡相同的[5]。例如經(jīng)濟(jì)類專業(yè)對集合與函數(shù)、概論統(tǒng)計(jì)、線性規(guī)劃等知識有較強(qiáng)的需求，機(jī)械類專業(yè)對函數(shù)與方程、解析幾何、立體的空間關(guān)系等知識要求相對較高，采礦工程專業(yè)關(guān)注礦山安全與經(jīng)濟(jì)優(yōu)化研究，因此需要更多的極限、微積分和線性優(yōu)化等方面的知識。因此，這就需要承擔(dān)相關(guān)專業(yè)高等數(shù)學(xué)教學(xué)任務(wù)的教師及時(shí)了解該專業(yè)所需的數(shù)學(xué)知識，在此基礎(chǔ)上合理安排、整合教學(xué)內(nèi)容，構(gòu)建高等數(shù)學(xué)教學(xué)新框架，在重點(diǎn)需求的知識點(diǎn)部分投入更多的教學(xué)資源，緊密高等數(shù)學(xué)和專業(yè)需求的連接。

3.改革教學(xué)方法，提高學(xué)生興趣。在學(xué)生的認(rèn)知中，高等數(shù)學(xué)是一門“枯燥”的學(xué)科。進(jìn)行教學(xué)方式改革，其目的就是提高學(xué)生的積極自主性。因此，在教學(xué)過程中，任課老師不僅要重視理論與計(jì)算，更應(yīng)重視如何讓學(xué)生更容易消化吸收。對此，可在教學(xué)過程中采用一些先進(jìn)的教學(xué)方法[6]，如應(yīng)用問題驅(qū)動法，由露天礦邊坡體滑坡時(shí)瞬時(shí)速度引入導(dǎo)數(shù)的概念；采用案例教學(xué)法，從露天礦剝采比的分析引入極限的概念；采用數(shù)學(xué)軟件輔助教學(xué)等，讓學(xué)生參與到教學(xué)過程中，調(diào)動學(xué)生的積極性，充分發(fā)揮現(xiàn)代教學(xué)方法的作用。

五、結(jié)語

基于專業(yè)需求的高等數(shù)學(xué)教學(xué)改革是一項(xiàng)需要教師們不斷探索，與時(shí)俱進(jìn)的長期任務(wù)。在不斷提高自身專業(yè)教學(xué)水平的同時(shí)，還需積極關(guān)注學(xué)生專業(yè)課程設(shè)置及課程改革。通過對專業(yè)需求的分析，明確需要重點(diǎn)講授的知識點(diǎn)，合理配備師資力量，以此優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，改革教學(xué)方法，提升教學(xué)質(zhì)量，最終實(shí)現(xiàn)“因?qū)Ｊ┙獭钡呐囵B(yǎng)要求。

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