以生為本 多元融合 推進大學數學教學改革

朱長江+郭艾+楊立洪

摘??要：本文探討了互聯網對大學數學教學改革的一些影響與滲透，介紹了華南理工大學在大學數學課程建設中組建大學數學教學團隊，以生為本，以學為主，在師資隊伍建設、教學資源建設、學生自主學習、數學技術實驗、數學文化培育五個方面進行改革的經驗，提出了大學數學教學改革的下一步方案。

關鍵詞：大學數學;教學改革;創新能力;人才培養

高等院校非數學類專業的數學基礎課程統稱為“大學數學課程”。當前，高速發展的互聯網對教育帶來了變革，其影響涉及到教學內容、教學方式方法、教育結構乃至整個教育體制，特別是隨著“慕課（MOOC大規模在線開放課程）”的引進，學生接受知識的范圍大大拓寬，學生可以不受學校身份的限制、不受地區空間的限制，享受優質的教學資源。面對這樣一個嶄新的信息時代，如何讓學生在從各種形式豐富多樣的數學資源中獲取數學知識的同時，充分體驗到發現知識結果的科學探索過程，培養數學能力，提高數學素養，這是對大學數學教育提出的問題和挑戰。

華南理工大學在大學數學教育改革探索與實踐中，組建了大學數學教學團隊，以生為本，以學為主，在師資隊伍建設、教學資源建設、學生自主學習、數學技術實驗、數學文化培育五個方面進行融合，不斷培養學生的數學素養與創新能力。

一、實施“以生為本，多元融合”的大學數學教育改革

1.?老中青結合，整體提升大學數學教學團隊師資隊伍水平

華南理工大學在第三期“興華人才工程”建設中，組建了兩個校級大學數學教學團隊，分別是微積分教學團隊、工程數學教學團隊。大學數學教學團隊帶頭人享受首席教授津貼，成員享受團隊津貼。

教學團隊中有一位校級教學名師人，一位廣東省優秀教師“南光獎”，并有多位教師曾獲省級教學成果獎。大學數學教學團隊具有極強的敬業精神和合作精神，是進行大學數學教學改革、提高大學數學教學質量的主要力量。

學校設立了大學數學教學改革指導小組，成員由學院院長和資深教授擔任。教學改革指導小組在大學數學課程建設中擔任“設計者”和“指導員”，負責課程設置、資源建設、數學實驗體系構建等設計工作，指導青年教師，提高教學團隊整體教學水平。

大學數學教學團隊通過團隊成員的優勢互補，開展集體攻關，充分發揮團隊協作優勢，在大學數學課程建設中取得了初步的成績。近三年，教學團隊承擔的教學研究項目14項，發表教研論文9篇，獲得教學獎12項。

我們還組織青年教師教學研討班，組織青年教師講課比賽。安排青年教師為教學優秀的教授做助教，對青年教師實施傳、幫、帶，通過示范課、聽課、集體討論等提高教學水平。

2.?編寫系列教材，錄制教學錄像，全方位進行教學資源建設

教材是教學之本。從2004年至今，教學團隊教師依據學校的基本定位確定教材的難易程度，以促進學生自主學習為出發點，研究國內外多種教材，優化教學內容，組織編寫出版了大學數學課程系列教材：《高等數學》（配套《高等數學教學輔導書》）、《線性代數與空間解析幾何》、《概率論與數理統計》、《復變函數》、《積分變換》、《數學實驗》、《數據挖掘與數學建模》、《數學模型》。

我校“高等數學”、“概率統計”課程是廣東省精品課程。我們聘請教學經驗豐富的教授和副教授，全程講授“高等數學”、“線性代數”、“概率統計”三門課程并進行錄像。全部教學影像資料放在精品課程建設網站上，所有學生都可以自由觀看學習。

3.?開展分級教學，建設網上學習與考試系統，促進學生自主學習

我們根據各類人才培養對數學素質的要求和不同專業對數學基礎知識的要求，將微積分類課程分成5個層次。“工科數學分析”（192學時）面向數學基礎好、數學學習能力較強，并且專業課對數學知識需求多、要求高的學生，如信息工程卓越班以及計算機科學與技術、軟件工程等專業;“全英數學分析”（192學時）面向全英計算機創新班開設;“微積分Ⅱ”（160學時）面向對數學基礎知識需求較多的機械類、電類和工商管理類各專業開設;“微積分Ⅰ”（144學時）面向對數學基礎知識需求略少的化工類、材料類、生物類、食品類各專業開設;“微積分初步”（64學時）面向數學基礎薄弱的藝術設計類和文科類各專業開設。

“大學數學網上學習平臺”由網上自主重修平臺、答疑平臺和自主檢測互動平臺組成。“大學數學網上學習平臺”是對課堂教學的有力補充，它能幫助學生自主學習。在線答疑使教師與學生實時溝通;學生根據自己學習情況選擇知識點進行在線測試。“在線考試系統”設有“在線單元測驗”，使學生掌握自己學習狀況，教師及時發現和解決問題。

“在線考試系統”由題庫管理系統、試卷管理系統、用戶系統、成績管理系統、評卷管理系統和考試管理系統六大子系統組成。系統具有自動成卷、存儲功能、成績保存的功能。系統對學生的答卷和教師的閱卷設計了存儲功能，教師在網上實行無紙化閱卷。閱卷完成后，學生可以查閱教師對試卷的批改和得分情況。

4.?結合工科背景，創建“三個層面多個模塊”的數學技術實驗教學體系，成功申報省級實驗教學示范中心

我校結合工科學科的特點，以培養學生理解、掌握及應用數學的能力和提高實踐創新能力為目的，創建了一套融合數學技術、工程應用、創新活動的三個層面、多個模塊的數學技術實驗教學體系。例如，針對數字信號處理、材料力學、高分子物理、機械原理等課程，設計了數學模擬仿真實驗項目。目前，共設計基礎型數學實驗項目51項，應用型數學實驗項目27項，制作數學實驗教學課件31個，設計典型數學實驗案例30個。2012年，我院數學技術實驗教學中心被評為廣東省高等學校實驗教學示范中心。

5.?每年舉辦數學文化周，運用“三位一體”的培養模式，培養學生的創新能力

我校每年在校慶期間舉辦一次數學文化周活動。在數學文化周活動中，一些教學名師、資深教授面向全校學生開設數學建模培訓課程、數學實驗培訓課程，同時，一些數學教師會介紹自己的科研項目，吸引學生加入，啟蒙學生的科研意識。

在大學數學教學改革和實踐中，教師把科研項目和成果融入到理論教學和實驗教學中，引導大學生了解多種學術觀點并開展討論，提高自主學習和獨立研究的能力，將教學、科研、競賽結合在一起，打造“三位一體”的創新人才培養模式。

學生完成了大學數學課程的學習之后，在教師的指導下，參加數學建模、“挑戰杯”等科技創新競賽及各種科學實踐活動。我校學生在歷年的全國大學生數學建模競賽、美國大學生數學建模競賽以及“挑戰杯”競賽中，屢創佳績。近3年獲全國性的獎勵達96項，位居全國高校的前列。

二、大學數學教學改革的進一步設想

1.?深化大學教學改革的理論與實踐

大學數學教學無疑是大學創新人才培養中的關鍵環節。近年來，我校在大學數學教學中以培養學生創新能力為導向，以生為主，探索性地開展了一些大學數學教學改革的理論研究和實踐活動。今后，傳統教育面對飛速發展的互聯網時代，學生變了，教學方式變了，大學數學教學團隊的全體教師必須與時俱進，進一步深化教學改革理論，完善教學改革實踐機制。

2.?建設教研雙優的大學數學教學團隊

堅持教學為基礎、科研為先導，以科研為動力帶動教學水平的提升。教師進行科學研究是提高教學質量的基本需要，一個科研能力弱的教師很難去啟迪和培養學生的研究創新能力。充分發揮學術造詣和教學水平雙高的教學名師的示范帶頭作用，吸收科研能力強的青年教師加入大學數學教學團隊，引導他們運用自己的科研優勢去深入鉆研教學內容與教學方法，盡快成長為科研教學都優秀的雙優型教師。

3.?加大數字化教學資源的建設力度

當今社會，信息技術飛速發展，信息載體和傳播技術不斷更新，信息技術在數學教學中的全面應用和滲透正在為大學數學教育開創一個全新的局面。我們設計并不斷建設的大學數學網絡教學平臺，是以傳統紙質教學資源為基礎，以多媒體、多形態、多途徑傳播知識為手段的大學數學學習平臺。

近兩年來，MOOC給傳統教學帶來前所未有的沖擊。為了應對挑戰，我校也正在制定MOOC建設計劃。大學數學教學團隊將積極建設自己的MOOC課程資源，進行基于課堂云的教學設計，并通過多種形式的學習形式，充分調動學生參與學習的積極性，改善學習效果[1]。

4.?推進線上與線下混合式教學模式

我們擬將傳統的教學模式與現代網絡技術相融合，改變傳統的課堂上課教師講授、課后學生做練習的教學模式，推進課堂教學與在線學習相結合的混合式大學數學課程教學模式[2]。

教學方式是：學生自主選擇時間自行觀看教學錄像視頻，在規定時間內完成在線作業或在線測驗，在線下的課堂上主要進行師生間的互動研討，教師作為引導者設計問題，引導學生深入思考并充分討論。這種混合式教學模式將傳統的“以教為主”轉向“以學為主”，能夠有效地激發學生學術志趣，進而為學生的能力培養起到關鍵作用。同時，對教師本身的能力也提出了更高的要求。教師要應對討論式的課堂教學方式，就要做好充分的準備。就工作量來說，原來備課只需講授內容，課堂上基本上是自問自答，而在討論式的課堂上不僅要事先設計好要討論的問題，引導組織學生討論，還要回答討論中學生即時提出的各種各樣棘手的問題。

5.?以生為主，完善分級教學方式

以學生為中心正在成為很多國家提升教育質量的核心向導。針對不同層次的學生，在我校現有大學數學課程設置的基礎上，重點改革以下兩種類別的大學數學課程教學：

（1）對設計藝術類、新聞傳媒學院和法學院學生開設數學文化類課程。該課程以深淺適度的微積分知識為載體，著重傳授數學的思想、方法和精神，提高學生的數學素質，讓學生重新發現數學之美。對數學文化課程的考試形式實行多樣化，可以以平時作業結合課程報告或論文的形式進行考核。

（2）我校多個學院（電信、力學、材料、機械、化工等）開辦了本、碩、博連讀的創新班或卓越班，其培養目標是造就一批具有創新精神和創新能力的研究型拔尖人才。對于創新班的學生來說，大學數學課程是最重要的基礎理論課程，因此，從數學對創新培養的作用出發，針對我校這樣一批精英（300～400人），構建一個良好的數學創新教育環境，以適應創新人才培養的要求，是一個亟待解決的問題。為此，我們擬對這類學生開設小班數學專題研討課程，研討課程由學術造詣頗深的教學名師擔任指導，由科研水平高、教學效果好的青年教師擔任輔導，讓學生做課堂的主體，實現與導師的充分交流互動，提高學生的研究創新思維能力。

6.?學用結合，加大數學實驗教學，高水平培養大學生的創新能力

在深化大學數學教學改革實踐中，我們將以為學生搭建良好的認知結構和認知方式為起點，并依據數學自身的特點來設計多種學習路徑，實現培養學生創新能力的宏達目標[3]。繼續以數學技術實驗教學中心為依托，按照以學生為本，教學、科研、競賽“三位一體”的創新人才培養模式，開展學生的科學實踐與科學研究，提升學生的科研能力[4]。

以培養學生應用數學和實踐創新能力為目標，進一步建設數學技術實驗課程。通過數學技術實驗課，讓學生借助計算機和數學軟件理解抽象的數學理論，自主探索和研究數學的應用問題，解決許多學生一方面知道數學很有用，另一方面學了數學卻不會用的問題。

參考文獻：

[1]?李尚志.?我思我行我MOOC[J].?中國大學教學，2014（12）：?4-6.

[2]?朱長江，胡中波，曹陽.?實施“四個轉變”推進本科教學改革[J].?中國高等教育，2013（20）：43-44.

[3]?朱長江，徐章韜.?在大學數學教學中尋找認知的固著點：目標、路徑和成效[J].?中國大學教學，2014（10）：?48-51.

[4]?李正，項聰，盧開聰，許瀚朗.?華南理工大學創新創業人才培養實踐與探索[J].?中國大學教學，2014（12）：29-31.

[基金項目：國家自然科學基金重點項目（批準號：11331005）;教育部“創新團隊發展計劃”項目（批準號：IRT13066）]

[責任編輯：夏魯惠]