基于專業需求的高等數學教學改革研究

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學教學過程中存在的問題，提出基于專業需求的高等數學教學改革。以采礦工程為例，通過對專業需求的分析，從合理配備師資、優化教學內容、改革教學方法三方面提出具體改革方法，提升了教學質量，實現“因專施教”的培養要求。

關鍵詞：專業需求；高等數學；師資配備；教學改革

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

一、概述

高等數學是工科類專業課程設置中必不可缺的一門基礎課程，在工程技術、金融、機械等科學領域，其數學思想和方法有著廣泛的應用，是解決實際問題必不可少的工具[1]。然而，在高等數學這門課程的講授過程中，經常遇到學生反映“這么煩瑣的公式推導，學了有什么用？”此類問題，即使是已參加工作的學生也認為，在實踐工作中很少能直接將高等數學的知識用來處理實際問題[2]。因此，如何切實加強學生對高等數學的認同感，培養學生應用數學的理念和思想處理問題的能力，是高等數學改革中重要的課題。

新疆工程學院是一所以煤礦工程教育為主體的工科類高等院校，學校始終立足新疆，服務工業，堅持把學科專業建設作為打造學校核心競爭力的關鍵，不斷調整優化學科專業結構，建設了一批有較強優勢的工科專業，如采礦工程、安全工程、資源勘察、機械工程、化工礦物與加工等，為地方優勢特色和支柱產業的發展提供了強有力的人才保證和智力支持。

二、新疆工程學院高等數學教學過程中存在的問題

1.課程設置方面，從新疆工程學院人才培養方案和課程體系設置中可知，高等數學作為一門通識基礎課，一般采用全校統一安排的方式，不同的專業上一樣的課，且任課老師隨機安排，基礎課與專業課聯系不緊密，針對性不強。所有專業，均采用通用的高數教學體系，不能滿足不同專業對數學重點知識點的特定需求。

2.在師資配備上，由于近幾年學校的迅速發展，未能及時補充數學教師的空缺。另外，部分年輕教師進修或者出國訪學，使得在校教師教學壓力倍增。部分老師一人承擔多個專業的高數課程，在備課時不能針對不同專業對數學的需要進行案例準備，在授課時引用的實例也與該專業結構無任何關聯。同時，由于缺乏對特定專業及課程的了解，使得教師在授課過程中習慣于專業數學知識的講授，只注重保證授課的完整性與系統性，而忽略了專業需求性與實踐性。

3.從學生方面來看，高等數學都集中安排在學生入學第一年，學生仍然沿襲著高中的高強度做題和死記硬背的習慣，對自己專業了解還不夠深入。經常出現這樣的情況，學生上課能聽懂，定理和公式會推導，書上的練習題會做，但不明白這樣做有什么意義。學生僅把高數作為一門課程看待，為了考試順利通過，大量做題背定理，而不了解高等數學與本專業的聯系，沒有將數學知識用于解決現實問題的思路和能力，逐漸造成了學生對數學學習積極性不高，甚至出現抵觸情緒。

專業應用的領域不同，對數學的需求重點是存在差別的，因此在課程設置時，應充分考慮課程與專業的需求，才能更好體現“因專施教”的培養要求[3]。

三、研究對象的選取

本文選取新疆工程學院采礦工程露天開采專業作為研究對象，分析高等數學教學與采礦工程專業學生數學知識與技能需求之間的關系，以期通過該專業的研究結論為其他專業的數學課程改革提供參考。根據人才培養方案，該專業第1學年分兩學期開設高等數學，共計176學時，11學分，屬公共必修課程。在后續的課程體系中，理論力學和礦山巖石力學中很多專業知識都是通過高等數學的知識推導出來的，而這些專業基礎課又是露天礦邊坡穩定、露天礦爆破工程等課程的基礎理論依據。因此，針對采礦工程高等數學教學時，應充分考慮高等數學與采礦專業其他課程之間的聯系，在備課、授課及重點知識點的講解過程中，盡可能將課本知識與專業需求相聯系，以便于學生消化、吸收。

四、采礦工程專業需求與高等數學教學改革

考慮專業需求的高等數學教學改革的任務和目標為：在高等數學授課時，充分考慮其對專業需求的作用，將學生所需專業知識與高等數學教學相結合，引入和編制與本專業培養計劃課程相關的實例，增強學生對專業領域的認同感，激發學生的學習興趣。具體可從以下幾個方面進行改革。

1.突出專業特色，科學配備師資。高校院校數學專職教師一般畢業于國內外高校的數學專業，理論基礎扎實，專業性強，但由于自身知識體系的限制，讓老師對所在學校的所有專業都了解是不現實的，也很難做到。但是，學校的專業設置一般情況是不會變的，這樣就可以將某個專業長期固定幾位任課教師，由其負責該學科或專業課程與高數教學工作的銜接。例如本文研究對象采礦工程專業，自2012年新疆工程學院升本至今，該專業每年都能固定招收1—2個班級。任課教師可通過對該專業課程的安排，熟悉本專業學生2—4學年課程中與高等數學緊密結合的知識點，在授課過程中，將這些知識點引入到高數的教學過程中，比如材料力學里面計算應力分布的時候，往往就要用到積分；流體力學里面分析流體微元的受力情況的時候，實際上是用的泰勒二次展開的近似值；等等，從工程背景出發，通過解決實際問題吸引學生對本專業知識的學習興趣[4]。

2.結合專業需求，優化教學內容。高等數學主要包括函數與極限，一元函數微積分，向量代數與空間解析幾何，多元函數微積分，級數，常微分方程等內容，是每個應用型本科專業學生必須要掌握的基礎知識，然而，不同領域的知識體系不同，對高數需求的重點是不盡相同的[5]。例如經濟類專業對集合與函數、概論統計、線性規劃等知識有較強的需求，機械類專業對函數與方程、解析幾何、立體的空間關系等知識要求相對較高，采礦工程專業關注礦山安全與經濟優化研究，因此需要更多的極限、微積分和線性優化等方面的知識。因此，這就需要承擔相關專業高等數學教學任務的教師及時了解該專業所需的數學知識，在此基礎上合理安排、整合教學內容，構建高等數學教學新框架，在重點需求的知識點部分投入更多的教學資源，緊密高等數學和專業需求的連接。

3.改革教學方法，提高學生興趣。在學生的認知中，高等數學是一門“枯燥”的學科。進行教學方式改革，其目的就是提高學生的積極自主性。因此，在教學過程中，任課老師不僅要重視理論與計算，更應重視如何讓學生更容易消化吸收。對此，可在教學過程中采用一些先進的教學方法[6]，如應用問題驅動法，由露天礦邊坡體滑坡時瞬時速度引入導數的概念；采用案例教學法，從露天礦剝采比的分析引入極限的概念；采用數學軟件輔助教學等，讓學生參與到教學過程中，調動學生的積極性，充分發揮現代教學方法的作用。

五、結語

基于專業需求的高等數學教學改革是一項需要教師們不斷探索，與時俱進的長期任務。在不斷提高自身專業教學水平的同時，還需積極關注學生專業課程設置及課程改革。通過對專業需求的分析，明確需要重點講授的知識點，合理配備師資力量，以此優化教學內容，改革教學方法，提升教學質量，最終實現“因專施教”的培養要求。

參考文獻：

[1]李海霞，聶東明，馬艷麗.論高等數學與專業需要結合的必要性及應對措施[J].赤峰學院學報（自然科學版），2017，33（19）：18-20.

[2]劉亞嘉.淺議技能型人才培養目標下的高職數學教學改革[J].科技視界，2018，（08）：202-203.

[3]肖前軍，周金玉，鄧總綱，等.基于專業課程改革需要的高職數學課程改革實踐[J].職業技術教育，2009，30（29）：8-10，13，94.

[4]劉愛國，方一平.高等數學教學與專業結合模式的初步探索[J].大學數學，2003，（03）：36-38.

[5]龔毅.基于應用型人才培養模式的高等數學教學改革的探索[J].西部素質教育，2017，3（17）：160，166.

[6]周海青，陳玉清.高職院校高等數學課程體系優化與教學內容改革的研究[J].佳木斯職業學院學報，2018，（03）：301-302.