高職高專院校計算機數學課程教學改革策略

馬桂州

摘? 要：本文分析了當前高職高專院校的《計算機數學》課程存在的一些問題：教學內容和計算機類專業的相關性不高;教學模式僵化，忽視實踐應用;學生基礎差，學習動力不足;師資落后，教師知識面狹窄;考核評價機制不科學。針對這些問題，本文探討了要如何進行教學改革：整合課程，完善教學內容;改革教學模式，培養學生實踐能力;采用多種手段，增加學生學習動力;加強師資建設，擴展教師知識面;改革考核評價機制，重視實踐環節。

關鍵詞：高職高專? 計算機數學? 教學改革? 高等數學

中圖分類號：G71 ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2021）04（c）-0220-04

Teaching Reform Strategy of Computer Mathematics in Higher Vocational Colleges

MA Guizhou

（College of Information Engineering， Shanwei Institute of Technology， Shanwei， Guangdong Province， 516600? China）

Abstract： This paper analyzes some problems existing in the course of Computer Mathematics in higher vocational colleges： the teaching content does not fit well with the computer majors; the teaching mode is rigid and neglects practical application; the students' foundation is poor and their motivation is insufficient; the teachers are backward and their knowledge is narrow; the assessment and evaluation mechanism is unscientific. In view of these problems， this paper discusses how to carry out the teaching reform： integrate the curriculum， improve the teaching content; reform the teaching mode， cultivate students' practical ability; using a variety of means to increase students' learning motivation; strengthen the construction of teachers， broaden the scope of teachers' knowledge; reform the evaluation mechanism， pay attention to practice.

Key Words： Higher vocational college; Computer Mathematics; Teaching reform; Advanced Mathematics

《計算機數學》是計算機類專業的一門核心基礎課程，這門課程既帶有數學的特點，又體現計算機科學的特點，學生在課程中主要學習跟計算機類專業有關的數學基礎知識。這門課程的開設，為學生學習計算機專業課程奠定了數學基礎。但是目前國內不少高職高專院校在《計算機數學》課程的教學內容、教學模式等很多方面存在一定的問題，因此講授這門課程的教師需要認真思考如何進行教學改革，讓這門課程能夠更好地服務于計算機類專業的專業需求。以下對《計算機數學》課程在教學中存在的一些問題以及如何針對這些問題進行教學改革做一些探討。

1? 《計算機數學》課程在教學中存在的問題

1.1 教學內容和計算機類專業的相關度不高

《計算機數學》課程脫胎于《高等數學》課程。高等數學的主要內容是函數的導數、函數的不定積分與定積分、常微分方程、級數等基礎知識[1]。《高等數學》對提高學生的綜合素質起到重要作用，為培養學生綜合素質和職業能力奠定基礎，為后續專業學習提供必要的工具[2]。

隨著進入21世紀之后計算機科學的飛速發展，計算機類專業對數學基礎課的要求越來越高，原《高等數學》課程的教學內容越來越不能滿足計算機類專業的需求，計算機類專業迫切需要一門跟計算機科學相關度較高的數學基礎課程，在此背景下，催生出了一門新的課程——《計算機數學》。

但是《計算機數學》作為一門新課程，在教學內容上還是不可避免地受到原來《高等數學》課程的很大影響。不少高職高專院校《計算機數學》課程的教學內容沒有跟隨計算機科學的變化而更新，教材市場上有些《計算機數學》教材也僅僅是原來的《高等數學》教材換了個名字而已，教材里面的內容基本上還是《高等數學》的那些教學內容，教材市場上能夠真正體現計算機專業特點的《計算機數學》教材不是很多。

1.2 教學模式僵化，忽視實踐應用

很多教師在上《計算機數學》課程時，受到以前上《高等數學》課程思維的影響，所采取的教學模式仍然是理論授課，在課堂授課時對課本上的概念和定理花比較多的時間去講解和推導;同時，由于部分高職高專院校對理論課的課時總量進行縮減，導致《計算機數學》課程的課時嚴重不足，很多教師對概念和定理在實際生產生活中的應用基本不講以節省時間，因此導致課程脫離了實踐，這對學生的實踐能力的培養是很不利的。

1.3 學生基礎差，學習動力不足

隨著近些年全國高校的不斷擴招，本科院校的招生指標越來越多，必然會擠壓高職高專院校的生源渠道，高職高專院校的生源質量一年不如一年，錄取分數逐年下降。在這種背景下，高職高專院校的學生學習基礎普遍較差，學習主動性也不佳，而不少《計算機數學》課程的科任教師在上課時，一味強調課本的基本概念和基本定理等理論知識，一些學生受自身學習基礎限制，難以理解教師授課內容，學習上稍有困難便放棄學習。也有一部分學生認為數學跟計算機不是一回事，把數學理解成為對專業學習幫助不大的公共課程，而對數學缺乏興趣。

1.4 師資落后，教師知識面狹窄

隨著計算機類專業對數學基礎課要求的逐漸提高，計算機元素需要滲透進《計算機數學》課程中，但是部分數學課教師卻沒有及時更新知識，對計算機專業知識不懂或者只懂得一點點簡單的計算機應用，這些教師的知識面僅僅停留在原來教《高等數學》課程時的認知上，自身的教學能力沒有得到提高，影響到了《計算機數學》課程的教學效果。

1.5 考核評價機制不科學

在大部分的高職高專院校中，《計算機數學》課程的考核機制采用期末閉卷考試的形式，課程的總評成績按照“期末考試成績占大部分比例，平時成績占小部分比例”來計算，這種計算課程總評成績的形式能夠反映學生掌握課本基本知識的情況，卻不能夠科學地體現學生的學習過程和學生將理論知識應用于實際的能力。

2? 《計算機數學》課程的教學改革策略

2.1 整合課程，完善教學內容

由于《計算機數學》課程在教學內容上受到《高等數學》課程的影響很大，不少高職高專院校這門課程的教學內容沒有跟隨計算機科學的變化而更新，因此必須對《計算機數學》課程的教學內容進行整合。《計算機數學》課程應該為計算機的算法和程序設計等專業內容提供數學基礎，這是教學內容整合的出發點。在整合教學內容時，一些在計算機類專業極少用到的知識點和一些理論性極為深奧的知識點都可以考慮刪減，同時增加跟計算機類專業相關度較高的教學內容。

近年來，一些高職高專院校的教師在《計算機數學》的課程改革上做了努力探索，編寫了一些教材，不過，由于編寫教材的教師們考慮問題的角度不一樣，編寫出來的各個版本的教材在教學內容上存在一些差異。

下面以康海剛等教師主編的《計算機數學》[3]、王培麟教師主編的《計算機應用數學》[4]、劉淋教師主編的《計算機數學基礎》[5]3個版本的《計算機數學》教材來做個比較。這3個版本的教材中都有圖論、概率論、線性代數的內容，其中兩個版本的教材有函數、極限、導數與微積分、數理邏輯的內容。

從上面幾個版本教材的比較中，可以發現，《計算機數學》課程的教學內容應該包含圖論、概率論、線性代數的內容是教師同行們的共識，這幾個方面的知識與計算機類專業的相關度較高。因此，在進行課程教學內容整合時，優先考慮講授圖論、概率論、線性代數的知識，在教學時間許可的情況下，也可以考慮選擇性講授數理邏輯、函數、極限、導數與微積分等內容。此外，算法基礎也可以作為課程教學內容選用。在課時安排中，跟計算機類專業相關度越高的內容，分配的課時應該越多。以《計算機數學》大一第一學期開設且每周安排4節為例，大一新生軍訓后上課，上課周數約為13周，13周總學時共為52學時，這52學時可以分配如下：行列式、矩陣、線性方程組等線性代數知識點分配20學時;概率論知識點分配20學時;圖、樹、路徑等圖論知識點分配12學時。假如教師所在院校分配給《計算機數學》的開課學期為兩學期且每周4節，則在前面第一學期課時的基礎上，增加第二學期18周共72學時課時，第二學期課時可以分配如下：數理邏輯知識點分配10學時;集合與關系知識點分配10學時;算法基礎知識點分配10學時;函數、極限、導數與微積分等高等數學類知識點分配42學時。

2.2 改革教學模式，培養學生實踐能力

教師應該盡量結合跟計算機類專業緊密相關的實際應用案例、模型或者題目進行授課。例如，教師在講授圖論中根樹的知識點時，可以結合計算機中的霍夫曼編碼進行講解，一個霍夫曼編碼是可以用一個根樹來定義的;教師在講授圖論中二叉樹的知識點時，可以結合計算機中的數據查找進行講解;教師在講授算法基礎的知識點時，可以結合計算機的編程案例進行講解;教師在講授關系的知識點時，可以結合計算機中的關系數據庫模型進行講解。教師結合實際應用案例、模型或者題目進行授課，能夠讓學生將學習到的理論知識應用到實際中去。

教師也可以考慮引入任務驅動法。例如，在進行算法基礎的教學時，教師在課堂中或者課后給學生布置算法任務，全班學生以小組為單位去完成任務，在完成任務的過程中有些小組會遇到一些困難，教師針對學生的困難進行指導，任務完成后先進行小組間互相評價，最后教師再進行總結評價。

在院校條件許可的情況下，《計算機數學》課程教學團隊也可以申請建設計算機數學實驗室，利用計算機數學實驗室，適當安排學生的上機實操環節，通過上機實操，對學生進行算法、模型構造等項目的訓練[6]。

2.3 采用多種手段，增加學生學習動力

教師可以多結合跟計算機類專業緊密相關的實際應用案例、模型或者題目進行授課，通過這些實際應用案例、模型或者題目，讓學生知道《計算機數學》課程跟他們的專業是緊密相關的，是有實際作用的，這樣學生就有動力去學習。

教師也可以讓學生成立學習小組，以小組為單位去完成教師布置的實踐性教學任務，在完成任務時，通過小組內和小組之間的討論交流過程，讓學生充分參與活動，學生自然而然就有了學習動力。

教師還可以多穿插數學內容的多媒體動態演示，讓《計算機數學》的課程不會那么枯燥，通過動態演示吸引學生的注意力。

教師可以適當穿插數學故事，通過數學故事讓學生對數學感興趣。例如，在講圖論的時候，教師可以給學生介紹數學家歐拉解答哥尼斯堡七橋問題的數學故事，用故事去吸引學生，讓學生在故事中得到學習動力。

2.4 加強師資建設，擴展教師知識面

由于《計算機數學》課程跟計算機類專業密切相關，所以講授《計算機數學》課程的教師必須掌握一定的計算機專業知識，只有熟悉計算機專業知識并且熟悉數學專業知識的教師才能滿足《計算機數學》課程的需求。因此，教師要不斷地更新自己的知識，要了解到計算機類專業的專業課程需要哪些數學知識作為支撐，要懂得編程、編碼、數據庫和數據查找等計算機知識，才能在上課時講好《計算機數學》的應用。

基于這個原因，高職高專院校要做好幾個環節的師資保障工作：對院校現有的《計算機數學》課程的教師隊伍進行培訓，擴展他們的計算機專業知識面，讓教師們具備一定的計算機應用能力，培養同時具備數學能力和計算機能力的師資;引進知識面更廣、專業能力更強的高層次人才充實《計算機數學》課程教師隊伍，高層次人才的引進能給已有的《計算機數學》課程教學團隊帶來先進的教學理念;加強院校之間的交流，定期組織校際學習活動，加強校內教師之間的交流學習，定期組織教師之間的教學研討活動，通過這些校際和校內的交流活動，幫助教師學習同行們的先進經驗。

2.5 改革考核評價機制，重視實踐環節

不少高職高專院校的《計算機數學》課程考核評價機制不科學，這必然會影響到《計算機數學》課程的教學質量。從人才培養的角度和課程建設的角度，都要求進行課程考核評價機制的改革。課程考核評價機制不但要能夠反映學生掌握課本基本知識的情況，還要能夠科學地反映學生的學習過程和學生將理論知識應用于實際的能力。近幾年，部分高職高專院校在一些課程考核時，提出了“過程性考核”的概念，強調學生的學習過程，《計算機數學》課程也可以把過程性考核作為課程考核的一部分，例如將《計算機數學》課程的總評成績改為按照“期末考試成績占40%+平時作業占30%+任務驅動式教學的過程性考核占30%”來計算。這種考核機制，比起原來的總評成績為“平時成績+期末成績”的機制，更能夠體現學生的學習過程，有利于調動學生在實踐訓練中的積極性。

總之，高職高專院校《計算機數學》課程的教學改革需要教師們的共同努力和探索，教師們要正視課程教學中出現的各種問題，不斷地完善教學內容，改善教學方法，讓這門課程能夠為計算機類專業提供更多的助力。

參考文獻

[1] 王彩琴.基于“翻轉課堂”模式下的高職院校“高等數學”教學應用研究[D].蘭州：西北師范大學，2017.

[2] 崔石買.高職院校《高等數學》有效課堂教學的案例研究[D].昆明：云南師范大學，2016.

[3] 康海剛，鄧潔，桂改花.計算機數學[M].北京：機械工業出版社，2019.

[4] 王培麟.計算機應用數學[M].2版.北京：機械工業出版社，2018.

[5] 劉淋.計算機數學基礎[M].鎮江：江蘇大學出版社，2018.

[6] 劉志高，李勝，鄒洪俠.專業導向下的高職計算機數學課程改革探索[J].淮南職業技術學院學報，2016， 68（2）：86-89.