新工科背景下《高等數(shù)學》項目化教學研究與實踐

1、新工科背景下高等數(shù)學項目化教學研究與實踐 摘要：本文介紹了項目化教學的含義，分析了項目化教學在高等數(shù)學課程中的研究現(xiàn)狀。并介紹了在本校實施項目化教學的經(jīng)典案例和成功經(jīng)驗，最后，提出了項目化教學的實踐中存在的主要問題以及解決問題的方案。 關(guān)鍵詞：高等數(shù)學,項目化教學,教學改革 一高等數(shù)學項目化教學現(xiàn)狀 （一）項目化教學 為推動工程教育改革創(chuàng)新，2022 年 2 月 18 日，教育部在復旦大學召開高等工程教育發(fā)展戰(zhàn)略研討會，會上新工科建設復旦共識的達成標志著我國工程教育改革是一場眾望所歸的集體行動。時下，新工科已成為改革話語中最為醒目的關(guān)鍵詞。為深入推動高等學校雙一流和新工科建設，激發(fā)學生的學習熱

2、情，全面提高教育教學質(zhì)量，構(gòu)筑一流本科教育，建設扎根中國大地的高水平研究型大學，必須對傳統(tǒng)的教學方法進行深入改革。項目化教學就是一種很好的探索和試驗。傳統(tǒng)的教學中，教師一味授課，學生被動接受，不思考，不操作，慢慢地便失去了興趣。于是出現(xiàn)了現(xiàn)在課堂上常見的學生打瞌睡，或全程玩手機的現(xiàn)象。如何調(diào)動學生的學習興趣，讓學生參與到整個教學環(huán)節(jié)中來，是現(xiàn)在教學改革的熱點以及重點。項目化教學法是一種典型的以學生為中心的教學方法。項目化教學法就是在老師的指導下 , 將一個相對獨立的項目交由學生自己處理。信息的收集、方案的設計、項目實施及最終評價，都由學生自己負責。學生通過該項目的進行，了解并把握整個過程及每一

3、個環(huán)節(jié)中的基本要求。它主張先練后講，先學后教，強調(diào)學生的自主學習，主動參與，從嘗試入手，從練習開始，調(diào)動學生學習的主動性、創(chuàng)造性、積極性等。學生唱主角，而老師轉(zhuǎn)為配角，實現(xiàn)了教師角色的換位，有利于加強對學生自學能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。 （二）高等數(shù)學教學現(xiàn)狀 近些年來，高等學校的許多課程都發(fā)生了很大的變化，有的課程甚至被取消，然而，高等數(shù)學卻一直保持著重要的地位，教學內(nèi)容也沒有太大變化。以高等數(shù)學作為專業(yè)基礎課的專業(yè)也在不斷增加。這不僅因為高等數(shù)學是理工科各專業(yè)的基礎，更因為高等數(shù)學在現(xiàn)代技術(shù)與科學中有著越來越廣泛的應用?，F(xiàn)在，大家越來越意識到，數(shù)學不僅是一種工具，更是一種思維模式；不僅是一種知

4、識，更是一種修養(yǎng)，一種文化。目前，高等數(shù)學教學中，教學方面的問題是講得太細，太煩瑣，過于死板教條。學生方面的問題是被動接受知識，不愿意思考，不愿意交流。所以學生一直把高等數(shù)學當作一項任務來完成，沒有學習的主動性。高等數(shù)學課程本身的重要性和特點決定了教學改革的難度比較大，因為高等數(shù)學教授的是傳統(tǒng)的知識，學生和老師都已經(jīng)習慣了傳統(tǒng)的教學方式。項目化教學是一種很好的教學改革手段，項目化教學走進課堂 , 可以顯著改善課堂效果。一方面，學生的學習積極性得到了充分的調(diào)動，還能夠提高學生的團隊合作能力、自我管理能力、創(chuàng)新能力以及培養(yǎng)學生的責任意識。另一方面，教師的教學理念得到很大的轉(zhuǎn)變，教學能力和實踐能力可

5、以得到極大提升，并能夠大大積累教學改革的經(jīng)驗。 高等數(shù)學是一門學生認為較難的課程，所以學生缺乏學習興趣的現(xiàn)象尤為嚴重。打破傳統(tǒng)的教學與學習方式，勢在必行。但是由于高等數(shù)學課程本身的特點，在高等數(shù)學課程中開展項目化教學的非常少。項目化教學有如此多的優(yōu)點，所以很有必要在高等數(shù)學課程中進行改革和嘗試。另外，隨著互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的不斷升級，如果在項目化教學的過程中充分發(fā)揮網(wǎng)絡的作用，將會有更好的效果。 二高等數(shù)學項目化教學的實施 （一）項目化教學在我校的實施 1. 指導思想 我校十三五規(guī)劃中明確提出：以統(tǒng)籌推進世界一流大學和一流學科建設總體方案建設為契機，以服務國家發(fā)展戰(zhàn)略和經(jīng)濟社會發(fā)展需求為導向，堅定辦學

6、特色，堅持內(nèi)涵發(fā)展、創(chuàng)新發(fā)展和開放發(fā)展，全面提高辦學質(zhì)量和綜合實力，建成若干世界一流學科，在十三五末期，實現(xiàn)學校第十次黨代會提出的把我校建成為特色鮮明，在國際上有影響的高水平研究型大學目標。 高等數(shù)學是一門非常重要的專業(yè)基礎課，其他專業(yè)的發(fā)展需要夯實學生的數(shù)學基礎，所以高等數(shù)學的改革尤其重要。具體來說，高等數(shù)學課程改革的指導思想為從重知識傳授轉(zhuǎn)變?yōu)樽⒅貙W生數(shù)學能力的培養(yǎng)；從重理論推導、技巧強化轉(zhuǎn)變?yōu)樽⒅貙嶋H應用及數(shù)學思想的培養(yǎng)；從重教師的講授轉(zhuǎn)變?yōu)樽⒅貙W生的學習。探索以項目為載體，數(shù)學為工具的數(shù)學項目化課程教學模式，以課程內(nèi)容項目化為主線，以學生能力培養(yǎng)為目標，加強專業(yè)針對性教學，探討數(shù)學教學

7、內(nèi)容與專業(yè)的融合，實行教學內(nèi)容模塊化，同時將數(shù)學建模與數(shù)學實驗的思想與方法融入數(shù)學課程教學，培養(yǎng)學生分析解決問題的能力以及創(chuàng)新能力。 2. 項目化教學的目標 通過項目化教學的實施，加深學生對高等數(shù)學傳統(tǒng)知識和經(jīng)典單元的理解和認識；使學生能夠運用函數(shù)、極限、微積分、級數(shù)等數(shù)學知識解決專業(yè)問題和生活中的問題；能結(jié)合專業(yè)實際和生活實際建立數(shù)學模型，并應用數(shù)學軟件解決數(shù)學模型；培養(yǎng)學生的邏輯思維能力，創(chuàng)造性地解決問題的能力；培養(yǎng)學生勤奮鉆研、勇于挑戰(zhàn)困難、團隊協(xié)作等綜合能力。 3. 實施過程 目前，高等數(shù)學的課程通常設置在大學一年級，剛?cè)雽W的新生還沒有適應大學的授課方式和學習方式，第一節(jié)課就被灌輸了極

8、限等概念，學生都會覺得高等數(shù)學高不可攀。如果教學內(nèi)容只是講概念、講定理、講解題方法、講例題，非常容易讓學生感覺到枯燥，產(chǎn)生厭學情緒。因此，我們在教學中，應該突出數(shù)學的應用價值，讓學生產(chǎn)生學習的興趣。在教材的處理上，根據(jù)項目化教學的需要，按照不同專業(yè)對數(shù)學知識和能力的不同需求，對教材進行重組。根據(jù)目前我校的生源特點和教學現(xiàn)狀，筆者在兩年的時間里在高等數(shù)學教學中嘗試了項目化教學。針對不同的專業(yè)設計不同的教學過程，讓學生結(jié)合自己的專業(yè)知識，參與到整個教學過程中來，既掌握了知識，又鍛煉了技能，達到學以致用的目的。在提前設計好整個流程的基礎上，要求學生先自學相關(guān)的理論知識，再自行分組，組建團隊解決問題。

9、學生在老師的引導下，尋找實際問題，收集數(shù)據(jù)，利用相關(guān)的數(shù)學工具解決問題，并形成課程報告上交。以商品采購最優(yōu)方案設計為例，教師提前一周把題目布置給學生，學生需要提前自學函數(shù)的極值和最值一節(jié)的內(nèi)容，要先學會利用極值必要條件求出駐點，利用充分條件判斷極值，以及處理最值問題的方法。學生自行分組，5 人為一組，選出組長，組員合理分工。有的負責搜集數(shù)據(jù)，有的負責建立模型，有的負責做計算，有的負責寫課程報告，有的負責 ppt 展示。學生遇到問題可以隨時咨詢老師解決，一周之后，學生上交小組的課程報告。課程報告要包含問題的描述、數(shù)據(jù)來源、采用的軟件以及程序代碼、計算過程、結(jié)論以及學習心得。老師和助教在批改完學生

10、的課程報告后，選出優(yōu)秀的小組報告，在整個班級進行展示，讓學生之間互相交流，形成良好的學習風氣。高等數(shù)學項目化教學的實施重點是探索高等數(shù)學課程中可以讓學生獨立完成的板塊，結(jié)合學生的專業(yè)，形成不同的模塊。筆者開發(fā)了高等數(shù)學上下冊各三個板塊，用于項目化教學的試點。經(jīng)過兩年的試點，收獲了學生的一致好評，積累了大量的教學改革經(jīng)驗。 （二）存在的問題及改進方案 經(jīng)過兩年的摸索，高等數(shù)學項目化教學的試驗取得了很大的成功，學生和老師都得到了各自的提升。學生不僅掌握了數(shù)學知識技能，而且掌握了數(shù)學的研究方法，深入理解了數(shù)學的思想，提高了學習數(shù)學的興趣。因為老師需要全盤設計和掌握整個教學過程，所以教師的組織能力、整

11、體把控能力等都得到了很大的提高。但是高等數(shù)學課程具有自身獨特的特點，所以項目的實施過程中發(fā)現(xiàn)了以下的困難和主要問題。 1. 課時緊張 眾所周知，高等數(shù)學課程內(nèi)容多分布廣，但是課時又十分有限。能把傳統(tǒng)的教學任務完成已經(jīng)很局促了，更何況要騰出時間進行項目化教學。這就要求教師把整個項目過程設計得非常緊湊，節(jié)約寶貴的課堂時間，或者利用課外的時間額外進行輔導。另外，可以結(jié)合網(wǎng)絡平臺，進行線上教學和線上輔導答疑。教師可以提前把項目要求、參考資料等發(fā)布在網(wǎng)絡教學平臺，學生可以提前準備，也可以充分利用課余的時間，這樣，課堂上的寶貴時間就可以節(jié)省下來。 2. 能開發(fā)的內(nèi)容有限 高等數(shù)學理論體系完整，課程難度大，

12、學生能自學掌握的內(nèi)容并不是很多，所以能開發(fā)成項目化教學的板塊很有限。項目版塊開發(fā)難度大，這就要求任課教師打破高等數(shù)學傳統(tǒng)的章節(jié)順序，獨立出不同的可以讓學生操作的單元，所以教材內(nèi)容的研究和整合是關(guān)鍵問題。后期的實踐中，我們會把整個教材體系重新組合，按照學生的專業(yè)需求，挑選出最具有代表性和最貼近專業(yè)的板塊，實現(xiàn)項目化教學，讓學生自主學習，收獲更多的自信。 3. 考核難度 高等數(shù)學課程一般都是各高校的必修課程，考核手段主要是期末的閉卷考試，所以項目化教學的考核有一定的難度。筆者采用的方法是把項目化教學的成果記入平時成績，但是平時成績畢竟所占比例有限，學生之間并不能夠顯示出太大的差距。要對傳統(tǒng)的考核方

13、式進行改革，這是個很大的挑戰(zhàn)。后期的實踐中，我們會在教務等部門的配合下，建立多樣化的考核和評價體系，采用過程考核和閉卷考試相結(jié)合的方式。充分重視學生學習過程的考查，提高項目化教學模塊考核所占的比例。 三結(jié)語 以往的一刀切式教學，籠統(tǒng)的傳授知識但不能充分結(jié)合學生的專業(yè)以及調(diào)動學生的學習興趣。項目化教學可以從高等數(shù)學中開發(fā)出一些獨立單元，任課老師結(jié)合學生的專業(yè)特點，打破傳統(tǒng)的灌輸型教學方法，以學生為主體，調(diào)動學生的能動性，讓學生學到知識的同時又能解決本專業(yè)的專業(yè)問題，一舉兩得。筆者經(jīng)過在本校的課堂中進行高等數(shù)學項目化教學的試驗，開發(fā)出了一些成功的案例，總結(jié)出了一些經(jīng)驗，當然，也發(fā)現(xiàn)了存在的很多問題。存在的問題就是繼續(xù)前進的動力，這些問題需要在今后的教學改革中加以摸索和解決。 經(jīng)過一個階段的試驗，學生和教師都受益匪淺。學生建立了主動學習的