李春泉 金檢華

摘 要：針對高等數(shù)學(xué)課程在工科院校高素質(zhì)人才培養(yǎng)中的重要作用，對工科高等數(shù)學(xué)課程建設(shè)和深化改革進行探索，提出了以課堂教學(xué)平臺為主體、數(shù)學(xué)建模實驗教學(xué)平臺和精品課程網(wǎng)絡(luò)交流平臺為輔相互促進的工科高等數(shù)學(xué)課程教學(xué)改革模式，為推進工科本科生數(shù)學(xué)素質(zhì)教育，實現(xiàn)適應(yīng)社會經(jīng)濟發(fā)展需要的應(yīng)用型人才和創(chuàng)新型人才培養(yǎng)目標(biāo)開拓了新思路。

關(guān)鍵詞：高等數(shù)學(xué)；教學(xué)改革；教學(xué)平臺；素質(zhì)教育；創(chuàng)新型人才

隨著帶有“頭雁”效應(yīng)的人工智能技術(shù)的迅速發(fā)展，全球科技競爭、社會經(jīng)濟發(fā)展與國際政治經(jīng)濟格局等方面逐漸面臨重大而深遠的挑戰(zhàn)。加快發(fā)展新一代人工智能是推動我國科技處于世界領(lǐng)先地位、產(chǎn)業(yè)優(yōu)化發(fā)展及生產(chǎn)力水平整體騰飛的重要戰(zhàn)略資源。習(xí)近平主席指出，人工智能具有多學(xué)科綜合及高度復(fù)雜的特征[1]。新一代人工智能需要加強基礎(chǔ)理論研究，在短板上主攻關(guān)鍵核心技術(shù)，加強高校人才隊伍建設(shè)，為科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供更加充分的應(yīng)用型人才和創(chuàng)新型人才支撐。眾所周知，高等數(shù)學(xué)課程是工科重要的基礎(chǔ)課程之一，它的教學(xué)質(zhì)量將直接影響高素質(zhì)人才培養(yǎng)的質(zhì)量[2-6]。然而，高等教育大眾化及傳統(tǒng)人才培養(yǎng)模式造成高校畢業(yè)生就業(yè)難及自主創(chuàng)業(yè)障礙，這成為社會亟待解決的難題之一。與此同時，高等數(shù)學(xué)課程的課時量在構(gòu)建具有一流特色專業(yè)的大學(xué)的改革大潮中普遍壓縮，這種狀況與高等數(shù)學(xué)教學(xué)的需求產(chǎn)生顯然的矛盾。況且，隨著計算機技術(shù)及人工智能的飛躍發(fā)展，高等數(shù)學(xué)的應(yīng)用領(lǐng)域日益廣泛，傳統(tǒng)的教學(xué)模式難以在有限的教學(xué)課時內(nèi)實現(xiàn)面面俱到?，F(xiàn)有的教學(xué)模式往往注重于基礎(chǔ)知識的傳授[7]，強調(diào)學(xué)生對數(shù)學(xué)專業(yè)知識的理解、解題技巧及解題能力的培養(yǎng)，忽視了學(xué)生自學(xué)能力、適應(yīng)社會發(fā)展需要的實踐應(yīng)用能力及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，而這些能力往往是學(xué)生畢業(yè)后適應(yīng)企業(yè)行業(yè)發(fā)展所必備的素質(zhì)。因此，研究高等數(shù)學(xué)課程教學(xué)與深化改革方案勢在必行。

一、開展人才培養(yǎng)模式改革，提高學(xué)生數(shù)學(xué)應(yīng)用素質(zhì)

高等數(shù)學(xué)是工科院校工科專業(yè)重要的基礎(chǔ)課程之一。高等數(shù)學(xué)不僅為學(xué)生學(xué)習(xí)后繼課程提供必要的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和理論支撐，而且通過高等數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)來培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力、數(shù)值計算能力、提出問題與分析問題的能力、解決實際問題的能力和應(yīng)用創(chuàng)新的能力，還可以提高學(xué)生的數(shù)學(xué)素質(zhì)，為未來從事專業(yè)工作和專門的科學(xué)研究打下堅實的基礎(chǔ)。

高校數(shù)學(xué)教學(xué)面臨生源復(fù)雜、數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識和能力差異大等實際問題，基于培養(yǎng)適應(yīng)社會經(jīng)濟發(fā)展需要的應(yīng)用型人才和創(chuàng)新型人才培養(yǎng)目標(biāo)，研究高校各專業(yè)的人才培養(yǎng)方案，設(shè)置能夠達到培養(yǎng)應(yīng)用型人才和創(chuàng)新型人才培養(yǎng)目標(biāo)所需要的數(shù)學(xué)知識和能力的高等數(shù)學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容體系。此教學(xué)內(nèi)容應(yīng)該以課堂教學(xué)平臺為主、數(shù)學(xué)建模實驗教學(xué)平臺和精品課程網(wǎng)絡(luò)交流平臺為輔相互促進。課堂教學(xué)平臺注重介紹基本的知識及數(shù)學(xué)思想方法，滿足不同學(xué)科對數(shù)學(xué)的基本要求。精品課程網(wǎng)絡(luò)交流平臺重在拓寬學(xué)生的知識面，建立網(wǎng)上互動式作業(yè)布置、輔導(dǎo)答疑模式，滿足學(xué)生自我發(fā)展的需要。根據(jù)學(xué)生提出的普遍問題，教師在課堂教學(xué)平臺面向全班學(xué)生進行進一步交流，及時解決學(xué)生在高等數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中遇到的中堅問題，從而提高高校人才培養(yǎng)質(zhì)量。數(shù)學(xué)建模實驗教學(xué)平臺主要介紹數(shù)學(xué)應(yīng)用的成果，發(fā)布區(qū)域企業(yè)行業(yè)提出的實際問題，激勵學(xué)生參加數(shù)學(xué)建?；顒樱酶叩葦?shù)學(xué)相關(guān)知識分析問題及解決問題，從而提高學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣，讓學(xué)生切實體會到數(shù)學(xué)的作用，不斷提高學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用素質(zhì)。

根據(jù)教育部《非數(shù)學(xué)專業(yè)類數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)基本要求》和《數(shù)學(xué)一、二、三研究生入學(xué)考試大綱》，充分考慮各專業(yè)人才培養(yǎng)方案對數(shù)學(xué)知識、數(shù)學(xué)能力和數(shù)學(xué)素養(yǎng)要求的不同，以及研究生入學(xué)考試數(shù)學(xué)類別的要求，依據(jù)因材施教原則，對課堂教學(xué)平臺應(yīng)施行分專業(yè)分級教學(xué)模式，制定分專業(yè)分級的教學(xué)大綱和教學(xué)計劃，選擇合適的教材和教輔材料。這種教學(xué)模式可以充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)的積極性，提高學(xué)生學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)的興趣，可以使不同層次的學(xué)生在學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)時都能學(xué)有所得。分專業(yè)分級教學(xué)模式的正確運用，還可以使學(xué)生明確學(xué)習(xí)目的，培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)思想、數(shù)學(xué)素養(yǎng)及應(yīng)用創(chuàng)新能力。

二、提高工科院校人才培養(yǎng)質(zhì)量和社會服務(wù)水平

提高工科院校人才培養(yǎng)質(zhì)量，堅持以專業(yè)培養(yǎng)方案和社會需求為導(dǎo)向，注重在高等數(shù)學(xué)課程的教學(xué)實踐中發(fā)現(xiàn)、培養(yǎng)及造就人才，因材施教，構(gòu)建人人能成才、人人得到發(fā)展的人才培養(yǎng)開發(fā)機制。應(yīng)實行高等數(shù)學(xué)拔尖式競賽，選拔出拔尖學(xué)生進行重點培養(yǎng)，實行特殊人才特殊培養(yǎng)制度。

定期開展教研室教研活動，研究一般工科院校培養(yǎng)我國社會經(jīng)濟發(fā)展需要的應(yīng)用型人才和創(chuàng)新型人才所需數(shù)學(xué)教師教學(xué)能力的先進教育理念、務(wù)實的創(chuàng)新精神和科學(xué)的職業(yè)規(guī)劃，強化教學(xué)學(xué)術(shù)觀，促進教師實施研究型教學(xué)。調(diào)研國內(nèi)外適用于培養(yǎng)應(yīng)用型人才和創(chuàng)新型人才的大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)方法，對于不同專業(yè)不同層次的教學(xué)對象，探索并構(gòu)建與培養(yǎng)應(yīng)用型人才和創(chuàng)新型人才相適應(yīng)的教學(xué)方法。對于低層次教學(xué)班，可以構(gòu)建以講授式為基礎(chǔ)，以問題探究式為核心，以現(xiàn)代信息技術(shù)的教學(xué)手段為輔助的教學(xué)方法模式。對于中間層次教學(xué)班，可以實施基于發(fā)現(xiàn)的探究式教學(xué)方法，開設(shè)學(xué)生研討課的教學(xué)方法。對于高層次教學(xué)班，可實施以問題驅(qū)動、融數(shù)學(xué)建模思想于教學(xué)過程的教學(xué)方法，開展數(shù)學(xué)應(yīng)用到工程實際的小論文研究模式。

改革課程考核評價制度，研究適合不同專業(yè)不同層次的數(shù)學(xué)教學(xué)方法相適應(yīng)的學(xué)生學(xué)習(xí)方式和考試考核模式，尤其是重學(xué)習(xí)過程和能力的公正的成績評定方法，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性，從而提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。通過數(shù)學(xué)建模實驗教學(xué)平臺和精品課程網(wǎng)絡(luò)交流平臺，培育本科生的創(chuàng)新精神、國際視野和綜合應(yīng)用能力，促進本科生全面發(fā)展，全面推進數(shù)學(xué)素質(zhì)教育，努力造就世界一流科學(xué)家和科技領(lǐng)軍人才。

三、推進創(chuàng)新平臺建設(shè)，培養(yǎng)工科院校本科創(chuàng)新人才。

當(dāng)今社會，科學(xué)技術(shù)突飛猛進，新知識與新理論日新月異，社會的職業(yè)技術(shù)含量和專業(yè)化程度要求越來越高，急需大批具有創(chuàng)新能力、創(chuàng)業(yè)能力和實踐能力的高層次專門人才。

高校數(shù)學(xué)建模實驗教學(xué)平臺應(yīng)定期開展專題講座活動，讓學(xué)生深入了解高等數(shù)學(xué)的中堅作用、數(shù)學(xué)建模的思想方法及重要價值。高校數(shù)學(xué)建模實驗教學(xué)平臺應(yīng)定期開展全?；蛉珖鴶?shù)學(xué)建模競賽活動，激勵學(xué)生自主探索尋求知識的創(chuàng)新欲望，培養(yǎng)學(xué)生的現(xiàn)學(xué)現(xiàn)用能力、數(shù)學(xué)知識應(yīng)用能力、思考問題的發(fā)散思維及解決問題的創(chuàng)新能力。對于成果突出的學(xué)生，應(yīng)激勵學(xué)生組建團隊，申報重點實驗項目，在導(dǎo)師的引領(lǐng)下，結(jié)合科研院所和企業(yè)行業(yè)提供的大數(shù)據(jù)資源，繼續(xù)深入開展實際問題的研發(fā)活動。

充分發(fā)展產(chǎn)學(xué)研合作教育，高校利用數(shù)學(xué)建模實驗創(chuàng)新平臺，基于科研院所及企業(yè)提供大量的大數(shù)據(jù)資源，以實際問題驅(qū)動激勵學(xué)生大膽提出數(shù)學(xué)問題、分析問題及解決問題，鼓勵與支持學(xué)生申報項目課題，按社會行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和通用標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)工程人才，培養(yǎng)本科生的工程應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力，在平臺實踐中集聚和培養(yǎng)本科創(chuàng)新人才。

總之，現(xiàn)有的高等數(shù)學(xué)教學(xué)模式已經(jīng)成為工科高校高素質(zhì)人才培養(yǎng)的障礙，這使得工科高等數(shù)學(xué)教學(xué)改革勢在必行。本文提出了以課堂教學(xué)平臺為主體、數(shù)學(xué)建模實驗教學(xué)平臺和精品課程網(wǎng)絡(luò)交流平臺為輔相互促進的工科高等數(shù)學(xué)課程教學(xué)改革模式，推進工科本科生數(shù)學(xué)素質(zhì)教育，造就適應(yīng)社會經(jīng)濟發(fā)展需要的應(yīng)用型人才和創(chuàng)新型人才。

參考文獻

[1] 習(xí)近平報道專集，《習(xí)近平在中共中央政治局第九次集體學(xué)習(xí)時強調(diào) 加強領(lǐng)導(dǎo)做好規(guī)劃明確任務(wù)夯實基礎(chǔ) 推動我國新一代人工智能健康發(fā)展》，人民日報，2018.10.

[2] 同濟大學(xué)數(shù)學(xué)系，高等數(shù)學(xué)（第七版上下冊），北京：高等教育出版社，2014.6.

[3] 涂道興，線性代數(shù)，北京：高等教育出版社，2013.4.

[4] 李春泉，金檢華，線性代數(shù)，天津：天津大學(xué)出版社，2012.9.

[5] 李小明，謝祥俊，劉建興，概率論與數(shù)理統(tǒng)計，北京：高等教育出版社，2004.11.

[6] 鐘儀華，謝祥俊主編，高等數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)指南，北京：石油工業(yè)出版社，2017.8.

[7] 劉玉良、時立文.高校數(shù)學(xué)課程教學(xué)改革存在的問題與對策.中國成人教育，2007，7.

作者簡介：李春泉，男，1980年5月31日生，漢族，湖北黃岡人，西南石油大學(xué)理學(xué)院，博士，講師，研究領(lǐng)域：不確定系統(tǒng)，多目標(biāo)規(guī)劃，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。

基金項目：四川省高等教育人才培養(yǎng)質(zhì)量和教學(xué)改革項目（X15021301019）；西南石油大學(xué)教研教改重點項目（18YJZD08）.