

以培养时代新人为目标的高等数学课程改革探索
作者: 袁丰 宋洪雪[摘 要]党的二十大提出“着力培养担当民族复兴大任的时代新人”的要求,高校应积极担负此使命。目前,我国高等数学教学在一定程度上存在着重知识轻能力、重理论轻实践等问题,无法满足新时代人才培养的需求。南京邮电大学根据党和国家的育人要求,从课程教学的内容、方法、评价体系及师资建设等方面深入研究和探索高等数学课程改革,取得了比较显著的成效。文章对南京邮电大学高等数学课程改革经验进行了概括分析,为其他高校的高等数学课程改革提供参考。
[关键词]高等数学;课程改革;时代新人
[中图分类号]G642.0 [文献标识码]A [文章编号]2095-3437(2024)12-0012-05
“着力培养担当民族复兴大任的时代新人”是习近平总书记在党的二十大报告上提出的要求。数学作为现代科学的基石,在国民经济发展和社会管理等方面发挥着巨大作用,高等数学则是高等教育最为重要的基础课程之一。然而,其高度抽象性使其成为当代大学生学习难度最大的科目之一[1]。鉴于目前高校高等数学教学在一定程度上存在“教师教得难”“学生学得难”等问题,南京邮电大学根据党和国家对高校的育人要求,从课程教学的内容、方法、评价体系及师资建设等方面深入研究和积极探索该课程的改革,取得了比较显著的成效。本文拟对南京邮电大学高等数学课程改革经验进行概括分析,为其他高校的高等数学课程改革提供参考。
在推动现代科技发展中,高等数学扮演着至关重要的角色[2]。当前我国正经历经济结构深刻变革,需要转向创新驱动发展模式,而高等数学与高新技术产业之间存在密不可分的联系。我国在科技领域的原始创新力相对不足,尤其在关键领域如芯片、软件方面存在明显短板,迫切需要大学生具备扎实的高等数学功底,为科技创新打下良好的基础。因此,高校有责任积极推动高等数学课程改革,以提升其教学质量[3]。社会对具备高等数学素养人才的需求不断增长,对大学生数学素养提出了更高要求,社会和用人单位对人才数学素养的高度重视促使高校加强高等数学课程改革,培养满足社会需求的人才[4]。南京邮电大学高等数学课程改革前,在一定程度上存在重知识轻能力、重理论轻实践方面的问题,教学方法滞后,考核评价方式单一。作为理工科高校,培养学生的实践能力至关重要,然而传统的课程教学往往过于注重理论知识的讲授,忽视了大学生实践能力的培养,导致学生难以满足社会的需求。因此,学校亟须积极推动高等数学课程的改革,以提高教学质量,培养能够更好地满足社会和用人单位需求的人才。
一、以培养时代新人为目标的高等数学课程改革目标与原则
(一)课程改革目标
我国高等教育的使命是培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人,强调“高校立身之本在于立德树人”。党的二十大提出“着力培养担当民族复兴大任的时代新人”的要求。南京邮电大学的高等数学课程改革以培养时代新人为总目标,具体目标包括建设适应此目标要求的高水平师资队伍、优化满足不同专业需求的课程体系与内容、创新教学方法,尤其是利用现代信息技术激发学生的学习兴趣,以及改变以结果性评价为主的评价模式。
(二)课程改革原则
南京邮电大学在高等数学课程改革中明确了“四个导向”原则:一是以国家需要为导向。在当前社会主义现代化强国建设关键时期,高校应满足国家对高素质人才的迫切需求。南京邮电大学高等数学课程改革坚持以国家需要为导向,致力于培养能够为国家经济、社会发展做出贡献的工科及其他类型人才。二是以学生成才为导向。学生成才是高校育人的核心目标。南京邮电大学高等数学课程改革注重提升大学生的整体素质和实际操作能力,旨在培养掌握解决实际问题的能力与理论知识的现代大学生。三是以让用人单位满意为导向。为了解决长期存在的人才培养与用人单位需求不相符问题,南京邮电大学高等数学课程改革积极主动听取用人单位的意见,保证课程教学符合用人单位的期望,最大限度地增强毕业生的就业竞争力。四是以解决问题为导向。南京邮电大学高等数学课程改革直面教学存在的问题,如过于重理论教学、轻能力培养,忽视不同专业和学生的不同需求,学生实际操作能力不足等,通过积极探索和实践解决现存问题的办法,不断提高教学质量和人才培养质量。
二、以培养时代新人为目标的高等数学课程改革实践
(一)课程设置改革实践
南京邮电大学高等数学课程改革针对传统高等数学课程难以满足不同专业和学生个性化学习需求的问题,引入了高等数学模块课程和丰富的选修课程。
高等数学模块课程分为通用基础知识、专业应用及竞赛三个模块,以满足不同层次学生的需求。通用基础知识模块旨在为全体学生提供数学基础知识教学,主要由理学院数学教师授课,让学生了解高等数学的发展脉络和数学思想,为后续课程的学习打下扎实的基础。而专业应用模块则紧密结合不同专业需求,特别是工科专业需求,重点讲高等数学理论知识与专业应用相结合的知识和能力,以使学生尽快适应未来职业需求。此模块由理学院数学教师与其他专业课程教师合作完成。为激发学生的创新力和应用能力,南京邮电大学积极鼓励学生参与创新大赛、数学竞赛等,开设竞赛课程,由具有竞赛辅导经历的数学教师与相关专业课程教师联合授课。这一系列改革旨在培育学生解决实际问题的能力,提高学生应用高等数学理论的实践能力。
同时,为解决高等数学必修课程课时相对较少、教学内容覆盖面不足的问题,南京邮电大学在听取用人单位和学生意见的基础上,不断丰富选修课程。不同专业的选修课程包括工程数学课程、经济数学课程、应用数学课程、数学分析课程、数学史课程、数学文化课程等,满足了学生在不同领域深度学习高等数学的需求。
(二)教学内容改革实践
南京邮电大学在进行课程设置改革的同时,积极进行了高等数学课程教学内容的改革,通过分专业、分模块的方式确定教学内容,合理划分必修与选修内容,以提高教学的针对性和实效性。
通用基础知识课程根据具体专业教学需求,设置了高数AI、高数AII、高数B三门课程。高数AI主要面向工科院系,包括通信与信息工程学院、电子与光学工程学院的所有专业。该课程内容最为丰富,难度最大,包括理论讲授152课时,习题与讨论40课时,共计192课时。高数AII主要针对部分工科院系和对数学有较高要求的文科院系,比如材料科学与工程学院、管理学院的相关专业,内容相对较难,包括理论讲授140课时,习题与讨论36课时,共计176课时。高数B则面向多数文科院系及专升本专业,内容相对较简单,包括理论讲授134课时,习题与讨论26课时,共计160课时。南京邮电大学高等数学通用基础知识模块课程的教学内容和课时安排如表1所示。
专业应用模块采用实践课程或实验课程,以数学实验和数学建模为主。各专业教研组针对专业实践问题整理案例,深入了解用人单位的实际需求,编写了教学情境案例。例如,在电气工程及其自动化专业,傅里叶级数的实际应用较广,因此专业应用模块围绕傅里叶级数的实践应用编写了多个实践或实验课程,旨在加深学生对傅里叶级数实践应用的认识,提高其相关实践操作能力。通用基础知识模块和专业应用模块均为必修课程,其教学目的是确保学生获得基础知识和专业应用能力的全面教育。
竞赛模块属于选修课程,是专业应用模块的提高版与升级版,其教学内容源于专业应用模块但难度更大。竞赛模块围绕专业前沿,由竞赛辅导老师根据队员专业程度确定教学内容。由于竞赛模块仅面向少数学生,无法全面覆盖全校学生,南京邮电大学还在高等数学选修课中设置数学史课程、数学文化与数学哲学课程、数学分析课程、经济数学课程等选修课程,供有学习需求及学习意愿的学生选择学习。
(三)教材改革实践
在教材改革方面,学校不仅采用权威教材,而且深度挖掘校本资源,编写了以学生为本、注重应用能力和综合素质培养的《高等数学》教材。为提高教学效果,学校还编写了《Matlab应用》《SPSS应用》等辅导资料,并通过“网上云课堂”建设分享了超过200个高等数学优质教学视频及1000余份其他相关教学资源,提供更丰富的学习资源,满足学生多样化的学习需求。
(四)教学方法改革实践
在高等数学传统教学中存在“满堂灌”现象,教师占据主导地位,学生参与度不高,学习兴趣不浓[5]。南京邮电大学在深刻反思高等数学传统教学的问题后,积极探索实践启发式和模块化教学,以激发学生的学习兴趣,强调学生的学习主体地位。在教学过程中,学校倡导教师充分利用现代化教学手段,将传统的教学方法与多媒体技术有机结合,提高教学信息传递效率。通过慕课、翻转课堂、云课堂等形式,实现线上线下教学的有机衔接。同时,学校制订了规范的教学流程,包括教学大纲、课堂教学、习题课、定时答疑方面,使教师讲授与学生自主学习、讨论相互促进,形成了一套科学有效的教学模式。
通过综合利用教育学、教育心理学等领域的成果,南京邮电大学的高等数学课程改革旨在引导学生掌握数学思维方法和高等数学知识体系,提高学生的相关应用能力和综合素质。
(五)教学评价改革实践
教学评价作为教学的重要环节,传统评价侧重于结果性评价,而且以教师评价为主,往往忽视过程性评价与其他主体的参与[6]。为此,南京邮电大学积极融入过程性评价,使其占考核评价总分的30%左右。过程性评价包括日常出勤考核、课堂表现、作业完成等,并增加了阶段性测试,分别安排在第11周和第16周,测试成绩占最终考核总分的10%至20%之间。在实验实践课程中引入了分组评价和实际操作能力评价等多维度的过程性评价。笔试考核仍是主要评价方式,占60%至70%。南京邮电大学强调试题命制的规范性,禁止考前划重点,确保试题的质量。教务处定期抽查试卷命制和阅卷情况,保障考试的公平性。为保障学生的正当权益,学校建立了评价异议考核制度,允许学生对成绩提出异议。为考核不合格的学生提供了补考、重修等多种补救渠道。通过用人单位回访,了解毕业生数学素养及综合素质,根据回访结果对课程教学进行调整与完善,实现教学评价的多元主体参与,提高课程教学质量。
(六)师资队伍建设改革实践
强化师资队伍建设是高等数学课程改革题中应有之义[7]。南京邮电大学注重师资队伍建设,遵循人才兴校、人才强校的理念,通过多方面的举措提高师资水平。学校借助教育部的“智慧高教”平台,组织教师学习现代信息化教学理念与方法,推动教师信息化教学能力的提升。鼓励教师参与高校精品课程资源建设,并支持申报教改科研课题。为促进经验交流,学校选派教师参加全国与区域数学年会等学术会议。学校在职称评定中向长期从事一线教学的教师倾斜,强调教学水平对于职称评定的重要性。为招揽优秀人才,学校实施了“人才引进”计划,聘用数学功底好、一专多能的优秀人才。为提高整体实力,学校优化了课程组队伍的组合,确保主讲教师为课程组分组负责人,加强了课程骨干教师队伍建设。
(七)配套制度改革实践
高等数学课程改革需要同步进行配套制度改革[8]。南京邮电大学制订了《南京邮电大学高素质人才培养改革方案》,将高等数学课程改革的目标、任务与工作重点进行了明确规定。在师资队伍建设方面,学校推动了分层次教学—过程化管理—挂牌教学改革,实现了对不同学生群体的有针对性教学。通过挂牌教学,学生可选择满意的教师,从而促进了分层次教学的实施。学校在绩效考核与激励机制建设上实行分类考核,根据一线教学和科研的不同侧重采取不同的考核指标与标准,确保一线教师的正当权益得到保障。此外,学校创新激励机制,通过加大教改论文在个人科研业绩中的权重,提高了教师对教学教改研究的重视程度。学校还加大了对优秀教师、精品课程建设的奖励力度,形成了一系列有力的激励政策。通过这些改革实践,南京邮电大学为高等数学课程改革提供了全方位的支持,为改革的成功实施保驾护航。
三、以培养时代新人为目标的高等数学课程改革成效