基于专业需求的高等数学教学改革研究

薛婷婷 曹小红 常治国 马万杰

摘要：针对普通高等工科院校高等数学教学过程中存在的问题，提出基于专业需求的高等数学教学改革。以采矿工程为例，通过对专业需求的分析，从合理配备师资、优化教学内容、改革教学方法三方面提出具体改革方法，提升了教学质量，实现“因专施教”的培养要求。

关键词：专业需求；高等数学；师资配备；教学改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2019）09-0128-02

一、概述

高等数学是工科类专业课程设置中必不可缺的一门基础课程，在工程技术、金融、机械等科学领域，其数学思想和方法有着广泛的应用，是解决实际问题必不可少的工具[1]。然而，在高等数学这门课程的讲授过程中，经常遇到学生反映“这么烦琐的公式推导，学了有什么用？”此类问题，即使是已参加工作的学生也认为，在实践工作中很少能直接将高等数学的知识用来处理实际问题[2]。因此，如何切实加强学生对高等数学的认同感，培养学生应用数学的理念和思想处理问题的能力，是高等数学改革中重要的课题。

新疆工程学院是一所以煤矿工程教育为主体的工科类高等院校，学校始终立足新疆，服务工业，坚持把学科专业建设作为打造学校核心竞争力的关键，不断调整优化学科专业结构，建设了一批有较强优势的工科专业，如采矿工程、安全工程、资源勘察、机械工程、化工矿物与加工等，为地方优势特色和支柱产业的发展提供了强有力的人才保证和智力支持。

二、新疆工程学院高等数学教学过程中存在的问题

1.课程设置方面，从新疆工程学院人才培养方案和课程体系设置中可知，高等数学作为一门通识基础课，一般采用全校统一安排的方式，不同的专业上一样的课，且任课老师随机安排，基础课与专业课联系不紧密，针对性不强。所有专业，均采用通用的高数教学体系，不能满足不同专业对数学重点知识点的特定需求。

2.在师资配备上，由于近几年学校的迅速发展，未能及时补充数学教师的空缺。另外，部分年轻教师进修或者出国访学，使得在校教师教学压力倍增。部分老师一人承担多个专业的高数课程，在备课时不能针对不同专业对数学的需要进行案例准备，在授课时引用的实例也与该专业结构无任何关联。同时，由于缺乏对特定专业及课程的了解，使得教师在授课过程中习惯于专业数学知识的讲授，只注重保证授课的完整性与系统性，而忽略了专业需求性与实践性。

3.从学生方面来看，高等数学都集中安排在学生入学第一年，学生仍然沿袭着高中的高强度做题和死记硬背的习惯，对自己专业了解还不够深入。经常出现这样的情况，学生上课能听懂，定理和公式会推导，书上的练习题会做，但不明白这样做有什么意义。学生仅把高数作为一门课程看待，为了考试顺利通过，大量做题背定理，而不了解高等数学与本专业的联系，没有将数学知识用于解决现实问题的思路和能力，逐渐造成了学生对数学学习积极性不高，甚至出现抵触情绪。

专业应用的领域不同，对数学的需求重点是存在差别的，因此在课程设置时，应充分考虑课程与专业的需求，才能更好体现“因专施教”的培养要求[3]。

三、研究对象的选取

本文选取新疆工程学院采矿工程露天开采专业作为研究对象，分析高等数学教学与采矿工程专业学生数学知识与技能需求之间的关系，以期通过该专业的研究结论为其他专业的数学课程改革提供参考。根据人才培养方案，该专业第1学年分两学期开设高等数学，共计176学时，11学分，属公共必修课程。在后续的课程体系中，理论力学和矿山岩石力学中很多专业知识都是通过高等数学的知识推导出来的，而这些专业基础课又是露天矿边坡稳定、露天矿爆破工程等课程的基础理论依据。因此，针对采矿工程高等数学教学时，应充分考虑高等数学与采矿专业其他课程之间的联系，在备课、授课及重点知识点的讲解过程中，尽可能将课本知识与专业需求相联系，以便于学生消化、吸收。

四、采矿工程专业需求与高等数学教学改革

考虑专业需求的高等数学教学改革的任务和目标为：在高等数学授课时，充分考虑其对专业需求的作用，将学生所需专业知识与高等数学教学相结合，引入和编制与本专业培养计划课程相关的实例，增强学生对专业领域的認同感，激发学生的学习兴趣。具体可从以下几个方面进行改革。

1.突出专业特色，科学配备师资。高校院校数学专职教师一般毕业于国内外高校的数学专业，理论基础扎实，专业性强，但由于自身知识体系的限制，让老师对所在学校的所有专业都了解是不现实的，也很难做到。但是，学校的专业设置一般情况是不会变的，这样就可以将某个专业长期固定几位任课教师，由其负责该学科或专业课程与高数教学工作的衔接。例如本文研究对象采矿工程专业，自2012年新疆工程学院升本至今，该专业每年都能固定招收1—2个班级。任课教师可通过对该专业课程的安排，熟悉本专业学生2—4学年课程中与高等数学紧密结合的知识点，在授课过程中，将这些知识点引入到高数的教学过程中，比如材料力学里面计算应力分布的时候，往往就要用到积分；流体力学里面分析流体微元的受力情况的时候，实际上是用的泰勒二次展开的近似值；等等，从工程背景出发，通过解决实际问题吸引学生对本专业知识的学习兴趣[4]。

2.结合专业需求，优化教学内容。高等数学主要包括函数与极限，一元函数微积分，向量代数与空间解析几何，多元函数微积分，级数，常微分方程等内容，是每个应用型本科专业学生必须要掌握的基础知识，然而，不同领域的知识体系不同，对高数需求的重点是不尽相同的[5]。例如经济类专业对集合与函数、概论统计、线性规划等知识有较强的需求，机械类专业对函数与方程、解析几何、立体的空间关系等知识要求相对较高，采矿工程专业关注矿山安全与经济优化研究，因此需要更多的极限、微积分和线性优化等方面的知识。因此，这就需要承担相关专业高等数学教学任务的教师及时了解该专业所需的数学知识，在此基础上合理安排、整合教学内容，构建高等数学教学新框架，在重点需求的知识点部分投入更多的教学资源，紧密高等数学和专业需求的连接。

3.改革教学方法，提高学生兴趣。在学生的认知中，高等数学是一门“枯燥”的学科。进行教学方式改革，其目的就是提高学生的积极自主性。因此，在教学过程中，任课老师不仅要重视理论与计算，更应重视如何让学生更容易消化吸收。对此，可在教学过程中采用一些先进的教学方法[6]，如应用问题驱动法，由露天矿边坡体滑坡时瞬时速度引入导数的概念；采用案例教学法，从露天矿剥采比的分析引入极限的概念；采用数学软件辅助教学等，让学生参与到教学过程中，调动学生的积极性，充分发挥现代教学方法的作用。

五、结语

基于专业需求的高等数学教学改革是一项需要教师们不断探索，与时俱进的长期任务。在不断提高自身专业教学水平的同时，还需积极关注学生专业课程设置及课程改革。通过对专业需求的分析，明确需要重点讲授的知识点，合理配备师资力量，以此优化教学内容，改革教学方法，提升教学质量，最终实现“因专施教”的培养要求。

参考文献：

[1]李海霞，聂东明，马艳丽.论高等数学与专业需要结合的必要性及应对措施[J].赤峰学院学报（自然科学版），2017，33（19）：18-20.

[2]刘亚嘉.浅议技能型人才培养目标下的高职数学教学改革[J].科技视界，2018，（08）：202-203.

[3]肖前军，周金玉，邓总纲，等.基于专业课程改革需要的高职数学课程改革实践[J].职业技术教育，2009，30（29）：8-10，13，94.

[4]刘爱国，方一平.高等数学教学与专业结合模式的初步探索[J].大学数学，2003，（03）：36-38.

[5]龚毅.基于应用型人才培养模式的高等数学教学改革的探索[J].西部素质教育，2017，3（17）：160，166.

[6]周海青，陈玉清.高职院校高等数学课程体系优化与教学内容改革的研究[J].佳木斯职业学院学报，2018，（03）：301-302.