新工科背景下《高等數(shù)學(xué)》項(xiàng)目化教學(xué)研究與實(shí)踐

1、新工科背景下高等數(shù)學(xué)項(xiàng)目化教學(xué)研究與實(shí)踐 摘要：本文介紹了項(xiàng)目化教學(xué)的含義，分析了項(xiàng)目化教學(xué)在高等數(shù)學(xué)課程中的研究現(xiàn)狀。并介紹了在本校實(shí)施項(xiàng)目化教學(xué)的經(jīng)典案例和成功經(jīng)驗(yàn)，最后，提出了項(xiàng)目化教學(xué)的實(shí)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(xué),項(xiàng)目化教學(xué),教學(xué)改革 一高等數(shù)學(xué)項(xiàng)目化教學(xué)現(xiàn)狀 （一）項(xiàng)目化教學(xué) 為推動工程教育改革創(chuàng)新，2022 年 2 月 18 日，教育部在復(fù)旦大學(xué)召開高等工程教育發(fā)展戰(zhàn)略研討會，會上新工科建設(shè)復(fù)旦共識的達(dá)成標(biāo)志著我國工程教育改革是一場眾望所歸的集體行動。時(shí)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(xué)校雙一流和新工科建設(shè)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱

2、情，全面提高教育教學(xué)質(zhì)量，構(gòu)筑一流本科教育，建設(shè)扎根中國大地的高水平研究型大學(xué)，必須對傳統(tǒng)的教學(xué)方法進(jìn)行深入改革。項(xiàng)目化教學(xué)就是一種很好的探索和試驗(yàn)。傳統(tǒng)的教學(xué)中，教師一味授課，學(xué)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(xué)生打瞌睡，或全程玩手機(jī)的現(xiàn)象。如何調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生參與到整個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)中來，是現(xiàn)在教學(xué)改革的熱點(diǎn)以及重點(diǎn)。項(xiàng)目化教學(xué)法是一種典型的以學(xué)生為中心的教學(xué)方法。項(xiàng)目化教學(xué)法就是在老師的指導(dǎo)下 , 將一個(gè)相對獨(dú)立的項(xiàng)目交由學(xué)生自己處理。信息的收集、方案的設(shè)計(jì)、項(xiàng)目實(shí)施及最終評價(jià)，都由學(xué)生自己負(fù)責(zé)。學(xué)生通過該項(xiàng)目的進(jìn)行，了解并把握整個(gè)過程及每一

3、個(gè)環(huán)節(jié)中的基本要求。它主張先練后講，先學(xué)后教，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，主動參與，從嘗試入手，從練習(xí)開始，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性、創(chuàng)造性、積極性等。學(xué)生唱主角，而老師轉(zhuǎn)為配角，實(shí)現(xiàn)了教師角色的換位，有利于加強(qiáng)對學(xué)生自學(xué)能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。 （二）高等數(shù)學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀 近些年來，高等學(xué)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(xué)卻一直保持著重要的地位，教學(xué)內(nèi)容也沒有太大變化。以高等數(shù)學(xué)作為專業(yè)基礎(chǔ)課的專業(yè)也在不斷增加。這不僅因?yàn)楦叩葦?shù)學(xué)是理工科各專業(yè)的基礎(chǔ)，更因?yàn)楦叩葦?shù)學(xué)在現(xiàn)代技術(shù)與科學(xué)中有著越來越廣泛的應(yīng)用?，F(xiàn)在，大家越來越意識到，數(shù)學(xué)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(xué)教學(xué)中，教學(xué)方面的問題是講得太細(xì)，太煩瑣，過于死板教條。學(xué)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(xué)生一直把高等數(shù)學(xué)當(dāng)作一項(xiàng)任務(wù)來完成，沒有學(xué)習(xí)的主動性。高等數(shù)學(xué)課程本身的重要性和特點(diǎn)決定了教學(xué)改革的難度比較大，因?yàn)楦叩葦?shù)學(xué)教授的是傳統(tǒng)的知識，學(xué)生和老師都已經(jīng)習(xí)慣了傳統(tǒng)的教學(xué)方式。項(xiàng)目化教學(xué)是一種很好的教學(xué)改革手段，項(xiàng)目化教學(xué)走進(jìn)課堂 , 可以顯著改善課堂效果。一方面，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性得到了充分的調(diào)動，還能夠提高學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作能力、自我管理能力、創(chuàng)新能力以及培養(yǎng)學(xué)生的責(zé)任意識。另一方面，教師的教學(xué)理念得到很大的轉(zhuǎn)變，教學(xué)能力和實(shí)踐能力可

5、以得到極大提升，并能夠大大積累教學(xué)改革的經(jīng)驗(yàn)。 高等數(shù)學(xué)是一門學(xué)生認(rèn)為較難的課程，所以學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)興趣的現(xiàn)象尤為嚴(yán)重。打破傳統(tǒng)的教學(xué)與學(xué)習(xí)方式，勢在必行。但是由于高等數(shù)學(xué)課程本身的特點(diǎn)，在高等數(shù)學(xué)課程中開展項(xiàng)目化教學(xué)的非常少。項(xiàng)目化教學(xué)有如此多的優(yōu)點(diǎn)，所以很有必要在高等數(shù)學(xué)課程中進(jìn)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(xiàng)目化教學(xué)的過程中充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)的作用，將會有更好的效果。 二高等數(shù)學(xué)項(xiàng)目化教學(xué)的實(shí)施 （一）項(xiàng)目化教學(xué)在我校的實(shí)施 1. 指導(dǎo)思想 我校十三五規(guī)劃中明確提出：以統(tǒng)籌推進(jìn)世界一流大學(xué)和一流學(xué)科建設(shè)總體方案建設(shè)為契機(jī)，以服務(wù)國家發(fā)展戰(zhàn)略和經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需求為導(dǎo)向，堅(jiān)定辦學(xué)

6、特色，堅(jiān)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(xué)質(zhì)量和綜合實(shí)力，建成若干世界一流學(xué)科，在十三五末期，實(shí)現(xiàn)學(xué)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(xué)目標(biāo)。 高等數(shù)學(xué)是一門非常重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，其他專業(yè)的發(fā)展需要夯實(shí)學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，所以高等數(shù)學(xué)的改革尤其重要。具體來說，高等數(shù)學(xué)課程改革的指導(dǎo)思想為從重知識傳授轉(zhuǎn)變?yōu)樽⒅貙W(xué)生數(shù)學(xué)能力的培養(yǎng)；從重理論推導(dǎo)、技巧強(qiáng)化轉(zhuǎn)變?yōu)樽⒅貙?shí)際應(yīng)用及數(shù)學(xué)思想的培養(yǎng)；從重教師的講授轉(zhuǎn)變?yōu)樽⒅貙W(xué)生的學(xué)習(xí)。探索以項(xiàng)目為載體，數(shù)學(xué)為工具的數(shù)學(xué)項(xiàng)目化課程教學(xué)模式，以課程內(nèi)容項(xiàng)目化為主線，以學(xué)生能力培養(yǎng)為目標(biāo)，加強(qiáng)專業(yè)針對性教學(xué)，探討數(shù)學(xué)教學(xué)

7、內(nèi)容與專業(yè)的融合，實(shí)行教學(xué)內(nèi)容模塊化，同時(shí)將數(shù)學(xué)建模與數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的思想與方法融入數(shù)學(xué)課程教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生分析解決問題的能力以及創(chuàng)新能力。 2. 項(xiàng)目化教學(xué)的目標(biāo) 通過項(xiàng)目化教學(xué)的實(shí)施，加深學(xué)生對高等數(shù)學(xué)傳統(tǒng)知識和經(jīng)典單元的理解和認(rèn)識；使學(xué)生能夠運(yùn)用函數(shù)、極限、微積分、級數(shù)等數(shù)學(xué)知識解決專業(yè)問題和生活中的問題；能結(jié)合專業(yè)實(shí)際和生活實(shí)際建立數(shù)學(xué)模型，并應(yīng)用數(shù)學(xué)軟件解決數(shù)學(xué)模型；培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力，創(chuàng)造性地解決問題的能力；培養(yǎng)學(xué)生勤奮鉆研、勇于挑戰(zhàn)困難、團(tuán)隊(duì)協(xié)作等綜合能力。 3. 實(shí)施過程 目前，高等數(shù)學(xué)的課程通常設(shè)置在大學(xué)一年級，剛?cè)雽W(xué)的新生還沒有適應(yīng)大學(xué)的授課方式和學(xué)習(xí)方式，第一節(jié)課就被灌輸了極

8、限等概念，學(xué)生都會覺得高等數(shù)學(xué)高不可攀。如果教學(xué)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(xué)生感覺到枯燥，產(chǎn)生厭學(xué)情緒。因此，我們在教學(xué)中，應(yīng)該突出數(shù)學(xué)的應(yīng)用價(jià)值，讓學(xué)生產(chǎn)生學(xué)習(xí)的興趣。在教材的處理上，根據(jù)項(xiàng)目化教學(xué)的需要，按照不同專業(yè)對數(shù)學(xué)知識和能力的不同需求，對教材進(jìn)行重組。根據(jù)目前我校的生源特點(diǎn)和教學(xué)現(xiàn)狀，筆者在兩年的時(shí)間里在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中嘗試了項(xiàng)目化教學(xué)。針對不同的專業(yè)設(shè)計(jì)不同的教學(xué)過程，讓學(xué)生結(jié)合自己的專業(yè)知識，參與到整個(gè)教學(xué)過程中來，既掌握了知識，又鍛煉了技能，達(dá)到學(xué)以致用的目的。在提前設(shè)計(jì)好整個(gè)流程的基礎(chǔ)上，要求學(xué)生先自學(xué)相關(guān)的理論知識，再自行分組，組建團(tuán)隊(duì)解決問題。

9、學(xué)生在老師的引導(dǎo)下，尋找實(shí)際問題，收集數(shù)據(jù)，利用相關(guān)的數(shù)學(xué)工具解決問題，并形成課程報(bào)告上交。以商品采購最優(yōu)方案設(shè)計(jì)為例，教師提前一周把題目布置給學(xué)生，學(xué)生需要提前自學(xué)函數(shù)的極值和最值一節(jié)的內(nèi)容，要先學(xué)會利用極值必要條件求出駐點(diǎn)，利用充分條件判斷極值，以及處理最值問題的方法。學(xué)生自行分組，5 人為一組，選出組長，組員合理分工。有的負(fù)責(zé)搜集數(shù)據(jù)，有的負(fù)責(zé)建立模型，有的負(fù)責(zé)做計(jì)算，有的負(fù)責(zé)寫課程報(bào)告，有的負(fù)責(zé) ppt 展示。學(xué)生遇到問題可以隨時(shí)咨詢老師解決，一周之后，學(xué)生上交小組的課程報(bào)告。課程報(bào)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(jì)算過程、結(jié)論以及學(xué)習(xí)心得。老師和助教在批改完學(xué)生

10、的課程報(bào)告后，選出優(yōu)秀的小組報(bào)告，在整個(gè)班級進(jìn)行展示，讓學(xué)生之間互相交流，形成良好的學(xué)習(xí)風(fēng)氣。高等數(shù)學(xué)項(xiàng)目化教學(xué)的實(shí)施重點(diǎn)是探索高等數(shù)學(xué)課程中可以讓學(xué)生獨(dú)立完成的板塊，結(jié)合學(xué)生的專業(yè)，形成不同的模塊。筆者開發(fā)了高等數(shù)學(xué)上下冊各三個(gè)板塊，用于項(xiàng)目化教學(xué)的試點(diǎn)。經(jīng)過兩年的試點(diǎn)，收獲了學(xué)生的一致好評，積累了大量的教學(xué)改革經(jīng)驗(yàn)。 （二）存在的問題及改進(jìn)方案 經(jīng)過兩年的摸索，高等數(shù)學(xué)項(xiàng)目化教學(xué)的試驗(yàn)取得了很大的成功，學(xué)生和老師都得到了各自的提升。學(xué)生不僅掌握了數(shù)學(xué)知識技能，而且掌握了數(shù)學(xué)的研究方法，深入理解了數(shù)學(xué)的思想，提高了學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣。因?yàn)槔蠋熜枰P設(shè)計(jì)和掌握整個(gè)教學(xué)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(xué)課程具有自身獨(dú)特的特點(diǎn)，所以項(xiàng)目的實(shí)施過程中發(fā)現(xiàn)了以下的困難和主要問題。 1. 課時(shí)緊張 眾所周知，高等數(shù)學(xué)課程內(nèi)容多分布廣，但是課時(shí)又十分有限。能把傳統(tǒng)的教學(xué)任務(wù)完成已經(jīng)很局促了，更何況要騰出時(shí)間進(jìn)行項(xiàng)目化教學(xué)。這就要求教師把整個(gè)項(xiàng)目過程設(shè)計(jì)得非常緊湊，節(jié)約寶貴的課堂時(shí)間，或者利用課外的時(shí)間額外進(jìn)行輔導(dǎo)。另外，可以結(jié)合網(wǎng)絡(luò)平臺，進(jìn)行線上教學(xué)和線上輔導(dǎo)答疑。教師可以提前把項(xiàng)目要求、參考資料等發(fā)布在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，學(xué)生可以提前準(zhǔn)備，也可以充分利用課余的時(shí)間，這樣，課堂上的寶貴時(shí)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(xué)理論體系完整，課程難度大，

12、學(xué)生能自學(xué)掌握的內(nèi)容并不是很多，所以能開發(fā)成項(xiàng)目化教學(xué)的板塊很有限。項(xiàng)目版塊開發(fā)難度大，這就要求任課教師打破高等數(shù)學(xué)傳統(tǒng)的章節(jié)順序，獨(dú)立出不同的可以讓學(xué)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(shí)踐中，我們會把整個(gè)教材體系重新組合，按照學(xué)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(shí)現(xiàn)項(xiàng)目化教學(xué)，讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)，收獲更多的自信。 3. 考核難度 高等數(shù)學(xué)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(xiàng)目化教學(xué)的考核有一定的難度。筆者采用的方法是把項(xiàng)目化教學(xué)的成果記入平時(shí)成績，但是平時(shí)成績畢竟所占比例有限，學(xué)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(jìn)行改革，這是個(gè)很大的挑戰(zhàn)。后期的實(shí)踐中，我們會在教務(wù)等部門的配合下，建立多樣化的考核和評價(jià)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(xué)生學(xué)習(xí)過程的考查，提高項(xiàng)目化教學(xué)模塊考核所占的比例。 三結(jié)語 以往的一刀切式教學(xué)，籠統(tǒng)的傳授知識但不能充分結(jié)合學(xué)生的專業(yè)以及調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。項(xiàng)目化教學(xué)可以從高等數(shù)學(xué)中開發(fā)出一些獨(dú)立單元，任課老師結(jié)合學(xué)生的專業(yè)特點(diǎn)，打破傳統(tǒng)的灌輸型教學(xué)方法，以學(xué)生為主體，調(diào)動學(xué)生的能動性，讓學(xué)生學(xué)到知識的同時(shí)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(jìn)行高等數(shù)學(xué)項(xiàng)目化教學(xué)的試驗(yàn)，開發(fā)出了一些成功的案例，總結(jié)出了一些經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)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(jìn)的動力，這些問題需要在今后的教學(xué)改革中加以摸索和解決。 經(jīng)過一個(gè)階段的試驗(yàn)，學(xué)生和教師都受益匪淺。學(xué)生建立了主動學(xué)習(xí)的