工科院校數(shù)學文化課程改革實踐

　　論文常用來指進行各個學術(shù)領(lǐng)域的研究和描述學術(shù)研究成果的文章，簡稱之為論文。它既是探討問題進行學術(shù)研究的一種手段，又是描述學術(shù)研究成果進行學術(shù)交流的一種工具。它包括學年論文、畢業(yè)論文、學位論文、科技論文、成果論文等。下面是小編精心整理的工科院校數(shù)學文化課程改革實踐，歡迎大家分享。

　　摘要：

　　通識教育是我國高等教育研究的熱點問題，數(shù)學類通識課程把數(shù)學作為一種文化，從不同的視角去看數(shù)學，有利于提高工科院校學生的文化素養(yǎng)，避免由于只重視技能訓練而帶來的數(shù)學素質(zhì)結(jié)構(gòu)的片面化，同時也是培養(yǎng)學生良好思維能力、創(chuàng)新能力的重要載體。文章結(jié)合桂林電子科技大學開設(shè)數(shù)學文化課程的教學實踐，探討了通識課改革的方法和措施。

　　關(guān)鍵詞：

　　數(shù)學文化；通識教育；教學改革

　　“通識教育”一詞起源于19世紀，它是一套旨在拓展基礎(chǔ)、強化素質(zhì)的跨學科的教育體系，其目的是讓學生從本科教育的基本領(lǐng)域里獲取廣泛的知識，了解不同學術(shù)領(lǐng)域的研究思路和研究方法，同時，借助通識教育開拓學生的眼界，使其對學科整體有所了解，培養(yǎng)學生將各種知識融會貫通的綜合能力。自從19世紀初美國博德學院的帕卡德教授第一次把通識與大學教育聯(lián)系起來，通識教育開始進入人們的視野，在20世紀，通識教育已經(jīng)廣泛成為歐美大學的必修科目。通識教育納入我國本科教育體系的歷史并不長，近年來，結(jié)合實現(xiàn)高等教育“內(nèi)涵式”發(fā)展的需求，通識教育逐漸成為高等教育界關(guān)注的熱點，開設(shè)通識課程的高校不斷增多，課程的種類也不斷增加[1]�？v覽各個高校的通識教育課程，大致可以分為社會科學素養(yǎng)、人文素養(yǎng)、自然科學與技術(shù)素養(yǎng)、美學藝術(shù)素養(yǎng)、實踐能力素養(yǎng)等五大模塊，力圖使學生從不同的角度來認識現(xiàn)象，獲得知識，開拓視野，提升能力。筆者長期從事大學數(shù)學公共課的教學，認為在自然科學與技術(shù)素養(yǎng)類的通識課中，數(shù)學類課程無疑是一個很好的載體。以筆者所在桂林電子科技大學為例，高等數(shù)學、線性代數(shù)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計是工科學生必修的三門數(shù)學基礎(chǔ)課，其掌握程度直接影響到學生專業(yè)課的學習，以及學生的基本素質(zhì)和能力[2]。在傳統(tǒng)的數(shù)學課堂上，由于學時的限制，教師很少能夠拓展課本知識，造成重結(jié)論輕過程、重理論輕應用的局面，忽略了對學生的數(shù)學思維、創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，因此學生在大一階段學習完課程以后往往只會計算，不能理解數(shù)學概念的背景和應用，只有在后續(xù)專業(yè)課中用到數(shù)學才能粗略體會數(shù)學的作用，但仍對一些基本數(shù)學原理知其然而不知其所以然。為了解決上述問題，可以考慮適當開設(shè)數(shù)學通識課，作為大學數(shù)學系列課程的有益補充，讓學生重新審視數(shù)學、認識數(shù)學。下面，以筆者所在桂林電子科技大學為例，探討數(shù)學通識課程的改革思路。

　　一、適應形勢，開設(shè)數(shù)學文化網(wǎng)絡(luò)課程

　　和高校中的其他課程相比較，通識教育更加自由，可以被各個專業(yè)的學生學習，學生可以基于興趣愛好，自由地選擇各類通識課程。傳統(tǒng)的通識課程通常是以線下課的模式來進行的，一般是安排在晚上，教師在固定的時間內(nèi)在教室進行授課，課后很少與學生進行交流。筆者所在的學校是工科院校，學生課程較多，而且不少實驗課都安排在晚上，所以學校很早就加入了爾雅通識平臺，利用網(wǎng)課的形式開設(shè)通識課程，方便學生在課余的時間修讀課程。對于學習安排而言，網(wǎng)絡(luò)授課更為自由開放：傳統(tǒng)的課堂教育要求學生在固定的時間、固定的地點進行固定的學習安排，但是不同學生的學習習慣和學習能力是不同的，沒有學會的學生沒有重新學習的機會，這樣的安排在某種程度上是不公平的。而網(wǎng)課可以把課程保存在云端，學生可以在任何時間任何地點進行學習，這樣一來學生可以更為自由地安排學習時間，并且還可以通過重播反復學習，彌補學習能力不足的缺陷。桂林電子科技大學在2014年啟動了校內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)學習平臺———漓江學堂，筆者所在的教學團隊于2017年在該平臺上線了“數(shù)學文化觀賞”課程，這是一門面向高校師生的以介紹數(shù)學為目的的通識教育網(wǎng)絡(luò)課程，課程通過“數(shù)學文化”這個載體，以數(shù)學思想、數(shù)學概念、數(shù)學能力、數(shù)學歷史等作為主要內(nèi)容，通過25個視頻從不同角度揭示了豐富多彩的數(shù)學文化與人類社會發(fā)展之間的共生與互動。該課程是桂林電子科技大學于2016年開始建設(shè)的24門漓江學堂課程之一，2017年9月在漓江學堂正式上線，至今已開課6個學期，累計選課人數(shù)約1600人。2020年初，“數(shù)學文化觀賞”課程二期建設(shè)啟動，課程視頻擴充到50個，并在中國大學MOOC上線開設(shè)了獨立SPOC課程。SPOC課程作為后MOOC時代的產(chǎn)物，采取了實體課堂與在線教育相結(jié)合的混合教學模式，融合了MOOC的優(yōu)點，彌補了傳統(tǒng)教育的不足。與傳統(tǒng)網(wǎng)課相比，教師更容易把控教學，使學生實現(xiàn)課前主動自學、課上積極互動、課下踴躍交流思考的學習模式。

　　二、精準定位，合理安排教學內(nèi)容

　　一提到數(shù)學類的通識課程，很多人想到的可能是“數(shù)學建�！薄皵�(shù)學思維”等課程，在中國大學MOOC上，也有一些主打“數(shù)學文化”的通識課，以介紹數(shù)學發(fā)展史為主，這不免讓人思考：到底什么是“數(shù)學文化”，應該如何向?qū)W生推廣“數(shù)學文化”？“數(shù)學文化”這一概念，最早出現(xiàn)在西方數(shù)學哲學的研究當中。19世紀，懷特（White）最早提出了“數(shù)學文化”的觀點，接著克萊因（Kline）的幾部代表作，包括《古今數(shù)學思想》《西方文化中的數(shù)學》《數(shù)學：確定性的喪失》，賦予數(shù)學文化以濃重的人文色彩[3]。近年來，國內(nèi)不少學者也對“數(shù)學文化”進行了研究，在中學階段數(shù)學教材的編寫中，穿插了很多諸如“數(shù)學史話”“數(shù)學美學”的內(nèi)容。然而到了大學階段，數(shù)學教材往往理論性較強，聯(lián)系實際較少，學生在“數(shù)學文化”的學習方面反而出現(xiàn)了缺失。因此，對于大學本科生而言，數(shù)學文化課的定位是對高等數(shù)學課的知識補充，其目標是介紹數(shù)學概念的形成背景，以及數(shù)學如何與自然科學中其他學科交叉融合，促進其他學科的發(fā)展�！皵�(shù)學文化觀賞”課程的教學內(nèi)容約為12周，在中國大學MOOC上線后，課程團隊重新整合了課程內(nèi)容，把課程分為5個模塊：“數(shù)學簡史”“數(shù)學社會”“數(shù)學哲學”“數(shù)學概念”和“數(shù)學人物”。“數(shù)學簡史”從古代數(shù)學一直串講到現(xiàn)代數(shù)學，追溯數(shù)學在內(nèi)容、思想和方法上的演變、發(fā)展過程；“數(shù)學社會”模塊側(cè)重于介紹數(shù)學的應用，從多角度展現(xiàn)數(shù)學的實用性，例如數(shù)據(jù)挖掘、算法設(shè)計、數(shù)學建模等等；“數(shù)學哲學”部分是從哲學的層面探究數(shù)學，介紹數(shù)學研究中的常規(guī)思維和非常規(guī)思維，探討數(shù)學中的美學；“數(shù)學概念”模塊通過生動的例子介紹數(shù)學中的抽象概念，比如其中的一課“無窮之旅”，以希爾伯特旅館為例，幫助學生理解“無窮大”的概念，理解無限與有限的辯證統(tǒng)一；“數(shù)學人物”則是通過介紹中外數(shù)學家們的數(shù)學成就和小故事，讓學生明白成功并非一蹴而就，而是需要持久的努力和刻苦的鉆研[4]。除了重新編排教學內(nèi)容以外，我們還充分利用MOOC的討論區(qū)，每一章都會發(fā)布若干討論題，鼓勵學生積極參與，課程上線僅一學期，學生累積發(fā)帖數(shù)就達到了2500余條。

　　三、多元評價，改革課程考核方式

　　傳統(tǒng)的通識課程，通常是以撰寫論文作為考核的方式，而我們的課程則采用靈活多樣的考核方式。課程在校內(nèi)平臺上線時，設(shè)計了A、B、C三種考核等級，供學生自主選擇。三個等級的滿分分別為100分、90分和80分。A檔考試要求學生把數(shù)學與專業(yè)相結(jié)合，制作與課程相關(guān)的微課小視頻，重點考查學生查閱文獻和歸納整理資料的能力，并要求學生具備一定的PPT制作水平和視頻剪輯能力；B檔考試要求學生撰寫論文，論文的題目應結(jié)合數(shù)學文化與學生的專業(yè)知識，側(cè)重于考察學生對課程相關(guān)問題的理解能力以及書面表達能力；C檔考試為閉卷考試，要求學生在規(guī)定時間內(nèi)完成簡述題的作答，重在考察學生對課程內(nèi)容的理解和掌握。課程上線幾年來，選A檔考試的人數(shù)通常會占選課人數(shù)的65%以上，說明學生對于開放性試題的接受程度更高。課程在中國大學MOOC上線后，課程團隊除了保留原有的A、B兩檔考試模式以外，還利用平臺增設(shè)單元測試和隨堂測試。在后續(xù)的課程建設(shè)中，我們計劃增加其他考核模式，例如主觀題學生互評、小組討論與展示等，充分利用MOOC平臺優(yōu)勢，改革考試模式和評價機制，通過開放性和創(chuàng)造性的考核，考察學生的綜合素質(zhì)能力，凸顯通識課作為綜合素養(yǎng)課程的價值使命。

　　四、探索嘗試，取得一定教學效果

　　本課程自開課以來，選課人數(shù)接近1600人，已有1500余名學生完成考試，其中1400余名學生考試合格。在學生的微課作品中，不乏一些優(yōu)秀作品，在征得學生的同意后，我們制作了優(yōu)秀作品合集展示在課程QQ群里。從課程結(jié)束后發(fā)放的調(diào)查問卷顯示，大部分學生對課程的滿意程度較高，85%以上的學生認為本課程對學習有幫助，84.95%的學生對課程的總體評價為滿意或非常滿意，88.17%的學生對教師的總體評價為滿意或非常滿意。從課程的難度來看，74.19%的學生認為本課程的難度適中；從課程的時長來看，73.12%的學生認為本課程的時長合適；在考核的方式和難度方面，73.12%的學生對課程的考核方式表示滿意或非常滿意，80.65%的學生認為考核難度適中；總體評價方面，學生對課程評價的分值為4.34分（滿分為5分），對教師的評價分值為4.54分（滿分為5分）。平時的教學過程也顯示出學生參與教學的積極性較高，能夠在討論區(qū)積極回帖和發(fā)帖，同時學生也對課程提出了一些建議，例如希望能夠更好地將數(shù)學原理與專業(yè)課程結(jié)合，把抽象的概念寓于生動有趣的問題中，甚至也有不少學生表示期待能在課程中看到一些數(shù)學前沿問題。高等教育的主要任務(wù)是培養(yǎng)基礎(chǔ)理論扎實、專業(yè)知識面廣、實踐動手能力強、具有較強創(chuàng)新能力的人才，數(shù)學文化通識課程也應當從這些方面入手，努力達到學科交叉和素質(zhì)教育的基本目標，注重“以學生為本”，構(gòu)建立體的知識網(wǎng)絡(luò)，從“育人”的角度出發(fā)，對數(shù)學通識課程進行全方位的改革，提高學生的數(shù)學素養(yǎng)和綜合素養(yǎng)，從而讓學生受益終生。

　　參考文獻：

　　[2]董亞娟.通識教育與創(chuàng)新型人才培養(yǎng)———兼論通識課“經(jīng)濟生活中的數(shù)學”[J].人才培養(yǎng)與教學改革———浙江工商大學教學改革論文集,2014(1).

　　[3]項晶菁,李琪.高等工科院校開設(shè)數(shù)學文化通識課的實踐與思考[C]//Education and Education Management(EEM2011V2):113-117.

　　[4]趙琪,張久軍,姚成貴.大學數(shù)學文化課教學的實踐與探索[J].遼寧大學學報(自然科學版),2016(3).

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