黄银忠
（天津职业技术师范大学理学院 天津 300222）
摘要：“卓越计划”是教育部率先启动的改革计划，职技高师依托“卓越计划”实施了“卓越工程师”和“卓越职教师资”教育教学改革。从职技高师的角度，构建“卓越计划”下的数学教学改革方案并进行实践探索，具有重要的现实意义。
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关键词 ：卓越计划；职技高师；数学；教学改革
中图分类号：G718 文献标识码：A 文章编号：1672-5727（2014）10-0084-04
问题的提出
走中国特色新型工业化道路，迫切需要多种类型的工程技术人才，迫切需要提升工程技术队伍的创新能力，迫切需要应对经济全球化挑战的国际化工程技术人才。2010年6月，教育部召开“卓越工程师教育培养计划”启动会，联合有关部门和行业协会，共同实施“卓越工程师教育培养计划”，简称“卓越计划”。“卓越计划”是贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》和《国家中长期人才发展规划纲要（2010—2020年）》的重大改革项目，旨在培养造就创新能力强、实践能力强的高质量工程技术人才，为我国走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务。“卓越计划”实施期限为2010年―2020年，参与计划的全日制工科本科生要达到10%的比例，全日制工科研究生要达到50%的比例。
职业技术师范院校（以下简称职技高师）担负着为国家培养职业教育师资和为地方经济建设培养高级应用型人才的两重任务。在国家“卓越计划”指导下，以天津职业技术师范大学为代表的职技高师分别实施了“卓越工程师培养计划”和“卓越职业教育师资培养计划”，其目的是为国家培养具有国际视野的、具有创新精神和实践能力的、以一线工程师为主的卓越工程技术人才和职业教育所需的具有理论知识与较强实践动手能力的卓越师资。这一改革目标的实现，对基础课程教学提出了挑战，大学数学类课程是一门重要的基础课。美国在“迈向2020工程师培养计划标准”中指出，学生应具备数学、科学和工程知识及应用数学、科学和工程知识的能力。无论国外还是国内，大学数学是卓越人才培养关键中的重点已成为共识。学习数学不仅要获得一大堆重要的数学概念、定理、公式和结论，更为重要的是要掌握数学的思想方法和精神实质。目前，大学数学课程的教学主要介绍数学定理、推导证明与例题，着重于逻辑推理的严谨，缺乏实际应用的例子和运用数学解决问题的背景分析，学生学习感到难度大、无法理解具体应用，进而导致学习兴趣锐减、学习效果不佳、与专业学习脱节等等。如何开展大学数学基础课教学改革，以培养学生的综合分析与创新能力，提高数学应用能力，提高学生的学习兴趣和主动性，成为数学教学改革的重要问题。
笔者拟从职技高师的角度探讨“卓越计划”下数学教学的创新改革与实践，内容分为两部分：一是作为职技高师基础课程的数学，在“卓越计划”下的教学创新改革与实践；二是作为职技高师的数学专业，在“卓越计划”下的教学创新改革与实践。
“卓越计划”下数学基础课教学创新改革研究
数学基础课的教学改革与研究，在人才培养中发挥着重要作用，对高等教育的改革有着至关重要的意义，直接影响到高等教育人才的质量。目前，各理工科专业类别大都开设数学课程，数学的思维方法、研究方法、推理方式以及研究问题的着眼点都发挥着十分重要的作用。教师在教学过程中除传授数学知识外，还要强调逻辑思维的训练，“卓越计划”对数学教学提出了更高的要求，通过数学基础课的教学改革与实践，建立适应“卓越计划”的基础课教学体系与教学模式，是“卓越计划”实施的重要保证。2010年至2012年间，我们在对全国四十余所中、高职院校进行调研的基础上，在卓越工程师和卓越职教师资培养方案中，对数学基础课教学进行了以下创新改革。
进行数学基础课分类分级教学改革 依据卓越人才培养方案的要求，首先，构建了不同专业需求、具有专业特色、重在培养学生实践能力和数学应用能力的大学数学（高等数学、线性代数、概率统计、复变函数、积分变换、数学实验）课程教学大纲。根据专业类别，实施了机电类、经济管理类不同的数学基础课程教学大纲；根据生源，实施了区别高中生源、中等职业学校生源的不同的教学大纲，提出不同的教学要求；同时在机电类专业高中生源中进行了分级教学，实施了教学进度和教学内容不同的教学改革，形成了适应“卓越计划”的数学课程教学方案。其次，在教学过程中实施了理论知识与数学实验相结合、理论讲授与实验相结合的教学手段改革。增加了数学实验课程，以Matlab软件为例，让学生掌握数学编程与科学计算能力，如将Matlab引入线性代数课程，使之与线性代数的理论、方法相结合，让学生掌握线性代数课程的最新计算工具和方法，不仅可以用手算低阶的矩阵，而且使学生学会求解6阶及以上、复系数的线性代数问题，适应后续课程的学习，提高数学基础课的效果，为专业应用学习打下基础，培养学生的计算动手能力与应用能力。
强化案例教学 数学基础课程除了加强基础知识训练与数学逻辑思维的训练外，重点强化数学的应用性。根据“卓越计划”强调培养动手实践能力的目的，体现能力本位的特点，数学基础课实施了三个转变，即：从以教师为中心如何“教给”学生，向以学生为中心如何“学会”转变；从以学科体系为中心，向以专业工作需要为中心转变；从以课堂为中心，向以实验室为中心转变。根据机电类学生的后续专业课程，如电路分析、理论力学、材料力学、计算机图形学、信号与系统、数字信号处理、自动控制原理、机器人等需要进行大量分析的实际情况，提出在不降低基本要求的基础上，改变数学基础课教学中概念、定理、证明、例题的模式，结合专业特点，实施案例教学，提高学生科学计算能力，以适应后续课程学习与培养应用能力的需要。如在“高等数学”课程中，课题组教师在电类专业教学中增加了杰尔霍夫电路方程、信号变换与信号处理、定积分与拉普拉斯变换性质求解刻画RLC电路等应用案例；在机械类专业教学中增加了机械运动分析、流体力学受力计算与流量分析等应用案例；在经济管理类专业教学中增加了金融与人口的指数增长模型、均衡价格模型等案例。又如在“复变函数与积分变换”课程中，增加了解析函数在平面向量中的应用、留数计算在数字滤波器性能分析和形状设计中的应用案例等等，在“线性代数”课程中增加了投入产出模型案例等等，以此强化数学基础课程与专业课程的融通结合，激发学生的学习兴趣，使其掌握数学在专业中的运用，明确学习数学基础课的目的，了解数学解决专业问题的思维、方法与途径。此举受到各相关学科专业的欢迎和好评，对“卓越计划”的实施具有十分重要的作用。在案例教学过程中，课题组教师体会到，实施“卓越计划”下的数学课程创新改革，一方面对教师继续学习针对培养对象的专业知识提出了较高要求，可激发数学课教师学习其他专业知识的主观能动性；另一方面更加明确了数学作为基础学科，支撑学科、为专业服务的教学意识，改变了强调完整地讲授专业学科知识体系的教学观念。
编写数学课教材 结合“卓越计划”的要求，从专业需求和“卓越计划”的目标、教学内容与教学方法入手，理学院先后召开学生座谈会、各专业学院教学院长和专业教研室教师座谈会，听取专业学院对数学基础课教学改革的意见。结合数学基础课的教学基本要求，在传统的教学内容基础上，删减了部分较难理解的内容，增加了相应的实例、有利于提高思考能力的练习题和数学家简介，编写了适合我校机、电类专业的《应用高等数学》教材，收到了较好的教学效果。
完善数学精品课资源平台 我校“高等数学”课程是天津市精品课程，“线性代数”、“概率统计”是校级精品课程，在校园网上，这些课程的网页成为教师和学生课外自学的教学资源平台。学生可进一步了解问题的背景、发展历史、解决问题的过程，历年的考试试卷分析等，提高学习兴趣，其中的“互动答疑”链接可使学生及时解决学习过程中的疑惑，提高学习的效果。
以竞赛为载体强化数学建模与数学应用能力 “卓越计划”的目的是培养具有创新精神和实践能力的、具有国际视野的、以一线工程师为主的高层次应用型工程技术人才，强调培养实践动手能力，体现能力本位的特点。在数学基础课中增加实践教学环节，培养学生应用数学解决实际问题的意识和能力，已经成为数学教学的一个重要方面，也是培养创新型应用人才必不可少的环节。数学建模是把数学与实际问题联系起来的桥梁，强调数学原理和方法在实际中的应用，强调计算机技术作为数学教学的工具和手段，强调在数学教学中学生的主动参与性。针对职技高师“卓越计划”的特点，我校在多年参加国家数学建模的基础上，从2012年开始举办学校数学建模竞赛，由教务处颁发竞赛文件，理学院承办。以建模竞赛为切入点，通过数学建模讲座、培训及选修课的开设，将数学建模的思想、方法和内容融入数学课程中，培养学生在专业中的数学应用能力。三年来，每学年的第二学期（5月份）组织竞赛，参赛报名的原则是：（1）学生自愿报名，鼓励不同专业学生联合组队；（2）由学生所在学院推荐，形成全校各学院支持学生参加数学建模竞赛的氛围；（3）参照国家数学建模竞赛的方式和时间安排，进行学校建模竞赛；（4）评选学校数学建模竞赛奖，纳入学校对学生的奖励，记录学生课外学分；（5）从获奖队伍中选拔25支参赛队代表学校，参加国家数学建模竞赛。在2011—2013年国家大学数学建模竞赛中，我校取得了获得国家一等奖1个、二等奖4个，天津市一、二等奖15个的突出成绩。
“卓越计划”下数学专业教学创新改革研究
当前，我国职业教育改革正处于重要战略机遇期，教育部在《关于职业院校教师素质提升计划的意见》中明确提出，建设一支高素质专业化的教师队伍，是当前职业教育发展中最薄弱的一个环节，对于提高技能型人才培养质量具有十分重要的意义。职技高师作为培养职教师资的方面军，其培养模式和培养质量发挥着关键的引导作用。天津职业技术师范大学作为职技高师的领军校，于上世纪创立的“双证书，一体化”职教师资培养模式，成为我国职教师资“双师型”政策的核心成果之一。
在全国8所独立设置的职技高师中，1所学校（天津）拥有“数学”和“统计学”一级硕士点；8所学校都设有数学类本科专业（数学与应用教学、信息与计算科学），同时都承担全校的数学公共基础课程教学，3所学校（天津、江苏、河南）的“高等数学”课程是省级精品课程，在专业职教师资人才培养中发挥着重要支撑作用。
在职技高师中，一方面数学专业担负着培养中、高等职业院校数学课程教师的重任；另一方面数学作为职技高师的公共基础课程，在专业学习与专业发展中发挥着重要的支撑作用。因此，在培养高素质专业化师资的新要求下，对职技高师数学教学的创新改革研究至关重要。天津职业技术师范大学理学院通过对中、高等职业学校数学教学和师资现状的调查，按照培养高素质专业化职教师资的要求，制定了职技高师数学专业人才培养方案和数学专业硕士研究生教学改革方案，并在教育教学中进行实践，以提升职业院校毕业生的准教师素质与能力。
数学师资素质与能力分析 在对全国13所高等职业院校和28所中等职业院校的数学教学与数学师资现状调查分析的基础上，依据教育部颁布的《中等职业学校数学教学大纲》和《中等职业学校教师专业标准（试行）》，数学课程应以使学生掌握数学基础知识，培养数学基本技能和能力，为学习专业知识和职业技能，为继续学习及终身发展奠定基础为任务；以提高计算技能、计算工具使用技能、数据处理技能，培养观察能力、空间想象能力和分析解决问题能力及初步的数学思维能力为目标；以适应相关专业学生学习所需的限定选修内容，满足学生个性发展和继续学习的任意选修内容，具有时代气息的数学讲座、数学活动以及学生继续学习所必需的数学知识为内容。达到职业院校对数学知识的需求，教师应系统掌握数学学科的基本理论、基本方法，了解数学学科发展的趋势，具有扎实的数学功底、良好的数学应用意识，了解机械、电子、财务管理等学科的基本理论知识，掌握数学建模方法，能熟练应用Matlab、Spss等数学软件，具备应用数学知识进行数学计算、数据分析的能力和进行数学研究的初步能力。
制定数学专业“卓越计划”改革方案 在对天津、江西、广东等职技高师数学类专业教学调查的基础上，我们对数学专业人才培养方案进行了比较分析。依托“卓越计划”，以“强基础、善应用、重能力”为指导思想，制定了数学专业人才培养方案，实施了“卓越计划”下数学专业教学的系列改革，包括大类招生改革、学分制管理改革、实行导师制、专业分流与模块化培养等等。模块化培养分为专业基础模块、专业方向模块、师范教育模块、专业提升与拓展模块等。经过四年的教学改革实践，我校学生初次就业率和考研率明显提高，在全国大学生数学建模竞赛中，获得国家奖3个，天津市奖10多个的突出成绩。
加强学科建设与研究生教育 数学专业“卓越计划”的实施，促进了数学学科建设与研究生培养质量的提升。实施了凝练学科方向加强学术队伍建设、学科发展平台基础建设、科学研究提高人才培养质量、数学专业研究生培养等一系列改革后，我校成功获得“数学”、“统计学”两个一级学科硕士授予权，处于领先地位；我校培养的研究生有近20%考取了国内外高校的博士研究生，在全国研究生数学建模竞赛中获得了二、三等奖的好成绩。
结语
基于“卓越计划”的职技高师数学教学创新改革的实施，在激发学生学习兴趣和数学应用能力培养方面，取得了良好的教学效果，数学课服务于专业并支撑专业课教学，在专业设计环节，发挥了数学计算的优势，我校参加“卓越计划”的学生在专业大赛和全国建模竞赛中屡次获奖，首届“卓越师资班”毕业生多数被“211高校”的工程实训中心或中、高职院校聘为师资。
深化数学教学改革，不仅有利于培养学生的数学应用能力、创新能力和解决问题的能力，也是培养应用型人才和提升应用型大学教育质量的有效途径。
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（责任编辑：王恒）