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基于创新型人才培养的高职数学“三位一体”教学体系的研究

更新时间:2016-07-05

0 引言

习近平总书记在党的十九大报告中提到要加快建设创新型国家,并指出:“创新是引领发展的第一动力,是建设现代化经济体系的战略支撑。[1]31”近年来,在全国高校范围内推行的创新创业教育正迅猛发展。按照1991年在东京创业创新教育国际会议上的定义,“创业创新教育”从广义上来说是要培养最具有开创性个性的人,包括首创精神、冒险精神、创业能力、独立工作能力以及技术、社交和管理技能的培养[2]。高职院校要培养适应新时代发展所需要的知识型、技能型、创新型人才,首先应该全面贯彻党的教育方针,落实立德树人根本任务,发展素质教育,同时让学生具备能够创造性分析和解决问题的能力,把学生培养成德智体美全面发展的社会主义建设者和接班人。高职数学作为一门重要的基础学科,给学生传授的不仅是理论知识和解题技巧,更是科学的思维模式和鲜活的文化内涵,具有巨大的创新教育潜能。如果高职院校长期忽视数学课程的教学和实践,不重视其文化育人的独特功能,势必影响自身的专业发展,削弱创新创业教育的教学成果。

1 高职数学常规教学的现状和改革方向

高职数学的常规教学部分是高职院校对学生进行数学教学最重要的课程载体,针对学校不同专业的知识背景要求,可以细分为“应用数学”“经济数学”“计算机数学”等课程分支;按照教学模块分类,则可以分为“微积分”“线性代数”“概率论与数理统计”“离散数学”等若干部分。一直以来,高职数学课程的教学内容都随着我国高职教育的发展而不断调整和变化,如早期的高职数学课程基本上只是本科高等数学的“压缩版”,其教学内容和方法都深深地刻上了本科教育的烙印。

进入新世纪以来,我国的高职教育规模得到迅猛发展,但与此同时,高职学生的数学基础素质和学习能力却普遍下降。顺应工学结合和培养专业技能型人才的要求,绝大多数高职院校都先后压缩和删减了高职数学课程的学时和教学内容。这种变化固然是由高职教育的目标和特点,以及高职学生的基础素质、学习能力、数学水平和领悟能力等诸多方面决定的,具有一定的普遍性、必然性和不可逆转性[3],但是造成的负面影响却是深远的。实质上,这种做法体现了高职院校在人才培养中长期存在的功利化和实用主义思想,轻视和忽略了数学教育在培养学生人文素质、应用技术能力和创新意识等方面的巨大推动作用。

总体方案设计遵循如下几项原则:①先进性和可持续性原则,要求根据现代信息技术的发展,充分利用当前主流的先进技术,具备前瞻性和可扩充性,满足今后的扩展和升级需要;②可靠性原则,按照气象业务一年365 d、一天24 h不间断开展的要求,整个系统必须完全满足长期可靠运行的要求;③经济实用性原则,在保证系统先进、可靠的前提下,通过优化设计达到经济性的目标,整个系统具备结构合理、故障点少、操作简单、管理方便,具备无故障运行时间长、远期改造或扩容投资少以及运营成本低等特性。

在工业4.0和“中国制造2025”的时代背景下,数学将在我国新兴产业的发展中起到越来越关键的基础作用,这就急需高职院校在数学教育的形态上与时俱进地进行变革,及时培养大量人文素质高并且掌握最新数学技术技能的创新型人才。因此,高职数学课程需要通过灌输数学文化对学生进行思想价值引导,实现文化育人,同时通过数学建模培训,提高学生分析和解决问题的创新能力。实质上,常规教学、数学文化和数学建模均是高职数学课程实现创新型人才培养的重要途径。

2 数学文化:基于文化育人的思想价值引导

2.1 发挥数学文化的思想政治教育功能

数学文化的内涵不但包括数学的思想、方法、精神及其形成和发展,还包括有关数学发展史、数学家、数学美、数学与各种文化的交融等内容。数学作为抽象思维的产物,是推动人类社会发展的强大动力。因此,数学文化是一种独特的科学和理性文化。十九大报告提到:“文化是一个国家、一个民族的灵魂。文化兴国运兴,文化强民族强。没有高度的文化自信,没有文化的繁荣兴盛,就没有中华民族伟大复兴。[1]40-41”因此,文化育人应该成为新时代高等院校培养知识型、技能型、创新型人才的重要立足点。数学文化教育可以帮助学生树立正确的数学观,有利于提高学生的数学文化素养,同时通过必要的思维训练,培养学生分析和解决实际问题的能力,从而提高高职院校创新创业教育的教学质量。

十九大报告指出:“深入挖掘中华优秀传统文化蕴含的思想观念、人文精神、道德规范,结合时代要求继承创新,让中华文化展现出永久魅力和时代风采。[1]42”高职院校通过数学史教育,可以有效培养学生的民族自尊心和自豪感,建立和增强学生对中国古今数学成就的文化自信。

2004年,中共中央、国务院《关于进一步加强和改进大学生思想政治教育的意见》明确指出:“高校的各门课程都具有育人功能,所有教师都负有育人职责。要把思想政治教育融入大学生专业学习的各个环节,渗透到教学、科研和社会服务的各个方面。[4]”这充分说明,加强和推进大学生的思想政治教育,是高等院校推行素质教育的重要途径和保障。十九大报告进一步指出:“要以培养担当民族复兴大任的时代新人为着眼点,强化教育引导、实践养成、制度保障,发挥社会主义核心价值观对国民教育、精神文明创建、精神文化产品创作生产传播的引领作用,把社会主义核心价值观融入社会发展各方面,转化为人们的情感认同和行为习惯。[1]42”因此,在高职院校,当前数学课程的教学目标已经不仅是要让学生具备必要的数学知识和技能,更重要的是要履行对学生进行思想政治教育的义务。今后高职数学课程应该认真贯彻落实党的十九大精神,基于文化育人的理念,加强人文和思想政治教育,把实现中华民族伟大复兴的远大理想、弘扬社会主义核心价值观、树立艰苦奋斗的创业精神、培养脚踏实地的学习和工作态度等也作为高职数学课程的教学内容,引导学生成为全面发展的高素质创新型人才。

2.2 加强数学史教育

山上桃花开得热烈,蓊蓊郁郁的,勤劳的小蜜蜂在花朵之间忙碌不停。山脚下大片大片绿油油的麦苗映入眼帘,绿得诱人,绿得有力,绿得生机勃勃。春风吹过,大股大股的绿色波浪随风荡漾,真是美到极致,不由得让人的精神为之一振!父子二人深深呼吸了一口气,春天清新的空气沁入五脏六腑,感觉整个人轻松灵便了许多。在这美好的、绿色的春风里,我们快步跑起来,两个人都有种飞翔的感觉,真是心旷神怡。

十九大报告指出:“建设知识型、技能型、创新型劳动者大军,弘扬劳模精神和工匠精神,营造劳动光荣的社会风尚和精益求精的敬业风气。[1]31”工匠精神具有精雕细琢、精益求精、崇尚极致、严谨细致、耐心专注、敬业负责等丰富的文化价值内涵[5]。工匠精神作为中华优秀传统文化的重要组成部分,近几年来经过全社会的大力宣传和弘扬,如今已经深入人心。目前一些高职院校通过文化育人的方式,致力培育工匠精神,如顺德职业技术学院创新性地把墨子思想作为学校培育工匠精神的文化基础,努力培养智慧型、国际化现代工匠人才。数学文化作为人文教育的重要组成部分,实质上也是中华优秀文化精神的传递,充分体现了“以文化人”的过程,这一点与工匠精神培育的文化属性高度一致。数学文化、工匠精神与墨子文化的培育,都是社会主义核心价值观教育的创新模式,也是新时代增强高职院校学生文化自信的内在要求。今后,高职院校应该积极挖掘工匠精神和墨子文化蕴含的数学元素,探索高职院校文化育人的新路径,进而培养适应新时代要求的创新型人才。

目前,在高职院校组织学生开展数学建模培训和参赛活动,以及建立高职数学技能竞赛与常规教学的融通制度,及时发掘和培养创新型数学人才,从而实现“创新强校工程”的人才培养目标[7],相关的理论研究和实践成果已经相对比较成熟,为实现高职数学教学体系的改革奠定了重要的基础。

2.3 挖掘工匠精神和墨子文化中的数学元素

中国古代数学成就辉煌,可是自元朝中叶以后,中国古代数学的发展突然由盛转衰,并且一蹶不振,从此落后于西方国家。相反,经历了一千多年中世纪黑暗历程的欧洲,却迎来了文艺复兴的思想文化运动,逐步实现了数理科学的大发展,创造出灿烂的近代科技文化。目前,在以微积分、线性代数、概率论与数理统计等领域为基础的高等数学教学体系中,西方科技文化占据了绝对的主导权和话语权。高职数学教师在课堂上讲授相关的数学概念、定理和背景知识,学生头脑中出现的绝大多数都是来自欧美等国的西方数学家名字。因此,在高职院校中传播和普及数学文化,必须把中国古代数学家及其数学成就视为中华优秀传统文化的重要组成部分,积极挖掘相关历史文献材料并加以整理,同时注入理想信念、中国梦、民族精神和时代精神等内容,通过课堂教学、校园文化、学生社团活动等方式进行讲授和宣传,从而建立起学生对中国古代数学成就的文化自信,引导和培养学生成为担当民族复兴大任的时代新人。

恩格斯曾经指出:“现实世界的辩证法在数学概念和公式中能得到自己的反映,学生到处都能遇到辩证法这些规律的表现。[6]”因此,教师在讲授高职数学知识的同时,应该做到潜移默化地融入马克思主义哲学原理,对学生进行唯物辩证法教育,传递在高职数学知识中所存在的有关矛盾的对立统一关系、量变与质变、事物之间的相互联系和转化等哲学思想,让学生能够站在哲学的高度审视所学的数学概念、定理和公式推导,深切感受数学严谨的逻辑思维和深邃的思想内涵,不但开拓科学的视野,而且培养和优化创新思维模式。

2.4 融合高职数学与马克思主义哲学原理

选粒大饱满的苏丹草种子(无农药包衣)与接种剂混合均匀,且种子与接种剂质量比4∶11[7],对照处理种子用无菌水拌种。种子与接种剂混合均匀后置于阴暗处处理2 h。过磷酸钙(P2O5≥14%)以75 kg/hm2的施肥量作基肥,苏丹草各生育时期均不追肥,但根据当地雨水情况,可进行田间常规灌溉。

3 数学建模:基于应用技术的创新能力培养

数学建模是指对所需要解决的实际问题进行一定的假设和简化,用数学语言、方法和公式建立模型,通过数学软件进行求解,并且对所得结论进行实际的检验,通过不断的修正和优化,最终得出合理的结果,从而解决实际问题。一方面,数学建模培养学生操作数学软件的能力,强调教师要在实践中教学;另一方面,数学建模不断给学生展示在生产生活中最新的研究方向和实际问题,并且强调新思维和新方法的应用。学生在数学建模的过程中,初步尝试科学研究的探索过程,培养严谨的科学精神,并且增强团队协作能力和集体荣誉感。因此,数学建模是目前高职数学课程适应创新创业教育的要求、提高学生实践能力和逻辑思维等综合素质的最佳途径,也完全符合十九大报告中有关“建设知识型、技能型、创新型劳动者大军”的人才培养理念和发展方向。

目前并没有严格显示胎儿颅脑MRI的扫描参数,检查时在保证取得高对比度的图像时还应控制参数在合理范围。3.0T可获得高信噪比,但也会增加伪影。而伪影可以采取有效措施避免:通过并行采集技术及多组相控阵线圈使回波链的长度减少,从而避免取得的图像模糊,提高图像信噪比;T1W1翻转角度的选择相对较小,SAR值降低。腹部放置电解质垫子或盐水溶液,以减少羊水所致的驻波伪影。对于EPI序列,减少TE,减轻电解质伪影与化学位移伪影。

4 高职数学“三位一体”教学体系

建设高职数学“三位一体”教学体系,需要做好以下关键工作。

计算各节假日网络关注度,并将其绘制成图2。从图2中可以看到,各节假日期间张家界客源市场结构存在一定差异,而且与非节假日期间的客源市场结构也存在明显的差异。在假期,尤其是长假的影响下,部分省区的游客需求有突破式的增长,使张家界客源市场结构出现了明显的变化。

图1 高职数学“三位一体”教学体系

综上所述,经过学时和教学内容一再“压缩”的高职数学课程,单靠常规教学已经难以适应新时代创新型人才的培养目标,急需建立和优化一套更加高效的高职数学教学体系。就目前国内高职数学课程教学改革的研究成果来看,大多只是把注意力集中于数学文化与常规教学之间的融合,或数学建模与常规教学之间的融合。实际上,数学文化和数学建模都是高职数学课程教学的重要组成部分,前者负责数学思想价值的引导,后者负责数学应用技术的培养,二者不可偏废。以此为理论导向,高职院校应该设计和建立以常规教学为基础、以数学文化和数学建模为左右双翼的高职数学“三位一体”教学体系,如图1所示。

4.1 将常规教学、数学建模和数学文化有机整合

高职数学的常规教学、数学建模和数学文化三部分并不是孤立的个体,而是相互影响、相互促进的有机整体,它们之间的融通和整合不是纯粹的物理堆砌,而是培养创新型人才的化学反应。因此,高职院校应该以目前各专业学生的实际数学水平为出发点,根据高职数学的常规教学、数学建模和数学文化各自的教学特点和规律,在常规教学目前的学时限制下,一方面做好在常规教学中引入数学文化和数学建模等方面的内容,引导学生有兴趣学习数学理论知识和接受数学文化的熏陶,而且有热情参加数学建模培训活动;另一方面要通过公共选修课的方式,设置“数学文化”和“数学建模”等人文素质课程,切实把数学文化和数学建模作为高职数学常规教学的有益和有效补充,弥补常规教学学时和教学内容被“压缩”的不足。

4.2 打造人文素质高应用能力强的数学教师队伍

高职数学“三位一体”教学体系的建设成效高低,主要取决于教师本身的素质。高职数学教师要充分和正确认识高职数学课程独特的文化育人功能,转变思想,更新观念,明确教书育人的职责,真正将课堂教学的思想政治教育目标落在实处。教师不仅要精通数学专业知识,而且还要有一定的数学史和思想政治理论知识,探索数学文化育人新途径,准确把握学生的思想动态和情感需求,从而有的放矢地开展教育。高职院校数学教师不能完全照搬大学国文、思想政治等课程的教学方法,而应该努力利用高职数学课程本身的特色和资源优势,实施具有高职数学特色的人文素质教育。同时,高职数学教师也要与时俱进,紧跟新时代科学技术发展的前沿,按照“双师型”教师的标准,培养自身在数学应用技术领域的思维和能力,努力提高操作数学软件的能力,切实保证培养高素质创新型人才的教学质量。

4.3 积极建设校园数学文化

指导学生成立数学协会等社团组织,利用校园文化传播平台,如科技艺术节、人文素质专题讲座、数学竞赛等,向全校师生以及社会人士宣传和介绍高职数学课程的内容及其特色,努力创建浓厚的校园数学氛围。另外,高职院校应该加大对合作行业和企业的数学学科宣传力度,加强社会各界对数学的了解和支持,提高创新型数学技能人才在就业方面的竞争力。

5 结语

党的十九大报告指出:“青年兴则国家兴,青年强则国家强。青年一代有理想、有本领、有担当,国家就有前途,民族就有希望。[1]70”因此,高职数学课程的教学目标应该是致力于培养既有坚定的政治理想信念,又具备过硬专业技术本领的新时代创新型人才、中国特色社会主义的合格建设者和可靠接班人。建立高职数学“三位一体”教学体系,不但是改革和优化目前高职数学课程的有效方法,同时也是贯彻落实党的十九大精神的必然选择,今后还需要在理论研究和实践教学上继续探索和完善,进一步提高创新型人才的培养质量。

参考文献

[1] 习近平.决胜全面建成小康社会 夺取新时代中国特色社会主义伟大胜利——在中国共产党第十九次全国代表大会上的报告[M].北京:人民出版社, 2017.

[2] 王贤芳,孟克.论高校创新创业教育体系之重构[J].教育教学论坛,2012(2): 118-120.

[3] 游安军.高职数学课程类别化的思考与实践[J].中国职业技术教育,2015(11): 64-69.

[4] 中共中央,国务院.中共中央国务院关于进一步加强和改进大学生思想政治教育的意见:中发〔2004〕16号[A].2004.

[5] 陶文辉,马桂香.基于工匠精神的职业教育人才培养实践研究[J].职教论坛,2017(2):60-64.

[6] 王树忠,李和伟.高等数学教学中渗透思想政治教育方法探析[J].思想政治教育研究,2006(6):97-98.

[7] 邱仰聪.高职数学技能竞赛与常规教学融通制度的建立[J].顺德职业技术学院学报,2015,13(1):63-66.

邱仰聪
《北京工业职业技术学院学报》2018年第2期文献

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