曾几何时,大学生中流传着“挂高数”的说法,考完高数,同学们便相互调侃:“今天,你挂了没?”作为广东省本科招生规模最大的地方性高校,我校更是存在招生规模大、学生水平参差不齐的情况。如何提高学生学习数学的兴趣,如何强化学生自主学习的能力,是摆我校数学教育面前的重大命题。“我们希望构建新型有效的大学数学优质资源共享平台,协同教学与学习的创新体系。”2014年,经过多年的教学实践和理论研究,金朝永、郝志峰、张志让、温洁嫦、李锋等多年坚守在一线数学教学的教师联合申报了《地方院校大学数学学习过程信息化与优质资源共享的探索与实践》课题,因为“形成了有理论、有实践、有影响的面向地方院校的大范围示范性特色”、“对全国地方院校大学数学课程的建设具有典型示范和积极引导的作用”,该课题成功获批为省级教学成果奖一等奖。
从“理论讲解”到“问题解决”返璞归真讲数学
“这本教材很好,基本涵盖了全部的概率论与数理统计知识,能满足不同专业、不同基础的学习需求。”2013级《概率论与数理统计B》课程授课老师梁翠老师对这本教材赞赏有加。“教材中的重要理论和案例,我们觉得很实用。”13级机电卓越班1班黄俊熙感言。
教材关系到教学目标的实现、教育目的的达成。成果完成期间,课题组在高等教育出版社等国家级出版社共出版优质教材 7 部,其中,普通高等教育“十一五”国家级规划教材 3 部, “十二五”国家级规划教材 1 部,入选教育部国家精品教材 1 部。
作为教材的主要编写人,副校长郝志峰教授介绍说:“这些教材以学生学习为中心,力求深入浅出、通俗易懂,激发学生的学习数学兴趣,注重定义、定理、性质、例题的说明解释,及时归纳总结诸多理解、分析大学数学数的步骤和方法。在渗透数学建模思想的同时,强化解决问题能力的培育,全面服务于教学改革,适应翻转课堂、微课和慕课等新时期教学需要,突出从多元多样的角度、方法获得结论。为满足学习者的需求,也精心设计了每章末的习题。”教材注重融合现代“问题解决”国际数学教育界的新理念。例如,在概率统计教材中,利用微积分中原函数的概念与思想对密度函数与分布函数进行描述,通过函数逼近原理讲述中心极限定理等,这样既体现了知识内容之间的有效衔接,又使抽象难懂的概念具体化,从而有效地激发学生的学习兴趣。目前,这些新编的系列优质教材及与之配套的信息化资源,已被国内20余所地方院校约7万多人使用,广受好评,取得了良好的社会效益。
由“线下”到“线上” 网络课堂见真知
“200多个人挤在一间课室里,老师很难顾得上谁懂谁不懂,坐到靠后的位置,连黑板和屏幕都看不清,更让人泄气。”为了不拉下功课,2013级经济与贸易学院的麦同学硬着头皮点开了老师推荐的《高等数学》精品公开课,让他惊喜的是,视频公开课包涵了每一章节的清晰详细讲解。除此之外,还可以通过网站的自动答疑系统,向在线的老师申请答疑。“有时候觉得自己挺笨,躲在电脑屏幕后面还少了很多尴尬……”麦同学有些狡黠地说道。
高校扩招后,学生人数急剧增加,水平差距加大,如何培养学生自主学习,多渠道地获取知识的能力,是大规模数学教学面临的新问题。应用数学学院副院长温洁嫦教授表示:“大课堂教学不能兼顾每一个学生的学习需求,学生可以通过精品视频公开课解决堂上没有弄懂的知识点,这种课堂教学的延伸够提高学生学习的自主性。”课题组遵循“体现层次、突出共享、注重示范意识”原则,不断加强具有地方院校特色的精品课程建设,《高等数学》和《漫谈微积分》分别成为广东省精品资源共享课和精品视频公开课。《高等数学》精品课程网站包括了课程建设模块、教学资源模块、师生互动模块。其中教学资源模块中包括:视频化教学、习题辅导、考研资讯、数学实验、数学建模、数学史话、数学名著等栏目;师生互动中包括了在线交流与师生互动两个栏目。同时,课题组自主研发的基于 TEX 系统的数学公式编辑器,解决了基于 WEB 系统页面数学公式输入与显示的问题,为师生直接的实时交流提供了方便。网络答疑系统及 QQ 交流群投入运行以来,在线交流达到 3 万多条信息,学生向老师以邮件及 QQ 方式提问 3000 多个,教师答复共 2900 多个,有效回复率达96%。精品课程网站运行以来,点击数达 5 万多人次, 80%以上的学生都积极地参与了利用网络自主学习活动。
由“怕”到“爱” 学以致用学数学
“数学建模就是没有固定答案的应用题,这样的比喻很酷很带劲吧?”应用数学学院2013级研究生李弘一脸的神采飞扬,他是我校2009级本科生,曾获得省级数学建模三等奖,国家数学建模二等奖以及美国大学生数学建模一等奖,多次担任数学建模交流会的主讲人,是师弟师妹眼中“无所不能的数模狂人”。李弘说:“数学建模比赛强调团队精神分工合作,一起攻克难关的战斗最刻骨铭心。”数学建模培养了他非同一般的数据挖掘能力,大二时,他通过做数据挖掘工程师的兼职工作赚取了生活费。更强大的是,仅仅每人花费5000元,2012年,他和四个同学一起游历了德国、意大利等8个国家,就是数据挖掘让他们为自己设计了如此实惠的“穷游路线”。
很多人提起数学就犯晕,更不了解数学建模的实际用途,李弘跟我们介绍说,比如一个火车站,隔多久发一辆车,既保证把旅客都带走,又能最大程度的节约成本,数学建模就能算出最优方案。数学建模竞赛强以三人(本科生)为一组,在四天时间内,就指定的问题完成从建立模型、求解、验证到论文撰写的全部工作。
“物理学家牛顿在研究力学的过程中,遇到了问题无法用物理学知识解决,转而研究数学,最后发明了微积分。”这是数学学院院长金朝永最津津乐道的故事,他通过这个故事告诉学生,数学理论来源于现实,它可以解决很多现实问题。温洁嫦对此也颇有感触:“单纯学习数学理论是远远不够的,学数学就应该把它应用到实际中去。这样才能有成就感,有兴趣!”数学实验与数学建模是培养学生数学应用能力和创新能力行之有效的重要途径”,数学学院非常重视课外科技创新活动和数学建模比赛的组织工作。为了提高同学们对数学建模和数学实验的认知度,通过它们提高同学们的数学学习兴趣,数学老师们可是花费了一番功夫。首先,将“数学建模与数学实验”融入大学数学课程,在部分教材章节中编写数学实验案例,结合案例教学,使学生较早接触数学建模思想和方法。这样做的效果非常明显:“老师说数学不是纸上谈兵,大家都觉得他是在吹牛。可他居然用数学方法解释货币银行学的问题,这么跨界,这么拼,大家真是醉了!”其次,不照本宣科,他们将历次数学建模比赛的题目放在课堂上发动同学们讨论。通过赛前学习和参赛,同学的创造能力、逻辑思维和开放性思考方式都得到了极大的挑战,数学建模作为一项高等级的学生学术活动也风靡于热爱数学的学子中间。在 2013 年和2014年的全国大学生数学建模竞赛中,我校共获得全国一等奖 1 队,二等奖 9队。