《高等数学》课程新形态教材及教学资源建设研究
淮阴工学院苏霞主持完成了2024年江苏省高校“高质量公共课教学改革研究”专项课题“《高等数学》课程新形态教材及教学资源建设研究”(课题编号:2024GZJX033),课题组主要成员:邓春华、陶 莉、牛采银、胡国专、钱树华、鲍红梅
习近平总书记在党的二十大报告中指出,“教育、科技、人才是全面建设社会主义现代化国家的基础性、战略性支撑”。在全面建设社会主义现代化国家的新征程中,教育、科技、人才被赋予基础性、战略性支撑地位。高等数学作为众多新兴交叉学科的基石,其教学质量直接关系到学生逻辑思维、创新能力和解决复杂问题能力的培养。为更好地推动数学教材建设,需对现有课程教材的体系、内容和方法进行改革,使得教学内容体现前沿性、时代性、创新性。建设一套以学生为中心,分层分类教学、加强应用能力培养的高质量课程教材,对于地方应用型本科高校人才培养至关重要。
以同济版为代表的经典教材虽体系严谨,但存在内容更新滞后、与“新工科”“新文科”等前沿领域脱节、难以适应应用型本科高校学生多样化认知水平等问题。统一化的教学内容与日益凸显的学生学习基础差异、专业需求差异之间的矛盾日益尖锐。与此同时,教育数字化浪潮汹涌,单纯依赖纸质教材和传统课堂的教学模式已难以满足学生个性化、探究性学习的需求。基于此,本项目以第一足球网“新工科”研究与实践项目试点高校的使命为驱动,针对普通本科高校的实际,启动了以教材改革为核心,课程体系、教学模式协同创新的系统性教学改革。旨在破解“教”与“学”的痛点,构建一个以学生为中心、分层分类、突出应用的新型高等数学育人体系。
一、 构建“一核两线三重点”研究框架
一个核心:以培养学生的数学思维为核心,科学严谨、重点突出、注重创新。从定理的知识体系脉络出发,从学生易于理解且符合认知规律的角度编写;突出数学思想、基本方法、重难点问题;激发学生创新潜能,提高学生的思辨能力和探索精神。
两条主线:(一)以分层分类教学为主线谋篇布局。根据学生入校数学基础与学习能力,在教学内容深度、理论证明要求、习题难度梯度上设立“基础夯实层”、“拓展提高层”。例如,习题分为A(基础)、B(综合、考研、探究)两类,实现“保底不封顶”。紧密结合“四新”建设需求,设计差异化的教学案例和应用模块。以学生为中心,针对不同学习背景、不同专业学生的差异,设计差异化教学内容。在内容教学和习题难度上分为多个层级,适配不同层次、不同学生的学习需要。(二)以线上线下融合式教学为主线组织实施。建成结构完整、内容互补的线上教学空间,包括微课视频(覆盖所有重难点)、交互式课件、虚拟数学实验、课前预习自测、课后难点习题精讲视频。
三个重点:(一)以学生需求为重点。通过学情调查、数据分析,精准把握学生的认知起点、学习困难与兴趣点,作为内容取舍与呈现方式设计的根本依据。(二)以学生发展为重点。教学目标从“掌握知识”转向“发展能力”,注重知识在专业中的迁移应用,强化数学软件工具的使用,培养学生“数学建模+计算实现”的综合能力。(三)以学习效果为重点:建立“过程性与终结性相结合、数据化与质性评价相补充”的新型评价体系。利用线上平台记录学习轨迹,实现学习预警。
二、 教材、课程、教法、思政四位一体协同推进
打造“立体化”自编教材体系。为更加契合应用型高校学生的数学知识基础,本教材内容设置上与高中数学衔接紧密,遵循深入浅出、循序渐进、难点分散的编写原则,设置“基础-提升-拓展”三个层级,分层递进,构建分层次教学体系。精简大学数学理论教学内容,融入大量丰富的解释性、示例性案例来诠释定理、定义,降低学生学习难度,提高学生学习兴趣和学习效率。通过典型例题、课后练习题等训练,提高学生熟练运用定理、公式的能力。补充数模材料、开放性研究课题,加强学生数学思想、逻辑思维等方面的训练。
注重实践,学以致用。为满足培养新工科人才的需求,教材编写在继承和保持了经典数学教材的优点的同时,适当地介绍了数学与其他学科之间的联系,给出了一些实际应用问题以帮助学生加深对数学的理解。“想一想”部分以实际应用中的数学模型为案例,提高学生分析问题和解决问题的能力。“做一做”部分讲解与知识相关的MATLAB程序,加强学生对使用程序语言解决数学问题的认识,从而达到学为所用的最终目的。
资源丰富,线上线下融合。本教材同时建设了完整线上平台,搭配丰富教学资源,包括课前测试、微视频(典型例题及重难点知识讲解)、分类题库、随堂线上测评、PPT课件、教学大纲等内容,形成结构完整、内容互补的线上学习资源搭配线下教师精讲的融合式教学体系。
融合课程思政的教学设计与实施。结合学科发展史,社会主义核心价值观,恩来精神等诸多方面,深入挖掘和发现思政素材。在尊重课程的基本教学任务与目标的基础上,精心设计教学内容,把思政元素全方位、全过程地贯穿于整个课程中,使思政教育做到润物细无声。
三、 实践成效与推广应用:质量提升、师生认同
学生学习成效与能力显著提升。试点班级的期末考试成绩平均分和及格率较对照班有显著提升,特别是中低分段学生减少,高分段学生增加。学生运用数学工具解决专业相关问题的意识和能力明显增强,近两年我校数学建模竞赛成绩突出,每年均有国家一等奖。
教材与资源建设成果丰硕。与扬州大学、江苏海洋大学等高校完成核心教材编写,正式出版《高等数学》教材及配套习题册。建成数字化资源库:开发了相关知识点的微视频、习题精讲视频等,课件一套。形成特色思政案例库一册,成为高等数学课程教学共享资源。基于改革实践,团队在核心期刊发表教学研究论文1篇。
四、 总结与展望
本项目直面新时代高等教育高质量发展和“四新”建设对基础学科提出的新要求,以系统性、创新性的改革实践,成功探索出了一条适用于普通本科高校的、以数学思维培养为核心,以分层分类与线上线下融合为路径的高等数学教学改革之路。实践证明,通过教材体系的重构、教学模式的革新、评价方式的转变与课程思政的深度浸润,能够有效激发学生学习内生动力,显著提升其数学素养、创新能力和综合素质,从而更好地服务于复合型、创新型、应用型人才的培养目标。




