课题申报书范文：基于数学素养监测的高职高等数学教育信息化改革研究与实践.docx

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年度

编号

《课题设计论证》活页

（填表说明：

本表供匿名评审使用。

填写时，不得出现课题主持人和课题组成员的姓名、

单位名称等信息，统一用XXX,XXXXXX代替。

否则，一律不得进入评审程序。

）

课题名称：

基于数学素养监测的高职高等数学教育信息化改革研究与实践

1、问题的提出、课题界定、国内外研究现状述评、选题意义与研究价值。

2、课题理论依据、研究目标、研究内容、研究假设、创新之处。

3、研究思路、研究方法、技术路线、实施步骤。

（要求逐项填写，限4000字以内）

一、问题提出

1.高职教育的新特点要求监测学生的数学素养

近几年来，国内高考招生形势发生了显著变化，高职院校招生途径趋于多样化，有

普通高中毕业生、职高技校毕业生、五年制初中毕业生、单独招生等各类学生，这种录

取情况的差异使得学生在数学基础、学习兴趣、学习习惯等数学素养方面有明显的差异、

整体数学素养发生了明显的变化。

然而，现阶段大多数院校的高等数学教学还是统一教

学目标和内容、统一教法、统一考核方式与标准，针对不同类型学生的需求教学区分性

差，从而导致学生数学学习适应性与现有教学模式之间的矛盾日益突出，教学改革滞后

于高职人才培养需求的发展。

要从根本上解决这些问题，必须对高职学生数学素养有一

个全面的了解，即构建一套行之有效的监测方法去测试高职学生的数学素养。

2.教育信息化技术为高职高等数学课程拓展了改革空间

2010年颁布的《国家中长期教育改革和发展规划纲要》明确指出：

”应加强网络教

学资源体系建设，建立开放灵活的教育资源公共服务平台，促进优质教育资源普及共

享；…提高教师应用信息技术水平，鼓励学生利用信息手段主动学习、自主学习，增强

运用信息技术分析解决问题能力。

”随着计算机普及和网络技术发展，信息技术在教育

领域被广泛的应用，已然引起了教育的系列变革。

基于教育云平台的教学，可以共享教

学资源，集成处理文字、声音、图像、图形、视频和动画等多媒体信息，打破课堂教学

的时空限制，构造开放性、立体化的数学教学与学习环境；自主性、实时性、交互性和

直观性的个性化教学特点，使云平台的教学具有传统教学所不可比拟的优越性。

因此，

如何紧跟时代发展的步伐，有效地利用新的教育技术来为高等数学教学服务，使高等数

学的教学更加适应高职学生的个性化需求，是一个值得深入研究的课题。

基于以上考虑，课题组提出本项目研究主题：

基于数学素养监测的高职高等数学教

育信息化改革研究与实践。

二、课题界定

高职高等数学是高等职业教育必修的一门公共基础课，它为实现高等职业教育的培

养目标、进一步学习高等职业教育后续课程知识、掌握高等职业教育专业技能提供必需

的数学知识和素养。

基于高职教育自身的特殊性，高等数学课程建设须在完整性、严密

性、理论性和实用性等方面形成自己的特色与体系，确保适应学生的具体需求，为学生

学习专业课程打下良好的基础，使他们具备一定的数学素养。

因此，课程的信息化改革

要贴合信息技术的具体特点和学生的基本学情，培养学生掌握分析和解决实际问题的数

学方法，让学生想学、乐学、能学、学了有效、有用。

本项目所研究的高等数学适用于

电子信息工程技术相关专业。

数学素养是指学生能够在不同情境中形成、运用、解释数学的能力，包括数学推理

和运用数学概念、程序、事实和工具来描述、解释、预测的能力，学生理解数学在社会

生活中的作用和做出好的决策和判断的能力等。

大致有以下四个表现特征：

用数学的眼

光去观察世界的意识、用数学的语言去描述实际问题的习惯、用数学的方法去解决实际

问题的数学技能和用数学的思维去领悟专业知识真谛的能力。

高等数学教育信息化改革包括两个方面的研究内容：

（1）依托互联网云平台，借助

现代多媒体技术，探索通过资源集成构建“内容标准化、资源最小化、教学表格化、学

习泛在化”课程资源的建设思路，并建成相应的网络课程和微课。

（2）依托MATLAB

软件平台，将数学机械化思想融入高等数学教学，探索基于问题解决的高等数学教学新

模式的实现途径。

即在数学教学中实现面向实际问题、构建数学模型、研究算法并通过

MATLAB软件求解的解决问题完整过程。

三、国内外研究现状评述

近年来，许多高职院校根据高职人才培养目标和实际的生源情况，进行数学课程的

教学改革，如简化教学内容、弱化知识的逻辑体系，针对不同水平层次的学生实行分层

次教学，加强数学教学的专业针对性等等。

但由于缺乏对数学素养的全面认识，教学内

容及教学模式针对性不强，陈旧的教学内容和单一的教学方式也不能满足高职人才培养

对数学的要求，改革的效果并不明显。

将数学建模、数学实验融入高职高等数学是教学改革的一种益尝试，其基本思路是

将理论知识、建模思想和计算机实现三者相融合，采用归纳的方法和实验的手段帮助学

生学习和理解数学。

从数学文化的视角下探讨高职高等数学教学改革是又一种有益尝试,

通过加强教师自身的数学文化素养，更新教学理念，将数学的思想方法贯穿于高等数学

教学中，将数学史渗透到高等数学教学中。

应该说，这些方法对提高学生的综合数学素

养、激发学生数学学习热情、培养学生解决实际问题的能力等方面都产生了积极的影响。

但是，在当前“2+1”人才培养模式下，数学教学内容的含量多与教学时数少的矛盾日

益突出，而简单融入数学建模和数学实验必然会引入过多的知识背景和增加实验操作，

从而加重教师完成教学任务的压力和学生的负担，使得这一改革无法从根本上解决问题。

信息技术与课程的整合是我国面向21世纪高等教育教学改革的新视点，主要的研究

方向有两个：

一是从简化数学运算教学的角度出发，研究将重复性、机械性数学劳动交

给计算机完成的具体措施，并开发相应的数学软件；二是通过推行教学空间建设以及基

于互联网教学平台的空间资源课程建设，整合各种信息技术手段，多样化教学方式方法。

显然，这些研究与实践对高职教育教学已经带来了一系列的革命性变化，这些变化对高

职高等数学课程改革具有重要指导意义，也无疑为高职高等数学课程改革注入了强大的

生命力。

尽管针对高职学生高等数学教学的研究有很多新思路、新成果，但相关文献检索结

果表明，针对高职学生的数学素养监测研究很少，数学机械化思想融入课程教学还仅仅

局限于将软件简单地当作工具使用，同时借助现代信息技术手段、数学机械化思想去探

索基于学生数学素养的高等数学教学新模式的课题研究还属首创。

四、选题意义和价值

1.课题选题符合信息化社会赋予高职高等数学教学的时代新要求。

信息技术的迅猛

发展和数学思想、方法广泛而深入的应用呼唤数学教育的信息化，数学信息化教育的实

施必然会引发高职高等数学教育的一场全面、深入和历史性的变革。

2.信息化技术在高等数学教学中的使用有利于学生综合数学素质的培养。

通过网络

课程和微课的建设，共享教学资源，集成处理文字、声音、图像、图形、视频和动画等

多媒体信息，打破课堂教学的时空限制，构造开放性、立体化的数学教学与学习环境。

自主性、实时性、交互性和直观性的个性化教学特点，使之具有传统教学所不可比拟的

优越性。

3.在当前提倡数学教育要培养学生的创新意识和解决问题能力的氛围中，基于现代

信息技术的数学机械化思想理比公理化思想受到更大的重视，将数学机械化思想融入高

职高等数学教学，重构数学教学内容体系、教学方法和手段，顺应了高职教育的人才培

养目标，对提高学生的综合素质具有非常积极的意义，对高职数学教学改革也必将起到

重要的促进作用。

4.通过构建高职学生数学素养监测系统、探索行之有效的监测学生数学素养的方

法，全面了解学生基本学情，并借助现代信息技术手段去进行有针对性的教学优化，真

正提升高职数学学科特色，使课程教学具有适应性和实用性。

五、理论依据

根据高职人才培养目标和学生数学素养现状，以孔子的“因材施教”和强调岗位能

力为核心的“能力本位教育”思想作为课程改革的指导思想，基于“问题解决”理论进

行教学设计，并运用建构主义理论的数学教育建构观对课程内容体系进行重构，使高职

高等数学教学适合高职学生的认知特点（喜欢动手），真正体现其在培养学生计算能力、

分析解决问题能力、创新能力和综合素质等方面的重要作用。

六、研究目标

1.在学生数学素养方面，学生的数学应用能力和科学计算能力有较大幅度提高，使

学生在学会高等数学基本知识的同时，具备应用所学知识解决实际问题的能力、创新性

思维能力和算法化思想和用数学的意识。

2.在内容安排上，通过数学机械化思想的融入，构建“问题解决”驱动的高等数学

内容体系，实现问题解决过程的算法化，形成符合高职人才培养目标需求的高等数学教

学框架。

3.在计算手段的处理上，实现手工计算和计算机计算相结合的特色。

在处理基本原

理的简单应用时，以手工计算为主，计算机为辅的策略；在处理重复性、机械性或者因

数据庞杂而无法手工处理的问题时，以计算机为主，手工为辅的策略。

4.在教学方法和手段上，改革现有的教学方法，建立基于互联网云平台的立体化、

交互式的省级网络课程一门，实现高职高等数学教育的信息化。

5.在配套实证研究上，完成高职学生数学素养监测体系的构建，并进行相应的效度

分析。

进行教学效果的对比实验和评估，为进一步的教育教学改革提供相应的理论支撑

和实践经验。

七、研究内容

1.构建高职学生数学素养监测体系，进行监测数据的效能分析。

2.基于构造性思维方式，借助“问题解决”理论，针对学生学情，对高等数学（工

科）知识体系进行重新的解构和重构，建立问题驱动的高等数学学科内容体系。

3.研究将MATLAB软件融入高职高等数学教学，将重复性、机械性数学劳动交给

软件完成的可行性和具体实施办法，开发出适用于工科专业的数学程序库。

4.研究基于互联网云平台的高等数学教学资源共享、教学交互、内容开放、时空延

续和媒体集成等问题，探索高职数学网络课程和微课建设的有效途径。

5.开展教学效果的对比试验与评估，研究高等数学教育信息化对提升学生数学素养

的影响。

八、研究假设

本项目研究希望解决以下两个方面的问题：

1.通过对学生数学素养的监测，有针对性的实施高等数学教育信息化改革，解决教

学内容完整性与教学时数被压缩的矛盾问题和知识的体系性与实用性有机结合的问题。

2.通过网络课程和微课的建设，改革高等数学教学模式，提升学生的整体数学素养,

让学生想学、乐学、能学、学了有效、有用，实现高等数学“人人喜欢学、个个学得会、

处处有数学、时时有老师”。

九、创新之处

1.开展高职学生的数学素养监测，确保教学改革的针对性。

2.将数学机械化思想融入教学，提供一整套完整、科学的解决问题方法，将数学建

模、数学实验和传统数学教育统一到一个更高的平台。

3.构建基于互联网云平台的开放性、立体化网络课程与学习环境，是高等数学教学

新模式的尝试。

4.基于“问题解决"驱动和数学教育建构观的课程体系构建，还原了数学的本来面

目，在提升学生数学素养的同时，可以让学生感受数学、理解数学、体验成功的喜悦。

十、研究思路

坚持以科学发展观指导，始终围绕高职人才培养目标，以“学生想学、乐学、能学,

学了有效、有用”为改革方向；通过构建学生数学素养监测体系，了解学生学情，有针

对性地选择各种教学手段作为教学改革研究的切入点，重构高等数学（工科）课程教学

体系，开展基于互联网云平台和MATLAB软件辅助教学的教学模式研究。

总体上实行

理论研究和实践探索相结合的技术路线，以实践探索为主，主要采用行动研究方法，边

研究、边实践、边完善。

H—、研究方法

1.行动研究法。

在教学实践中改革，以改革的新思路指导教学。

进行课题研究前后

的教学效果对比试验和评估。

2.调查测试法。

采用问卷调查、专业教师访谈和学生素养测试相结合的方法，对学

生学情、数学教学进行现状调研、归因分析和对策研究，明确改革的依据。

3.文献研究法。

阅读教育理论、高职数学教学和教育信息技术方面的的专著和论文,

上网收集课题相关的文献资料。

4.案例分析法。

对各教学单元的内容进行阶段性分析，在互联网云平台和MATLAB

辅助教学的视野下选取具体的教学备选案例并进行对比研究。

十二、技术路线

本项目遵循“由因到果”的研究规律，首先通过构建高职学生数学素养测试系统，

对测试数据进行效能分析研究，找出学生数学素养的短板，确立高等数学教学改革方向。

其次，从“基于互联网云平台和现代信息技术的网络课程构建”和“基于数学机械化思想和

问题驱动的内容体系构建”两个维度展开研究，最后完成本项目的研究目标。

十三、实施步骤

1.课题准备阶段。

收集相关资料，进一步了解本项目的国内外研究情况，并深入兄

弟院校收集数量样本，分析总结现有研究成果的优劣。

2.课题设计阶段。

课题组的主要成员共同讨论，确定研究的主要内容与研究方法。

3.课题研究实施阶段。

在开展广泛调查与实证研究的基础上，力争推出多项关键研

究成果，并以论文的形式发表。

4.课题总结阶段。

完成课题研究，撰写课题研究总报告，进行课题验收鉴定，将研

究成果加以推广。

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1、已取得的相关研究成果和主要参考文献。

2、主要参加者的学术背景和研究经验、组成结构（如职务、专业、年龄等）。

3、完成课题的保障条件（如所在单位的经费、设备、资料、时间安排等条件以及单位原

有的研究基础）。

一、课题组成员已取得的相关研究成果

1,已取得的相关研究成果

课题主持人为湖南省青年骨干教师，曾主持或参与省级以上课题2项，以第一作者

身份公开发表学术论文10篇，先后在2012年全国教育信息化工作现场研讨会、第12

届中国教育信息化创新与发展论坛上以示范课的形式汇报经济数学信息化教学改革成

果。

课题组主要成员曾主持省级以上课题3项，在《系统工程理论与实践》、《数学的时

间与认识》、《职业与教育》等核心期刊发表相关研究论文20余篇。

课题负责人主持全国大学生数学建模竞赛培训工作，指导的学生近四年来先后荣获

国家一等奖4项、二等奖5项，省一等奖8项、二等奖5项、三等奖6项；所建设的两

门基于大学城空间的资源课程分别荣获学校的特等奖和一等奖。

课题组主要成员组织并

主持编写的教材《实用高等数学》、《实用工程数学》和《经济数学》分别被遴选为“十

一五”和“十二五”规划教材；在2009年湖南省公共文化课说课竞赛中荣获一等奖1

项、二等奖2项，在2014年湖南省信息化教学设计大赛中荣获一等奖1项。

2.主要参考文献

⑴刘洪宇.把课程建在互联网云平台空间的创新实践与推广意义[J].中国教育信息

化,2012,09:

86-87.

⑵刘洪宇.现代互联网条件下高等职业教育教学方式探索[J].求索,2016,01:

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⑶许世红，徐勇.从PISA2015科学素养测评看数学素养的重要性[J].中国考

试,2016,03:

38-43.

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究,2011,06:

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[5]顾沛.创建数学文化类课程提高学生数学素养[J].中国高教研究,2014,12:

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[6]牛西武.高职院校工科专业学生高等数学课程学习状况调查一以陕西能源职业

技术学院为例[J].职业技术教育,2014,20:

36-39.

⑺黄福军.论高职高等数学人文素质教育的缺失与重构[J].教育与职

业,2013,24:

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网朱孝春.高职院校高等数学基本能力测试系统开发的可行性研究[J].黑龙江教育

（高教研究与评估）,2012,10:

70-71.

二、主要参加者的学术背景和研究经验、组成结构

课题第一参与人为985高校硕士生导师，在规划理论及其应用、高等数学教育论方

面的研究成果丰富，长期从事大学数学、数学建模、供应链优化管理（模型与算法）的

教学和研究工作，研究成果在相关领域有较大影响。

课题组成员包括教授1名、副教授7名、讲师3名，成员职称结构合理。

主要参与

者中有6人为各高职院校的教研室主任、学科带头人或骨干教师，理论功底扎实，具有

较强的科研实力。

所有成员均长期工作在高职高等数学教学的第一线，教学成果丰富，

对学生学情非常了解。

课题组成员曾多次合作进行过课题研究，有较强的团队精神和合

作意识，已经熟练地掌握了多种定量研究方法和研究手段。

三、完成课题的保障条件

1.课题主持人所在学院是国家首批示范性高职院校、湖南省第一批立项的卓越校，

在业界具有较高学术声誉与实力。

2.课题组成员所在学院拥有较丰富的学术资源。

能浏览各种专业数据库。

ERIC、

Proqust^Sage、ElsevierScienceDirect>EBSCO、LexisNexis全文数据库、FirstSearch系

列数据库、Blackwell>Gale^Emerald^lexisNexis学术大全数据库，能帮助课题组成员

及时了解国外研究动态。

3.课题主持人所在单位近年来非常重视教学、科研工作，每年单独列支400万元用

于校内教研科研项目支出，投入的科研经费逐年增长，为本课题的开展提供了坚强的经

费配套保障。

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