長(zhǎng)江大學(xué)高等工程數(shù)學(xué)教學(xué)改革探討

曹小玲,熊 駿,何先平,劉利群 (長(zhǎng)江大學(xué)信息與數(shù)學(xué)學(xué)院,湖北 荊州 434023)

長(zhǎng)江大學(xué)高等工程數(shù)學(xué)教學(xué)改革探討

曹小玲,熊 駿,何先平,劉利群 (長(zhǎng)江大學(xué)信息與數(shù)學(xué)學(xué)院,湖北 荊州 434023)

分析了目前長(zhǎng)江大學(xué)高等工程數(shù)學(xué)教學(xué)中存在的諸多問(wèn)題，如數(shù)學(xué)理論與專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)相脫節(jié)，學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用能力偏弱、學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)熱情不夠高漲等，從數(shù)學(xué)教學(xué)中的教師素質(zhì)、教學(xué)方法及教學(xué)內(nèi)容等方面對(duì)長(zhǎng)江大學(xué)高等工程數(shù)學(xué)教學(xué)改革進(jìn)行了探討，以有效地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣，從而提高其數(shù)學(xué)應(yīng)用能力和數(shù)學(xué)素質(zhì)。

高等工程數(shù)學(xué)；教師素質(zhì)；教學(xué)方法；教學(xué)內(nèi)容

長(zhǎng)江大學(xué)高等工程數(shù)學(xué)主要包括線性代數(shù)和概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)2部分內(nèi)容，其理論與方法應(yīng)用廣泛，它是很多專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)的基礎(chǔ)必修課，被認(rèn)為是一種用于指導(dǎo)和解決工程技術(shù)問(wèn)題的工具。這門(mén)課程是為指導(dǎo)和解決工程技術(shù)問(wèn)題的需要而設(shè)立的，它是為后續(xù)專(zhuān)業(yè)課程的開(kāi)設(shè)作鋪墊的，它的教學(xué)重點(diǎn)是把抽象的數(shù)學(xué)理論知識(shí)實(shí)際應(yīng)用化，使學(xué)生能用、會(huì)用工程數(shù)學(xué)的知識(shí)來(lái)解決工程技術(shù)問(wèn)題[1]。經(jīng)過(guò)多年的教學(xué)實(shí)踐和經(jīng)驗(yàn)積累，長(zhǎng)江大學(xué)的高等工程數(shù)學(xué)教學(xué)取得了有目共睹的成績(jī)，為各專(zhuān)業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)課及后續(xù)深造打下了良好的基礎(chǔ)，不過(guò)也存在一些問(wèn)題，主要包括：①由于教學(xué)采用統(tǒng)一教材和教案，且授課教師較少關(guān)注所教學(xué)生的專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)，這使得教學(xué)過(guò)程單一枯燥，與專(zhuān)業(yè)結(jié)合不強(qiáng)，從而直接影響學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；②在教學(xué)過(guò)程中，由于課堂教學(xué)時(shí)間有限、多媒體教室不足等原因，使得授課教師常常感覺(jué)教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)要求不能很好的完成；③部分學(xué)生對(duì)高等工程數(shù)學(xué)課程不夠重視，認(rèn)為學(xué)習(xí)該門(mén)課程對(duì)后續(xù)課程幫助不大，因而沒(méi)有學(xué)習(xí)的必要，而考研以及后續(xù)專(zhuān)業(yè)課對(duì)數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)又有較高的要求，這就直接影響了專(zhuān)業(yè)課成績(jī)，造成考研率不高等實(shí)際問(wèn)題。這些問(wèn)題的存在對(duì)長(zhǎng)江大學(xué)工程數(shù)學(xué)課的教與學(xué)均提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。筆者認(rèn)為有必要對(duì)長(zhǎng)江大學(xué)的高等工程數(shù)學(xué)的教學(xué)進(jìn)行改革?長(zhǎng)江大學(xué)教研項(xiàng)目(JY2011023)。。

1 加強(qiáng)教師師資隊(duì)伍建設(shè)

教師在教學(xué)中起著主導(dǎo)作用。教師對(duì)待教學(xué)的態(tài)度、對(duì)待學(xué)生的方式、以及教師在教學(xué)中表現(xiàn)出的人格魅力不僅影響著學(xué)生對(duì)教師素質(zhì)的判斷，也影響著學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)該門(mén)課程的興趣和主動(dòng)性?！懊麕煶龈咄健?，只有高素質(zhì)的教師才能培養(yǎng)出高素質(zhì)的學(xué)生，故提高教師的自身素質(zhì)尤其重要。為此，不僅要求教師專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)扎實(shí)、密切聯(lián)系教育實(shí)際，還要求教師具有“與時(shí)俱進(jìn)”的精神，即不僅要增加自身專(zhuān)業(yè)的深度，還要廣泛涉獵其他門(mén)類(lèi)的知識(shí)，要與新時(shí)期的學(xué)生一起成長(zhǎng)。在工程數(shù)學(xué)課程的改革與建設(shè)過(guò)程中，應(yīng)始終把師資隊(duì)伍建設(shè)放在首位。

1)組建跨學(xué)科教師隊(duì)伍 傳統(tǒng)工程數(shù)學(xué)課程的教學(xué)只注重?cái)?shù)學(xué)理論的介紹和基本功訓(xùn)練，而往往忽視了與其專(zhuān)業(yè)背景的結(jié)合，因而使工程數(shù)學(xué)與專(zhuān)業(yè)課程產(chǎn)生脫節(jié)。若能組建以數(shù)學(xué)課教師和專(zhuān)業(yè)課教師相結(jié)合的跨學(xué)科“工程數(shù)學(xué)”教師隊(duì)伍，讓2種課程的教師之間互相聽(tīng)課，組織教學(xué)內(nèi)容的研討和交流課程之間的關(guān)系及銜接，使各相關(guān)學(xué)科交叉滲透，就可使得工程數(shù)學(xué)和專(zhuān)業(yè)課程的教學(xué)不再脫節(jié)。

2)加強(qiáng)青年教師培養(yǎng) 應(yīng)積極選派中青年教師參加各種會(huì)議，加強(qiáng)與其他兄弟院校的交流與合作，定期聘請(qǐng)相關(guān)學(xué)者專(zhuān)家來(lái)校與年輕教師做面對(duì)面的交流和指導(dǎo)，以科研、教研促進(jìn)教學(xué)。應(yīng)鼓勵(lì)中青年教師參與相關(guān)的課題研究，提高科研能力和業(yè)務(wù)水平，提高中青年教師的素質(zhì)。

2 改進(jìn)教師授課方式

長(zhǎng)江大學(xué)《線性代數(shù)》學(xué)時(shí)已由原來(lái)的44壓縮至40學(xué)時(shí)，《概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)》也由原來(lái)的52壓縮至48學(xué)時(shí)，雖然課時(shí)減少了，但是授課內(nèi)容沒(méi)有改變，對(duì)學(xué)生的要求也沒(méi)有降低，為此，需要在授課內(nèi)容上進(jìn)行詳略安排，以突出重點(diǎn)，提高授課質(zhì)量和效率，如將授課內(nèi)容分為重點(diǎn)講述、一般講述和學(xué)生自學(xué)3部分。

1)重點(diǎn)講述內(nèi)容 是指與后續(xù)學(xué)習(xí)內(nèi)容相關(guān)聯(lián)的或?qū)W生較難掌握的部分，如概率論中的分布律、分布函數(shù)、概率密度函數(shù)，線性代數(shù)中的矩陣運(yùn)算、向量組等。這些內(nèi)容應(yīng)該保證其課時(shí)充足，并要仔細(xì)講解，條件允許的話可安排學(xué)生到黑板上進(jìn)行演算，以增強(qiáng)學(xué)生的重視程度和學(xué)習(xí)效果。

2)一般講述內(nèi)容 是指學(xué)生較易接受的可以粗略講授的部分，如線性代數(shù)中的行列式和矩陣的概念，概率論中的等可能概型的求解等。

3)學(xué)生自學(xué)部分 學(xué)生自學(xué)部分為學(xué)生有能力通過(guò)自身學(xué)習(xí)掌握的內(nèi)容，如概率論中的經(jīng)驗(yàn)分布函數(shù)、分位點(diǎn)的查表等。

3 將授課計(jì)劃與專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)相結(jié)合

不同專(zhuān)業(yè)的學(xué)習(xí)內(nèi)容是不同的，因而對(duì)高等工程數(shù)學(xué)這門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課的要求也不盡相同，故采取所有專(zhuān)業(yè)都“一刀切”，所有專(zhuān)業(yè)都講授完全相同的內(nèi)容是不可取的。要取得良好的教學(xué)效果，必須考慮到學(xué)生的專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)，適當(dāng)?shù)膶⑹谡n計(jì)劃與他們的專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)相結(jié)合。另外，由于現(xiàn)有的工程數(shù)學(xué)課程體系仍然強(qiáng)調(diào)數(shù)學(xué)自身的系統(tǒng)性、獨(dú)立性以及完整性，缺乏與其他學(xué)科的相互聯(lián)系和滲透，這使得數(shù)學(xué)教育與專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)出現(xiàn)脫節(jié)的現(xiàn)象[1]，學(xué)生在學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)課程時(shí)，不知道它和本專(zhuān)業(yè)的后續(xù)課程有何聯(lián)系，因而使得學(xué)生學(xué)習(xí)目標(biāo)不明確、學(xué)習(xí)興趣不高。所以，教師在上課的時(shí)候，要有意識(shí)的讓學(xué)生知道工程數(shù)學(xué)在他們后續(xù)的專(zhuān)業(yè)課中的重要作用和意義。這首先需要授課教師在授課前先主動(dòng)去了解學(xué)生所在專(zhuān)業(yè)的課程設(shè)置以及后續(xù)專(zhuān)業(yè)課程的大致內(nèi)容，找出專(zhuān)業(yè)課程與工程數(shù)學(xué)課程知識(shí)的連接點(diǎn)，然后再有針對(duì)性的制定授課計(jì)劃。如管理類(lèi)專(zhuān)業(yè)對(duì)概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)課程的要求較高，而對(duì)線性代數(shù)要求略低，講課時(shí)課時(shí)分配可以有所側(cè)重；計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生要進(jìn)行數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等方面的專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)就必須要多掌握線性代數(shù)中的矩陣方面的基礎(chǔ)知識(shí)，因而在授課時(shí)可以舉出一些矩陣在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用實(shí)例，以增強(qiáng)內(nèi)容的實(shí)用性和目的性；對(duì)油工類(lèi)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生，用得比較多的可能是線性方程組的求解等知識(shí)，而對(duì)向量相關(guān)性?xún)?nèi)容要求不是很高，因而在布置作業(yè)和講解習(xí)題時(shí)可以對(duì)前者中的內(nèi)容有所傾斜，并可以說(shuō)明這些內(nèi)容對(duì)以后學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)課的影響。如果能夠結(jié)合專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)，改革工程數(shù)學(xué)的教學(xué)內(nèi)容，那么就可以在教學(xué)內(nèi)容這一環(huán)節(jié)上保證各專(zhuān)業(yè)學(xué)生在有限的學(xué)習(xí)時(shí)間內(nèi)獲得本專(zhuān)業(yè)需要的數(shù)學(xué)知識(shí)，從而增強(qiáng)其學(xué)習(xí)的針對(duì)性和實(shí)用性。

4 廣泛開(kāi)展數(shù)學(xué)建?；顒?dòng)

為了適應(yīng)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的需要和培養(yǎng)高質(zhì)量、高層次科技人才，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外越來(lái)越多的大學(xué)正在進(jìn)行數(shù)學(xué)建模課程的教學(xué)和競(jìng)賽，并將數(shù)學(xué)建模教學(xué)和競(jìng)賽作為高等院校的教學(xué)改革和培養(yǎng)高層次的科技人才的一個(gè)重要方面[2]。既然長(zhǎng)江大學(xué)大部分專(zhuān)業(yè)學(xué)生都要學(xué)習(xí)高等工程數(shù)學(xué)，筆者認(rèn)為可以將數(shù)學(xué)建模思想和高等工程數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行有機(jī)的整合，其指導(dǎo)思想是培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)觀察問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的綜合能力和創(chuàng)新精神，全面提高學(xué)生的綜合素質(zhì)[3]。

1)課堂內(nèi) 在課堂內(nèi)，強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為主體，嘗試從問(wèn)題出發(fā)，應(yīng)用所學(xué)的知識(shí)，借助于計(jì)算機(jī)和數(shù)學(xué)軟件，通過(guò)學(xué)生親自設(shè)計(jì)和動(dòng)手，去體驗(yàn)解決問(wèn)題的全過(guò)程。

2)課堂外 在課堂外，大范圍地組織開(kāi)展數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽等科技競(jìng)賽活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)精神合作意識(shí)，學(xué)會(huì)尊重他人和學(xué)習(xí)別人的長(zhǎng)處，培養(yǎng)求同存異，取長(zhǎng)補(bǔ)短，同舟共濟(jì)，團(tuán)結(jié)互助等集體主義精神，這既可以增強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力和對(duì)高等工程數(shù)學(xué)的應(yīng)用能力，又可以培養(yǎng)學(xué)生的競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)和參與競(jìng)爭(zhēng)的能力，這無(wú)疑對(duì)學(xué)生畢業(yè)后適應(yīng)當(dāng)今社會(huì)需求有極大好處。

[1]劉守宗，黃明湛.與專(zhuān)業(yè)相結(jié)合探討工程數(shù)學(xué)教學(xué)模式[J].廊坊師范學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2009，9(6)：123-124.

[2]陳克西.數(shù)學(xué)建模與數(shù)學(xué)教學(xué)改革[J].機(jī)械工業(yè)高教研究，1999(1)：77-80.

[3]嚴(yán)士健.數(shù)學(xué)思維與數(shù)學(xué)意識(shí)、創(chuàng)新意識(shí)、應(yīng)用意識(shí)[J].中國(guó)大學(xué)數(shù)學(xué)，1999(3)：16-20.

10.3969/j.issn.1673-1409(N).2012.08.059

N4

A

1673-1409(2012)08-N176-02

2012-05-03

曹小玲(1981-)，女，2003年大學(xué)畢業(yè)，碩士，講師，現(xiàn)主要從事數(shù)字圖像處理和高等工程數(shù)學(xué)方面的教學(xué)與研究工作。

[編輯] 洪云飛