基于卓越工程師計(jì)劃的數(shù)學(xué)類(lèi)課程教學(xué)改革

李石濤，滕 勇

（沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)基礎(chǔ)部，遼陽(yáng) 111000）

基于卓越工程師計(jì)劃的數(shù)學(xué)類(lèi)課程教學(xué)改革

李石濤，滕 勇

（沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)基礎(chǔ)部，遼陽(yáng) 111000）

數(shù)學(xué)類(lèi)課程作為工科專(zhuān)業(yè)的重要基礎(chǔ)課程，對(duì)學(xué)生工程應(yīng)用能力的培養(yǎng)起著重要的作用。在實(shí)施“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”的背景下，提出數(shù)學(xué)類(lèi)課程的設(shè)置也要進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。以提高學(xué)生的工程能力和創(chuàng)新為宗旨，實(shí)施新一輪的課程體系和教學(xué)模塊的改革。

卓越計(jì)劃;課程改革;工程能力

2010年6月，國(guó)家教育部啟動(dòng)了“卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃”，要求高校轉(zhuǎn)變辦學(xué)理念、改革人才培養(yǎng)模式，培養(yǎng)出面向世界的優(yōu)秀工程技術(shù)人才，以提升我國(guó)產(chǎn)業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力?！白吭接?jì)劃”是貫徹落實(shí)《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）》和《國(guó)家中長(zhǎng)期人才發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）》的重大改革項(xiàng)目，也是促進(jìn)我國(guó)由工程教育大國(guó)邁向工程教育強(qiáng)國(guó)的重大舉措［1－3］。該計(jì)劃旨在培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強(qiáng)、適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要的高質(zhì)量各類(lèi)型工程技術(shù)人才，為國(guó)家走新型工業(yè)化發(fā)展道路、建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家和人才強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略服務(wù)。

“卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃”對(duì)促進(jìn)高等教育面向社會(huì)需求培養(yǎng)人才，全面提高工程教育人才培養(yǎng)質(zhì)量具有十分重要的示范和引導(dǎo)作用。以實(shí)施卓越計(jì)劃為突破口，促進(jìn)工程教育改革和創(chuàng)新，全面提高我國(guó)工程教育人才培養(yǎng)質(zhì)量［4－6］。卓越計(jì)劃培養(yǎng)的人才應(yīng)該具有較強(qiáng)的工程實(shí)踐能力與創(chuàng)新能力，這就要求人才的培養(yǎng)方案進(jìn)行相適應(yīng)的制定工作。

一、在實(shí)施卓越計(jì)劃背景下，調(diào)整數(shù)學(xué)類(lèi)課程設(shè)置的必要性

“卓越計(jì)劃”的重要特點(diǎn)是強(qiáng)化培養(yǎng)學(xué)生的工程能力和創(chuàng)新能力，大學(xué)數(shù)學(xué)類(lèi)課程的教育功能也要從注重學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)、基礎(chǔ)理論和基本技能的掌握，轉(zhuǎn)變?yōu)槿嫣岣邔W(xué)生的工程實(shí)踐和應(yīng)用的綜合能力，提升學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力。卓越計(jì)劃培養(yǎng)的工程師必須具有很強(qiáng)的工程實(shí)踐能力，而解決實(shí)踐的工程問(wèn)題往往需要大量的數(shù)學(xué)能力，因此提高運(yùn)用工程數(shù)學(xué)解決實(shí)際問(wèn)題的能力是卓越工程師培養(yǎng)的重要一環(huán)。大學(xué)數(shù)學(xué)類(lèi)課程的設(shè)置應(yīng)圍繞如何提高卓越工程師教育的工程數(shù)學(xué)能力進(jìn)行設(shè)置?！白吭接?jì)劃”目標(biāo)遠(yuǎn)大，振奮人心，但萬(wàn)丈高樓，起于累土，未來(lái)的優(yōu)秀工程師也是從今天的一門(mén)門(mén)課程中汲取營(yíng)養(yǎng)，逐漸成長(zhǎng)起來(lái)的。因此如何圍繞卓越計(jì)劃的培養(yǎng)目標(biāo)進(jìn)行教學(xué)方式、方法的改革與實(shí)踐，是擺在所有教學(xué)工作者面前的首要問(wèn)題。隨著卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃的全面推廣和深入，我國(guó)高等教育改革不斷深化，高等工程教育質(zhì)量全面提升，對(duì)人才的培養(yǎng)方案、課程體系設(shè)置以及課堂教學(xué)模式都提出了全新的挑戰(zhàn)。

計(jì)劃實(shí)施以來(lái)，很多高校都制定了培養(yǎng)計(jì)劃，現(xiàn)有的各高校進(jìn)行的卓越計(jì)劃的制定，都過(guò)多注重于專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課與專(zhuān)業(yè)課的設(shè)置，很少注意數(shù)學(xué)類(lèi)課程在實(shí)施卓越計(jì)劃中的改革與實(shí)踐，從截至到目前發(fā)表的論文來(lái)看，涉及卓越計(jì)劃過(guò)程中如何調(diào)整和優(yōu)化數(shù)學(xué)類(lèi)課程的研究成果非常少。而學(xué)生的創(chuàng)新能力也不能僅僅在學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)課的時(shí)候才加強(qiáng)，應(yīng)該從基礎(chǔ)教學(xué)就開(kāi)始培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，動(dòng)手解決工程問(wèn)題的能力。卓越工程師計(jì)劃要求學(xué)生有工程實(shí)踐能力，創(chuàng)新能力。這些能力的培養(yǎng)不能僅僅依賴(lài)于專(zhuān)業(yè)課，從基礎(chǔ)課就應(yīng)該打下良好的基礎(chǔ)，特別是數(shù)學(xué)類(lèi)課程的改革與實(shí)踐，對(duì)培養(yǎng)卓越工程師動(dòng)手解決問(wèn)題的能力有著重要的作用。數(shù)學(xué)是從事基礎(chǔ)研究和高科技研究的必備基礎(chǔ)和有力工具，許多在工程實(shí)踐中取得卓越成就的科學(xué)家，都有著深厚的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，數(shù)學(xué)是攻破難題的有力工具，加強(qiáng)運(yùn)用數(shù)學(xué)工具解決工程實(shí)踐問(wèn)題的能力的培養(yǎng)是值得研究的?；谧吭焦こ處熃逃墓こ虜?shù)學(xué)能力的培養(yǎng)是值得研究的問(wèn)題，特別是在如何增強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力方面。

二、基于“卓越計(jì)劃”優(yōu)化數(shù)學(xué)類(lèi)課程的設(shè)置

基于“卓越計(jì)劃”中的培養(yǎng)目標(biāo)，要對(duì)大學(xué)數(shù)學(xué)類(lèi)課程進(jìn)行優(yōu)化整合，構(gòu)建以增強(qiáng)學(xué)生工程數(shù)學(xué)能力培養(yǎng)為核心的大學(xué)數(shù)學(xué)類(lèi)課程體系，探索與工程實(shí)際緊密聯(lián)系的大學(xué)數(shù)學(xué)類(lèi)課程的教學(xué)模式。本文從大學(xué)數(shù)學(xué)課程的模塊組合、大學(xué)數(shù)學(xué)類(lèi)課程理論基礎(chǔ)課與實(shí)踐課的融合，大學(xué)數(shù)學(xué)類(lèi)課程與后續(xù)相關(guān)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課的優(yōu)化出發(fā)，探索大學(xué)數(shù)學(xué)類(lèi)課程的優(yōu)化整合，為實(shí)現(xiàn)卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃提出的強(qiáng)化培養(yǎng)學(xué)生的工程能力和創(chuàng)新能力起到重要作用。

（一）根據(jù)卓越計(jì)劃培養(yǎng)目標(biāo)，調(diào)整數(shù)學(xué)類(lèi)各課程的

教學(xué)模塊組合

數(shù)學(xué)是培養(yǎng)高質(zhì)量的工程創(chuàng)新型人才的基礎(chǔ)，在實(shí)施卓越計(jì)劃的同時(shí)，應(yīng)十分重視學(xué)生的數(shù)學(xué)教學(xué)，采取各種措施，加強(qiáng)課程建設(shè)，積極進(jìn)行大學(xué)數(shù)學(xué)類(lèi)課程的教學(xué)改革，努力提高教學(xué)質(zhì)量。

為卓越計(jì)劃的學(xué)生除了開(kāi)設(shè)必要的公共數(shù)學(xué)課外，還要適應(yīng)各專(zhuān)業(yè)的不同需要，增加數(shù)學(xué)課的門(mén)類(lèi)，特別是與工程實(shí)踐緊密聯(lián)系的數(shù)學(xué)類(lèi)課程。例如：矩陣分析、計(jì)算方法、數(shù)理統(tǒng)計(jì)、優(yōu)化方法、數(shù)學(xué)建模與數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)等課程。這些課程對(duì)學(xué)生今后解決工程實(shí)際的問(wèn)題有著重要的幫助，要想解決在實(shí)際工程中遇到的問(wèn)題，往往需要經(jīng)過(guò)將實(shí)際問(wèn)題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問(wèn)題、利用數(shù)學(xué)工具來(lái)解決問(wèn)題，檢驗(yàn)所得結(jié)果是否符合實(shí)際這樣一個(gè)過(guò)程。而這個(gè)過(guò)程就是建立數(shù)學(xué)模型、求解數(shù)學(xué)模型的過(guò)程，這就需要數(shù)學(xué)建模的相關(guān)知識(shí)，工程問(wèn)題經(jīng)常利用優(yōu)化方法、計(jì)算方法知識(shí)來(lái)求解。按照卓越計(jì)劃的要求、社會(huì)的需求和學(xué)生畢業(yè)后從事的實(shí)際工作需要，有的放矢地選取適合的教學(xué)模塊是提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和教學(xué)質(zhì)量的重要前提和保證。

（二）圍繞卓越計(jì)劃的培養(yǎng)目標(biāo)，積極進(jìn)行數(shù)學(xué)類(lèi)課程的教學(xué)內(nèi)容改革

大學(xué)數(shù)學(xué)類(lèi)課程是以經(jīng)典的數(shù)學(xué)理論為基礎(chǔ)，包括微分學(xué)、積分學(xué)、矩陣?yán)碚摗⒏怕收撆c數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)等內(nèi)容，其特點(diǎn)是高度的相關(guān)性和嚴(yán)密的邏輯性。作為所有理工科專(zhuān)業(yè)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課，按照卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃的要求，大學(xué)數(shù)學(xué)課程的主要功能是為強(qiáng)化培養(yǎng)學(xué)生的工程能力和創(chuàng)新能力打下一定的科學(xué)基礎(chǔ)。因此，按照科學(xué)的發(fā)展、社會(huì)的需求和學(xué)生畢業(yè)后從事的實(shí)際工作需要，有的放矢地選取適合的教學(xué)內(nèi)容是提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和教學(xué)質(zhì)量的重要前提和保證。根據(jù)卓越計(jì)劃的要求，應(yīng)精選教學(xué)內(nèi)容，更新教學(xué)內(nèi)容以及將計(jì)算機(jī)引入數(shù)學(xué)教學(xué)。概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)課程除了講解概率論的一些內(nèi)容外，還要加強(qiáng)學(xué)生統(tǒng)計(jì)方法的教學(xué)，比如開(kāi)展統(tǒng)計(jì)模型的有關(guān)內(nèi)容的研究，可適當(dāng)增加實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、多元統(tǒng)計(jì)分析、抽樣調(diào)查和可靠性統(tǒng)計(jì)分析等內(nèi)容。有一些課程名稱(chēng)盡管與以往的本科生課程相同，但在深度和廣度上仍有所不同。根據(jù)現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展和各專(zhuān)業(yè)的具體要求，要不斷更新教學(xué)內(nèi)容，例如計(jì)算方法增加二元插值等內(nèi)容教學(xué)，優(yōu)化方法課程增加非線性規(guī)劃的教學(xué)。線性代數(shù)課程除了講解經(jīng)典的矩陣?yán)碚?、方程組理論外，可適當(dāng)?shù)亟榻B矩陣分析的一些內(nèi)容。上面這些內(nèi)容的調(diào)整，抓基礎(chǔ)、抓能力是根本，對(duì)卓越計(jì)劃的學(xué)生要求重方法、重應(yīng)用和重能力的培養(yǎng)。教學(xué)中要注意講清楚一些概念和原理的實(shí)際背景和一些方法、公式的應(yīng)用，體現(xiàn)出理論從實(shí)際中來(lái)又回到實(shí)際中去，使難學(xué)的抽象數(shù)學(xué)內(nèi)容變得較為具體而生動(dòng)活潑，內(nèi)容豐富多彩，教學(xué)效果將大為改觀。如果僅僅將數(shù)學(xué)作為知識(shí)來(lái)學(xué)習(xí)，而忽略了數(shù)學(xué)思想對(duì)學(xué)生的熏陶以及學(xué)生數(shù)學(xué)素質(zhì)的提高，就失去了數(shù)學(xué)課程最本質(zhì)的特點(diǎn)和要求，失去了開(kāi)設(shè)數(shù)學(xué)課程的意義。數(shù)學(xué)類(lèi)課程的教學(xué)應(yīng)該是以解決實(shí)際問(wèn)題和培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)的能力為目的的，它的教學(xué)內(nèi)容和方式是多種多樣的。強(qiáng)調(diào)數(shù)學(xué)方法，強(qiáng)調(diào)實(shí)際問(wèn)題，強(qiáng)調(diào)分析解決問(wèn)題的過(guò)程;從教學(xué)方式來(lái)看，以練為主，在數(shù)學(xué)中讓學(xué)生探索，有的帶領(lǐng)學(xué)生到企事業(yè)中去合作解決真正的實(shí)際問(wèn)題。這就把傳授知識(shí)、培養(yǎng)能力和提高素質(zhì)有機(jī)結(jié)合在一起了。通過(guò)對(duì)教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整使數(shù)學(xué)課成為一門(mén)全新意義的課程，能培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，將重點(diǎn)放在加強(qiáng)應(yīng)用和實(shí)踐上，而不是放在大量地訓(xùn)練運(yùn)算和解題技巧上，這一點(diǎn)與卓越計(jì)劃中對(duì)工程師的培養(yǎng)目標(biāo)相符合，為適應(yīng)卓越計(jì)劃的發(fā)展要求，應(yīng)該專(zhuān)門(mén)開(kāi)展數(shù)學(xué)類(lèi)課程各模塊的教學(xué)內(nèi)容在卓越工程師培養(yǎng)中作用的研究，并進(jìn)行嘗試。

（三）根據(jù)卓越工程師培養(yǎng)的過(guò)程，探索實(shí)際問(wèn)題驅(qū)動(dòng)的研究式教學(xué)方法

數(shù)學(xué)類(lèi)課程的教學(xué)應(yīng)該是以解決實(shí)際問(wèn)題和培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)的能力為目的的，它的教學(xué)內(nèi)容和方式是多種多樣的。鼓勵(lì)廣大學(xué)生踴躍參加課外科技活動(dòng)，開(kāi)拓知識(shí)面，培養(yǎng)創(chuàng)造精神及合作意識(shí)，推動(dòng)大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)體系、教學(xué)內(nèi)容和方法的改革，激勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的積極性，提高學(xué)生建立數(shù)學(xué)模型和運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)解決實(shí)際問(wèn)題的綜合能力。讓學(xué)生帶著問(wèn)題去學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的知識(shí)，無(wú)疑對(duì)增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高數(shù)學(xué)的應(yīng)用能力，解決工程問(wèn)題的創(chuàng)新能力有著重要的作用。

（四）基于卓越計(jì)劃的人才培養(yǎng)目標(biāo)，培養(yǎng)利用數(shù)學(xué)軟件解決實(shí)際問(wèn)題的能力

面向21世紀(jì)的工科數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容和課程體系的改革重點(diǎn)應(yīng)放在數(shù)學(xué)思想和方法的教育和啟發(fā)上，放在加強(qiáng)應(yīng)用和實(shí)踐上，而不是放在大量地訓(xùn)練運(yùn)算和解題技巧上。大量的數(shù)值計(jì)算，符號(hào)運(yùn)算問(wèn)題可以直接使用計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)軟件或通過(guò)編程來(lái)實(shí)現(xiàn)，為了培養(yǎng)學(xué)生使用軟件包和科學(xué)計(jì)算的能力，“應(yīng)當(dāng)逐步創(chuàng)造條件，開(kāi)設(shè)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程?！遍_(kāi)設(shè)大學(xué)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課的目的是加強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，科學(xué)計(jì)算能力以及工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)，增加教學(xué)內(nèi)容，加大課堂信息量，提高課堂教學(xué)效率。工科的基礎(chǔ)課中大部分都有實(shí)驗(yàn)，只有數(shù)學(xué)課僅有習(xí)題課沒(méi)有實(shí)驗(yàn)課。習(xí)題課當(dāng)然重要，但它不能很好地解決跟計(jì)算機(jī)結(jié)合的問(wèn)題，因此建議創(chuàng)造條件，逐步開(kāi)設(shè)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課，加強(qiáng)運(yùn)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行運(yùn)算和數(shù)據(jù)處理的訓(xùn)練。

總之，為實(shí)現(xiàn)卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃中提出的強(qiáng)化培養(yǎng)學(xué)生的工程能力和創(chuàng)新能力的目標(biāo)，大學(xué)數(shù)學(xué)類(lèi)課程要以專(zhuān)業(yè)需要為導(dǎo)向進(jìn)行模塊組合，大學(xué)數(shù)學(xué)理論要以工程能力培養(yǎng)為宗旨，實(shí)現(xiàn)相互融合，大學(xué)數(shù)學(xué)類(lèi)課程與相關(guān)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程要以工程應(yīng)用為目標(biāo)實(shí)施內(nèi)容優(yōu)化，進(jìn)而達(dá)到大學(xué)數(shù)學(xué)類(lèi)課程優(yōu)化整合的目的。

［1］ 孫鍵．論“卓越計(jì)劃”實(shí)施背景下高等工程教育課程體系設(shè)計(jì)［J］．高等理科教育，2012（1）：41－45．

［2］ 貢福海，范守信．論卓越人才教育培養(yǎng)計(jì)劃與素質(zhì)教育的契合［J］．中國(guó)農(nóng)業(yè)教育，2010（6）：5－8．

［3］ 馬寅秋，蘇曉云．地方高校“卓越計(jì)劃”人才培養(yǎng)方案研究［J］．石油教育，2011（5）：71－73．

［4］ 林?。嫦蜃吭焦こ處熍囵B(yǎng)的課程體系和教學(xué)內(nèi)容改革［J］．高等工程教育研究，2011（5）：1－9．

［5］ 孔捷．從平等到卓越：德國(guó)大學(xué)卓越計(jì)劃評(píng)析［J］．現(xiàn)代大學(xué)教育，2010（3）：52－57．

［6］ 王文忠，趙桂秋．應(yīng)用型本科工程訓(xùn)練體系的構(gòu)建［J］．長(zhǎng)春工程學(xué)院學(xué)報(bào)：社會(huì)科學(xué)版，2011（2）：125－128．

The mathematics course teaching reformation for the excellent engineer program

LI Shi－ tao，et al．
（Dept．of Basic Courses，Shenyang University of Technology，Liaoyang111000，China）

Mathematics courses are an important foundation courses and play an important role in training engineering application capacity of the student．In the context of implementing Excellence Engineer Education and Training Program，proposing mathematics courses should be adjusted accordingly．The author has implemented a new round of reformation of course system and teaching model for the purpose of enhancing the engineering and innovation abilities of the student．

excellence program;reformation of course;engineering abilities

G642．3

A

1009-8976（2013）01-0120-03

10．3969/j．issn．1009-8976．2013．01．037

2012－07－15

遼寧省教育廳教改立項(xiàng)（項(xiàng)目編號(hào)：2012411）

李石濤（1978—），男（漢），遼寧遼陽(yáng)，碩士，講師主要研究課程教學(xué)論。