淺談工學(xué)院數(shù)學(xué)教學(xué)的改革

蘇又

【摘要】改善工學(xué)院數(shù)學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀的最關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一是對現(xiàn)有的高等數(shù)學(xué)知識進(jìn)行有效地精簡，通過查閱資料、調(diào)研分析，整合出一套適合工學(xué)院六大專業(yè)所需的數(shù)學(xué)知識體系，以達(dá)到數(shù)學(xué)課程服務(wù)專業(yè)，數(shù)學(xué)知識夠用的目的。本文通過對湖南三一工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院六大專業(yè)主干課程所需要高等數(shù)學(xué)知識的調(diào)查分析研究，總結(jié)出了三一工學(xué)院數(shù)學(xué)課程的改革思路，并制定出了相應(yīng)的改進(jìn)措施。

【關(guān)鍵詞】高等數(shù)學(xué) ?工學(xué)專業(yè) ?調(diào)研 ?改革 ?教學(xué)方法 ?考核制度

【中圖分類號】G642.0 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A ? ? ?【文章編號】2095-3089（2015）05-0054-02

三一工學(xué)院現(xiàn)設(shè)專業(yè)有六個：工程機械運用與維護(hù)、電氣一體化、焊接技術(shù)與自動化、制造技術(shù)、裝備與物流管理。專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)均以培養(yǎng)與三一集團(tuán)相適應(yīng)的，具有較寬泛的專業(yè)理論知識和較強的技術(shù)實現(xiàn)能力與實際操作或管理能力，能夠在生產(chǎn)、建設(shè)、經(jīng)營或技術(shù)服務(wù)第一線運用高新技術(shù)創(chuàng)造性地解決技術(shù)問題的高層次技術(shù)應(yīng)用人才。高等數(shù)學(xué)作為大學(xué)生的基礎(chǔ)必修課，應(yīng)根據(jù)三一工學(xué)院人才培養(yǎng)目標(biāo)和專業(yè)課程的需求來確定教學(xué)內(nèi)容和方法，以進(jìn)一步提高數(shù)學(xué)教學(xué)質(zhì)量，全面提升三一工學(xué)院學(xué)生抽象邏輯思維能了和綜合能力，激發(fā)其數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣和熱情，打造應(yīng)用型、創(chuàng)新型人才，滿足集團(tuán)的全方位需求，適應(yīng)集團(tuán)的高速率發(fā)展。

一、數(shù)學(xué)知識調(diào)研

1.學(xué)院各專業(yè)對高等數(shù)學(xué)知識的需求

為了整合學(xué)院專業(yè)所需的數(shù)學(xué)知識，學(xué)院教師進(jìn)行了相應(yīng)地數(shù)學(xué)調(diào)研分析工作：查閱相關(guān)專業(yè)書籍、咨詢資深專業(yè)教師、召開專業(yè)數(shù)學(xué)需求研討會?？偨Y(jié)出了2012級大專六大專業(yè)學(xué)生的主干課程所需高等數(shù)學(xué)知識，（詳見下表）：

三一工學(xué)院六大專業(yè)所培養(yǎng)的是三一集團(tuán)裝備制造業(yè)高技能人才，學(xué)生以后將在三一集團(tuán)生產(chǎn)一線從事生產(chǎn)、經(jīng)營及質(zhì)量管理等工作，這就要求三一工學(xué)院所培養(yǎng)的學(xué)生應(yīng)具有一定的專業(yè)知識層次，具有在工作崗位中應(yīng)用某些高等數(shù)學(xué)知識去思考和解決問題的能力。

2.學(xué)院各專業(yè)主干課程對高等數(shù)學(xué)知識的需求角度和深度

通過對六大專業(yè)所需的高等數(shù)學(xué)的教學(xué)內(nèi)容的調(diào)查研究分析，我們發(fā)現(xiàn)在實際數(shù)學(xué)教學(xué)過程中，我們不僅需要運用數(shù)學(xué)的思維引導(dǎo)好學(xué)生學(xué)習(xí)，還需要注重數(shù)學(xué)知識點在各個專業(yè)上應(yīng)用的角度和深度， 通過一些專業(yè)與數(shù)學(xué)結(jié)合的案例，幫助學(xué)院學(xué)生更好地學(xué)好專業(yè)，增強對數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的積極性，為學(xué)院數(shù)學(xué)課程講授的方向和深廣度做出更加切合學(xué)院數(shù)學(xué)教學(xué)需求的改革。

數(shù)學(xué)需求角度：通常專業(yè)課程需要使用兩種數(shù)學(xué)知識角度：一是用數(shù)學(xué)解析關(guān)系式表述專業(yè)術(shù)語和定律;二是在建立專業(yè)的計算方法時須用數(shù)學(xué)知識去推導(dǎo)分析問題。例如：工程力學(xué)中的變形定義為：“外力作用下桿件發(fā)生的形狀和尺寸的改變?！碑?dāng)桿件形狀是不規(guī)則非均勻時，就相應(yīng)地要求出每一點處的變形，將每一點的變形累加起來就是不均勻桿件的變形，而定積分的幾何意義正好可以表述該變形解析式。

數(shù)學(xué)需求深度：數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識的實質(zhì)和思想常在專業(yè)問題上被觸及到;數(shù)學(xué)判定定理的結(jié)論常被專業(yè)模型所套用;數(shù)學(xué)計算所涉及到的也比較淺顯，只會用到一些基本計算。故有些數(shù)學(xué)內(nèi)容只要求學(xué)生稍微了解即可，因此數(shù)學(xué)需求深度不能定位的太高，也只是單純的基本公式和簡單的計算。

二、數(shù)學(xué)教學(xué)改革

1.學(xué)院數(shù)學(xué)課程的能力培養(yǎng)目標(biāo)

學(xué)院各專業(yè)學(xué)生開設(shè)的專業(yè)課程有所不同，所需要的高等數(shù)學(xué)知識側(cè)重點也會不同，故數(shù)學(xué)課程需要本著以服務(wù)專業(yè)為宗旨，以知識夠用為原則，使學(xué)生能夠具有運用所學(xué)數(shù)學(xué)知識輔助相關(guān)專業(yè)課程學(xué)習(xí)的能力、具有完成專業(yè)課程中相應(yīng)的數(shù)學(xué)運算能力、具有應(yīng)用數(shù)學(xué)知識解決專業(yè)問題的能力。

2.學(xué)院數(shù)學(xué)課程的教學(xué)方法改進(jìn)

考慮學(xué)院學(xué)生數(shù)學(xué)基礎(chǔ)較差的現(xiàn)狀，在教學(xué)過程中，我們在數(shù)學(xué)理論的系統(tǒng)性和嚴(yán)謹(jǐn)性方面需降低要求，只強調(diào)一些數(shù)學(xué)基本概念方法，突出數(shù)學(xué)的思想、概念的背景及定理證明的思路，對推理論證部分應(yīng)根據(jù)實際情況有選擇性地進(jìn)行講解，強調(diào)應(yīng)用，不過分追求內(nèi)容完整性。此外，還可以利用數(shù)學(xué)軟件畫出各種函數(shù)圖，讓學(xué)生通過數(shù)形結(jié)合數(shù)學(xué)模型思想將實際與理論相結(jié)合進(jìn)行教學(xué)，提高教學(xué)質(zhì)量和效率。

考慮學(xué)院學(xué)生對學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的迷惑，在教學(xué)過程中，教師需增強數(shù)學(xué)意識的教育，通過口頭言語教育，對學(xué)生進(jìn)行有效的數(shù)學(xué)思維訓(xùn)練，幫助其形成正確的數(shù)學(xué)思維和良好的數(shù)學(xué)素質(zhì);通過數(shù)學(xué)視頻演說，讓學(xué)生了解知名數(shù)學(xué)家的生平簡歷及他們在數(shù)學(xué)方面做出的偉大貢獻(xiàn)，以建立良好的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)氛圍，進(jìn)而幫助學(xué)生懂得用數(shù)學(xué)方法來分析問題和解決問題，理解數(shù)學(xué)在實際中的重要意義和作用。

考慮學(xué)院學(xué)生對數(shù)學(xué)概念的難以理解，在教學(xué)過程中，教師需要引導(dǎo)為主，練習(xí)為輔，利用通俗易懂的語言或現(xiàn)實模型幫助學(xué)生理解。啟發(fā)學(xué)生當(dāng)遇到實際問題時，嘗試借用數(shù)學(xué)方法作為解決問題工具。例如講解函數(shù)的導(dǎo)數(shù)概念時，啟發(fā)同學(xué)探討如何用數(shù)學(xué)方法來描述客觀世界變量變化的狀況及變量在某一時刻的變化速度快慢，并探討為什么需要引進(jìn)極限的方法來解決現(xiàn)實生活中的最優(yōu)化問題。又如定積分概念，可以以機械制圖中的圖形為例引導(dǎo)學(xué)生如何計算面積、體積，說明實際需要，尋找計算思路以發(fā)現(xiàn)了微積分基本定理。

3.學(xué)院數(shù)學(xué)課程的教學(xué)內(nèi)容整合

現(xiàn)階段學(xué)院教師把數(shù)學(xué)課程劃分為兩個模塊：基礎(chǔ)模塊、應(yīng)用模塊。

基礎(chǔ)模塊：基礎(chǔ)模塊教學(xué)的主要目標(biāo)就是滿足專業(yè)課程對數(shù)學(xué)的需要，讓學(xué)生掌握一些工程技術(shù)與實際工作中最基本的數(shù)學(xué)思想和常用的數(shù)學(xué)工具，使學(xué)生具有初步的分析、解決問題的能力。

應(yīng)用模塊：依據(jù)學(xué)院不同專業(yè)對數(shù)學(xué)的需求，設(shè)置不同的應(yīng)用模塊。要體現(xiàn)專業(yè)性和應(yīng)用性兩大特點，讓學(xué)生感受到“數(shù)學(xué)就在我身邊”。應(yīng)用模塊的教學(xué)方法可靈活多樣，目標(biāo)旨在培養(yǎng)學(xué)生空間想象能力與操作能力。

4.學(xué)院數(shù)學(xué)課程的考核制度創(chuàng)新

針對三一工學(xué)院學(xué)生的實際情況，對數(shù)學(xué)考核評估制度進(jìn)行合理整合，并引入免修制度。

新生入學(xué)參加軍訓(xùn)期間，設(shè)立數(shù)學(xué)摸底考試，確定免修對象。學(xué)院為新生開設(shè)的數(shù)學(xué)課程的內(nèi)容主要為三角函數(shù)、微積分、空間代數(shù)，以服務(wù)專業(yè)為宗旨，以知識夠用為原則，故對于部分高中數(shù)學(xué)基礎(chǔ)很扎實的學(xué)生，可以考慮其免修數(shù)學(xué)。具體免修資格由學(xué)生的入學(xué)摸底考試確定，即摸底分?jǐn)?shù)達(dá)到120分的學(xué)生均可取得本學(xué)期數(shù)學(xué)課程免修資格，且成績直接納入最終的期末考評中。

免修學(xué)生的摸底考試成績直接納入期末考評中，其余學(xué)生的期末考核成績則從以下兩個方面綜合評價。平時學(xué)習(xí)（包括作業(yè)、隨堂考試等）成績占總成績30%。期末卷面考試成績占總成績70%。

三、學(xué)院數(shù)學(xué)教學(xué)改革總結(jié)

通過教學(xué)調(diào)查分析研究，三一工學(xué)院數(shù)學(xué)教學(xué)改革需要在教學(xué)內(nèi)容、方法和考核制度上做出適合于學(xué)院專業(yè)需求的調(diào)整，具體改革措施如下：

1.學(xué)院總體數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容：學(xué)院六大專業(yè)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)模塊知識需求基本相同，具體可分為：三角函數(shù)、微積分學(xué)、微分方程、行列式與矩陣、空間解析幾何。但需要注意的是，各專業(yè)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的側(cè)重點（即應(yīng)用模塊）還是會根據(jù)專業(yè)需要而有所調(diào)整。

2.學(xué)院總體數(shù)學(xué)教學(xué)方法：以服務(wù)專業(yè)為宗旨，以知識夠用為原則，以表述清晰為基礎(chǔ)，以數(shù)形結(jié)合為輔助，以數(shù)學(xué)模型為靈魂。

3.學(xué)院總體數(shù)學(xué)考核制度：制定免修制度，選拔優(yōu)秀免修學(xué)生作為數(shù)學(xué)示范榜樣，鼓勵協(xié)助學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)興趣和積極主動性。