工程數(shù)學(xué)課程素質(zhì)教育改革的探索

侍紅軍 孫永征 吳彥強(qiáng)

【摘 要】工程數(shù)學(xué)課程是為了幫助同學(xué)們用更加方便的理論工具來處理工程中常見問題而開設(shè)的一門課程。隨著多媒體技術(shù)的發(fā)展與網(wǎng)絡(luò)化時(shí)代的到來，工程數(shù)學(xué)課程面臨著進(jìn)一步改革教學(xué)方法與提高學(xué)生綜合素質(zhì)的要求。本文結(jié)合筆者多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，就工程數(shù)學(xué)中素質(zhì)教育改革問題談一談自己的看法，以供廣大同仁參考和借鑒。

【關(guān)鍵詞】工程數(shù)學(xué) 素質(zhì)教育

【中圖分類號(hào)】G642 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-4810（2015）33-0061-02

數(shù)學(xué)是人類的一種邏輯思維方式，是人們理性地研究各種實(shí)際問題的方法的歸納與總結(jié)。對(duì)于我們大多數(shù)人而言，數(shù)學(xué)是一種解決問題的工具，它可以將具體實(shí)際的問題抽象、建模，通過解決數(shù)學(xué)方程，來解釋并指導(dǎo)我們解決所面臨的實(shí)際問題。

在我國(guó)普通高等學(xué)校的工科專業(yè)基礎(chǔ)課程中，工程數(shù)學(xué)課程是為了幫助同學(xué)們用更加方便的理論工具來處理工程中常見問題而開設(shè)的一門課程。不同高校所開設(shè)工程數(shù)學(xué)課程的內(nèi)容與課時(shí)根據(jù)其實(shí)際情況都有所不同，很多高校開設(shè)的工程數(shù)學(xué)課程是一門綜合性的課程，包括積分變換、復(fù)變函數(shù)、線性代數(shù)、概率論、場(chǎng)論等不同部分。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)在課程設(shè)置的時(shí)候?qū)⒕€性代數(shù)與概率統(tǒng)計(jì)部分單獨(dú)開設(shè)課程，而將剩下的復(fù)變函數(shù)、場(chǎng)論和積分變換三部分內(nèi)容作為工程數(shù)學(xué)的主體內(nèi)容，共計(jì)48課時(shí)。

目前關(guān)于工程數(shù)學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容或者方法的改革與探討已有很多，既有對(duì)于教學(xué)方法、教學(xué)策略的探討，也有關(guān)于具體數(shù)學(xué)工具及應(yīng)用的分析。隨著多媒體技術(shù)的發(fā)展與網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的到來，筆者在教學(xué)過程中也深刻感受到工程數(shù)學(xué)課程有改革教學(xué)方法與提高學(xué)生綜合素質(zhì)的要求。本文結(jié)合筆者多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，就工程數(shù)學(xué)中的素質(zhì)教育改革問題談一談自己的看法。

一 發(fā)揮多媒體教學(xué)優(yōu)勢(shì)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性

隨著多媒體技術(shù)的發(fā)展，各個(gè)高校都在改革傳統(tǒng)的教學(xué)手段，從多方面發(fā)揮多媒體教學(xué)的優(yōu)勢(shì)。但是現(xiàn)在有些課程的多媒體課件制作比較簡(jiǎn)陋，只不過是將傳統(tǒng)板書的黑板換成了多媒體幕布，沒有真正發(fā)揮多媒體多方面（視覺、聽覺等）立體傳播信息的綜合功能。因此要想真正發(fā)揮多媒體手段的立體優(yōu)勢(shì)，就要從多媒體課件的制作開始。利用多媒體來輔助教學(xué)活動(dòng)，不但能夠直觀形象地顯現(xiàn)客觀事物與現(xiàn)象，有助于吸引學(xué)生的注意力，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，而且這些教學(xué)手段能夠多樣化作用于學(xué)生的感觀，使比較抽象的數(shù)學(xué)知識(shí)學(xué)起來也不感到枯燥，讓學(xué)生以一種積極主動(dòng)的方式自覺地參與到知識(shí)探索的過程中。

二 結(jié)合Matlab等數(shù)學(xué)軟件，提高學(xué)生解決問題的綜合能力

除了精心制作多媒體課件，要想多方面提高學(xué)生的綜合素質(zhì)（而不僅僅是學(xué)會(huì)解幾個(gè)簡(jiǎn)單的積分和留數(shù)，真正提升學(xué)生解決實(shí)際問題的綜合能力），這就要求我們充分重視Matlab等數(shù)學(xué)軟件在教學(xué)過程中發(fā)揮的重要作用，更多地選擇與同學(xué)們專業(yè)課程相關(guān)的例題，在本課程的教學(xué)過程中加入一到兩次的數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)。通過學(xué)習(xí)Matlab等數(shù)學(xué)軟件的使用方法，使學(xué)生一目了然地看到生動(dòng)的函數(shù)變換、迅速快捷的復(fù)雜公式求解、實(shí)際物理應(yīng)用的展示等，不但在培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣方面可以起到很好的效果，而且培養(yǎng)了同學(xué)們?cè)诮窈髮I(yè)課程中利用計(jì)算機(jī)輔助處理數(shù)據(jù)的能力，從而提高了同學(xué)們解決實(shí)際問題的綜合能力。

三 適當(dāng)穿插數(shù)學(xué)史教育，提高學(xué)生數(shù)學(xué)素養(yǎng)

在具體的課堂教學(xué)中，由于數(shù)學(xué)專業(yè)課程基本概念及理論推導(dǎo)內(nèi)容占了相當(dāng)篇幅，同學(xué)們對(duì)于這方面的教學(xué)內(nèi)容不但會(huì)覺得難以消化理解，而且會(huì)感到枯燥乏味，因此在介紹專業(yè)知識(shí)的同時(shí)，適當(dāng)提高教學(xué)內(nèi)容的趣味性也是非常必要的。筆者在工程數(shù)學(xué)課程的教學(xué)過程中，

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* 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)校教育教學(xué)改革與建設(shè)立項(xiàng)項(xiàng)目資助（項(xiàng)目合同號(hào)：2015YB33）

結(jié)合復(fù)數(shù)的發(fā)展歷史，適當(dāng)穿插一些非常經(jīng)典的數(shù)學(xué)大師（如高斯）的精彩視頻。英國(guó)BBC電視臺(tái)制作的《數(shù)學(xué)的故事》系列視頻非常精彩，比較適合剪輯后作為數(shù)學(xué)背景及發(fā)展的素材供教學(xué)使用。這樣做不但有效地活躍了課堂氣氛，而且同學(xué)們也能夠進(jìn)一步理解這些復(fù)雜的數(shù)學(xué)概念產(chǎn)生的背景知識(shí)，數(shù)學(xué)不僅僅只是工程計(jì)算的具體應(yīng)用，還可以從中體會(huì)到數(shù)學(xué)的抽象之美，提高同學(xué)們自身的數(shù)學(xué)素養(yǎng)。

四 改革評(píng)價(jià)體系，全面提高學(xué)生各方面綜合能力

在傳統(tǒng)的教學(xué)評(píng)價(jià)體系中，同學(xué)們基本是一考定終身，很多同學(xué)已經(jīng)習(xí)慣于平時(shí)不怎么學(xué)習(xí)，只依靠最后的考前輔導(dǎo)，在期末考試之前突擊做一做歷年考題，就能夠取得相對(duì)不錯(cuò)的課程成績(jī)，嚴(yán)重偏離了本課程的設(shè)計(jì)規(guī)劃目標(biāo)。要知道學(xué)習(xí)并不僅僅是為了應(yīng)付考試，而是在后面的專業(yè)課程中存在確切的實(shí)際需要。因此有必要對(duì)于現(xiàn)行的考試評(píng)價(jià)體系進(jìn)行改革。學(xué)生在具有一定程度數(shù)學(xué)知識(shí)以后，就會(huì)不再滿足于課本上的知識(shí)，希望通過豐富多彩的課外活動(dòng)來擴(kuò)寬視野、拓寬知識(shí)面、發(fā)展特長(zhǎng)、增長(zhǎng)才干。我們組織了一些課外拓展活動(dòng)，盡量創(chuàng)造一個(gè)自由、生動(dòng)活潑的學(xué)習(xí)環(huán)境；并且由于課外活動(dòng)比課堂教學(xué)更開放，有利于因材施教，學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣愛好自主參加課外活動(dòng)。

中國(guó)礦業(yè)大學(xué)在近幾年的本科教學(xué)中十分重視過程考核，將學(xué)習(xí)過程中不可缺少的課后練習(xí)等環(huán)節(jié)也納入到了最后的成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)中。雖然很多學(xué)校已經(jīng)在課程成績(jī)中設(shè)置了平時(shí)成績(jī)這一塊，但我認(rèn)為這樣的設(shè)置一方面比較模糊，另外一方面比較狹隘。實(shí)際上，課外的數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)等拓展內(nèi)容不但可以作為豐富教學(xué)內(nèi)容的一種手段，而且也非常有必要將其納入課程考核評(píng)價(jià)，作為課堂教學(xué)的有益補(bǔ)充。經(jīng)過我們課外教學(xué)活動(dòng)的具體實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)這樣的改革有助于提升同學(xué)們查閱文獻(xiàn)、撰寫小論文的能力，能全面提高學(xué)生的綜合能力。

五 結(jié)合學(xué)生專業(yè)需求，不斷更新教學(xué)內(nèi)容

在我們編制工程數(shù)學(xué)課程的教學(xué)大綱時(shí)，參考了很多兄弟院校的有益經(jīng)驗(yàn)，但由于我校是以理工科為主的綜合型大學(xué)，絕大部分專業(yè)都需要學(xué)習(xí)現(xiàn)象代數(shù)與概率統(tǒng)計(jì)部分，所以我們學(xué)校將上述兩部分內(nèi)容單獨(dú)開設(shè)課程；其他部分如場(chǎng)論和積分變換只有在信電學(xué)院與計(jì)算機(jī)學(xué)院的專業(yè)課程中才會(huì)涉及，因此我們針對(duì)上述兩個(gè)學(xué)院?jiǎn)为?dú)開設(shè)了工程數(shù)學(xué)課程。另外為了更加有針對(duì)性地與同學(xué)們的專業(yè)課程對(duì)接，我們?cè)诰唧w的教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)經(jīng)過充分與其他專業(yè)課程任課教師進(jìn)行探討，擴(kuò)充了積分變換部分的教學(xué)內(nèi)容，除了正常的典型例題，我們還適當(dāng)增加了與學(xué)生專業(yè)內(nèi)容緊密相關(guān)的部分例題與習(xí)題。通過不斷更新教學(xué)內(nèi)容，結(jié)合多媒體教學(xué)的多方面立體互動(dòng)的教學(xué)方法，取得了不錯(cuò)的教學(xué)效果。

六 加強(qiáng)正面引導(dǎo)，教書不忘育人

所謂綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，不僅僅是專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)，還包括學(xué)生的人生觀、價(jià)值觀的培養(yǎng)。高校教師承擔(dān)著最莊嚴(yán)、最神圣的使命。梅貽琦先生說：“所謂大學(xué)者，非謂有大樓之謂也，有大師之謂也?！弊鳛楦咝＝處煟仁菍W(xué)問之師，又是品行之師，教師要時(shí)刻銘記教書育人的使命，以人格魅力引導(dǎo)學(xué)生心靈，以學(xué)術(shù)造詣開啟學(xué)生的智慧之門。習(xí)近平總書記在北京大學(xué)的師生座談會(huì)上曾經(jīng)說過：“青年的價(jià)值取向決定了未來整個(gè)社會(huì)的價(jià)值取向，而青年又處在價(jià)值觀形成和確立的時(shí)期，抓好這一時(shí)期的價(jià)值觀養(yǎng)成十分重要。青年要從現(xiàn)在做起、從自己做起，使社會(huì)主義核心價(jià)值觀成為自己的基本遵循，并身體力行大力將其推廣到全社會(huì)去?！彼宰鳛楦咝＝處熢谌粘５慕虒W(xué)過程中要時(shí)刻加強(qiáng)正面引導(dǎo)，教書不忘育人。

七 總結(jié)

隨著對(duì)于高等學(xué)校“重科研、輕教學(xué)”的辦學(xué)思想的反思，各個(gè)高校已經(jīng)開始重新將政策適當(dāng)向教學(xué)傾斜。例如四川大學(xué)設(shè)立了“卓越教學(xué)獎(jiǎng)”，明確提出了“教師是第一身份”的評(píng)價(jià)導(dǎo)向，讓從事本科教學(xué)的優(yōu)秀教師的辛勤勞動(dòng)得到充分肯定與尊重，構(gòu)建起專注教書育人的大環(huán)境。

為了實(shí)現(xiàn)高等學(xué)校培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)的目標(biāo)，我們需要從多方面入手，想方設(shè)法提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，包括進(jìn)行多媒體教學(xué)改革、增加數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)和數(shù)學(xué)史趣談等；同時(shí)要因材施教，要根據(jù)學(xué)生專業(yè)的不同，不斷更新教學(xué)內(nèi)容；當(dāng)然為了培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)，適當(dāng)改革教學(xué)評(píng)價(jià)體系也是必需的。通過上述一系列的措施，相信可以在工程數(shù)學(xué)課程的教學(xué)過程中，逐步達(dá)到新時(shí)期大學(xué)生綜合素質(zhì)培養(yǎng)的目標(biāo)。

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〔責(zé)任編輯：林勁、李婷婷〕