工科專業(yè)《高等數(shù)學》教學模式的研究與改革

劉波　梁成瑜

【摘 要】本文分析了關于工科專業(yè)學生學好高等數(shù)學的重要性，并從工科專業(yè)的應用性特點出發(fā)，提出幾點教學模式改革方案，希望對工科專業(yè)的高等數(shù)學教學有一定幫助，能更加完善教學，提高學生學習質(zhì)量，讓學生在專業(yè)中更好的應用高等數(shù)學。

【關鍵詞】工科數(shù)學；高等數(shù)學；教學改革

0 概述

隨著各類技術的不斷發(fā)展，數(shù)學的應用也不僅僅局限于自然科學，而是擴展到社會科學及藝術等各個領域。所以，各專業(yè)學生都需要有一定的數(shù)學基礎。對于理工類院校的高等數(shù)學教學，課程主要分為兩個方向，一個注重理論推導，另一方向則強調(diào)實際應用。不同專業(yè)的學生，可根據(jù)專業(yè)需要選擇不同學習重點。對于數(shù)學系的學生來說，可能要深入學習理論的推導、定理的證明，培養(yǎng)富有邏輯的、嚴謹?shù)膭?chuàng)新思維。而對于工科類的學生來說，計算能力的訓練是學習的重點，需要鍛煉、培養(yǎng)學生活用知識的能力，將數(shù)學的思維和方法應用到實際工程中，培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的應用型人才。

近年來，為適應社會發(fā)展需要，提高學生就業(yè)競爭力，各院校培養(yǎng)人才方式也逐漸向應用型轉(zhuǎn)型。全面培養(yǎng)應用型人才已是社會趨勢?！陡叩葦?shù)學》作為工科專業(yè)的基礎課程，其教學模式的研究和改革亦為首要重點。下面，將介紹幾點主要教學模式改革方案。

1 工科高等數(shù)學教學改革方案

1.1 加強教師交流，調(diào)整課程設計

長久以來，我們都是將高等數(shù)學和各門專業(yè)課分開教學，導致許多工科專業(yè)的學生經(jīng)常忽視對高等數(shù)學的學習。學生能分別掌握各門專業(yè)知識，卻不知道如何應用高等數(shù)學知識去解決專業(yè)課問題，這就需要數(shù)學老師和專業(yè)課老師進行充分而有效的溝通，調(diào)整教學內(nèi)容，形成一個更適合工科專業(yè)學生的課程設計。數(shù)學是各門專業(yè)課的基礎，只有打好數(shù)學根基，處理專業(yè)問題時才能更加得心應手。一個有針對性、有計劃的課程設計可以讓學生更加清晰的應用高等數(shù)學知識解決專業(yè)課問題。所以，加強數(shù)學老師和專業(yè)課老師的交流十分重要。數(shù)學老師了解了工科中需要掌握的高等數(shù)學知識，就可以結合專業(yè)特點來展開教學課程，更有目的性且重點突出，也能減輕教學任務，幫助學生應用高等數(shù)學知識解決工科問題。

1.2 案例教學

案例教學，顧名思義，就是引入一實際問題，并通過所掌握的數(shù)學知識來解決這一問題。案例的選擇要精挑細選，并緊密結合專業(yè)，提問要難易適中且具有目的性。通過學生對案例的分析、處理，教師可以及時了解學生對所學知識的理解程度和掌握程度。在工科專業(yè)課中，最常用到的高等數(shù)學知識包括：極限、導數(shù)、微分、積分。其中，微積分更是視為所有理工類、經(jīng)濟類專業(yè)的重要基礎知識。例如，在信號與系統(tǒng)課程中，主要研究的是電信號作用在電子系統(tǒng)中所產(chǎn)生的響應，需要建立用于描述連續(xù)系統(tǒng)的微分方程模型，然后再求解該微分方程，最后對實驗結果賦予現(xiàn)實意義?？梢哉f，在某種程度上，信號與系統(tǒng)的問題就轉(zhuǎn)化為建立微分方程并求解的問題。在為電子、通信專業(yè)的學生上課時，教師可以多講解與信號與系統(tǒng)有關的例題，并適量布置微分方程相關作業(yè)。

1.3 數(shù)學實驗課

檢驗真理的唯一途徑就是實踐，實踐，再實踐，數(shù)學也是如此。數(shù)學并不只是簡單的符號，抽象的定義，它更是一門應用科學。建筑離不開數(shù)學，生物化學離不開數(shù)學，經(jīng)濟更離不開數(shù)學。為適應社會發(fā)展需要，我們應著重培養(yǎng)應用型人才。許多學生掌握理論知識卻不會應用，或者說不知如何去應用，數(shù)學實驗課就是將高等數(shù)學知識投入到各類實驗中去實際應用，過程中還增強了學生應用數(shù)學軟件的編程能力。高等數(shù)學課程需要分配一定的學時進行Matlab等數(shù)學軟件的上機實驗，向?qū)W生專業(yè)方向引導，例如數(shù)據(jù)處理、仿真做圖等。教師在講授高等數(shù)學時也可將運算結果直接用數(shù)學軟件展示，這樣可以幫助學生更直觀清晰地理解問題。有了教師對案例的分析，加上學生的切身實驗、解決相關問題，才能真正理解和掌握高等數(shù)學的精妙。通過數(shù)學實驗，教師也能了解學生的學習情況，并及時給予相應指導。在條件允許的情況下，教師還可讓學生直接參與項目的研究。通過數(shù)學實驗，讓學生明白數(shù)學不是紙上談兵，而是實實在在的、廣泛的應用。通過對高等數(shù)學的初步應用，解決實際問題，對學生將來工作或深造都是一個良好的開端。

1.4 利用多媒體網(wǎng)絡教學

貝爾·蓋茨在《未來之路》中寫道“任何地方的人都能上到由優(yōu)秀的教師教授的最好的課程”。的確，在信息時代，互聯(lián)網(wǎng)帶給我們更多可能，我們不止可以利用校內(nèi)的教學資源，還可以通過網(wǎng)絡參與到更多校外、甚至國外的優(yōu)秀專家、教師的課堂中去。同樣的高等數(shù)學知識，不同的教師教授的方法可能不同，并且，每個學生的理解能力也有所差別。所以，不同的學生應選擇上合適他們的、不同的教學課程。網(wǎng)絡教學課程將這一想法付諸實踐，充分滿足、方便了學生的需求，也更加調(diào)動了學生的積極性和自主性，給學生更多可能去學習校內(nèi)外優(yōu)秀課程。另外，工科專業(yè)的高等數(shù)學課時普遍緊張，課上可能沒有充裕的時間推導、證明每個定理，以及講解習題，網(wǎng)絡教學課堂能充分彌補高等數(shù)學教學課時不足這一現(xiàn)狀。當然，網(wǎng)絡學習不僅需要各學校和教師的相互支持、配合，共享教學力量，也需要有一定的教學設備。只有學（下轉(zhuǎn)第108頁）（上接第91頁）校、師生共同努力，才能打造一個良好的學習環(huán)境，讓學生獲得更豐富的學習資源。

1.5 調(diào)動學生自主學習能力

大學與中學的教育培養(yǎng)方式有很大不同，主要區(qū)別在于對學生自主學習能力的培養(yǎng)。中學階段，實行的更多的是灌輸式教育，而大學需要學生有一定的自學能力，我們可以通過啟發(fā)式、討論式等來調(diào)動學生學習的主動性。討論班學習便是一種能充分調(diào)動學生主動性的學習模式，它打破了傳統(tǒng)生硬的教學模式，先由教師給出明確的自學目標，指導學生閱讀相應的教材、文獻，一定學習后，學生可自由發(fā)言對自學知識的理解以及存在的疑問，同學之間可以相互討論、講解，教師需要從旁指導，及時修正錯誤，并適當提問以檢驗學習效果。三人行必有我?guī)?，學生不能總是閉門造車，必須要與同學、老師多交流，掌握最新資訊。學生是教學的主體，這種交流研討式的學習能充分調(diào)動學生的主動性，發(fā)揮主體作用，提升學生學習能力的同時還能強化學生對高等數(shù)學知識的學習。

2 結束語

數(shù)學是科技現(xiàn)代化的基礎，是工科專業(yè)的基礎課程。工科學生學習高等數(shù)學并不是要學生掌握每一個知識點，而是要學生了解數(shù)學思想、形成數(shù)學思維、解決專業(yè)問題。總之，工科專業(yè)高等數(shù)學教學模式的改革刻不容緩，數(shù)學教師需要從工科專業(yè)的應用性角度出發(fā)，打破傳統(tǒng)教學模式，不斷創(chuàng)新，深入研究并從實際需要考慮，采用更加合理的、完善的教學模式，充分調(diào)動學生的主動性，使學生能更好的掌握以及應用高等數(shù)學知識，成為造福社會的應用型人才。

【參考文獻】

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