基于能力培養(yǎng)的研究生高等工程數(shù)學(xué)課程優(yōu)化教學(xué)研究

陳鳳欣

摘要：高等工程數(shù)學(xué)是工科研究生培養(yǎng)過程中開設(shè)的學(xué)位基礎(chǔ)課，對培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)思維和提高學(xué)生利用數(shù)學(xué)方法解決實(shí)際問題的能力具有非常重要的作用。本文結(jié)合我校應(yīng)用型人才培養(yǎng)改革的目標(biāo)及要求，從教學(xué)方法、手段、模式、內(nèi)容及課外學(xué)習(xí)等方面進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：能力培養(yǎng)；高等工程數(shù)學(xué)；優(yōu)化教學(xué)

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）44-0172-02

21世紀(jì)是一個以高新技術(shù)和知識經(jīng)濟(jì)為主要特征的新時代，未來的全球競爭本質(zhì)上就是以高新技術(shù)為基礎(chǔ)的人才競爭。因此，大力發(fā)展研究生教育是社會進(jìn)步的必由之路。近些年來，我國碩士研究生每年的招生數(shù)量迅速增長，由1999年的6.9萬人，增長到2014年的55萬人。規(guī)模的急速增大充分說明了國家對高層次人才的需求量日益增多，面對知識經(jīng)濟(jì)的挑戰(zhàn)，國家亟需一批高素質(zhì)、高層次、高知識人才以適應(yīng)社會發(fā)展的需要，并逐步提升各領(lǐng)域所需人才的水平。由于碩士研究生能力的高低不僅直接影響研究生教育發(fā)展規(guī)模、質(zhì)量、效益，還會影響到社會的經(jīng)濟(jì)、政治、文化的全面、協(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展。因此，全面提升碩士研究生的能力是一項(xiàng)順應(yīng)世界潮流和關(guān)乎國家未來的重大人才工程。

高等工程數(shù)學(xué)課程是高等院校研究生培養(yǎng)計(jì)劃中的一門重要的基礎(chǔ)課程。意大利科學(xué)家伽利略曾經(jīng)說過：“數(shù)學(xué)是人類用來改寫宇宙的文字?！边@其實(shí)就是對數(shù)學(xué)重要地位的形象闡述。隨著大數(shù)據(jù)時代的來臨，先進(jìn)的信息技術(shù)和科學(xué)的定量研究方法已成為各研究領(lǐng)域和生產(chǎn)實(shí)踐中不可缺少的工具和手段。數(shù)學(xué)教育在研究生培養(yǎng)中的作用與地位日益凸顯，數(shù)學(xué)課程已不再僅僅是工程計(jì)算的工具，數(shù)學(xué)教育本質(zhì)是一種素質(zhì)教育，它不僅能教給學(xué)生一些實(shí)用的數(shù)學(xué)知識，更重要的是能夠培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)思維和數(shù)學(xué)素養(yǎng)。然而在傳統(tǒng)的研究生數(shù)學(xué)課程教學(xué)過程中往往過多地強(qiáng)調(diào)理論而輕應(yīng)用，偏重知識灌輸和理論推導(dǎo)，對數(shù)學(xué)應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)、訓(xùn)練重視不夠。課程教學(xué)內(nèi)容更新緩慢，一些體現(xiàn)學(xué)科最新研究成果和前沿發(fā)展的內(nèi)容不能及時反映到課程內(nèi)容中，使得大多數(shù)研究生難以及時了解和掌握前沿科學(xué)研究需要的現(xiàn)代數(shù)學(xué)方法和技術(shù)，進(jìn)而抑制了其數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的興趣和積極性。另外在教學(xué)模式上“本科化”，課堂教學(xué)過程中理論推導(dǎo)和演繹講得過于精細(xì)，課堂容量太小，學(xué)生仍然處于被動接受灌輸?shù)臓顟B(tài)，自主性和能動性不能得到充分發(fā)揮，難以達(dá)到創(chuàng)新人才培養(yǎng)的目標(biāo)。這導(dǎo)致教和學(xué)的效果都不理想，在一定程度上影響了后繼專業(yè)課程的學(xué)習(xí)，也與我國創(chuàng)新應(yīng)用型人才培養(yǎng)的初衷相違背。因此，圍繞研究生數(shù)學(xué)課程建設(shè)進(jìn)行全面、系統(tǒng)的研究，探討適合課程發(fā)展的優(yōu)化教學(xué)模式是十分必要的。

基于能力培養(yǎng)的研究生人才培養(yǎng)模式，是我校在實(shí)現(xiàn)應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)理念指導(dǎo)下建立起來的，結(jié)合精英教育和大眾化教育兩方面的特點(diǎn)，走特色發(fā)展道路，使學(xué)生在學(xué)習(xí)知識的同時增強(qiáng)自己的實(shí)踐能力，努力培養(yǎng)具有適應(yīng)社會主義市場經(jīng)濟(jì)要求的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的人。因此，構(gòu)建人才培養(yǎng)模式中應(yīng)當(dāng)以傳授知識為基礎(chǔ)，以能力培養(yǎng)為中心，以提高素質(zhì)為主線，以培養(yǎng)技術(shù)應(yīng)用型專門人才為目標(biāo)，以理論為中心，技能為導(dǎo)線，在具體授課過程中通過“調(diào)研—規(guī)劃—實(shí)施—反饋”的方式，推動教學(xué)改革的良性發(fā)展。

本文以我校研究生開設(shè)的高等工程數(shù)學(xué)課程為研究對象，以“精專業(yè)，實(shí)基礎(chǔ)，強(qiáng)能力，高素質(zhì)”為培養(yǎng)目標(biāo)，通過構(gòu)建良好的基礎(chǔ)課培養(yǎng)平臺，在講授數(shù)學(xué)知識的同時重視學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)，將研究性教學(xué)與實(shí)踐性教學(xué)貫穿教學(xué)過程的始終，突出研究生教學(xué)中重“研”、重“學(xué)”的兩大特點(diǎn)。這不僅有利于促進(jìn)研究生教學(xué)質(zhì)量的全面提高，同時也為我校研究生教育的健康可持續(xù)發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1.教學(xué)方法改革。促進(jìn)教學(xué)方改革，在教學(xué)過程中調(diào)動學(xué)生的主觀能動性，充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，采用問題驅(qū)動式教學(xué)方法，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中逐漸養(yǎng)成發(fā)現(xiàn)問題并想辦法解決問題的習(xí)慣，使“問題意識”“應(yīng)用意識”成為激活課堂的催化劑。

突出因材施教，重視學(xué)生學(xué)習(xí)方法的訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力和可持續(xù)發(fā)展能力，全面提高學(xué)生綜合素質(zhì)。重視對學(xué)生能力的科學(xué)評價，把學(xué)生能力評價作為課程評價的主要內(nèi)容，建立與完善學(xué)生學(xué)分的科學(xué)的評價體系。通過不斷創(chuàng)新實(shí)踐，逐步形成特色鮮明的教學(xué)方法和教學(xué)管理方法。

2.教學(xué)手段改革。課堂教學(xué)采用以板書教學(xué)為主、多媒體課件教學(xué)為輔的教學(xué)手段，有效利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源，體現(xiàn)現(xiàn)代教育技術(shù)在研究生數(shù)學(xué)課程教學(xué)中的應(yīng)用。對于傳統(tǒng)教學(xué)中難以直觀表現(xiàn)的抽象內(nèi)容可以借助多媒體課件輔助呈現(xiàn)，例如在研究生數(shù)值分析課程中學(xué)習(xí)拉格朗日插值時，我們可以通過Matlab軟件來向?qū)W生動態(tài)變化演示并不是插值節(jié)點(diǎn)越多，插值函數(shù)逼近原函數(shù)的效果越好，有可能會產(chǎn)生所謂的“龍格現(xiàn)象”，使學(xué)生更為深刻地理解并掌握這一知識點(diǎn)。多媒體教學(xué)幫助學(xué)生將抽象的、難以理解的學(xué)習(xí)內(nèi)容轉(zhuǎn)化成直觀的、易于理解的學(xué)習(xí)內(nèi)容。教學(xué)中除了為學(xué)生提供充足的高等工程數(shù)學(xué)課程基礎(chǔ)知識和模塊學(xué)習(xí)材料，還應(yīng)輔以實(shí)驗(yàn)教學(xué)，使學(xué)生在教師的指導(dǎo)下對一些工程實(shí)際問題利用所學(xué)的數(shù)學(xué)知識進(jìn)行建模求解，并利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行編程計(jì)算，參與到利用數(shù)學(xué)知識解決實(shí)際問題的全過程，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)等知識來解決實(shí)際問題的能力。

3.教學(xué)內(nèi)容改革。在教學(xué)內(nèi)容上，突出課程特性，融入實(shí)踐性教學(xué)。改變以往教學(xué)重理論推導(dǎo)、輕實(shí)踐應(yīng)用的教學(xué)模式，做到“兩手都要抓，兩手都要硬”。在授課過程中結(jié)合課程特性，與實(shí)際相聯(lián)系，將數(shù)學(xué)建模等實(shí)踐性教學(xué)融入到課堂中，讓學(xué)生感覺到學(xué)有所用，學(xué)會學(xué)以致用，以此激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。

4.教學(xué)模式改革。在原有教學(xué)模式的基礎(chǔ)上，改革與創(chuàng)新課程教學(xué)實(shí)施方法。改變以教師為本的教學(xué)模式，構(gòu)建以教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體，靈活多樣的多元化教學(xué)模式，組織和引導(dǎo)學(xué)生主動參與到教學(xué)的全過程，通過講解與研討相結(jié)合的方式，培養(yǎng)研究生獨(dú)立思考、發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。endprint

結(jié)合高等工程數(shù)學(xué)課程內(nèi)容和學(xué)生的專業(yè)特點(diǎn)，在教學(xué)中主動與學(xué)生專業(yè)導(dǎo)師交流合作，共同引導(dǎo)研究生在專業(yè)領(lǐng)域發(fā)現(xiàn)問題、分析問題，輔助他們掌握運(yùn)用專業(yè)知識和數(shù)學(xué)方法解決實(shí)際問題的途徑和辦法，在授課過程中能夠激發(fā)并及時抓住學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中閃現(xiàn)出來的創(chuàng)造性思想火花，并給予積極的指導(dǎo)，讓學(xué)生從知識的被動接受者變?yōu)橹鲃訁⑴c者和探索者。在此基礎(chǔ)上指導(dǎo)學(xué)生查閱文獻(xiàn)資料選擇一個有實(shí)際背景的題目，利用所學(xué)到的知識，選擇算法進(jìn)行編程計(jì)算，直到寫出研究報(bào)告。這樣既激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時也使學(xué)生們豐富了各自研究領(lǐng)域的數(shù)學(xué)方法，嘗到了科研的樂趣，體會到數(shù)學(xué)工具的重要性，使學(xué)生認(rèn)識到學(xué)好數(shù)學(xué)是其科研工作得以發(fā)展的強(qiáng)大后盾。

5.課外學(xué)習(xí)改革。充分利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)資源，建立我校研究生高等工程數(shù)學(xué)課程公眾平臺。以高等工程數(shù)學(xué)課程的知識、技能及學(xué)習(xí)策略為主要內(nèi)容，以現(xiàn)代教育教學(xué)理論為指導(dǎo)，以現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為依托，集多種教學(xué)模式和教學(xué)手段為一體，創(chuàng)造有個性化和互動性特色的自主學(xué)習(xí)教學(xué)環(huán)境。開發(fā)高等工程數(shù)學(xué)課程網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源，包括教師教案、課件、教學(xué)材料、教學(xué)錄像、學(xué)法指導(dǎo)等，增設(shè)互動平臺，加強(qiáng)與學(xué)生的互動與交流，從而有效地達(dá)到以培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用能力為目的的課程教學(xué)改革。

本文結(jié)合我校應(yīng)用型科技大學(xué)特色對研究生高等工程數(shù)學(xué)課程從教學(xué)方法、教學(xué)手段、教學(xué)模式、教學(xué)內(nèi)容及課外學(xué)習(xí)等幾個方面進(jìn)行教學(xué)改革與實(shí)踐，構(gòu)建優(yōu)化教學(xué)模式，探索教學(xué)相長的途徑與方法，促進(jìn)創(chuàng)新、開放性教育教學(xué)的深化改革，形成基于基礎(chǔ)課教學(xué)平臺的優(yōu)化教學(xué)結(jié)構(gòu)方法。通過課程建設(shè)與人才培養(yǎng)模式探索、一體化課程建設(shè)、師資隊(duì)伍建設(shè)及網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺建設(shè)等項(xiàng)目，使課程特色更加鮮明，工學(xué)結(jié)合更加緊密，人才培養(yǎng)模式更加新穎，進(jìn)一步使學(xué)校的基礎(chǔ)課程建設(shè)在同類院校中發(fā)揮示范、輻射和帶動作用。

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