工程數(shù)學(xué)課程改革的探索

魏昭輝 叢昕 李喜平

[摘 要] 以工程數(shù)學(xué)中的復(fù)變函數(shù)與積分變換課程為例，對應(yīng)用技術(shù)型本科院校電子信息與電氣工程專業(yè)工程數(shù)學(xué)課程改革進(jìn)行初步探索，以解決原工程數(shù)學(xué)課程偏難、學(xué)生學(xué)習(xí)困難、與專業(yè)知識脫節(jié)、與應(yīng)用技術(shù)型本科院校培養(yǎng)目標(biāo)不符、學(xué)不致用以及以往涉及工程數(shù)學(xué)的課程學(xué)習(xí)不深入、后續(xù)專業(yè)課程學(xué)生學(xué)習(xí)不透徹等問題。

[關(guān) 鍵 詞] 應(yīng)用技術(shù)型本科院校；工程數(shù)學(xué)；復(fù)變函數(shù)與積分變換

[中圖分類號] G712 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號] 2096-0603（2018）17-0043-01

一、應(yīng)用技術(shù)型本科院校提出工程數(shù)學(xué)課程改革的必要性

對電子信息與電氣工程類專業(yè)來說，工程數(shù)學(xué)教學(xué)是連接數(shù)學(xué)基礎(chǔ)與專業(yè)課程的重要環(huán)節(jié)?？梢哉f，如果不具有深厚的工程數(shù)學(xué)功底，將會對控制相關(guān)以及信號處理相關(guān)的課程學(xué)習(xí)帶來很大影響。從這方面來講，工程數(shù)學(xué)在電子信息或電氣工程整個專業(yè)課程體系中起著至關(guān)重要的作用。

但是，一直以來，除了高等數(shù)學(xué)外，電子信息或電氣工程專業(yè)所需要的工程數(shù)學(xué)知識散見于多門課程之中。各門課程通常強調(diào)各自的理論體系，一些知識理解很困難，而作為應(yīng)用技術(shù)型本科院校，人才培養(yǎng)并不以研究型為主，這就決定了這些嚴(yán)謹(jǐn)、高深的數(shù)學(xué)知識在后續(xù)專業(yè)課程甚至專業(yè)生涯中會很少用到，過于強調(diào)自身的理論體系也導(dǎo)致學(xué)生無法將其和后續(xù)專業(yè)課程聯(lián)系起來，即數(shù)學(xué)理論和專業(yè)實踐相脫節(jié)。另外，作為應(yīng)用技術(shù)型本科院校，如何用不多的課時，教給學(xué)生必要而足夠的工程數(shù)學(xué)知識，并且使學(xué)生能對以往學(xué)過的專業(yè)課程了解更深入，在后續(xù)課程學(xué)習(xí)中會使用，使工程數(shù)學(xué)知識及專業(yè)知識形成一個連貫的知識體系，就成為應(yīng)用技術(shù)型本科院校教學(xué)改革中的一個值得關(guān)注的課題。

二、研究現(xiàn)狀分析

目前，我國大部分高等院校電子信息及電氣工程類專業(yè)的工程數(shù)學(xué)課程教學(xué)按照《線性代數(shù)》《復(fù)變函數(shù)與積分變換》和《概率論與數(shù)理統(tǒng)計》三門課程由數(shù)學(xué)教研室教師來進(jìn)行。因此，在課程教學(xué)中，多數(shù)存在一些以下問題。

第一，教師教學(xué)中輕背景重理論，學(xué)生學(xué)習(xí)中重解題輕分析，與專業(yè)學(xué)科聯(lián)系不夠，缺乏知識的系統(tǒng)化、體系化。工程數(shù)學(xué)由數(shù)學(xué)專業(yè)教師講解，教師對相關(guān)專業(yè)背景的了解不夠，不能體現(xiàn)數(shù)學(xué)在相關(guān)專業(yè)中的應(yīng)用，不能有效激發(fā)大多數(shù)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的積極性，學(xué)生學(xué)習(xí)得不透徹，也就無法在后續(xù)專業(yè)課學(xué)習(xí)中將已有工程數(shù)學(xué)知識與專業(yè)聯(lián)系起來，由于學(xué)時限制，專業(yè)課教師也不能在專業(yè)課教學(xué)中再對工程數(shù)學(xué)知識做太多說明。

第二，科技前沿課程增加，工程數(shù)學(xué)課時被迫減少，學(xué)生無法學(xué)透。隨著科技的不斷發(fā)展，電子信息和電氣工程類專業(yè)所需要開設(shè)的科技前沿課程越來越多，膨脹的知識量與有限的學(xué)時是大學(xué)教學(xué)的主要矛盾，導(dǎo)致講授得越來越多，教會得越來越少。為了解決這一矛盾，不少高校大量減少工程數(shù)學(xué)的教學(xué)課時，這就使學(xué)生更加無法學(xué)透這些本來很難的課程，甚至一些學(xué)校將工程數(shù)學(xué)逐出教學(xué)計劃。這些，無疑給學(xué)生造成了知識體系的缺失，不利于構(gòu)建學(xué)生完整的知識結(jié)構(gòu)。

三、課程改革的思路

針對工程數(shù)學(xué)教學(xué)中存在的這些問題，我們需要逐步對應(yīng)用技術(shù)型本科院校的工程數(shù)學(xué)課程教學(xué)進(jìn)行改革。以工程數(shù)學(xué)中的復(fù)變函數(shù)與積分變換課程為例，這里提出一些方法，對課程改革做一些有益的嘗試。針對應(yīng)用技術(shù)型本科院校的電子技術(shù)和電氣工程類專業(yè)，盡量利用較少的學(xué)時，使學(xué)生掌握必要而足夠的工程數(shù)學(xué)知識，并且和前導(dǎo)電路課程及后續(xù)的模擬電子、控制理論、信號處理等課程很好地結(jié)合。

課程改革的思路如下：

第一，明確電子信息與電氣工程類專業(yè)所需要的復(fù)變函數(shù)與積分變換的基礎(chǔ)知識，明確復(fù)變函數(shù)與積分變換課程與前導(dǎo)課（電路基礎(chǔ)）的聯(lián)系。具體明確這些所需工程數(shù)學(xué)知識在前導(dǎo)課電路基礎(chǔ)中的應(yīng)用以及在后續(xù)專業(yè)課中的應(yīng)用，針對積分變換中三種基本變換的每一部分按照概念導(dǎo)引（由已學(xué)電路知識引入）、核心內(nèi)容（數(shù)學(xué)基本概念和主要性質(zhì)）以及與后續(xù)專業(yè)課程（控制類、信號處理類）相關(guān)基本概念的初步建立及其意義為主線，明確課程的縱向（即與前導(dǎo)、后續(xù)專業(yè)課間）聯(lián)系。

第二，明確課程的橫向（本課程不同知識）之間的聯(lián)系，將學(xué)生已學(xué)的微分方程和工程數(shù)學(xué)中三大變換Laplace變換、Fourier變換、Z變換等知識關(guān)系理順。該主線可以使學(xué)生捋順微分方程、Laplace變化、Fourier變換、Z變換等知識之間的關(guān)系，以強化學(xué)生對各部分知識之間邏輯關(guān)系的認(rèn)識。

四、結(jié)語

通過工程數(shù)學(xué)課程改革的研究，力圖解決原工程數(shù)學(xué)課程偏難、學(xué)生學(xué)習(xí)困難、與專業(yè)知識脫節(jié)、與應(yīng)用技術(shù)型本科院校培養(yǎng)目標(biāo)不符、學(xué)不致用以及以往涉及工程數(shù)學(xué)的課程學(xué)習(xí)不深入、后續(xù)專業(yè)課程學(xué)生學(xué)習(xí)不透徹等問題。本文針對應(yīng)用技術(shù)型本科院校電子信息與電氣工程類專業(yè)中工程數(shù)學(xué)課程中的復(fù)變函數(shù)與積分變換的教學(xué)改革進(jìn)行了探索，該門課程改革成熟后，可以繼續(xù)針對其他工程數(shù)學(xué)知識（線性代數(shù)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計等）進(jìn)行課程改革。

參考文獻(xiàn)：

[1]馬潔，付興建.控制工程數(shù)學(xué)基礎(chǔ)[M].清華大學(xué)出版社，2010.

[2]梁少輝.工程數(shù)學(xué)教學(xué)改革研究[J].科技信息，2012（21）.