基于移動互聯(lián)網(wǎng)與Abet認證的《應用工程數(shù)學》課程建設的探索

周鋼

【摘要】本文基于移動互聯(lián)網(wǎng)與Abet認證提出了《應用工程數(shù)學》線上、線下混合式 “金課”建設的目標，并針對現(xiàn)階段教學過程中存在的問題，指出了從教學理念、課程內容、教學方法與手段、考核方式和教學團隊建設等方面進行改進的措施，最后明確了課程建設的意義.

【關鍵詞】應用工程數(shù)學;移動互聯(lián)網(wǎng);Abet認證;混合式“金課”;數(shù)學建模

【基金項目】上海電機學院應用數(shù)學學科建設項目（16JCXK02）;上海電機學院《應用工程數(shù)學A》重點課程建設項目（A1-0228-19-027-053）

教育部高教司吳巖司長在2018年11月召開的第11屆中國大學教學論壇上談到要建設中國“金課”，其中就包括要建設線上、線下混合式“金課”[1].近期，借助移動互聯(lián)網(wǎng)技術并且以Abet認證[2]為基礎，改造傳統(tǒng)課堂、建設線上、線下混合式“金課”成為各大高校本科課程建設的熱點.本文以《應用工程數(shù)學》課程建設為例，探索新時期線上、線下混合式“金課”建設的方法和路徑.

一、課程建設的目標

《應用工程數(shù)學》是工科各專業(yè)的一門重要的基礎學科課，涉及內容廣泛，與實踐聯(lián)系緊密，是基礎學科課程中應用性較強的一門課程.本課程的建設目標是：（1）提高《應用工程數(shù)學》課程的教學質量，最終把《應用工程數(shù)學》建設成為省、市級線上、線下混合式“金課”（一流課程）;（2）針對Abet工程技術專業(yè)認證（ETAC）的要求，培養(yǎng)學生應用所學數(shù)學知識及現(xiàn)代工具解決實際工程問題的能力.

二、教學過程中存在的問題

《應用工程數(shù)學》這門課程融合了概率論、線性代數(shù)以及復變函數(shù)與積分變換的內容.在教學過程中，我們發(fā)現(xiàn)了以下主要的問題：

（1）教學理念落后，已經(jīng)不適合用來指導現(xiàn)在的教學.

以往的教學“重教輕學，重知識輕能力”.在課堂上，很多教師采用滿堂灌、填鴨式教學，注重知識點的羅列，以及各種題型的堆砌，而不去想辦法調動學生主動學習的積極性，不注重學生能力的培養(yǎng)，不關心學生是否具備解決實際問題的能力.在課外，很多教師也沒有通過更有效的方式使課外學習變成課堂學習的有效延伸，使學生的知識結構得到完善，使學生的學習效果得到提高.這樣的理念指導教學，結果是大部分學生為了學習而學習，做不到活學活用、舉一反三.

（2）教學內容受制于學科知識的完整性，已經(jīng)使現(xiàn)在的教學節(jié)奏異常緊迫.

由于教師習慣要求學科知識的完整性，因此以往的教學內容追求大而全，沒有考慮課時變化的實際情況，這就造成平時上課時間安排特別緊張.在課堂教學中，教師總是匆匆忙忙開始、匆匆忙忙結束，為了完成教學大綱規(guī)定的內容，教師疲于奔命，更談不上思考如何去培養(yǎng)和提高學生解決實際工程問題的能力.這樣的教學安排使學生與Abet工程技術專業(yè)認證（ETAC）的要求相差甚遠.

（3）教學方法與手段老舊，已經(jīng)不能滿足現(xiàn)在教學的需求.

以往的教學方法與手段大部分是采用板書或者板書與PPT相結合的方式，盡管這些方式有自身的優(yōu)點，但是缺點也很明顯，比如黑板空間有限導致學生需要不停地做筆記而失去思考的時間，或者使用PPT時講解速度快，使上課像是在看電影.因此，這樣的方法與手段無法調動學生學習的積極性，也只能對學生的學習情況做出感性判斷而不是量化評價等，最終成為填鴨式教學的工具，而不是成為能力培養(yǎng)和過程評價的幫手.

（4）考核方式呆板，已經(jīng)無法科學、有效地評價學生的學習效果.

以往的課程總評成績主要是由期末考試卷面成績、作業(yè)和考勤三部分構成.這樣的考核方式注重痕跡管理，導致了一些不良現(xiàn)象的發(fā)生，比如學生在課堂上睡覺或玩手機，點名完后就早退，課后抄作業(yè)，考前短時間沖刺以僥幸心理準備期末考試.有的教師往往為了及格率對有些平時表現(xiàn)并不好的學生隨意給了很高的平時成績，這樣的做法無法有效評價學生的真實學習狀態(tài)，對成績好的學生是極大的打擊，造成學習風氣變得越來越差，對學生的長遠發(fā)展沒有好處.

三、課程建設的內容

為了解決本課程教學過程中存在的各種問題，達到Abet工程技術專業(yè)認證（ETAC）的要求，我們必須開展富有成效的課程建設，課程建設的基本框架如下：

（1）教學理念的更新.

以OBE理念作為本課程建設的指導思想.OBE，是英文Outcomes-based Education的縮寫，就是以成果為導向的教育理念.美國工程教育認證協(xié)會將OBE的理念貫串于工程教育認證標準的始終.OBE理念使教學從按照學科邏輯展開向成果導向轉變，要求課程教學以畢業(yè)要求為目標，課程教學要求的達成要能支撐畢業(yè)要求的達成.OBE理念使教學從以教師為中心向以學生為中心轉變，使教學質量管理從質量監(jiān)控模式向持續(xù)性改進轉變，使教學質量管理體系擁有“閉環(huán)”特征，即通過監(jiān)控發(fā)現(xiàn)偏差，通過調整糾正偏差，再研究產(chǎn)生偏差的原因，最后對系統(tǒng)進行持續(xù)改進.

（2）教學內容的深化.

我們要精煉教學內容，在教學中融入數(shù)學建模思想并且結合Matlab軟件開展教學.對于概率模塊，我們主要講授事件與概率、一維隨機變量及期望與方差;對于線性代數(shù)模塊，我們主要講授矩陣、行列式、線性方程組以及向量組的線性相關與線性無關;對于復變函數(shù)與積分變換模塊，我們主要講授復數(shù)與復變函數(shù)、解析函數(shù)、復變函數(shù)的積分以及拉普拉斯變換等內容.[3]要達成Abet工程技術專業(yè)認證（ETAC）中對學生能力培養(yǎng)的要求，我們可以在課程教學中引入Matlab軟件，不僅要求學生掌握知識點，而且要求學生會使用Matlab軟件輔助解決實際問題.我們認為在教學中融入數(shù)學建模的思想是培養(yǎng)學生運用所學知識解決實際問題的能力的有效途徑.

（3）教學方法與手段的改進.

我們要開展基于超星“學習通”的移動互聯(lián)網(wǎng)教學、翻轉課堂與微課視頻教學.在移動互聯(lián)網(wǎng)迅猛發(fā)展的今天，我們可以充分利用信息與通信技術改造課堂教學，克服傳統(tǒng)課堂的不足，為課堂教學提供全新的教學場景.我們借助超星“學習通”具備的掃碼簽到、隨機點名、課后手機存儲課件、手機實時遙控投影儀、手機端課堂測驗、試卷推送、彈幕與紅包等功能，可以很大程度避免學生在課堂上玩手機的現(xiàn)象出現(xiàn)，充分調動課堂學習氣氛，有效評價學生的學習狀態(tài)并對學生及時預警，為學生課后碎片化學習提供方便.我們開展翻轉課堂教學可以最大限度地調動學生的主觀能動性，培養(yǎng)學生的自主學習能力.我們不再占用課堂時間來講授教材上的知識，而是要求學生在課前通過觀看網(wǎng)絡公開課、查閱書籍、與同學討論等形式自主學習這些知識，使學生實現(xiàn)個性化學習.這樣我們在課堂上就會有更多的時間與每個人交流，實現(xiàn)個性化指導.我們將利用6～12小節(jié)內容開展翻轉課堂的教學.另外，對于一些難度較大的知識點，我們將錄制微課視頻，幫助學生更方便地進行自主學習.

（4）考核方式的改革.

我們開展基于超星“學習通”大數(shù)據(jù)技術的學習過程評價的改革，可以把平時測驗作為考核的重要依據(jù).超星“學習通”可以方便地在手機端開展隨堂測驗或課外預習、復習的檢測，并分析和記錄測驗的結果，能夠完整地記錄學生的考勤情況和課堂表現(xiàn).幾乎在每堂課上，我們都利用超星“學習通”對學生開展2～4次的隨堂測驗（每次測驗一道題，測驗題目可以是單選題、填空題以及解答題）.每個模塊結束后，我們還利用超星“學習通”對模塊內容進行測驗（總共開展3次模塊測驗）.這樣，我們就基本做到每堂課有測驗、每個模塊有測驗，在教學全過程對學生進行學習過程評價.在期末評定成績時，我們可以把超星“學習通”的最終數(shù)據(jù)作為依據(jù)，實事求是地對每個學生給出有效的評價.這樣的做法可以極大地改善班級的學風，極大地提高學生的學習效果.

（5）教學團隊的建設.

學校應積極開展師資選拔和引進工作，采取留住本校人才、吸引外來人才、培養(yǎng)年輕人才等方式培養(yǎng)一批教學骨干，逐步形成一支學歷結構、年齡結構、職稱結構更加合理，人員穩(wěn)定、教學效果良好的《應用工程數(shù)學》課程的核心教學團隊.對新進青年教師的培養(yǎng)和管理實行傳幫帶式的導師負責制度和試講評教制度.核心教學團隊要充分利用教研活動時間邀請骨干教師給新進教師開設有關教學研究的專題講座，幫助新進教師盡快熟悉《應用工程數(shù)學》課程教學的各個環(huán)節(jié)，使得新進教師盡早站穩(wěn)講臺.核心教學團隊要積極開展對外交流，加強同類型兄弟院校同行之間的交流，積極參加本課程的全國性教學研討會、交流會，學習別人的先進經(jīng)驗，積極邀請校外相關專家來我校講學、指導教學工作，提高自身整體教學水平和教學研究能力.

四、課程建設的意義

本課程建設為構建技術應用型本科教育的特色課程體系提供了有力的支撐，為各專業(yè)通過Abet工程技術專業(yè)認證（ETAC）提供了符合認證要求的數(shù)學課程，為同類兄弟院校開展類似課程建設提供了可推廣、可復制的經(jīng)驗.

【參考文獻】

[1]吳巖.建設中國“金課”[J].中國大學教學，2018（12）：6-11.

[2]何倩，劉智英.工程技術類專業(yè)認證體系的比較研究[J].高等工程教育研究，2019（05）：54-60.

[3]朱泰英，劉三明，郭鵬.應用工程數(shù)學[M].北京： 中國鐵道出版社，2019.