長江大學高等工程數學教學改革探討

曹小玲,熊 駿,何先平,劉利群 (長江大學信息與數學學院,湖北 荊州 434023)

長江大學高等工程數學教學改革探討

曹小玲,熊 駿,何先平,劉利群 (長江大學信息與數學學院,湖北 荊州 434023)

分析了目前長江大學高等工程數學教學中存在的諸多問題，如數學理論與專業特點相脫節，學生的數學應用能力偏弱、學生的數學學習熱情不夠高漲等，從數學教學中的教師素質、教學方法及教學內容等方面對長江大學高等工程數學教學改革進行了探討，以有效地激發學生學習數學的興趣，從而提高其數學應用能力和數學素質。

高等工程數學；教師素質；教學方法；教學內容

長江大學高等工程數學主要包括線性代數和概率論與數理統計2部分內容，其理論與方法應用廣泛，它是很多專業開設的基礎必修課，被認為是一種用于指導和解決工程技術問題的工具。這門課程是為指導和解決工程技術問題的需要而設立的，它是為后續專業課程的開設作鋪墊的，它的教學重點是把抽象的數學理論知識實際應用化，使學生能用、會用工程數學的知識來解決工程技術問題[1]。經過多年的教學實踐和經驗積累，長江大學的高等工程數學教學取得了有目共睹的成績，為各專業學生學習專業課及后續深造打下了良好的基礎，不過也存在一些問題，主要包括：①由于教學采用統一教材和教案，且授課教師較少關注所教學生的專業特點，這使得教學過程單一枯燥，與專業結合不強，從而直接影響學生的學習興趣；②在教學過程中，由于課堂教學時間有限、多媒體教室不足等原因，使得授課教師常常感覺教學目標和教學要求不能很好的完成；③部分學生對高等工程數學課程不夠重視，認為學習該門課程對后續課程幫助不大，因而沒有學習的必要，而考研以及后續專業課對數學的學習又有較高的要求，這就直接影響了專業課成績，造成考研率不高等實際問題。這些問題的存在對長江大學工程數學課的教與學均提出了嚴峻的挑戰。筆者認為有必要對長江大學的高等工程數學的教學進行改革?長江大學教研項目(JY2011023)。。

1 加強教師師資隊伍建設

教師在教學中起著主導作用。教師對待教學的態度、對待學生的方式、以及教師在教學中表現出的人格魅力不僅影響著學生對教師素質的判斷，也影響著學生對學習該門課程的興趣和主動性。“名師出高徒”，只有高素質的教師才能培養出高素質的學生，故提高教師的自身素質尤其重要。為此，不僅要求教師專業基礎扎實、密切聯系教育實際，還要求教師具有“與時俱進”的精神，即不僅要增加自身專業的深度，還要廣泛涉獵其他門類的知識，要與新時期的學生一起成長。在工程數學課程的改革與建設過程中，應始終把師資隊伍建設放在首位。

1)組建跨學科教師隊伍 傳統工程數學課程的教學只注重數學理論的介紹和基本功訓練，而往往忽視了與其專業背景的結合，因而使工程數學與專業課程產生脫節。若能組建以數學課教師和專業課教師相結合的跨學科“工程數學”教師隊伍，讓2種課程的教師之間互相聽課，組織教學內容的研討和交流課程之間的關系及銜接，使各相關學科交叉滲透，就可使得工程數學和專業課程的教學不再脫節。

2)加強青年教師培養 應積極選派中青年教師參加各種會議，加強與其他兄弟院校的交流與合作，定期聘請相關學者專家來校與年輕教師做面對面的交流和指導，以科研、教研促進教學。應鼓勵中青年教師參與相關的課題研究，提高科研能力和業務水平，提高中青年教師的素質。

2 改進教師授課方式

長江大學《線性代數》學時已由原來的44壓縮至40學時，《概率論與數理統計》也由原來的52壓縮至48學時，雖然課時減少了，但是授課內容沒有改變，對學生的要求也沒有降低，為此，需要在授課內容上進行詳略安排，以突出重點，提高授課質量和效率，如將授課內容分為重點講述、一般講述和學生自學3部分。

1)重點講述內容 是指與后續學習內容相關聯的或學生較難掌握的部分，如概率論中的分布律、分布函數、概率密度函數，線性代數中的矩陣運算、向量組等。這些內容應該保證其課時充足，并要仔細講解，條件允許的話可安排學生到黑板上進行演算，以增強學生的重視程度和學習效果。

2)一般講述內容 是指學生較易接受的可以粗略講授的部分，如線性代數中的行列式和矩陣的概念，概率論中的等可能概型的求解等。

3)學生自學部分 學生自學部分為學生有能力通過自身學習掌握的內容，如概率論中的經驗分布函數、分位點的查表等。

3 將授課計劃與專業特點相結合

不同專業的學習內容是不同的，因而對高等工程數學這門專業基礎課的要求也不盡相同，故采取所有專業都“一刀切”，所有專業都講授完全相同的內容是不可取的。要取得良好的教學效果，必須考慮到學生的專業特點，適當的將授課計劃與他們的專業特點相結合。另外，由于現有的工程數學課程體系仍然強調數學自身的系統性、獨立性以及完整性，缺乏與其他學科的相互聯系和滲透，這使得數學教育與專業學習出現脫節的現象[1]，學生在學習數學課程時，不知道它和本專業的后續課程有何聯系，因而使得學生學習目標不明確、學習興趣不高。所以，教師在上課的時候，要有意識的讓學生知道工程數學在他們后續的專業課中的重要作用和意義。這首先需要授課教師在授課前先主動去了解學生所在專業的課程設置以及后續專業課程的大致內容，找出專業課程與工程數學課程知識的連接點，然后再有針對性的制定授課計劃。如管理類專業對概率論與數理統計課程的要求較高，而對線性代數要求略低，講課時課時分配可以有所側重；計算機專業的學生要進行數據結構等方面的專業學習就必須要多掌握線性代數中的矩陣方面的基礎知識，因而在授課時可以舉出一些矩陣在數據結構中的應用實例，以增強內容的實用性和目的性；對油工類專業的學生，用得比較多的可能是線性方程組的求解等知識，而對向量相關性內容要求不是很高，因而在布置作業和講解習題時可以對前者中的內容有所傾斜，并可以說明這些內容對以后學習專業課的影響。如果能夠結合專業特點，改革工程數學的教學內容，那么就可以在教學內容這一環節上保證各專業學生在有限的學習時間內獲得本專業需要的數學知識，從而增強其學習的針對性和實用性。

4 廣泛開展數學建模活動

為了適應科學技術發展的需要和培養高質量、高層次科技人才，現在國內外越來越多的大學正在進行數學建模課程的教學和競賽，并將數學建模教學和競賽作為高等院校的教學改革和培養高層次的科技人才的一個重要方面[2]。既然長江大學大部分專業學生都要學習高等工程數學，筆者認為可以將數學建模思想和高等工程數學教學內容進行有機的整合，其指導思想是培養學生應用數學知識觀察問題、分析問題、解決問題的綜合能力和創新精神，全面提高學生的綜合素質[3]。

1)課堂內 在課堂內，強調以學生為主體，嘗試從問題出發，應用所學的知識，借助于計算機和數學軟件，通過學生親自設計和動手，去體驗解決問題的全過程。

2)課堂外 在課堂外，大范圍地組織開展數學建模競賽等科技競賽活動，培養學生的團隊精神合作意識，學會尊重他人和學習別人的長處，培養求同存異，取長補短，同舟共濟，團結互助等集體主義精神，這既可以增強學生的動手能力和對高等工程數學的應用能力，又可以培養學生的競爭意識和參與競爭的能力，這無疑對學生畢業后適應當今社會需求有極大好處。

[1]劉守宗，黃明湛.與專業相結合探討工程數學教學模式[J].廊坊師范學院學報(自然科學版)，2009，9(6)：123-124.

[2]陳克西.數學建模與數學教學改革[J].機械工業高教研究，1999(1)：77-80.

[3]嚴士健.數學思維與數學意識、創新意識、應用意識[J].中國大學數學，1999(3)：16-20.

10.3969/j.issn.1673-1409(N).2012.08.059

N4

A

1673-1409(2012)08-N176-02

2012-05-03

曹小玲(1981-)，女，2003年大學畢業，碩士，講師，現主要從事數字圖像處理和高等工程數學方面的教學與研究工作。

[編輯] 洪云飛