北方工業大學信息與計算科學專業數學課教學的探索

摘 要:信息與計算科學專業作為一個理科交叉專業，數學是其基礎課程。北方工業大學信息與計算科學專業的數學課教學，重視培養學生對數學課的興趣，科學選取專業課教材和課后習題，強調適當使用現代多媒體技術并注重與后續課程的接軌，取得一定的教學效果。

關鍵詞:信息與計算科學 數學 教學

中圖分類號:G4文獻標識碼:A文章編號:1673-9795(2012)08(a)-0178-02

信息與計算科學專業是由數學、信息科學、計算科學和計算機科學與技術等學科交叉滲透而形成的一個理科專業，是1998年教育部頒布的專業目錄中列出的數學類專業。本專業的培養目標是培養良好的數學素養和數學思維能力，為信息技術和計算技術打下堅實的數學基礎，初步掌握信息科學與計算科學的基本理論、方法和技能，能運用所學知識解決信息產業和科學與工程計算中的實際問題。本專業的數學課主要有數學分析、解析幾何、高等代數、常微分方程、概率論與數理統計、復變函數等。北方工業大學理學院數學系所有數學課教師，一直在信息與計算科學專業的數學基礎課教學改革方面做著不斷的探索和努力。北方工業大學信息與計算科學專業每年的招生人數在70人左右，針對學生自身特點和就業情況在數學基礎課教學方面做了很多探索，取得很好的效果。

1 培養學生對數學課的興趣

信息與計算科學專業的人才培養定位于“強基礎、寬口徑、重實踐、有側重、創特色”，所謂強基礎指的就是加強數學課的教學，這也是把信息與計算科學專業劃歸在數學類專業的原因，數學是基礎，是學好信息科學與計算科學的基礎，否則信息與計算科學專業的學生就與非數學類專業的學生沒有區別了。他們的優勢就在于數學基礎要強于非數學類的學生。很多信息與計算科學專業的學生認為他們將來不從事數學的教學和研究工作，因此，覺得數學基礎課并不重要，還有一部分學生對計算機操作方面感興趣，而對數學的理論知識感到乏味。因此，在教學過程中經常遇到學生重視不夠，缺乏興趣等問題。為了解決這些問題，我們在大一新生剛入學的時候就進行專業教育，由一些在科研方面做得很出色的教授為學生們做報告，通過老師在科研工作中對數學重要性的體會向同學們介紹數學基礎課的重要和對將來工作中解決具體問題方面的意義。在大學四年的學習過程中，我們還會邀請國內外知名的學者為學生們做數學科普方面的報告。數學基礎課教師在第一節課都會結合自己的科研工作，為學生講解本門課在解決實際問題中的應用，不做空洞的教育，把數學在解決實際問題中的具體應用例子擺在學生眼前，使其對數學的重要性有深刻的體會。例如，《高等代數》中主要的研究對象就是矩陣，而矩陣可以表示一幅圖像，通過對矩陣的理論學習，可以實現對圖像的簡單處理。數學很有用，這是所有大學的數學老師掛在嘴邊上的話，但很多老師在回答“數學到底用在哪里”的時候找不出深入淺出的好例子，這就需要老師多思考，多看書，把教學和科研相結合。學生是教學過程中的主體，學生對學習有興趣是教學得以順利實施的基礎和關鍵。

2 注重教學大綱的制定和教材的選取

信息與計算科學專業的學生既區別于數學專業的學生，也區別于非數學類專業的學生，在數學課的學習方面應更側重于計算和應用能力，而非理論的推導能力。數學基礎課的難度應介于數學專業和非數學專業之間。例如，在《復變函數》這門課中，我們將原來的64學時改為48學時，考慮到積分變換在信息科學和計算科學中的重要性，增加了積分變換的教學內容。目前數學專業的數學基礎課教材普遍偏重理論，而非數學類專業的數學教材又過于簡單，因此，我們結合學生的自身特點和培養目標的特殊性，編寫了一些適合我校信息與計算科學專業學生學習的數學基礎課教材。例如，2010年機械工業出版社出版發行了由我校教師張建國和李冱岸編寫的《復變函數與積分變換》教材。該書起點較低，講解細致、通俗易懂，在引入概念的同時注意和學生比較熟悉知識相關聯。每章配有兩種難度的習題，滿足不同層次學生的學習。在每章的最后增加了本章知識總結和典型例題，便于學生復習和對整體內容的掌握?！稄妥兒瘮蹬c積分變換》這本書前五章是傳統復變函數基礎理論，第六、第七章介紹了傅里葉變換和拉普拉斯變換。

3 鼓勵適當使用多媒體演示技術

隨著時代的發展，教學設備的更新換代，傳統的教學模式已達不到現在的教學需求，課時的有限，課堂人數的增加等都導致多媒體課件的廣泛應用。多媒體課件的恰當使用可大大提高教學效率和課堂效果。老師可以不在費力于板書的大量書寫，而更多的關注于如何講解，學生也不必費力于記錄筆記，而把主要的精力放在聽課上。但如果多媒體課件使用不當，則會適得其反。我們在制作課件時，力求簡單明了，每頁的內容不能過多，格式要統一。我校每兩年都會組織青年教師基本功比賽，年齡在40歲以下的年青教師都要求參加，先是各學院組織選拔賽，在選拔賽中表現優秀的年青教師再代表學院參加學校的比賽。在學院的選拔賽中每位年青教師都要求做30分鐘講課內容的課件，這對于年青教師來說正是一個學習制作課件的好時機。而在學校的比賽中也有專門的多媒體課件制作方面的獎項。由此可見學校對多媒體課件的重視。多媒體課件在《解析幾何》這門基礎課的教學過程中顯得尤為重要。解析幾何的很多概念和性質都很直觀，如果教師能夠在課堂上利用精美的圖像直觀地向學生講解，相信學生的學習效果和學習熱情都會有所提高。

4 精心編選課后習題

現在很多高等學校的數學類課程的經典教材都配有課后習題答案，這既有好處也有壞處。經驗告訴我們，習題答案對學生學習的作用是弊大于利的。大多數學生并沒有經過仔細的思考和實際的操作，而直接看答案。作業的正確率提高了，但那卻不是學生真實的學習情況的反映。教師以為學生都學會了，很多問題都因為習題答案的出現而隱藏起來了。為了解決這個問題，要求任課教師都要求自己出一套作業題，而這套作業題是沒有相應的答案的。這樣就使得學生沒有了依賴，只能靠自己的努力。這就培養了學生獨立思考、勇于探索的能力。

5 注重與后續課程的接軌

我校信息與計算科學專業的培養方向之一是信息安全，結合這個培養方向，我們在三四年級開了一些相應的課程，如現代密碼學，計算機圖形學，網絡安全等。那么數學基礎課如何與后續課程接軌，更好的為這些專業課打好數學基礎，是我們比較關心的問題。傳統的教材都是偏重于理論，強調細節，而忽略思想和方法，更缺少與計算機編程實現的結合。針對這樣的問題，我們在教學中加了一些與matlab相結合的內容。Matlab是當今比較流行的數學軟件，用于算法開發、數據可視化、數據分析以及數值計算的高級技術計算語言。Matlab可以說是數學專業學生必須掌握的一門編程語言?，F在很多新出版的數學教材都有與之相關的matlab函數的介紹和簡單的舉例。在教學中，我們也嘗試著添加了一些matlab函數介紹和應用的內容。

這一系列的教學改革舉措，使我校信息與計算科學專業學生數學課程的掛科率有了顯著的降低，學生對數學課程的學習興趣的提高促進了學風的建設，數學基礎課程是以訓練和熏陶數學思維方式為主，而“訓練”要比“傳授”的難度更高，需要的時間更多，“訓練”嚴謹的數學思維方式是培養數學創新能力基礎。迄今為止，信息與計算科學專業仍是一個比較新的專業，隨著時代的發展，在專業快速發展的背景下，我們取得了一些成績，但距離專業成熟，還有很多工作要做。

參考文獻

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