將專業背景融入工科主干數學課程教學的研究與實踐

摘 要： 本文分析了目前大學公共數學課程教學脫離實際和應用的現狀；闡述了將專業背景融入到大學的主干數學課程中的意義；提出了調整大學公共數學課程教學，以適應社會發展和人才培養的需要，并使公共數學課程教學改革獲得理想效果的設想。

關鍵詞： 專業背景 主干數學課程 教學研究與實踐

一

長期以來，與各地中、小學方興未艾的課程改革形成鮮明對比的是，大學公共數學的主干課程教學內容基本沒有實質性的變化，許多老師的教案若干年少有更新，一套教案可以用于多個專業，教學內容與學生的專業很少產生聯系。概括起來，大學公共數學課程的教學現狀及問題主要表現為：

1.專業課與基礎課脫節。數學課程在大學教育中定位不明確，數學課程內容缺乏針對性和應用性。長期以來，公共數學課程教學內容與學生所學的專業很少產生聯系，學生學了大量的定理和公式，可沒搞清楚這些枯燥的知識有什么用，學習盲目而且被動。

2.理論與實際應用脫節。現行的數學教材偏重邏輯性、系統性和基本計算。傳統數學教材方面的層次單薄，只介紹與內容有關的最基本解題方法，這在一定程度上影響了數學在實際中的應用。比如說微積分方程部分，理論模型中比較偏重力學與電學，而近年來快速發展的生物科學、經濟科學卻鮮有模型。解題方法上重解析法，輕數值法都導致了應用上的局限性。比如微分方程能解得出解析解的模型就很有限，數值解法在實際應用中就不可避免。分段函數的教學通常給予的重視程度也不夠，但實際中這樣的問題還是很多的。如交通問題中的區段票價及多種交通工具的轉換及電量采購問題中的段位現象，現行工資制度中的調整機制，都與分段函數有關。

3.教學與教學研究脫節。科研工作一直是公共課教師的一個短板，因而教學研究是我們不能忽視的一項工作，如何解決教學中人才培養的新問題，將教學研究的成果應用到實際工作中，也是我們必須重視并努力實現的環節。

4.人才培養模式與社會需求脫節。現有的教學模式造成大量學生“學不會、用不了”的尷尬局面，不能滿足社會發展的需要。因此，把具有專業背景的思想和方法融入到大學主干數學課程的教學實踐中有著十分重要的意義。有針對性地將專業知識背景案例作為公共數學課程教學的一部分，能夠在一定程度上改變專業課與基礎課各自為政的局面；在不改變教材現行大體系條件下，針對相關局部缺陷，補充資料與方法，可以有效促進數學與實際應用的聯系，鍛煉學生應用能力，提高學生的創造能力，讓學生主動地發現學習的價值，引發學生積極、主動、創造性地學習；同時達到用教學帶動研究，用研究促進教學目的，解決創新型人才、高素質應用型人才培養中存在的實際問題。

二

具體研究的設想和目標是：

1.創新有效教學的內涵。國內外數學教學改革的趨勢越來越注重數學的應用性。因此在公共數學課程教學中應注意將數學的抽象理論與專業實際問題結合起來，突出數學的應用，突出“用數學”能力的培養。保持數學課程原有特色，彌補不足之處，改革教學方法和手段，實現教學內容、教學方法和教學手段的現代化。教學的關鍵要體現一個“用”字，幫助學生解決實際問題，展現數學知識的實用性。

2.優化整合教學內容。收集、編寫、制作具有專業知識背景的、有針對性的、可供教學的教學案例，加入知識應用背景的講解，知識點的介紹與學生專業相結合，抽象問題具體化，體現課程的實用性，拓寬學生的知識面，提高學生學習興趣；把專業背景的思想和方法融入到大學主干數學課程的教學中，形成數學知識和專業知識相互滲透，突出數學課程的專業特色，運用數學知識解決與學生專業相關的問題，開拓思維，鍛煉應用能力，提高創造能力和社會競爭價值。

3.研究成果具有實用性。將專業背景及案例融入到教學中，整理、制作專業知識和數學課程相結合的教學課件，收集具有專業背景的應用數學思考題，解決傳統數學教材層次單薄，只介紹與內容有關的基本解題方法，缺乏數學在實際中的應用的現象；在很大程度上消除學生對數學課程的恐懼及忽視心理，認識數學知識的應用價值，培養綜合運用所學知識分析、解決問題的能力，能夠學數學用數學，讓學生一生受用。

4.打破專業壁壘，教學、教研相互促進。改變長期以來專業課與基礎課脫節，理論與實際應用脫節的現象，將專業背景的思想和方法融入到工科主干數學課程的教學中，運用數學知識推導和整理出專業課中的需要用到的有趣的數學公式，建立數學課程和專業課之間的有機聯系。隨著科技進步、社會發展，教學內容需要不斷更新，任課教師要更廣泛地聯系生活、聯系其他相關學科或課程設置教學情境，關注相關學科或課程的研究成果，教學內容與時俱進，常教常新，對于任課老師而言也是一個繼續學習，自我提升的過程。

5.推進課程設置的改革。教學過程中，結合應用將計算機作為輔助工具引入教學， 讓學生初步掌握用Matlab ，Mathematica等數學軟件解決線性代數問題，介紹部分常用的數學軟件，讓學生充分體會數學知識的美妙，領略其強大的生命力和應用價值，展現數學作為自然科學研究工具的特色，初步形成具有專業特色的主干數學課程教學體系。

三

研究解決教學問題擬采取的主要方法是：

1.注重數學知識為專業課服務。在創新學院教學中，加強基礎課為專業課服務的意識，收集各種專業應用的案例，構建以專業需要為主的專業數學教學體系，把數學思想方法的培養與數學知識的教學融為一體，突出數學知識的實用性和服務性。

2.與學生數學水平相銜接，因材施教。精選教學內容，強化基本知識和基本思想，突出數學本質，突出應用。在滿足專業應用需要的基礎上，適當加大難度，使其能夠用數學邏輯思維方法處理和解決實踐中遇到的數學計算問題，為今后繼續學習打下基礎。采取多樣化的教學方式，吸引學生自覺參與到學習活動中，突出教學中學生的主體地位，調動學生的學習積極性。適時使用多媒體教學，借助軟件技術，把課本知識、實際問題、計算機的應用有機結合起來，提高學生將實際問題轉化為數學模型的能力，擴大他們的學習空間，提高他們的實踐能力與創新精神培養實際能力。

3.案例教學法與專業課相結合。數學在實踐中的應用教學存在不被重視和投入不足的問題，這與數學本身的特征有關，其根源于數學課程的設置不盡合理。以機電專業創新班和經管專業創新班作為切入點，廣泛收集專業案例，注重由專業課中的案例引入，增加與專業背景，特別是與現代技術結合緊密的數學案例，讓學生感到學習數學是發展的需要。

目前，少數重點高校在工科數學課程的教學改革中已經做出了卓有成效的工作，但是不同的學校專業設置有別，所以在高校人才培養模式改革，切實提高人才培養質量的大環境下，實現專業背景與公共數學課程教學內容的融合，需要我們自己付出努力。把具有專業背景的思想和方法融入到大學的主干數學課程的教學實踐中，讓學生主動發現學習的價值，對于提高學生的應用能力和創造能力，引導學生積極、主動、創造性地學習，提高教師的素質和教學水平具有重要的意義。

參考文獻：

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