工程數(shù)學(xué)課程素質(zhì)教育改革的探索

侍紅軍 孫永征 吳彥強(qiáng)

【摘 要】工程數(shù)學(xué)課程是為了幫助同學(xué)們用更加方便的理論工具來處理工程中常見問題而開設(shè)的一門課程。隨著多媒體技術(shù)的發(fā)展與網(wǎng)絡(luò)化時代的到來，工程數(shù)學(xué)課程面臨著進(jìn)一步改革教學(xué)方法與提高學(xué)生綜合素質(zhì)的要求。本文結(jié)合筆者多年的教學(xué)經(jīng)驗，就工程數(shù)學(xué)中素質(zhì)教育改革問題談一談自己的看法，以供廣大同仁參考和借鑒。

【關(guān)鍵詞】工程數(shù)學(xué) 素質(zhì)教育

【中圖分類號】G642 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】1674-4810（2015）33-0061-02

數(shù)學(xué)是人類的一種邏輯思維方式，是人們理性地研究各種實際問題的方法的歸納與總結(jié)。對于我們大多數(shù)人而言，數(shù)學(xué)是一種解決問題的工具，它可以將具體實際的問題抽象、建模，通過解決數(shù)學(xué)方程，來解釋并指導(dǎo)我們解決所面臨的實際問題。

在我國普通高等學(xué)校的工科專業(yè)基礎(chǔ)課程中，工程數(shù)學(xué)課程是為了幫助同學(xué)們用更加方便的理論工具來處理工程中常見問題而開設(shè)的一門課程。不同高校所開設(shè)工程數(shù)學(xué)課程的內(nèi)容與課時根據(jù)其實際情況都有所不同，很多高校開設(shè)的工程數(shù)學(xué)課程是一門綜合性的課程，包括積分變換、復(fù)變函數(shù)、線性代數(shù)、概率論、場論等不同部分。中國礦業(yè)大學(xué)在課程設(shè)置的時候?qū)⒕€性代數(shù)與概率統(tǒng)計部分單獨(dú)開設(shè)課程，而將剩下的復(fù)變函數(shù)、場論和積分變換三部分內(nèi)容作為工程數(shù)學(xué)的主體內(nèi)容，共計48課時。

目前關(guān)于工程數(shù)學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容或者方法的改革與探討已有很多，既有對于教學(xué)方法、教學(xué)策略的探討，也有關(guān)于具體數(shù)學(xué)工具及應(yīng)用的分析。隨著多媒體技術(shù)的發(fā)展與網(wǎng)絡(luò)時代的到來，筆者在教學(xué)過程中也深刻感受到工程數(shù)學(xué)課程有改革教學(xué)方法與提高學(xué)生綜合素質(zhì)的要求。本文結(jié)合筆者多年的教學(xué)經(jīng)驗，就工程數(shù)學(xué)中的素質(zhì)教育改革問題談一談自己的看法。

一 發(fā)揮多媒體教學(xué)優(yōu)勢，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性

隨著多媒體技術(shù)的發(fā)展，各個高校都在改革傳統(tǒng)的教學(xué)手段，從多方面發(fā)揮多媒體教學(xué)的優(yōu)勢。但是現(xiàn)在有些課程的多媒體課件制作比較簡陋，只不過是將傳統(tǒng)板書的黑板換成了多媒體幕布，沒有真正發(fā)揮多媒體多方面（視覺、聽覺等）立體傳播信息的綜合功能。因此要想真正發(fā)揮多媒體手段的立體優(yōu)勢，就要從多媒體課件的制作開始。利用多媒體來輔助教學(xué)活動，不但能夠直觀形象地顯現(xiàn)客觀事物與現(xiàn)象，有助于吸引學(xué)生的注意力，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，而且這些教學(xué)手段能夠多樣化作用于學(xué)生的感觀，使比較抽象的數(shù)學(xué)知識學(xué)起來也不感到枯燥，讓學(xué)生以一種積極主動的方式自覺地參與到知識探索的過程中。

二 結(jié)合Matlab等數(shù)學(xué)軟件，提高學(xué)生解決問題的綜合能力

除了精心制作多媒體課件，要想多方面提高學(xué)生的綜合素質(zhì)（而不僅僅是學(xué)會解幾個簡單的積分和留數(shù)，真正提升學(xué)生解決實際問題的綜合能力），這就要求我們充分重視Matlab等數(shù)學(xué)軟件在教學(xué)過程中發(fā)揮的重要作用，更多地選擇與同學(xué)們專業(yè)課程相關(guān)的例題，在本課程的教學(xué)過程中加入一到兩次的數(shù)學(xué)實驗環(huán)節(jié)。通過學(xué)習(xí)Matlab等數(shù)學(xué)軟件的使用方法，使學(xué)生一目了然地看到生動的函數(shù)變換、迅速快捷的復(fù)雜公式求解、實際物理應(yīng)用的展示等，不但在培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣方面可以起到很好的效果，而且培養(yǎng)了同學(xué)們在今后專業(yè)課程中利用計算機(jī)輔助處理數(shù)據(jù)的能力，從而提高了同學(xué)們解決實際問題的綜合能力。

三 適當(dāng)穿插數(shù)學(xué)史教育，提高學(xué)生數(shù)學(xué)素養(yǎng)

在具體的課堂教學(xué)中，由于數(shù)學(xué)專業(yè)課程基本概念及理論推導(dǎo)內(nèi)容占了相當(dāng)篇幅，同學(xué)們對于這方面的教學(xué)內(nèi)容不但會覺得難以消化理解，而且會感到枯燥乏味，因此在介紹專業(yè)知識的同時，適當(dāng)提高教學(xué)內(nèi)容的趣味性也是非常必要的。筆者在工程數(shù)學(xué)課程的教學(xué)過程中，

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* 中國礦業(yè)大學(xué)校教育教學(xué)改革與建設(shè)立項項目資助（項目合同號：2015YB33）

結(jié)合復(fù)數(shù)的發(fā)展歷史，適當(dāng)穿插一些非常經(jīng)典的數(shù)學(xué)大師（如高斯）的精彩視頻。英國BBC電視臺制作的《數(shù)學(xué)的故事》系列視頻非常精彩，比較適合剪輯后作為數(shù)學(xué)背景及發(fā)展的素材供教學(xué)使用。這樣做不但有效地活躍了課堂氣氛，而且同學(xué)們也能夠進(jìn)一步理解這些復(fù)雜的數(shù)學(xué)概念產(chǎn)生的背景知識，數(shù)學(xué)不僅僅只是工程計算的具體應(yīng)用，還可以從中體會到數(shù)學(xué)的抽象之美，提高同學(xué)們自身的數(shù)學(xué)素養(yǎng)。

四 改革評價體系，全面提高學(xué)生各方面綜合能力

在傳統(tǒng)的教學(xué)評價體系中，同學(xué)們基本是一考定終身，很多同學(xué)已經(jīng)習(xí)慣于平時不怎么學(xué)習(xí)，只依靠最后的考前輔導(dǎo)，在期末考試之前突擊做一做歷年考題，就能夠取得相對不錯的課程成績，嚴(yán)重偏離了本課程的設(shè)計規(guī)劃目標(biāo)。要知道學(xué)習(xí)并不僅僅是為了應(yīng)付考試，而是在后面的專業(yè)課程中存在確切的實際需要。因此有必要對于現(xiàn)行的考試評價體系進(jìn)行改革。學(xué)生在具有一定程度數(shù)學(xué)知識以后，就會不再滿足于課本上的知識，希望通過豐富多彩的課外活動來擴(kuò)寬視野、拓寬知識面、發(fā)展特長、增長才干。我們組織了一些課外拓展活動，盡量創(chuàng)造一個自由、生動活潑的學(xué)習(xí)環(huán)境；并且由于課外活動比課堂教學(xué)更開放，有利于因材施教，學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣愛好自主參加課外活動。

中國礦業(yè)大學(xué)在近幾年的本科教學(xué)中十分重視過程考核，將學(xué)習(xí)過程中不可缺少的課后練習(xí)等環(huán)節(jié)也納入到了最后的成績評價中。雖然很多學(xué)校已經(jīng)在課程成績中設(shè)置了平時成績這一塊，但我認(rèn)為這樣的設(shè)置一方面比較模糊，另外一方面比較狹隘。實際上，課外的數(shù)學(xué)實驗等拓展內(nèi)容不但可以作為豐富教學(xué)內(nèi)容的一種手段，而且也非常有必要將其納入課程考核評價，作為課堂教學(xué)的有益補(bǔ)充。經(jīng)過我們課外教學(xué)活動的具體實踐，發(fā)現(xiàn)這樣的改革有助于提升同學(xué)們查閱文獻(xiàn)、撰寫小論文的能力，能全面提高學(xué)生的綜合能力。

五 結(jié)合學(xué)生專業(yè)需求，不斷更新教學(xué)內(nèi)容

在我們編制工程數(shù)學(xué)課程的教學(xué)大綱時，參考了很多兄弟院校的有益經(jīng)驗，但由于我校是以理工科為主的綜合型大學(xué)，絕大部分專業(yè)都需要學(xué)習(xí)現(xiàn)象代數(shù)與概率統(tǒng)計部分，所以我們學(xué)校將上述兩部分內(nèi)容單獨(dú)開設(shè)課程；其他部分如場論和積分變換只有在信電學(xué)院與計算機(jī)學(xué)院的專業(yè)課程中才會涉及，因此我們針對上述兩個學(xué)院單獨(dú)開設(shè)了工程數(shù)學(xué)課程。另外為了更加有針對性地與同學(xué)們的專業(yè)課程對接，我們在具體的教學(xué)內(nèi)容設(shè)計環(huán)節(jié)經(jīng)過充分與其他專業(yè)課程任課教師進(jìn)行探討，擴(kuò)充了積分變換部分的教學(xué)內(nèi)容，除了正常的典型例題，我們還適當(dāng)增加了與學(xué)生專業(yè)內(nèi)容緊密相關(guān)的部分例題與習(xí)題。通過不斷更新教學(xué)內(nèi)容，結(jié)合多媒體教學(xué)的多方面立體互動的教學(xué)方法，取得了不錯的教學(xué)效果。

六 加強(qiáng)正面引導(dǎo)，教書不忘育人

所謂綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，不僅僅是專業(yè)知識的學(xué)習(xí)，還包括學(xué)生的人生觀、價值觀的培養(yǎng)。高校教師承擔(dān)著最莊嚴(yán)、最神圣的使命。梅貽琦先生說：“所謂大學(xué)者，非謂有大樓之謂也，有大師之謂也。”作為高校教師，既是學(xué)問之師，又是品行之師，教師要時刻銘記教書育人的使命，以人格魅力引導(dǎo)學(xué)生心靈，以學(xué)術(shù)造詣開啟學(xué)生的智慧之門。習(xí)近平總書記在北京大學(xué)的師生座談會上曾經(jīng)說過：“青年的價值取向決定了未來整個社會的價值取向，而青年又處在價值觀形成和確立的時期，抓好這一時期的價值觀養(yǎng)成十分重要。青年要從現(xiàn)在做起、從自己做起，使社會主義核心價值觀成為自己的基本遵循，并身體力行大力將其推廣到全社會去。”所以作為高校教師在日常的教學(xué)過程中要時刻加強(qiáng)正面引導(dǎo)，教書不忘育人。

七 總結(jié)

隨著對于高等學(xué)校“重科研、輕教學(xué)”的辦學(xué)思想的反思，各個高校已經(jīng)開始重新將政策適當(dāng)向教學(xué)傾斜。例如四川大學(xué)設(shè)立了“卓越教學(xué)獎”，明確提出了“教師是第一身份”的評價導(dǎo)向，讓從事本科教學(xué)的優(yōu)秀教師的辛勤勞動得到充分肯定與尊重，構(gòu)建起專注教書育人的大環(huán)境。

為了實現(xiàn)高等學(xué)校培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)的目標(biāo)，我們需要從多方面入手，想方設(shè)法提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，包括進(jìn)行多媒體教學(xué)改革、增加數(shù)學(xué)實驗環(huán)節(jié)和數(shù)學(xué)史趣談等；同時要因材施教，要根據(jù)學(xué)生專業(yè)的不同，不斷更新教學(xué)內(nèi)容；當(dāng)然為了培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)，適當(dāng)改革教學(xué)評價體系也是必需的。通過上述一系列的措施，相信可以在工程數(shù)學(xué)課程的教學(xué)過程中，逐步達(dá)到新時期大學(xué)生綜合素質(zhì)培養(yǎng)的目標(biāo)。

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〔責(zé)任編輯：林勁、李婷婷〕