工科專業《高等數學》教學模式的研究與改革

劉波　梁成瑜

【摘 要】本文分析了關于工科專業學生學好高等數學的重要性，并從工科專業的應用性特點出發，提出幾點教學模式改革方案，希望對工科專業的高等數學教學有一定幫助，能更加完善教學，提高學生學習質量，讓學生在專業中更好的應用高等數學。

【關鍵詞】工科數學；高等數學；教學改革

0 概述

隨著各類技術的不斷發展，數學的應用也不僅僅局限于自然科學，而是擴展到社會科學及藝術等各個領域。所以，各專業學生都需要有一定的數學基礎。對于理工類院校的高等數學教學，課程主要分為兩個方向，一個注重理論推導，另一方向則強調實際應用。不同專業的學生，可根據專業需要選擇不同學習重點。對于數學系的學生來說，可能要深入學習理論的推導、定理的證明，培養富有邏輯的、嚴謹的創新思維。而對于工科類的學生來說，計算能力的訓練是學習的重點，需要鍛煉、培養學生活用知識的能力，將數學的思維和方法應用到實際工程中，培養具有創新能力的應用型人才。

近年來，為適應社會發展需要，提高學生就業競爭力，各院校培養人才方式也逐漸向應用型轉型。全面培養應用型人才已是社會趨勢。《高等數學》作為工科專業的基礎課程，其教學模式的研究和改革亦為首要重點。下面，將介紹幾點主要教學模式改革方案。

1 工科高等數學教學改革方案

1.1 加強教師交流，調整課程設計

長久以來，我們都是將高等數學和各門專業課分開教學，導致許多工科專業的學生經常忽視對高等數學的學習。學生能分別掌握各門專業知識，卻不知道如何應用高等數學知識去解決專業課問題，這就需要數學老師和專業課老師進行充分而有效的溝通，調整教學內容，形成一個更適合工科專業學生的課程設計。數學是各門專業課的基礎，只有打好數學根基，處理專業問題時才能更加得心應手。一個有針對性、有計劃的課程設計可以讓學生更加清晰的應用高等數學知識解決專業課問題。所以，加強數學老師和專業課老師的交流十分重要。數學老師了解了工科中需要掌握的高等數學知識，就可以結合專業特點來展開教學課程，更有目的性且重點突出，也能減輕教學任務，幫助學生應用高等數學知識解決工科問題。

1.2 案例教學

案例教學，顧名思義，就是引入一實際問題，并通過所掌握的數學知識來解決這一問題。案例的選擇要精挑細選，并緊密結合專業，提問要難易適中且具有目的性。通過學生對案例的分析、處理，教師可以及時了解學生對所學知識的理解程度和掌握程度。在工科專業課中，最常用到的高等數學知識包括：極限、導數、微分、積分。其中，微積分更是視為所有理工類、經濟類專業的重要基礎知識。例如，在信號與系統課程中，主要研究的是電信號作用在電子系統中所產生的響應，需要建立用于描述連續系統的微分方程模型，然后再求解該微分方程，最后對實驗結果賦予現實意義。可以說，在某種程度上，信號與系統的問題就轉化為建立微分方程并求解的問題。在為電子、通信專業的學生上課時，教師可以多講解與信號與系統有關的例題，并適量布置微分方程相關作業。

1.3 數學實驗課

檢驗真理的唯一途徑就是實踐，實踐，再實踐，數學也是如此。數學并不只是簡單的符號，抽象的定義，它更是一門應用科學。建筑離不開數學，生物化學離不開數學，經濟更離不開數學。為適應社會發展需要，我們應著重培養應用型人才。許多學生掌握理論知識卻不會應用，或者說不知如何去應用，數學實驗課就是將高等數學知識投入到各類實驗中去實際應用，過程中還增強了學生應用數學軟件的編程能力。高等數學課程需要分配一定的學時進行Matlab等數學軟件的上機實驗，向學生專業方向引導，例如數據處理、仿真做圖等。教師在講授高等數學時也可將運算結果直接用數學軟件展示，這樣可以幫助學生更直觀清晰地理解問題。有了教師對案例的分析，加上學生的切身實驗、解決相關問題，才能真正理解和掌握高等數學的精妙。通過數學實驗，教師也能了解學生的學習情況，并及時給予相應指導。在條件允許的情況下，教師還可讓學生直接參與項目的研究。通過數學實驗，讓學生明白數學不是紙上談兵，而是實實在在的、廣泛的應用。通過對高等數學的初步應用，解決實際問題，對學生將來工作或深造都是一個良好的開端。

1.4 利用多媒體網絡教學

貝爾·蓋茨在《未來之路》中寫道“任何地方的人都能上到由優秀的教師教授的最好的課程”。的確，在信息時代，互聯網帶給我們更多可能，我們不止可以利用校內的教學資源，還可以通過網絡參與到更多校外、甚至國外的優秀專家、教師的課堂中去。同樣的高等數學知識，不同的教師教授的方法可能不同，并且，每個學生的理解能力也有所差別。所以，不同的學生應選擇上合適他們的、不同的教學課程。網絡教學課程將這一想法付諸實踐，充分滿足、方便了學生的需求，也更加調動了學生的積極性和自主性，給學生更多可能去學習校內外優秀課程。另外，工科專業的高等數學課時普遍緊張，課上可能沒有充裕的時間推導、證明每個定理，以及講解習題，網絡教學課堂能充分彌補高等數學教學課時不足這一現狀。當然，網絡學習不僅需要各學校和教師的相互支持、配合，共享教學力量，也需要有一定的教學設備。只有學（下轉第108頁）（上接第91頁）校、師生共同努力，才能打造一個良好的學習環境，讓學生獲得更豐富的學習資源。

1.5 調動學生自主學習能力

大學與中學的教育培養方式有很大不同，主要區別在于對學生自主學習能力的培養。中學階段，實行的更多的是灌輸式教育，而大學需要學生有一定的自學能力，我們可以通過啟發式、討論式等來調動學生學習的主動性。討論班學習便是一種能充分調動學生主動性的學習模式，它打破了傳統生硬的教學模式，先由教師給出明確的自學目標，指導學生閱讀相應的教材、文獻，一定學習后，學生可自由發言對自學知識的理解以及存在的疑問，同學之間可以相互討論、講解，教師需要從旁指導，及時修正錯誤，并適當提問以檢驗學習效果。三人行必有我師，學生不能總是閉門造車，必須要與同學、老師多交流，掌握最新資訊。學生是教學的主體，這種交流研討式的學習能充分調動學生的主動性，發揮主體作用，提升學生學習能力的同時還能強化學生對高等數學知識的學習。

2 結束語

數學是科技現代化的基礎，是工科專業的基礎課程。工科學生學習高等數學并不是要學生掌握每一個知識點，而是要學生了解數學思想、形成數學思維、解決專業問題。總之，工科專業高等數學教學模式的改革刻不容緩，數學教師需要從工科專業的應用性角度出發，打破傳統教學模式，不斷創新，深入研究并從實際需要考慮，采用更加合理的、完善的教學模式，充分調動學生的主動性，使學生能更好的掌握以及應用高等數學知識，成為造福社會的應用型人才。

【參考文獻】

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