應用型本科高校工程數學課程的教改研究

蔡敏 張東立

摘 要：應用型本科高校的教育目標是培養掌握專業技術的應用型人才。因此，針對不同專業的學生，在課程設置、教學方法、教育理念上都應體現出一定的差異性。就目前來看，其很多課程中采用的教學模式與方法的適用性都在不斷降低，到了必須改革的關頭。文章將以工程數學課程為例，探討應用型本科高校教學改革的具體路徑。

關鍵詞：應用型本科;工程數學;教學改革

進入21世紀后，社會經濟的多元化發展使得市場對人才需求的方向發生了明顯的轉變，現如今社會發展所需要的是掌握高等技術且具備極強實踐應用能力的高素質人才。在這樣的背景下，應用型本科高校必須順應趨勢對人才培養戰略進行調整，據此推動專業課程改革，提高人才培養質量。工程數學是應用型本科高校的一門基礎課程，在許多領域中都發揮著重要的作用，為了確保其教學工作能夠與各專業應用型人才培養相適應，課程改革是唯一的出路。

一、應用型本科高校工程數學課程教學改革的必要性分析

（一）工程數學課程發展簡述

在應用型本科高校中，工程數學是電子信息類、工科類專業的一門數學進階課程，其涵蓋數值計算、離散數學、復變函數與積分變化、物理方程等多個方面的內容，是工程類專業學生必須掌握的知識。長期以來，在工程數學課程教學中盛行傳統的數學教學理念，以數學知識的傳授為主要任務。而在互聯網信息化高速發展的當下，科學技術更新迭代的速度越來越快，傳統的教學理念、模式以及方法已經不再適用于工科類專業人才的培養，因為市場需求發生了變化，這些專業的畢業生所要從事的工作方向逐漸轉向技術開發。因此，從20世紀開始，我國很多高校就開始推動工程數學的教學改革和實踐研究，基于互聯網信息化的發展趨勢建構了全新的教學體系。而隨著技術發展和社會進步，其內容也在不斷更新和優化。

我國出臺的《國家長期教育改革和發展規劃綱要（2010—2020年）》指出了高校人才培養的目標，即“著力培養信念執著、品德優良、知識豐富、本領過硬的高素質專門人才和拔尖創新人才”?；诖?，很多高校進一步加大了教學改革的力度。而對于工程類專業而言，則需要著眼于其課程體系，尤其是基礎課程，形成全新的教學理念和模式，構建適應現代技術發展的課程體系。當代電子信息技術的發展為許多學科突破桎梏帶來了契機，借助計算機，數學領域的許多算法都得到了實現和改進，工程數學課程教學改革勢在必行。

（二）應用型本科高校工程數學課程教學改革的必要性

首先，學生群體存在的差異性。從當前情況來看，應用型本科高校的生源多樣化特征越來越顯著，學生之間的差異性更加突出，即使是同一專業，對數學的態度、數學基礎以及理解能力都有所區別。因此，過去統一固化的教學必須做出改變。

其次，當前教學活動不符合應用型人才培養的目標。剛進入高校的學生，對自身專業的認知還不夠清晰，常常對工程數學采取忽視態度，受此影響，很多學生對工程數學課程學習缺乏積極性，甚至直接放棄學習。與此同時，工程數學的教學內容過于理論化，與學生專業相關的內容很少，課堂枯燥乏味，致使很多學生產生厭學情緒，教學效果大受影響。

再次，教師隊伍不適合應用型人才培養。大部分工程數學課程教師對應用型人才培養的認知仍舊不足，不能準確地把握工程數學這門課程的定位，即為學生專業發展服務。因此，在教學中過度強調數學知識的理論性、邏輯性和嚴謹性，導致工程數學教學與專業需求之間出現偏差，后果就是學生普遍缺乏數學實踐應用能力。此外，在教學方法的選擇上也存在一定的問題，現如今最常采用的方法仍舊是生硬的講解、灌輸，對學生自主學習能力的培養造成了極大的負面影響，且很難達到學以致用的目標。

最后，學生數學實踐應用能力差。應用型本科高校工程數學課程教學的重點仍舊集中在對知識的理解和掌握方面，忽視了其實際應用價值，學生實踐應用能力的培養也得不到重視，這顯然與應用型本科高校人才培養的目標相悖。學生的數學理論非常扎實，卻不懂得如何應用于工程實踐，不符合我國高等教育改革的趨勢。

二、現階段應用型本科高校工程數學課程教學存在的主要問題分析

（一）教學觀念落后

基于應用型本科高校的人才培養目標，工程數學課程教學應本著因材施教的原則，根據學生的專業發展以及就業傾向開展有針對性的教學活動，如此才能使學生在畢業之后將自身所學的知識技能有效地應用于崗位工作中。但從目前來看，我國應用型本科高校的工程數學課程教學并未貫徹這種理念，依舊沿用著過去的教學思路和方法，并未根據專業和職業發展方向的不同做出區分，其后果就是學生所掌握的知識無法和專業技能有機聯系起來，難以做到學以致用，這樣的人才并不是現如今的市場所需要的。

（二）教學方法陳舊

對工程類專業的學生而言，工程數學這門課程的意義就在于教會他們一種解決實際工程問題的方法，所以在教學的過程中，教師必須始終將數學知識與學生的所屬專業聯系起來，如此才能培養出具備實踐應用能力的專業型人才。而想要實現工程數學課程和學生專業知識體系的融合，必然需要更加科學有效的教學方法，而現今所使用的教學方法大多都落入“基本概念+性質+定理”的窠臼之中，并不能從數學建模的角度為學生提供一個分析、解決問題的思路與方法，導致學生積極性不高，影響教學效果。

（三）課程體系不合理

目前，我國很多應用型本科高校的工程數學課程體系都存在不合理之處。一方面，內容陳舊。當前社會科學技術發展十分迅速，工程類專業學生畢業后所從事的崗位工作內容不可避免地也出現了一定的變化。在這種情況下，工程數學課程內容必須盡快做出適應性調整更新，以適應時代發展。另一方面，內容安排不合理。工程數學課程教學內容大部分都是理論，缺少實踐環節，學生只是生硬地掌握了數學知識，但并不知道如何將其應用于工作實踐中。一些學校雖然開設了實驗類課程，但占比很少，且由于器材、設備的限制，取得的效果很不理想，并不能促進學生操作和應用能力的提升。

三、應用型本科高校工程數學課程教學改革的具體路徑

（一）基于人才培養目標建構全新的課程體系

建構全新的課程體系以適應應用型人才培養的要求是應用型本科高校工程數學課程教學改革的重點任務之一。在具體推進的過程中，應改變過去由數學教師進行課程體系建設的模式，引入計算機、工程技術等相關專業課程的教師，多方合作，共同研究討論，完成課程體系建設，這樣有助于工程數學與其他專業課程的銜接融合，同時也為教學模式的優化提供助力。其中需要注意的要點有二：其一，要基于各專業的需求對工程數學課程的教學大綱以及教學內容進行優化，充分適應不同專業人才培養的要求，分專業制定教學大綱。在教學內容安排上則要考慮各專業的教學計劃以及專業課程對工程數學理論知識的要求，嚴格貫徹實用性原則，以培養學生解決實際問題的能力為導向，進行教學內容的篩選和設置。其二，根據學生的實際情況進行分層教學?？紤]到學生數學基礎、學習態度以及理解接受能力的差異，基于分層理念對工程數學課程教學內容進行全面梳理，之后再根據應用型人才培養的需求將其劃分為不同的層次，對基礎理論和方法，要求所有學生都要掌握，而后續的教學重點應轉向實際應用層面，適當降低難度，如此才能將工程數學的價值充分發揮出來。

（二）轉變教學理念，完善課程教學方案設計

應用型本科高校的工程數學課程屬于專業基礎課，課程定位就是為專業課程教學提供服務，所以過度追求數學知識體系的完整性以及數學問題的嚴謹推理和求解是沒必要的，只有將其與專業實際聯系起來，工程數學課程的價值才能有效體現出來，這才是培養應用型專業人才的正確路徑。因此，在教學改革的過程中，應基于專業人才培養目標，致力于學生創新能力的培養，在課程中融入現代科學技術應用的內容，以全新的知識內容對現有的知識架構進行替換和補充，加強工程數學和其他專業課程的交叉融合，將其滲透到專業領域之中，如此才能培養學生的數學建模能力，提高其解決實際問題的能力。在教學方案的設計上，也應做出一定的調整，不能繼續固守過去單方面的理論知識講授，應在完善這部分內容的基礎上引入全新的教學形式，形成三層結構。第一層包含基本知識架構、典型學科方法以及擴展性知識;第二層是通過電子課件進行描述和演示;第三層是結合應用實例進行建模和算法呈現。

在具體教學的過程中，教師應該引入多樣化的教學方法來突出工程數學課程特點，如案例教學法，互動式教學法等。借助現代化的教學手段，如計算機軟件、多媒體或互聯網，呈現出更加真實、豐富的課堂教學內容，相較于傳統教學方法，可以將知識以更加生動、形象的方式展現出來。例如，在教學正態分布相關知識時，教師可以利用Matlab軟件以程序編寫的方式將正態分布的概率密度函數與概率分布函數隨參數變化的規律展現出來，方便學生理解正態分布的性質。

（三）強化實踐教學，培養學生的工程數學應用能力

考慮到工程數學的專業性質，在實際教學中，教師應適當地增加實踐性教學內容，通過靈活多樣的實踐教學活動將知識與應用更加緊密地結合起來。應用型本科高校應加大資源投入，對工程數學實驗課程進行開發，并將其融入各個專業的課程教學中，以開闊學生的視野，鍛煉其實際操作和應用能力。

綜上所述，在科技快速發展、產業技術頻繁更新的時代背景下，應用型本科高校應針對市場需求對工程數學課程進行改革創新，更新教學觀念，優化教學方法，改進教學體系，培養新時期理論扎實、實踐操作能力過硬的應用型人才，為社會發展奠定堅實的基礎。

參考文獻：

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