基于移動互聯(lián)網(wǎng)與Abet認(rèn)證的《應(yīng)用工程數(shù)學(xué)》課程建設(shè)的探索

周鋼

【摘要】本文基于移動互聯(lián)網(wǎng)與Abet認(rèn)證提出了《應(yīng)用工程數(shù)學(xué)》線上、線下混合式 “金課”建設(shè)的目標(biāo)，并針對現(xiàn)階段教學(xué)過程中存在的問題，指出了從教學(xué)理念、課程內(nèi)容、教學(xué)方法與手段、考核方式和教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)等方面進(jìn)行改進(jìn)的措施，最后明確了課程建設(shè)的意義.

【關(guān)鍵詞】應(yīng)用工程數(shù)學(xué);移動互聯(lián)網(wǎng);Abet認(rèn)證;混合式“金課”;數(shù)學(xué)建模

【基金項(xiàng)目】上海電機(jī)學(xué)院應(yīng)用數(shù)學(xué)學(xué)科建設(shè)項(xiàng)目（16JCXK02）;上海電機(jī)學(xué)院《應(yīng)用工程數(shù)學(xué)A》重點(diǎn)課程建設(shè)項(xiàng)目（A1-0228-19-027-053）

教育部高教司吳巖司長在2018年11月召開的第11屆中國大學(xué)教學(xué)論壇上談到要建設(shè)中國“金課”，其中就包括要建設(shè)線上、線下混合式“金課”[1].近期，借助移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)并且以Abet認(rèn)證[2]為基礎(chǔ)，改造傳統(tǒng)課堂、建設(shè)線上、線下混合式“金課”成為各大高校本科課程建設(shè)的熱點(diǎn).本文以《應(yīng)用工程數(shù)學(xué)》課程建設(shè)為例，探索新時(shí)期線上、線下混合式“金課”建設(shè)的方法和路徑.

一、課程建設(shè)的目標(biāo)

《應(yīng)用工程數(shù)學(xué)》是工科各專業(yè)的一門重要的基礎(chǔ)學(xué)科課，涉及內(nèi)容廣泛，與實(shí)踐聯(lián)系緊密，是基礎(chǔ)學(xué)科課程中應(yīng)用性較強(qiáng)的一門課程.本課程的建設(shè)目標(biāo)是：（1）提高《應(yīng)用工程數(shù)學(xué)》課程的教學(xué)質(zhì)量，最終把《應(yīng)用工程數(shù)學(xué)》建設(shè)成為省、市級線上、線下混合式“金課”（一流課程）;（2）針對Abet工程技術(shù)專業(yè)認(rèn)證（ETAC）的要求，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)數(shù)學(xué)知識及現(xiàn)代工具解決實(shí)際工程問題的能力.

二、教學(xué)過程中存在的問題

《應(yīng)用工程數(shù)學(xué)》這門課程融合了概率論、線性代數(shù)以及復(fù)變函數(shù)與積分變換的內(nèi)容.在教學(xué)過程中，我們發(fā)現(xiàn)了以下主要的問題：

（1）教學(xué)理念落后，已經(jīng)不適合用來指導(dǎo)現(xiàn)在的教學(xué).

以往的教學(xué)“重教輕學(xué)，重知識輕能力”.在課堂上，很多教師采用滿堂灌、填鴨式教學(xué)，注重知識點(diǎn)的羅列，以及各種題型的堆砌，而不去想辦法調(diào)動學(xué)生主動學(xué)習(xí)的積極性，不注重學(xué)生能力的培養(yǎng)，不關(guān)心學(xué)生是否具備解決實(shí)際問題的能力.在課外，很多教師也沒有通過更有效的方式使課外學(xué)習(xí)變成課堂學(xué)習(xí)的有效延伸，使學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)得到完善，使學(xué)生的學(xué)習(xí)效果得到提高.這樣的理念指導(dǎo)教學(xué)，結(jié)果是大部分學(xué)生為了學(xué)習(xí)而學(xué)習(xí)，做不到活學(xué)活用、舉一反三.

（2）教學(xué)內(nèi)容受制于學(xué)科知識的完整性，已經(jīng)使現(xiàn)在的教學(xué)節(jié)奏異常緊迫.

由于教師習(xí)慣要求學(xué)科知識的完整性，因此以往的教學(xué)內(nèi)容追求大而全，沒有考慮課時(shí)變化的實(shí)際情況，這就造成平時(shí)上課時(shí)間安排特別緊張.在課堂教學(xué)中，教師總是匆匆忙忙開始、匆匆忙忙結(jié)束，為了完成教學(xué)大綱規(guī)定的內(nèi)容，教師疲于奔命，更談不上思考如何去培養(yǎng)和提高學(xué)生解決實(shí)際工程問題的能力.這樣的教學(xué)安排使學(xué)生與Abet工程技術(shù)專業(yè)認(rèn)證（ETAC）的要求相差甚遠(yuǎn).

（3）教學(xué)方法與手段老舊，已經(jīng)不能滿足現(xiàn)在教學(xué)的需求.

以往的教學(xué)方法與手段大部分是采用板書或者板書與PPT相結(jié)合的方式，盡管這些方式有自身的優(yōu)點(diǎn)，但是缺點(diǎn)也很明顯，比如黑板空間有限導(dǎo)致學(xué)生需要不停地做筆記而失去思考的時(shí)間，或者使用PPT時(shí)講解速度快，使上課像是在看電影.因此，這樣的方法與手段無法調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，也只能對學(xué)生的學(xué)習(xí)情況做出感性判斷而不是量化評價(jià)等，最終成為填鴨式教學(xué)的工具，而不是成為能力培養(yǎng)和過程評價(jià)的幫手.

（4）考核方式呆板，已經(jīng)無法科學(xué)、有效地評價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果.

以往的課程總評成績主要是由期末考試卷面成績、作業(yè)和考勤三部分構(gòu)成.這樣的考核方式注重痕跡管理，導(dǎo)致了一些不良現(xiàn)象的發(fā)生，比如學(xué)生在課堂上睡覺或玩手機(jī)，點(diǎn)名完后就早退，課后抄作業(yè)，考前短時(shí)間沖刺以僥幸心理準(zhǔn)備期末考試.有的教師往往為了及格率對有些平時(shí)表現(xiàn)并不好的學(xué)生隨意給了很高的平時(shí)成績，這樣的做法無法有效評價(jià)學(xué)生的真實(shí)學(xué)習(xí)狀態(tài)，對成績好的學(xué)生是極大的打擊，造成學(xué)習(xí)風(fēng)氣變得越來越差，對學(xué)生的長遠(yuǎn)發(fā)展沒有好處.

三、課程建設(shè)的內(nèi)容

為了解決本課程教學(xué)過程中存在的各種問題，達(dá)到Abet工程技術(shù)專業(yè)認(rèn)證（ETAC）的要求，我們必須開展富有成效的課程建設(shè)，課程建設(shè)的基本框架如下：

（1）教學(xué)理念的更新.

以O(shè)BE理念作為本課程建設(shè)的指導(dǎo)思想.OBE，是英文Outcomes-based Education的縮寫，就是以成果為導(dǎo)向的教育理念.美國工程教育認(rèn)證協(xié)會將OBE的理念貫串于工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的始終.OBE理念使教學(xué)從按照學(xué)科邏輯展開向成果導(dǎo)向轉(zhuǎn)變，要求課程教學(xué)以畢業(yè)要求為目標(biāo)，課程教學(xué)要求的達(dá)成要能支撐畢業(yè)要求的達(dá)成.OBE理念使教學(xué)從以教師為中心向以學(xué)生為中心轉(zhuǎn)變，使教學(xué)質(zhì)量管理從質(zhì)量監(jiān)控模式向持續(xù)性改進(jìn)轉(zhuǎn)變，使教學(xué)質(zhì)量管理體系擁有“閉環(huán)”特征，即通過監(jiān)控發(fā)現(xiàn)偏差，通過調(diào)整糾正偏差，再研究產(chǎn)生偏差的原因，最后對系統(tǒng)進(jìn)行持續(xù)改進(jìn).

（2）教學(xué)內(nèi)容的深化.

我們要精煉教學(xué)內(nèi)容，在教學(xué)中融入數(shù)學(xué)建模思想并且結(jié)合Matlab軟件開展教學(xué).對于概率模塊，我們主要講授事件與概率、一維隨機(jī)變量及期望與方差;對于線性代數(shù)模塊，我們主要講授矩陣、行列式、線性方程組以及向量組的線性相關(guān)與線性無關(guān);對于復(fù)變函數(shù)與積分變換模塊，我們主要講授復(fù)數(shù)與復(fù)變函數(shù)、解析函數(shù)、復(fù)變函數(shù)的積分以及拉普拉斯變換等內(nèi)容.[3]要達(dá)成Abet工程技術(shù)專業(yè)認(rèn)證（ETAC）中對學(xué)生能力培養(yǎng)的要求，我們可以在課程教學(xué)中引入Matlab軟件，不僅要求學(xué)生掌握知識點(diǎn)，而且要求學(xué)生會使用Matlab軟件輔助解決實(shí)際問題.我們認(rèn)為在教學(xué)中融入數(shù)學(xué)建模的思想是培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力的有效途徑.

（3）教學(xué)方法與手段的改進(jìn).

我們要開展基于超星“學(xué)習(xí)通”的移動互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)、翻轉(zhuǎn)課堂與微課視頻教學(xué).在移動互聯(lián)網(wǎng)迅猛發(fā)展的今天，我們可以充分利用信息與通信技術(shù)改造課堂教學(xué)，克服傳統(tǒng)課堂的不足，為課堂教學(xué)提供全新的教學(xué)場景.我們借助超星“學(xué)習(xí)通”具備的掃碼簽到、隨機(jī)點(diǎn)名、課后手機(jī)存儲課件、手機(jī)實(shí)時(shí)遙控投影儀、手機(jī)端課堂測驗(yàn)、試卷推送、彈幕與紅包等功能，可以很大程度避免學(xué)生在課堂上玩手機(jī)的現(xiàn)象出現(xiàn)，充分調(diào)動課堂學(xué)習(xí)氣氛，有效評價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)并對學(xué)生及時(shí)預(yù)警，為學(xué)生課后碎片化學(xué)習(xí)提供方便.我們開展翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)可以最大限度地調(diào)動學(xué)生的主觀能動性，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力.我們不再占用課堂時(shí)間來講授教材上的知識，而是要求學(xué)生在課前通過觀看網(wǎng)絡(luò)公開課、查閱書籍、與同學(xué)討論等形式自主學(xué)習(xí)這些知識，使學(xué)生實(shí)現(xiàn)個(gè)性化學(xué)習(xí).這樣我們在課堂上就會有更多的時(shí)間與每個(gè)人交流，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化指導(dǎo).我們將利用6～12小節(jié)內(nèi)容開展翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué).另外，對于一些難度較大的知識點(diǎn)，我們將錄制微課視頻，幫助學(xué)生更方便地進(jìn)行自主學(xué)習(xí).

（4）考核方式的改革.

我們開展基于超星“學(xué)習(xí)通”大數(shù)據(jù)技術(shù)的學(xué)習(xí)過程評價(jià)的改革，可以把平時(shí)測驗(yàn)作為考核的重要依據(jù).超星“學(xué)習(xí)通”可以方便地在手機(jī)端開展隨堂測驗(yàn)或課外預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)的檢測，并分析和記錄測驗(yàn)的結(jié)果，能夠完整地記錄學(xué)生的考勤情況和課堂表現(xiàn).幾乎在每堂課上，我們都利用超星“學(xué)習(xí)通”對學(xué)生開展2～4次的隨堂測驗(yàn)（每次測驗(yàn)一道題，測驗(yàn)題目可以是單選題、填空題以及解答題）.每個(gè)模塊結(jié)束后，我們還利用超星“學(xué)習(xí)通”對模塊內(nèi)容進(jìn)行測驗(yàn)（總共開展3次模塊測驗(yàn)）.這樣，我們就基本做到每堂課有測驗(yàn)、每個(gè)模塊有測驗(yàn)，在教學(xué)全過程對學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)過程評價(jià).在期末評定成績時(shí)，我們可以把超星“學(xué)習(xí)通”的最終數(shù)據(jù)作為依據(jù)，實(shí)事求是地對每個(gè)學(xué)生給出有效的評價(jià).這樣的做法可以極大地改善班級的學(xué)風(fēng)，極大地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果.

（5）教學(xué)團(tuán)隊(duì)的建設(shè).

學(xué)校應(yīng)積極開展師資選拔和引進(jìn)工作，采取留住本校人才、吸引外來人才、培養(yǎng)年輕人才等方式培養(yǎng)一批教學(xué)骨干，逐步形成一支學(xué)歷結(jié)構(gòu)、年齡結(jié)構(gòu)、職稱結(jié)構(gòu)更加合理，人員穩(wěn)定、教學(xué)效果良好的《應(yīng)用工程數(shù)學(xué)》課程的核心教學(xué)團(tuán)隊(duì).對新進(jìn)青年教師的培養(yǎng)和管理實(shí)行傳幫帶式的導(dǎo)師負(fù)責(zé)制度和試講評教制度.核心教學(xué)團(tuán)隊(duì)要充分利用教研活動時(shí)間邀請骨干教師給新進(jìn)教師開設(shè)有關(guān)教學(xué)研究的專題講座，幫助新進(jìn)教師盡快熟悉《應(yīng)用工程數(shù)學(xué)》課程教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)，使得新進(jìn)教師盡早站穩(wěn)講臺.核心教學(xué)團(tuán)隊(duì)要積極開展對外交流，加強(qiáng)同類型兄弟院校同行之間的交流，積極參加本課程的全國性教學(xué)研討會、交流會，學(xué)習(xí)別人的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，積極邀請校外相關(guān)專家來我校講學(xué)、指導(dǎo)教學(xué)工作，提高自身整體教學(xué)水平和教學(xué)研究能力.

四、課程建設(shè)的意義

本課程建設(shè)為構(gòu)建技術(shù)應(yīng)用型本科教育的特色課程體系提供了有力的支撐，為各專業(yè)通過Abet工程技術(shù)專業(yè)認(rèn)證（ETAC）提供了符合認(rèn)證要求的數(shù)學(xué)課程，為同類兄弟院校開展類似課程建設(shè)提供了可推廣、可復(fù)制的經(jīng)驗(yàn).

【參考文獻(xiàn)】

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[3]朱泰英，劉三明，郭鵬.應(yīng)用工程數(shù)學(xué)[M].北京： 中國鐵道出版社，2019.