工程數(shù)學課程素質(zhì)教育改革的探索

侍紅軍 孫永征 吳彥強

【摘 要】工程數(shù)學課程是為了幫助同學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)絡化時代的到來，工程數(shù)學課程面臨著進一步改革教學方法與提高學生綜合素質(zhì)的要求。本文結(jié)合筆者多年的教學經(jīng)驗，就工程數(shù)學中素質(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 素質(zhì)教育

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

數(shù)學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)學方程，來解釋并指導我們解決所面臨的實際問題。

在我國普通高等學校的工科專業(yè)基礎(chǔ)課程中，工程數(shù)學課程是為了幫助同學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)學課程是一門綜合性的課程，包括積分變換、復變函數(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)計部分單獨開設(shè)課程，而將剩下的復變函數(shù)、場論和積分變換三部分內(nèi)容作為工程數(shù)學的主體內(nèi)容，共計48課時。

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

一 發(fā)揮多媒體教學優(yōu)勢，提高學生學習的主動性

隨著多媒體技術(shù)的發(fā)展，各個高校都在改革傳統(tǒng)的教學手段，從多方面發(fā)揮多媒體教學的優(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，有助于吸引學生的注意力，調(diào)動學生學習的積極性，而且這些教學手段能夠多樣化作用于學生的感觀，使比較抽象的數(shù)學知識學起來也不感到枯燥，讓學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)學軟件，提高學生解決問題的綜合能力

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

三 適當穿插數(shù)學史教育，提高學生數(shù)學素養(yǎng)

在具體的課堂教學中，由于數(shù)學專業(yè)課程基本概念及理論推導內(nèi)容占了相當篇幅，同學們對于這方面的教學內(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，適當提高教學內(nèi)容的趣味性也是非常必要的。筆者在工程數(shù)學課程的教學過程中，

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

結(jié)合復數(shù)的發(fā)展歷史，適當穿插一些非常經(jīng)典的數(shù)學大師（如高斯）的精彩視頻。英國BBC電視臺制作的《數(shù)學的故事》系列視頻非常精彩，比較適合剪輯后作為數(shù)學背景及發(fā)展的素材供教學使用。這樣做不但有效地活躍了課堂氣氛，而且同學們也能夠進一步理解這些復雜的數(shù)學概念產(chǎn)生的背景知識，數(shù)學不僅僅只是工程計算的具體應用，還可以從中體會到數(shù)學的抽象之美，提高同學們自身的數(shù)學素養(yǎng)。

四 改革評價體系，全面提高學生各方面綜合能力

在傳統(tǒng)的教學評價體系中，同學們基本是一考定終身，很多同學已經(jīng)習慣于平時不怎么學習，只依靠最后的考前輔導，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，嚴重偏離了本課程的設(shè)計規(guī)劃目標。要知道學習并不僅僅是為了應付考試，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行改革。學生在具有一定程度數(shù)學知識以后，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、生動活潑的學習環(huán)境；并且由于課外活動比課堂教學更開放，有利于因材施教，學生可以根據(jù)自己的興趣愛好自主參加課外活動。

中國礦業(yè)大學在近幾年的本科教學中十分重視過程考核，將學習過程中不可缺少的課后練習等環(huán)節(jié)也納入到了最后的成績評價中。雖然很多學校已經(jīng)在課程成績中設(shè)置了平時成績這一塊，但我認為這樣的設(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)學實驗等拓展內(nèi)容不但可以作為豐富教學內(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，作為課堂教學的有益補充。經(jīng)過我們課外教學活動的具體實踐，發(fā)現(xiàn)這樣的改革有助于提升同學們查閱文獻、撰寫小論文的能力，能全面提高學生的綜合能力。

五 結(jié)合學生專業(yè)需求，不斷更新教學內(nèi)容

在我們編制工程數(shù)學課程的教學大綱時，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，絕大部分專業(yè)都需要學習現(xiàn)象代數(shù)與概率統(tǒng)計部分，所以我們學校將上述兩部分內(nèi)容單獨開設(shè)課程；其他部分如場論和積分變換只有在信電學院與計算機學院的專業(yè)課程中才會涉及，因此我們針對上述兩個學院單獨開設(shè)了工程數(shù)學課程。另外為了更加有針對性地與同學們的專業(yè)課程對接，我們在具體的教學內(nèi)容設(shè)計環(huán)節(jié)經(jīng)過充分與其他專業(yè)課程任課教師進行探討，擴充了積分變換部分的教學內(nèi)容，除了正常的典型例題，我們還適當增加了與學生專業(yè)內(nèi)容緊密相關(guān)的部分例題與習題。通過不斷更新教學內(nèi)容，結(jié)合多媒體教學的多方面立體互動的教學方法，取得了不錯的教學效果。

六 加強正面引導，教書不忘育人

所謂綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，不僅僅是專業(yè)知識的學習，還包括學生的人生觀、價值觀的培養(yǎng)。高校教師承擔著最莊嚴、最神圣的使命。梅貽琦先生說：“所謂大學者，非謂有大樓之謂也，有大師之謂也。”作為高校教師，既是學問之師，又是品行之師，教師要時刻銘記教書育人的使命，以人格魅力引導學生心靈，以學術(shù)造詣開啟學生的智慧之門。習近平總書記在北京大學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過程中要時刻加強正面引導，教書不忘育人。

七 總結(jié)

隨著對于高等學校“重科研、輕教學”的辦學思想的反思，各個高校已經(jīng)開始重新將政策適當向教學傾斜。例如四川大學設(shè)立了“卓越教學獎”，明確提出了“教師是第一身份”的評價導向，讓從事本科教學的優(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)高等學校培養(yǎng)學生綜合素質(zhì)的目標，我們需要從多方面入手，想方設(shè)法提高學生學習的主動性，包括進行多媒體教學改革、增加數(shù)學實驗環(huán)節(jié)和數(shù)學史趣談等；同時要因材施教，要根據(jù)學生專業(yè)的不同，不斷更新教學內(nèi)容；當然為了培養(yǎng)學生的綜合素質(zhì)，適當改革教學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)學課程的教學過程中，逐步達到新時期大學生綜合素質(zhì)培養(yǎng)的目標。

參考文獻

[1]范興華、王文初.工程數(shù)學教學策略的實踐及探索[J].大學數(shù)學，2005（2）

[2]鮑婕.工程數(shù)學教學模式的改革——數(shù)學理論與專業(yè)應用相結(jié)合[J].黃山學院學報，2012（5）

[3]趙秀影、魏靜元、全吉成等.數(shù)學實驗在工程數(shù)學教學中的應用[J].大學數(shù)學，2013（6）

[4]魏巍.在工程數(shù)學教改中加強數(shù)學軟件培養(yǎng)的探索[J].數(shù)學學習與研究（教研版），2011（15）

[5]于鳳敏、于南翔、吳慧蓮.MATLAB在工程數(shù)學教學中的應用[J].重慶郵電大學學報（自然科學版），2007（S1）

〔責任編輯：林勁、李婷婷〕