工科專業(yè)《高等數(shù)學(xué)》教學(xué)模式的研究與改革

劉波　梁成瑜

【摘 要】本文分析了關(guān)于工科專業(yè)學(xué)生學(xué)好高等數(shù)學(xué)的重要性，并從工科專業(yè)的應(yīng)用性特點出發(fā)，提出幾點教學(xué)模式改革方案，希望對工科專業(yè)的高等數(shù)學(xué)教學(xué)有一定幫助，能更加完善教學(xué)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量，讓學(xué)生在專業(yè)中更好的應(yīng)用高等數(shù)學(xué)。

【關(guān)鍵詞】工科數(shù)學(xué)；高等數(shù)學(xué)；教學(xué)改革

0 概述

隨著各類技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)學(xué)的應(yīng)用也不僅僅局限于自然科學(xué)，而是擴展到社會科學(xué)及藝術(shù)等各個領(lǐng)域。所以，各專業(yè)學(xué)生都需要有一定的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。對于理工類院校的高等數(shù)學(xué)教學(xué)，課程主要分為兩個方向，一個注重理論推導(dǎo)，另一方向則強調(diào)實際應(yīng)用。不同專業(yè)的學(xué)生，可根據(jù)專業(yè)需要選擇不同學(xué)習(xí)重點。對于數(shù)學(xué)系的學(xué)生來說，可能要深入學(xué)習(xí)理論的推導(dǎo)、定理的證明，培養(yǎng)富有邏輯的、嚴謹?shù)膭?chuàng)新思維。而對于工科類的學(xué)生來說，計算能力的訓(xùn)練是學(xué)習(xí)的重點，需要鍛煉、培養(yǎng)學(xué)生活用知識的能力，將數(shù)學(xué)的思維和方法應(yīng)用到實際工程中，培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的應(yīng)用型人才。

近年來，為適應(yīng)社會發(fā)展需要，提高學(xué)生就業(yè)競爭力，各院校培養(yǎng)人才方式也逐漸向應(yīng)用型轉(zhuǎn)型。全面培養(yǎng)應(yīng)用型人才已是社會趨勢。《高等數(shù)學(xué)》作為工科專業(yè)的基礎(chǔ)課程，其教學(xué)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(xué)模式改革方案。

1 工科高等數(shù)學(xué)教學(xué)改革方案

1.1 加強教師交流，調(diào)整課程設(shè)計

長久以來，我們都是將高等數(shù)學(xué)和各門專業(yè)課分開教學(xué)，導(dǎo)致許多工科專業(yè)的學(xué)生經(jīng)常忽視對高等數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)。學(xué)生能分別掌握各門專業(yè)知識，卻不知道如何應(yīng)用高等數(shù)學(xué)知識去解決專業(yè)課問題，這就需要數(shù)學(xué)老師和專業(yè)課老師進行充分而有效的溝通，調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，形成一個更適合工科專業(yè)學(xué)生的課程設(shè)計。數(shù)學(xué)是各門專業(yè)課的基礎(chǔ)，只有打好數(shù)學(xué)根基，處理專業(yè)問題時才能更加得心應(yīng)手。一個有針對性、有計劃的課程設(shè)計可以讓學(xué)生更加清晰的應(yīng)用高等數(shù)學(xué)知識解決專業(yè)課問題。所以，加強數(shù)學(xué)老師和專業(yè)課老師的交流十分重要。數(shù)學(xué)老師了解了工科中需要掌握的高等數(shù)學(xué)知識，就可以結(jié)合專業(yè)特點來展開教學(xué)課程，更有目的性且重點突出，也能減輕教學(xué)任務(wù)，幫助學(xué)生應(yīng)用高等數(shù)學(xué)知識解決工科問題。

1.2 案例教學(xué)

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

1.3 數(shù)學(xué)實驗課

檢驗真理的唯一途徑就是實踐，實踐，再實踐，數(shù)學(xué)也是如此。數(shù)學(xué)并不只是簡單的符號，抽象的定義，它更是一門應(yīng)用科學(xué)。建筑離不開數(shù)學(xué)，生物化學(xué)離不開數(shù)學(xué)，經(jīng)濟更離不開數(shù)學(xué)。為適應(yīng)社會發(fā)展需要，我們應(yīng)著重培養(yǎng)應(yīng)用型人才。許多學(xué)生掌握理論知識卻不會應(yīng)用，或者說不知如何去應(yīng)用，數(shù)學(xué)實驗課就是將高等數(shù)學(xué)知識投入到各類實驗中去實際應(yīng)用，過程中還增強了學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)軟件的編程能力。高等數(shù)學(xué)課程需要分配一定的學(xué)時進行Matlab等數(shù)學(xué)軟件的上機實驗，向?qū)W生專業(yè)方向引導(dǎo)，例如數(shù)據(jù)處理、仿真做圖等。教師在講授高等數(shù)學(xué)時也可將運算結(jié)果直接用數(shù)學(xué)軟件展示，這樣可以幫助學(xué)生更直觀清晰地理解問題。有了教師對案例的分析，加上學(xué)生的切身實驗、解決相關(guān)問題，才能真正理解和掌握高等數(shù)學(xué)的精妙。通過數(shù)學(xué)實驗，教師也能了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，并及時給予相應(yīng)指導(dǎo)。在條件允許的情況下，教師還可讓學(xué)生直接參與項目的研究。通過數(shù)學(xué)實驗，讓學(xué)生明白數(shù)學(xué)不是紙上談兵，而是實實在在的、廣泛的應(yīng)用。通過對高等數(shù)學(xué)的初步應(yīng)用，解決實際問題，對學(xué)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(wǎng)絡(luò)教學(xué)

貝爾·蓋茨在《未來之路》中寫道“任何地方的人都能上到由優(yōu)秀的教師教授的最好的課程”。的確，在信息時代，互聯(lián)網(wǎng)帶給我們更多可能，我們不止可以利用校內(nèi)的教學(xué)資源，還可以通過網(wǎng)絡(luò)參與到更多校外、甚至國外的優(yōu)秀專家、教師的課堂中去。同樣的高等數(shù)學(xué)知識，不同的教師教授的方法可能不同，并且，每個學(xué)生的理解能力也有所差別。所以，不同的學(xué)生應(yīng)選擇上合適他們的、不同的教學(xué)課程。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)課程將這一想法付諸實踐，充分滿足、方便了學(xué)生的需求，也更加調(diào)動了學(xué)生的積極性和自主性，給學(xué)生更多可能去學(xué)習(xí)校內(nèi)外優(yōu)秀課程。另外，工科專業(yè)的高等數(shù)學(xué)課時普遍緊張，課上可能沒有充裕的時間推導(dǎo)、證明每個定理，以及講解習(xí)題，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)課堂能充分彌補高等數(shù)學(xué)教學(xué)課時不足這一現(xiàn)狀。當(dāng)然，網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)不僅需要各學(xué)校和教師的相互支持、配合，共享教學(xué)力量，也需要有一定的教學(xué)設(shè)備。只有學(xué)（下轉(zhuǎn)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(xué)習(xí)環(huán)境，讓學(xué)生獲得更豐富的學(xué)習(xí)資源。

1.5 調(diào)動學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力

大學(xué)與中學(xué)的教育培養(yǎng)方式有很大不同，主要區(qū)別在于對學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。中學(xué)階段，實行的更多的是灌輸式教育，而大學(xué)需要學(xué)生有一定的自學(xué)能力，我們可以通過啟發(fā)式、討論式等來調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性。討論班學(xué)習(xí)便是一種能充分調(diào)動學(xué)生主動性的學(xué)習(xí)模式，它打破了傳統(tǒng)生硬的教學(xué)模式，先由教師給出明確的自學(xué)目標，指導(dǎo)學(xué)生閱讀相應(yīng)的教材、文獻，一定學(xué)習(xí)后，學(xué)生可自由發(fā)言對自學(xué)知識的理解以及存在的疑問，同學(xué)之間可以相互討論、講解，教師需要從旁指導(dǎo)，及時修正錯誤，并適當(dāng)提問以檢驗學(xué)習(xí)效果。三人行必有我?guī)煟瑢W(xué)生不能總是閉門造車，必須要與同學(xué)、老師多交流，掌握最新資訊。學(xué)生是教學(xué)的主體，這種交流研討式的學(xué)習(xí)能充分調(diào)動學(xué)生的主動性，發(fā)揮主體作用，提升學(xué)生學(xué)習(xí)能力的同時還能強化學(xué)生對高等數(shù)學(xué)知識的學(xué)習(xí)。

2 結(jié)束語

數(shù)學(xué)是科技現(xiàn)代化的基礎(chǔ)，是工科專業(yè)的基礎(chǔ)課程。工科學(xué)生學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)并不是要學(xué)生掌握每一個知識點，而是要學(xué)生了解數(shù)學(xué)思想、形成數(shù)學(xué)思維、解決專業(yè)問題。總之，工科專業(yè)高等數(shù)學(xué)教學(xué)模式的改革刻不容緩，數(shù)學(xué)教師需要從工科專業(yè)的應(yīng)用性角度出發(fā)，打破傳統(tǒng)教學(xué)模式，不斷創(chuàng)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(xué)模式，充分調(diào)動學(xué)生的主動性，使學(xué)生能更好的掌握以及應(yīng)用高等數(shù)學(xué)知識，成為造福社會的應(yīng)用型人才。

【參考文獻】

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