《水利數學》指導下的水利專業工程數學教學改革研究

王輝宇

工程數學是水利專業所開設的基礎數學課程，其中包括離散數學、數值計算方法、數學物理方程等各類工程數學課程。這些數學課程是水利專業學生必須掌握的數學基礎，是后續水利專業課程學習必備的基礎條件。工程數學是較為傳統的基礎課程，教學重點在于教授學生數學理論知識與解題技能。在社會急劇變化的環境下，傳統的工程數學教學已經滿足不了社會對水利工程人才的需求，水利工程設計、建設模式與技術都出現了巨大的改變。因此，水利專業工程數學教學亟須改革，需要實現水利專業學生在掌握基礎數學原理的情況下掌握計算機模擬技能、數學建模技能，且注重數學實踐能力的培養，以推動水利專業學生綜合數學思想的形成。《水利數學》是基于水利工程數學課程標準所編著的，該書針對水利專業的人才培養目標以及水利行業對水利人才的培育需求，選擇了13個具有代表性的學習項目。該書所涉及的每一個學習項目都有相應的水利工程案例，同時融入了數學文化和數學計算軟件的內容，是培育水利專業人才數學綜合素養的重要書籍。

在我國水利行業快速發展的背景下，水利專業對工程數學課程的要求不斷提升，更加關注培養水利專業學生的數學素養與數學應用能力。基于此，必須結合當前水利行業的人才需求與工程數學教學目標來開展工程數學教學改革，力求為水利專業人才培養提供堅實的保障。結合《水利數學》一書以及當前水利專業工程數學的教學情況，筆者認為可以從以下幾個方面入手進行工程數學教學改革：第一，改革水利專業工程數學教學理念。工程數學的學習不僅涉及基礎數學概念，同時還要學習工程數學內在思想與方法，只有掌握工程數學的精髓才能夠滿足水利專業的需求。基于此，必須改革水利專業工程數學教學理念。一是要重視教學質量，將教學質量作為工程數學教學的重點，注重提升工程數學教學質量與效果，將培養水利專業學生綜合素養貫穿于工程教學的全過程;二是要建立以學生為主體的教學意識，將數學素養培育與工程實踐能力作為工程數學教學的出發點，靈活運用現代教育技術與多元化教學方法激發學生主觀能動性，引導水利專業學生利用數學思維來分析事物的本質;三是要建立以學為主的教學理念，始終以學生為核心開展工程數學教學，重點講解工程數學中的核心內容，淡化計算技巧的訓練，適當添加水利工程應用實例，力求奠定學生數學基礎。第二，改革水利專業工程數學教學內容。針對當前水利專業工程數學教材過于注重整體性而實用性不高的情況，從培養水利專業學生綜合素質入手，根據水利專業學生必須具備的數學基礎能力與創新素養的要求，對水利專業工程數學內容進行改革。水利專業的人才培養目標為培養現代水利行業所需的高素質、高技能人才，因此工程數學教學內容方面需要實現數學應用能力培養與專業課程相結合，始終堅持實用性原則，根據水利專業學生的實際情況與專業要求來組織工程數學教學內容。如水利工程專業學生學習導數、積分、線性代數、水利管理專業學生學習概率、數值計算等。第三，改革水利專業工程數學實踐教學。水利專業工程數學實踐教學歷來是教學的重點難點，為了進一步滿足現代水利工程發展對水利人才的綜合需求，需要針對工程數學實踐教學進行改革，讓數學實踐可以與水利專業知識結合得更加緊密。如在《復變函數與積分變換》課程中適當增加快速Fourier變換、Mat Lab函數變換等;在《數學物理方程》的教學過程中，不僅要教授基礎的數學物理計算技能，還需要介紹Mat Lab中偏微分方程工具箱的使用方法，且應用于實際問題的處理中。這樣才能夠讓水利專業學生形成數學建模到模型解答的全過程體驗，掌握現代計算技術與數學之間的密切關系。通過水利專業工程數學實踐教學的改革，能夠強化水利專業學生數學應用意識，提升水利專業學生的數學應用能力，使得水利工程數學教學更加符合水利工程人才培養的實際需求。第四，改革水利專業工程數學教學評價方式。水利專業工程數學教學評價是針對教師教學與學生學習情況進行評價的過程，水利專業工程數學改革要轉變以往單一的評價方式，運用量化評價與定性評價方式。在對教師教學情況的評價過程中，可以運用學生評價、同行評價、專家評價以及領導評價等方式;在對學生學習情況進行評價的過程中，可以運用量化評價與定性評價相結合的方式。量化評價方面不將學生的考試成績作為唯一評價標準，而是綜合日常學習情況與考試成績來對學生的課程學習情況進行評分;定性評價則是根據每一位學生的實際情況，考察學生的出席情況、課堂紀律、學習態度、進步情況等，結合學生課堂參與度、學習主動性、創新思維等，運用描述性語言進行評價，靈活運用正面、積極的評價方式對學生的努力予以肯定，以激發學生的學習興趣與欲望。