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卓越工程师班高等数学的教学改革

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摘要:“卓越工程师教育计划”的培养目标是造就一批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才。围绕这一目标,高等数学作为重要的基础课,在改善人才智能结构、培养学生科学思维和创新能力等方面都具有十分重要的意义。探索高等数学教学的教学规律,解决教学过程中不断出现的新矛盾,是当前课堂教学改革的一大课题。

关键词:卓越工程师班;高等数学;教学改革

高等数学是培养和提高学生的抽象思维、立体空间思维、辩证思维的重要课程。数学思维是以数量关系和空间形式为思维对象、以数学的语言和符号为思维载体,并以认识和发展数学规律为目的的一种思维。高等数学的学习过程就是培养学生思维能力的过程。高等数学是高度抽象的数学模型,是现实事物本质属性和思想方法的“结合体”。只有学好高等数学,在深入掌握工程专业学科的基础上,才能做到基本理论和工程学之间的相互渗透和互通,才能做到从本质上把握学科之间的联系,才能做到多学科之间的交叉和融合,才能在以现代高科技为特点的创新工作中占据有利位置。因而,在新时期卓越工程师教育培养计划中,打好数学理论基础,学好高等数学对于提高学生的知识层次和未来创造性极为重要。

一、数学及数学模型对卓越工程专业的作用

1.数学与逻辑思维。数学思维是以数量关系和空间形式为思维对象、以数学的语言和符号为思维载体,并以认识和发展数学规律为目的的一种思维。对培养学习者的逻辑思维能力具有得天独厚的优势。因此,在培养工程专业人才的过程中数学无疑起到了奠基的作用。通过数学的学习培养出良好的逻辑思维能力。

2.数学与工程学基础。随着卓越工程师培养计划的不断深化,现代技术水平的不断提高,对高等数学的要求也日渐提高。各项工程学专业的专业课与高等数学紧密相关,一定程度上,学生如果未更好地掌握高等数学的计算方法和逻辑空间能力,也将对工程专业课的学习产生一定的难度,因此,数学及数学模型是现代工程学基础中最重要的组成部分。

二、目前存在的问题

1.课程设置不合理。高等数学主要是为专业课奠定数学理论基础,然而由于专业课多、学校重视程度不足等原因,数学课时较少,学生的数学思维和能力没有得到有效的提高。而专业课所用到的数学知识和能力又要求特别高,这难以满足卓越工程师专业对数学基础的要求,势必影响到学生对专业课的学习。

2.教材重理论轻应用。高等数学教材版本虽然很多,但教材在内容编排方面大同小异,定义、性质、证明、推论等理论性极强。但教学内容陈旧,体系单一,既没有涉及工程学本质,也没有针对工程专业提供的应用实例,给学生掌握数学思想和方法,学习数学新知识造成困难。使得学生不能将所学的数学知识运用到实际的工作学习中。

3.授课教师的知识结构单一。目前,从事工程专业高等数学教学的教师都是数学专业毕业的,缺乏工程学知识,一般也不了解现代工程学是如何同数学结合,进而快速发展的。因此,在教学过程中,难以避免地将工程学专业的高等数学课程变成纯数学理论课程,学生在学习过程中不能把所学的知识与专业知识有机地结合,这就制约了学生学习本门课程的积极性与主动性。

4.学生的学风有偏差。随着高校招生的扩大,学生入学的水准逐渐下降,主要表现为:数学基础参差不齐、缺乏学习的积极性与主动性、自我约束能力较差。另外,高等数学逻辑性强,习题多,并且由于缺乏内在系统认知,所学数学知识只能产生短时记忆,不能在解决问题时灵活应用。在认识不到高等数学重要性的情况下必然导致学生对高等数学的厌学心理。这些,无疑增加了授课的难度。

5.数学实践应用缺失。传统观念认为高等数学只是一门理论课,其实,现代知识要求其高度的实践性,没有实践只有理论的学科注定了其脱离时代。然而高等数学却是所有理工类、医学类,甚至是某些文科专业的实践基础,在它理论学科的表层下掩盖着实践的本质。不涉及实践这个本质来教授高等数学,无法培养出高素质人才。

三、教学改革的方法和措施

如何完善课程设计、改革教学方法、理顺知识结构;如何解决现有的高等数学教材理论性极强而专业性较弱的问题;如何提高授课教师工程学知识问题;如何解决高等数学在专业实践应用性不高的问题,这些方面的探讨与改革势在必行,也刻不容缓。这样的问题也存在于其他的院校,目前国内外各院校也处在探索阶段,由于各个学校情况不尽相同,对卓越工程师班高等数学课的探讨与改革势必继续深入下去。根据我校的具体情况,需要对卓越工程师班高等数学课程进行一系列的改革,特别是在课程设置、教学方法及实践教学环节的改革。本项目以内容新、水平高、效果好为原则,提出以下研究方法、手段和实施方案:

1.改变课程设置的格局,使其更为合理,对重要理论给予充分的课时展开。课程改革不是简单地删减也不是盲目扩张,应该是科学地和以能满足学生要求而不增加学生负担为前提的改革。

2.教材是实施课程目标的重要保证。目前我校卓越工程师班高等数学的教材,理论性强、专业性较弱,针对专业提供的应用实例很少。课题组将以机制专业为背景,结合我校卓越工程师班的实际,编著适合我校卓越工程师班的高等数学教材,使其理论更贴近专业知识,突出专业特点,提高其应用性。

3.对教师队伍进行规划,对从事卓越工程师班高等数学的教师有计划的培训,使他们了解所教专业对理论的要求,提高自身的业务水平,能够针对学生的专业对相关的知识进行处理,将高等数学的理论尽量和学生已经学过的知识以及即将开展的专业学习加以结合。

4.课堂教学是学生获取知识的关键环节,在教学过程中不断改革和完善教学方法和手段,要根据教学内容寻求适当的教学方法,还要根据授课内容授课对象进行分层次教学,以培养学生创新能力。充分了解学生对知识能力的要求,在教学工作中,学生为主体,教师为指导者。重视学生全方位素质的培养,使学生愿意学习,学会学习,以培养其逻辑思维能力、实践能力为主要任务。

5.加强高等数学的实践性,增加高等数学中数学建模的内容,让学生用所学的知识解决专业中出现的问题,建立简单的模型,模拟理论过程。这既增加了学生动手能力,又加深了学生对高等数学知识的印象,更明确了数学和专业结合才能更科学解决实际问题。考评方式上,将课程小论文与其他方面结合考核,形成科学合理的考评体系。为了检验学生的学习效果,充分调动学生学习的积极性、主动性,不应单单以学生的卷面分数作为唯一的考核标准,而应采用多种形式结合的方式,动员学生在日常学习中勤动手,提升创新力和实践力,编制一套对应的考评体系。

总之,卓越工程师教育培养计划下高等数学的教学改革是当前教育改革的重要方面,也是学生全面发展的必然需要。作为专业数学教师,只有适应不断变化的发展需要,不断地进行教学探索,才能使得教授过程更好地培养学生创新精神和实践能力,更有利于快速提高教学质量,为国家和社会发展培育更多的可塑之才。

参考文献:

[1]教育部.教育部关于实施卓越工程师教育培养计划的若干建议[R].2010

[2]林健.卓越工程师教育培养计划通用标准研制[J].高等工程教育研究,2010(4)

[3]周英.落实卓越工程师教育培养计划大力培养工程科技创新人才[J].中国大学数学,2011(8)

[4]杨宏林,丁占文,田立新.关于高等数学课程教学改革的几点思考[J].数学教育学报,2004(2)

[5]汪宏远,曹万昌,李小霞,张志旭,温绍泉.医用高等数学的教学思考[J].中国科教创新导刊,2014(4)

作者:汪宏远;张志旭;李晓霞;赵坤;杜春雪;曹万昌 单位:佳木斯大学理学院

卓越工程师班高等数学的教学改革责任编辑:张雨    阅读:人次