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计算机工程教育线性代数课程建设

2019/04/26 阅读:

摘要:工程专业教育认证是满足人才市场高质量工程师需求的有效途径。线性代数作为一门公共数学课,在众多的工科专业中开设,有较强的逻辑性,能培养学生的数学思维,尤其是计算机专业。按照工程教育认证的理念和方法结合计算机专业的特点,对线性代数课程进行了教学内容、教学方法方面进行了改革,取得较好效果。面向工程教育认证的线性代数课程建设对培养高素质的计算机工程人才具有积极作用。

关键词:工程教育认证;线性代数;教学团队;教学内容;教学方法

1引言

随着我国对高端计算机工程人才需求越来越大,现阶段计算机专业的毕业生并不能满要求,主要原因是高校的计算机专业的教育与企事业的要求存在差距,工程教育认证[1]是保证人才培养质量的有效方法之一,美国是最早采取该方法的国家[2],目前包括国内的上海交通大学、华东理工大学、清华大学等都采用了工程教育认证的方法,工程教育认证涵盖了多个工科学科,包括了计算机专业[3]。工程教育认证对计算机的每个细分专业都给出了详细的标准及具体要求,目的是培养学生具有良好的专业素质且有提出问题、解决问题能力。线性代数是一门培养学生分析和设计创新能力的重要核心课程,因此需要对线性代数课程进行改革和重构,我们主要对教学团队、课程内容、教学方法进行了改革,以适应工程教育下的教学改革。

2提升教师意识,建设教学团队

由于工程思想并未全面普及,教师普遍缺乏工程意识或工程实践经验,对工程、技术、科学的三者关系认识不清楚,不能讲解线性代数知识的时候贯彻工程思想,不能将线性代数知识与计算机相关知识联系在一起,以及,因此提升授课教师工程意识成为首要任务,授课教师通过学习工程教育认证文件,参加工程实践,提高了工程意识。经过多年的建设,不断的探索与改进,现阶段已经具备了课程教学团队,目前线性代数课程的师资配备已达一定的要求基本形成了较好的教学团队,其中教授1人,副教授2人,讲师2人,组建了线性代数课程的教学团队。

3贯彻工程思想,改革课程内容

教学内容是一门课程的整个教学活动的核心、因此教学内容是整个课程建设的重点,丰富的有特色的教学内容能让学生更快地进入学习状态,结合工程教育的思想对线性代数课程内容进行了改革。主要从以下三个方面进行。

3.1教学大纲的改进

现有教学大纲与实践环节设置不尽合理,缺乏工程教学案例、工程实践案例等。专业认证强调工程能力的培养和训练,这些都需要体现在课程建设上,线性代数教学大纲是课程教学安排、教学过程评价的依据。新的线性代数教学大纲包括课程信息、课程目的、能力要求、教学内容、教学要求、考核方式说明、教学评价、参考书籍、诚信要求等。新大纲不仅把工程认证的要求体现在教学大纲中,而且考虑到线性代数课程具有高度的抽象性:符号多、公式多、概念多、定理多,在培养学生的数学系统思维、抽象思维等方面起到重要作用,因此结合工程认证培养的要求,对包括数学原理、数学应用等方面,合理地设计课程的教学内容,学时分配,教学难点、教学重点、教学深度的确定。

3.2重构教学重点

线性代数教学重点的重构是从需求开始,专业工程认证需要有课程对毕业要求指标的支撑,以反向设计原则[4]来规划线性代数课程重点。反向设计是以针对传统的正向设计而言的,以往的教学设计都是从构建课程体系入手,以教师为中心,强调知识体系的系统性和完备性,对行业的专业需求不太重视。根据工程教育认证的要求,教学团队对线性代数课程的重点进行重新梳理,重新确定了教学重。

3.3改进教学评价

工程认证的达成度评价[5]是工程教育中的重要评价依据,以及与应达成度评价相应能力要求。通过对达成度的评价,可以明确教师在教学中的职责和便于教师掌控教学环节,同时需要对学生提出学习要求,也为工程教育认证标准的持续改进提供依据,以确保不断提升教学质量。线性代数的教学为了提高学生工程能力将线性代数课程目标与工程认证的毕业要求一一对应;整个教学过程及环节以学生为中心,以学生毕业成果为导向,不断改进教学效果,教学内容,教学手段,完成对课程目标的支撑,使学生掌握线性代数的基本理论和知识,着重培养学生运用知识的能力,研究和解决问题的能力,为达到学生的毕业要求奠定良好的基础。

4实施工程教学,改进教学方法

教学团队经常对教学方法进行研讨,采取各种教学方式,增强教学效果,努力达到工程认证要求。将“多媒体教学”[6]“网络教学”[7]“微课形式”[8]与传统教学手段相结合,极大的了丰富教学内容,拓展了教学时空,增强了师生互动方式,让教学过程更加生动,提高教学效率,以学生为重心,激发学生学习的主动性。采用研讨式教学[9]根据线性代数课程的教学内容、目的、学生的知识规律和知识水平,采用各种教学手段,根据工程认证的要求,采用研讨式办法讲授知识、培养学生能力,促使学生积极主动地学习,达到工程认证的要求。采用实例教学方法[10],根据实例出发,按工程认证要求,由实际问题出发通过实例学习引入相关知识和理论,提出要学习的内容、目的、要求及其他相关事项,引导学生学习相关内容,完成教学目的,达到工程认证的要求。对于课前预习问题一般采用微课形式,先给学生发布一些教学视频,让学生利用零碎时间完成对课程的预习;对于一般的问题把课堂时间分为两部分,一部分教师讲授,一部分分配给学生讨论,讲授和学生讨论在时间上错开,让学生在中间进行自主学习和个性化吸收;对较难的问题采用研讨式教学,通过由教师创设问题,然后老师和学生共同查找资料,研究、讨论、实践、探索,提出解决问题办法的方式,使学生掌握线性代数的知识并且提高学生的数学分析能力和解决数学问题的能力。

5总结

线性代数课程作为计算机专业的一门核心课程,按照工程教育认证的要求实施教学内容、教学方法方面的改革,有助于完善线性代数课程的教学过程,有助于教学质量的提升,同时也促进计算机工程人才的培养。

参考文献:

[1]陈文松.工程教育专业认证及其对高等工程教育的影响[J].高教论坛,2011(7):29-32.

[2]中国工程教育专业认证协会.工程教育认证标准(2015版)[EB/OL].

[3]张宁.从工程教育专业认证目标探讨计算机专业教学改革方向[J].时代教育,2011(1):51-51.

[4]李志义.成果导向的教学设计[J].中国大学教学,2015(3):32-39.

[5]高相胜,昝涛,王民.工程教育认证毕业要求达成度评价方法和步骤[J].教育教学论坛,2016(51):206-208.

[6]李冰,谢百治,多媒体教学应用与教学改革创新[J],电化教育研究,2000(7)37-41.

[7]张建伟,卢达溶.关于网络协作探究学习及其影响因素的实证研究[J]电化教育研究,2002(8):38-43.

[8]梁乐明,曹俏俏,张宝辉.微课程设计模式研究[J].开放教育研究,2013,19(1):65-73.

[9]郭汉民.探索研讨式教学的若干思考[J].湖南师范大学社会科学学报,1999(2):38-43.

[10]童姗姗,朱玉清,连冬艳.教学实例的线性代数课程教学方法探讨[J].河南教育学院学报(自然科学版),2016,25(1):65-69.

作者:王海波 文海英 郭美珍 单位:湖南科技学院

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