卓越工程師班高等數(shù)學(xué)的教學(xué)改革范文

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摘要：“卓越工程師教育計劃”的培養(yǎng)目標是造就一批創(chuàng)新能力強、適應(yīng)經(jīng)濟社會發(fā)展需要的高質(zhì)量各類型工程技術(shù)人才。圍繞這一目標，高等數(shù)學(xué)作為重要的基礎(chǔ)課，在改善人才智能結(jié)構(gòu)、培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維和創(chuàng)新能力等方面都具有十分重要的意義。探索高等數(shù)學(xué)教學(xué)的教學(xué)規(guī)律，解決教學(xué)過程中不斷出現(xiàn)的新矛盾，是當(dāng)前課堂教學(xué)改革的一大課題。

關(guān)鍵詞：卓越工程師班；高等數(shù)學(xué)；教學(xué)改革

高等數(shù)學(xué)是培養(yǎng)和提高學(xué)生的抽象思維、立體空間思維、辯證思維的重要課程。數(shù)學(xué)思維是以數(shù)量關(guān)系和空間形式為思維對象、以數(shù)學(xué)的語言和符號為思維載體，并以認識和發(fā)展數(shù)學(xué)規(guī)律為目的的一種思維。高等數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)過程就是培養(yǎng)學(xué)生思維能力的過程。高等數(shù)學(xué)是高度抽象的數(shù)學(xué)模型，是現(xiàn)實事物本質(zhì)屬性和思想方法的“結(jié)合體”。只有學(xué)好高等數(shù)學(xué)，在深入掌握工程專業(yè)學(xué)科的基礎(chǔ)上，才能做到基本理論和工程學(xué)之間的相互滲透和互通，才能做到從本質(zhì)上把握學(xué)科之間的聯(lián)系，才能做到多學(xué)科之間的交叉和融合，才能在以現(xiàn)代高科技為特點的創(chuàng)新工作中占據(jù)有利位置。因而，在新時期卓越工程師教育培養(yǎng)計劃中，打好數(shù)學(xué)理論基礎(chǔ)，學(xué)好高等數(shù)學(xué)對于提高學(xué)生的知識層次和未來創(chuàng)造性極為重要。

一、數(shù)學(xué)及數(shù)學(xué)模型對卓越工程專業(yè)的作用

1.數(shù)學(xué)與邏輯思維。數(shù)學(xué)思維是以數(shù)量關(guān)系和空間形式為思維對象、以數(shù)學(xué)的語言和符號為思維載體，并以認識和發(fā)展數(shù)學(xué)規(guī)律為目的的一種思維。對培養(yǎng)學(xué)習(xí)者的邏輯思維能力具有得天獨厚的優(yōu)勢。因此，在培養(yǎng)工程專業(yè)人才的過程中數(shù)學(xué)無疑起到了奠基的作用。通過數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)培養(yǎng)出良好的邏輯思維能力。

2.數(shù)學(xué)與工程學(xué)基礎(chǔ)。隨著卓越工程師培養(yǎng)計劃的不斷深化，現(xiàn)代技術(shù)水平的不斷提高，對高等數(shù)學(xué)的要求也日漸提高。各項工程學(xué)專業(yè)的專業(yè)課與高等數(shù)學(xué)緊密相關(guān)，一定程度上，學(xué)生如果未更好地掌握高等數(shù)學(xué)的計算方法和邏輯空間能力，也將對工程專業(yè)課的學(xué)習(xí)產(chǎn)生一定的難度，因此，數(shù)學(xué)及數(shù)學(xué)模型是現(xiàn)代工程學(xué)基礎(chǔ)中最重要的組成部分。

二、目前存在的問題

1.課程設(shè)置不合理。高等數(shù)學(xué)主要是為專業(yè)課奠定數(shù)學(xué)理論基礎(chǔ)，然而由于專業(yè)課多、學(xué)校重視程度不足等原因，數(shù)學(xué)課時較少，學(xué)生的數(shù)學(xué)思維和能力沒有得到有效的提高。而專業(yè)課所用到的數(shù)學(xué)知識和能力又要求特別高，這難以滿足卓越工程師專業(yè)對數(shù)學(xué)基礎(chǔ)的要求，勢必影響到學(xué)生對專業(yè)課的學(xué)習(xí)。

2.教材重理論輕應(yīng)用。高等數(shù)學(xué)教材版本雖然很多，但教材在內(nèi)容編排方面大同小異，定義、性質(zhì)、證明、推論等理論性極強。但教學(xué)內(nèi)容陳舊，體系單一，既沒有涉及工程學(xué)本質(zhì)，也沒有針對工程專業(yè)提供的應(yīng)用實例，給學(xué)生掌握數(shù)學(xué)思想和方法，學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)新知識造成困難。使得學(xué)生不能將所學(xué)的數(shù)學(xué)知識運用到實際的工作學(xué)習(xí)中。

3.授課教師的知識結(jié)構(gòu)單一。目前，從事工程專業(yè)高等數(shù)學(xué)教學(xué)的教師都是數(shù)學(xué)專業(yè)畢業(yè)的，缺乏工程學(xué)知識，一般也不了解現(xiàn)代工程學(xué)是如何同數(shù)學(xué)結(jié)合，進而快速發(fā)展的。因此，在教學(xué)過程中，難以避免地將工程學(xué)專業(yè)的高等數(shù)學(xué)課程變成純數(shù)學(xué)理論課程，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中不能把所學(xué)的知識與專業(yè)知識有機地結(jié)合，這就制約了學(xué)生學(xué)習(xí)本門課程的積極性與主動性。

4.學(xué)生的學(xué)風(fēng)有偏差。隨著高校招生的擴大，學(xué)生入學(xué)的水準逐漸下降，主要表現(xiàn)為：數(shù)學(xué)基礎(chǔ)參差不齊、缺乏學(xué)習(xí)的積極性與主動性、自我約束能力較差。另外，高等數(shù)學(xué)邏輯性強，習(xí)題多，并且由于缺乏內(nèi)在系統(tǒng)認知，所學(xué)數(shù)學(xué)知識只能產(chǎn)生短時記憶，不能在解決問題時靈活應(yīng)用。在認識不到高等數(shù)學(xué)重要性的情況下必然導(dǎo)致學(xué)生對高等數(shù)學(xué)的厭學(xué)心理。這些，無疑增加了授課的難度。

5.數(shù)學(xué)實踐應(yīng)用缺失。傳統(tǒng)觀念認為高等數(shù)學(xué)只是一門理論課，其實，現(xiàn)代知識要求其高度的實踐性，沒有實踐只有理論的學(xué)科注定了其脫離時代。然而高等數(shù)學(xué)卻是所有理工類、醫(yī)學(xué)類，甚至是某些文科專業(yè)的實踐基礎(chǔ)，在它理論學(xué)科的表層下掩蓋著實踐的本質(zhì)。不涉及實踐這個本質(zhì)來教授高等數(shù)學(xué)，無法培養(yǎng)出高素質(zhì)人才。

三、教學(xué)改革的方法和措施

如何完善課程設(shè)計、改革教學(xué)方法、理順知識結(jié)構(gòu)；如何解決現(xiàn)有的高等數(shù)學(xué)教材理論性極強而專業(yè)性較弱的問題；如何提高授課教師工程學(xué)知識問題；如何解決高等數(shù)學(xué)在專業(yè)實踐應(yīng)用性不高的問題，這些方面的探討與改革勢在必行，也刻不容緩。這樣的問題也存在于其他的院校，目前國內(nèi)外各院校也處在探索階段，由于各個學(xué)校情況不盡相同，對卓越工程師班高等數(shù)學(xué)課的探討與改革勢必繼續(xù)深入下去。根據(jù)我校的具體情況，需要對卓越工程師班高等數(shù)學(xué)課程進行一系列的改革，特別是在課程設(shè)置、教學(xué)方法及實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的改革。本項目以內(nèi)容新、水平高、效果好為原則，提出以下研究方法、手段和實施方案：

1.改變課程設(shè)置的格局，使其更為合理，對重要理論給予充分的課時展開。課程改革不是簡單地刪減也不是盲目擴張，應(yīng)該是科學(xué)地和以能滿足學(xué)生要求而不增加學(xué)生負擔(dān)為前提的改革。

2.教材是實施課程目標的重要保證。目前我校卓越工程師班高等數(shù)學(xué)的教材，理論性強、專業(yè)性較弱，針對專業(yè)提供的應(yīng)用實例很少。課題組將以機制專業(yè)為背景，結(jié)合我校卓越工程師班的實際，編著適合我校卓越工程師班的高等數(shù)學(xué)教材，使其理論更貼近專業(yè)知識，突出專業(yè)特點，提高其應(yīng)用性。

3.對教師隊伍進行規(guī)劃，對從事卓越工程師班高等數(shù)學(xué)的教師有計劃的培訓(xùn)，使他們了解所教專業(yè)對理論的要求，提高自身的業(yè)務(wù)水平，能夠針對學(xué)生的專業(yè)對相關(guān)的知識進行處理，將高等數(shù)學(xué)的理論盡量和學(xué)生已經(jīng)學(xué)過的知識以及即將開展的專業(yè)學(xué)習(xí)加以結(jié)合。

4.課堂教學(xué)是學(xué)生獲取知識的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在教學(xué)過程中不斷改革和完善教學(xué)方法和手段，要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容尋求適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法，還要根據(jù)授課內(nèi)容授課對象進行分層次教學(xué)，以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力。充分了解學(xué)生對知識能力的要求，在教學(xué)工作中，學(xué)生為主體，教師為指導(dǎo)者。重視學(xué)生全方位素質(zhì)的培養(yǎng)，使學(xué)生愿意學(xué)習(xí)，學(xué)會學(xué)習(xí)，以培養(yǎng)其邏輯思維能力、實踐能力為主要任務(wù)。

5.加強高等數(shù)學(xué)的實踐性，增加高等數(shù)學(xué)中數(shù)學(xué)建模的內(nèi)容，讓學(xué)生用所學(xué)的知識解決專業(yè)中出現(xiàn)的問題，建立簡單的模型，模擬理論過程。這既增加了學(xué)生動手能力，又加深了學(xué)生對高等數(shù)學(xué)知識的印象，更明確了數(shù)學(xué)和專業(yè)結(jié)合才能更科學(xué)解決實際問題。考評方式上，將課程小論文與其他方面結(jié)合考核，形成科學(xué)合理的考評體系。為了檢驗學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動性，不應(yīng)單單以學(xué)生的卷面分數(shù)作為唯一的考核標準，而應(yīng)采用多種形式結(jié)合的方式，動員學(xué)生在日常學(xué)習(xí)中勤動手，提升創(chuàng)新力和實踐力，編制一套對應(yīng)的考評體系。

總之，卓越工程師教育培養(yǎng)計劃下高等數(shù)學(xué)的教學(xué)改革是當(dāng)前教育改革的重要方面，也是學(xué)生全面發(fā)展的必然需要。作為專業(yè)數(shù)學(xué)教師，只有適應(yīng)不斷變化的發(fā)展需要，不斷地進行教學(xué)探索，才能使得教授過程更好地培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實踐能力，更有利于快速提高教學(xué)質(zhì)量，為國家和社會發(fā)展培育更多的可塑之才。

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作者：汪宏遠；張志旭；李曉霞；趙坤；杜春雪；曹萬昌 單位：佳木斯大學(xué)理學(xué)院