工程数学课程素质教育改革的探索

【摘 要】工程数学课程是为了帮助同学们用更加方便的理论工具来处理工程中常见问题而开设的一门课程。随着多媒体技术的发展与网络化时代的到来，工程数学课程面临着进一步改革教学方法与提高学生综合素质的要求。本文结合笔者多年的教学经验，就工程数学中素质教育改革问题谈一谈自己的看法，以供广大同仁参考和借鉴。

【关键词】工程数学 素质教育

【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810（2015）33-0061-02

数学是人类的一种逻辑思维方式，是人们理性地研究各种实际问题的方法的归纳与总结。对于我们大多数人而言，数学是一种解决问题的工具，它可以将具体实际的问题抽象、建模，通过解决数学方程，来解释并指导我们解决所面临的实际问题。

在我国普通高等学校的工科专业基础课程中，工程数学课程是为了帮助同学们用更加方便的理论工具来处理工程中常见问题而开设的一门课程。不同高校所开设工程数学课程的内容与课时根据其实际情况都有所不同，很多高校开设的工程数学课程是一门综合性的课程，包括积分变换、复变函数、线性代数、概率论、场论等不同部分。中国矿业大学在课程设置的时候将线性代数与概率统计部分单独开设课程，而将剩下的复变函数、场论和积分变换三部分内容作为工程数学的主体内容，共计48课时。

目前关于工程数学课程教学内容或者方法的改革与探讨已有很多，既有对于教学方法、教学策略的探讨，也有关于具体数学工具及应用的分析。随着多媒体技术的发展与网络时代的到来，笔者在教学过程中也深刻感受到工程数学课程有改革教学方法与提高学生综合素质的要求。本文结合笔者多年的教学经验，就工程数学中的素质教育改革问题谈一谈自己的看法。

一 发挥多媒体教学优势，提高学生学习的主动性

随着多媒体技术的发展，各个高校都在改革传统的教学手段，从多方面发挥多媒体教学的优势。但是现在有些课程的多媒体课件制作比较简陋，只不过是将传统板书的黑板换成了多媒体幕布，没有真正发挥多媒体多方面（视觉、听觉等）立体传播信息的综合功能。因此要想真正发挥多媒体手段的立体优势，就要从多媒体课件的制作开始。利用多媒体来辅助教学活动，不但能够直观形象地显现客观事物与现象，有助于吸引学生的注意力，调动学生学习的积极性，而且这些教学手段能够多样化作用于学生的感观，使比较抽象的数学知识学起来也不感到枯燥，让学生以一种积极主动的方式自觉地参与到知识探索的过程中。

二 结合Matlab等数学软件，提高学生解决问题的综合能力

除了精心制作多媒体课件，要想多方面提高学生的综合素质（而不仅仅是学会解几个简单的积分和留数，真正提升学生解决实际问题的综合能力），这就要求我们充分重视Matlab等数学软件在教学过程中发挥的重要作用，更多地选择与同学们专业课程相关的例题，在本课程的教学过程中加入一到两次的数学实验环节。通过学习Matlab等数学软件的使用方法，使学生一目了然地看到生动的函数变换、迅速快捷的复杂公式求解、实际物理应用的展示等，不但在培养学生的学习兴趣方面可以起到很好的效果，而且培养了同学们在今后专业课程中利用计算机辅助处理数据的能力，从而提高了同学们解决实际问题的综合能力。

三 适当穿插数学史教育，提高学生数学素养

在具体的课堂教学中，由于数学专业课程基本概念及理论推导内容占了相当篇幅，同学们对于这方面的教学内容不但会觉得难以消化理解，而且会感到枯燥乏味，因此在介绍专业知识的同时，适当提高教学内容的趣味性也是非常必要的。笔者在工程数学课程的教学过程中，

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* 中国矿业大学校教育教学改革与建设立项项目资助（项目合同号：2015YB33）

结合复数的发展历史，适当穿插一些非常经典的数学大师（如高斯）的精彩视频。英国BBC电视台制作的《数学的故事》系列视频非常精彩，比较适合剪辑后作为数学背景及发展的素材供教学使用。这样做不但有效地活跃了课堂气氛，而且同学们也能够进一步理解这些复杂的数学概念产生的背景知识，数学不仅仅只是工程计算的具体应用，还可以从中体会到数学的抽象之美，提高同学们自身的数学素养。

四 改革评价体系，全面提高学生各方面综合能力

在传统的教学评价体系中，同学们基本是一考定终身，很多同学已经习惯于平时不怎么学习，只依靠最后的考前辅导，在期末考试之前突击做一做历年考题，就能够取得相对不错的课程成绩，严重偏离了本课程的设计规划目标。要知道学习并不仅仅是为了应付考试，而是在后面的专业课程中存在确切的实际需要。因此有必要对于现行的考试评价体系进行改革。学生在具有一定程度数学知识以后，就会不再满足于课本上的知识，希望通过丰富多彩的课外活动来扩宽视野、拓宽知识面、发展特长、增长才干。我们组织了一些课外拓展活动，尽量创造一个自由、生动活泼的学习环境；并且由于课外活动比课堂教学更开放，有利于因材施教，学生可以根据自己的兴趣爱好自主参加课外活动。

中国矿业大学在近几年的本科教学中十分重视过程考核，将学习过程中不可缺少的课后练习等环节也纳入到了最后的成绩评价中。虽然很多学校已经在课程成绩中设置了平时成绩这一块，但我认为这样的设置一方面比较模糊，另外一方面比较狭隘。实际上，课外的数学实验等拓展内容不但可以作为丰富教学内容的一种手段，而且也非常有必要将其纳入课程考核评价，作为课堂教学的有益补充。经过我们课外教学活动的具体实践，发现这样的改革有助于提升同学们查阅文献、撰写小论文的能力，能全面提高学生的综合能力。

五 结合学生专业需求，不断更新教学内容

在我们编制工程数学课程的教学大纲时，参考了很多兄弟院校的有益经验，但由于我校是以理工科为主的综合型大学，绝大部分专业都需要学习现象代数与概率统计部分，所以我们学校将上述两部分内容单独开设课程；其他部分如场论和积分变换只有在信电学院与计算机学院的专业课程中才会涉及，因此我们针对上述两个学院单独开设了工程数学课程。另外为了更加有针对性地与同学们的专业课程对接，我们在具体的教学内容设计环节经过充分与其他专业课程任课教师进行探讨，扩充了积分变换部分的教学内容，除了正常的典型例题，我们还适当增加了与学生专业内容紧密相关的部分例题与习题。通过不断更新教学内容，结合多媒体教学的多方面立体互动的教学方法，取得了不错的教学效果。

六 加强正面引导，教书不忘育人

所谓综合素质的培养，不仅仅是专业知识的学习，还包括学生的人生观、价值观的培养。高校教师承担着最庄严、最神圣的使命。梅贻琦先生说：“所谓大学者，非谓有大楼之谓也，有大师之谓也。”作为高校教师，既是学问之师，又是品行之师，教师要时刻铭记教书育人的使命，以人格魅力引导学生心灵，以学术造诣开启学生的智慧之门。习近平总书记在北京大学的师生座谈会上曾经说过：“青年的价值取向决定了未来整个社会的价值取向，而青年又处在价值观形成和确立的时期，抓好这一时期的价值观养成十分重要。青年要从现在做起、从自己做起，使社会主义核心价值观成为自己的基本遵循，并身体力行大力将其推广到全社会去。”所以作为高校教师在日常的教学过程中要时刻加强正面引导，教书不忘育人。

七 总结

随着对于高等学校“重科研、轻教学”的办学思想的反思，各个高校已经开始重新将政策适当向教学倾斜。例如四川大学设立了“卓越教学奖”，明确提出了“教师是第一身份”的评价导向，让从事本科教学的优秀教师的辛勤劳动得到充分肯定与尊重，构建起专注教书育人的大环境。

为了实现高等学校培养学生综合素质的目标，我们需要从多方面入手，想方设法提高学生学习的主动性，包括进行多媒体教学改革、增加数学实验环节和数学史趣谈等；同时要因材施教，要根据学生专业的不同，不断更新教学内容；当然为了培养学生的综合素质，适当改革教学评价体系也是必需的。通过上述一系列的措施，相信可以在工程数学课程的教学过程中，逐步达到新时期大学生综合素质培养的目标。

参考文献

[1]范兴华、王文初.工程数学教学策略的实践及探索[J].大学数学，2005（2）

[2]鲍婕.工程数学教学模式的改革——数学理论与专业应用相结合[J].黄山学院学报，2012（5）

[3]赵秀影、魏静元、全吉成等.数学实验在工程数学教学中的应用[J].大学数学，2013（6）

[4]魏巍.在工程数学教改中加强数学软件培养的探索[J].数学学习与研究（教研版），2011（15）

[5]于凤敏、于南翔、吴慧莲.MATLAB在工程数学教学中的应用[J].重庆邮电大学学报（自然科学版），2007（S1）

〔责任编辑：林劲、李婷婷〕