面對卓越工程師目標的理工數(shù)學教學實踐
一、構(gòu)建工科數(shù)學系列課程的實踐教學體系
針對我國現(xiàn)行的工程類專業(yè)人才培養(yǎng)模式存在重理論、輕實踐，重精深、輕綜合，不利于現(xiàn)代工程人才培養(yǎng)的問題，本課題組首先構(gòu)建工科數(shù)學系列課程的實踐教學體系。
將實踐教學活動分為三個層次。第一層次是基本訓練，主要是“認知”。本層次以演示實驗、驗證性實驗為主。通過數(shù)學軟件畫出圖形、圖像，加深學生對數(shù)學基本概念、定理、公式的理解，通過案例融入數(shù)學建模思想，經(jīng)過計算和結(jié)果的分析使學生進一步理解基本理論和應(yīng)用，使抽象的理論直觀表現(xiàn)出來，提高學生對理論教學的興趣，培養(yǎng)學生的好奇心和探索精神。第二層次是應(yīng)用訓練，主要是“用知”，數(shù)學綜合實踐訓練由三大基礎(chǔ)課所對應(yīng)的數(shù)學軟件及其應(yīng)用組成。該層次的作用是培養(yǎng)學生靈活運用知識的能力，接受基本的科研訓練。第三層次是創(chuàng)新訓練，是“創(chuàng)造新知識”即’‘創(chuàng)知”，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力，由數(shù)學建模實踐和數(shù)學建模競賽組成。該層次實驗與學生課外科技活動相結(jié)合，研究內(nèi)容根據(jù)市場、社會和專業(yè)教師科研項目的需要，自主設(shè)計創(chuàng)新實驗，實驗項目可來自企業(yè)或社會實踐.或教師教學、科研派生的題目，可以是往年的大學生數(shù)學建模競賽題目，由學生自選，整個實踐活動由學生獨立完成。通過這三個層次的實踐教學活動，鍛煉了學生的科研能力和創(chuàng)新能力。
二、改革工科數(shù)學教學內(nèi)容和方法
(一)改革教學內(nèi)容
為了將數(shù)學建模思想融于工科數(shù)學基礎(chǔ)課程中，本課題在工科數(shù)學中安排實驗學時，并針對部分內(nèi)容。編寫融數(shù)學建模思想于教學中的教案集和小實驗。教師在教學過程中，根據(jù)教學內(nèi)容.以理論與實驗相結(jié)合.將部分核心概念和重要內(nèi)容實驗化，并通過計算機和數(shù)學軟件進行演示、計算，讓學生知道所學的概念、定理和公式，并不是無本之木、無源之水，而是有其現(xiàn)實的來源與背景，有其物理意義。同時，安排小實驗或選用課題組編寫的應(yīng)用案例，指導學生運用所學知識自己尋找解決問題的思路和方法，使學生真正領(lǐng)會數(shù)學概念的精神實質(zhì)，知道數(shù)學理論的來龍去脈，學會數(shù)學的思想方法和應(yīng)用數(shù)學.實現(xiàn)數(shù)學知識、能力、素質(zhì)的培養(yǎng)和提高。
為了進一步培養(yǎng)學生的數(shù)學實踐能力，開設(shè)數(shù)學軟件應(yīng)用的選修課，使學生學會應(yīng)用數(shù)學知識進行理論聯(lián)系實際的能力，掌握將學到的知識用到實際中去解決問題的方法。在教學過程中.重點加強了讓學生理解數(shù)學建模的思想、方法和運用數(shù)學軟件解決實際問題的能力，實現(xiàn)創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
(二)改革教學方法
采用雙主體教學法，構(gòu)建師生雙向互動式的課堂教學。教學活動中的兩個主體分別是教師和學生，雙方只有在共同參與、相互合作的條件下，才能相互促進、相互提高，取得較好的課堂教學效果。在教學兩個主體中，激發(fā)學生的學習興趣，調(diào)動學生積極主動地參與到教學活動中最為重要。因此，教師力求用一些深入淺出、貼近生活的實際例子，將教學內(nèi)容化難為易，化抽象為具體。
使所有學生都能參與到教學中。這不僅營造了一個輕松愉快的教學氛圍，同時讓學生理解和掌握所講的問題。從而調(diào)動學生的學習興趣和積極性，提高了教學效果。學生的學習興趣。案例教學法不僅是調(diào)動學生學習主動性和積極性的一種較好的教學工具，而且是把學生引導到實際問題中去分析、思考和討論，并提出解決問題的基本方法和途徑的一種教學方法。案例教學法還可以將理論與實際緊密聯(lián)系起來，使學生在課堂上就能接觸到大量的實際問題，對提高學生綜合分析和解決實際問題的能力大有幫助。本課題通過案例教學使學生靈活應(yīng)用所學的數(shù)學知識處理和解決一些現(xiàn)實生活中的具體問題，培養(yǎng)了學生的數(shù)學思維和創(chuàng)新能力。
引入討論式教學法.師生共同學習。討論式教學法，就是以合作學習、合作探索以及研討式教學為具體形式，充分發(fā)揮群體的功能，集思廣益、變“個體學習”為“小組學習”和 “小組間學習”的一種教學方法。通過討論式教學加強了師生之間、學生之間的情感溝通和信息交換，達到了共同提高的目的。學生不僅獲得了知識、提高了能力、開闊了視野，還培養(yǎng)了觀察力和想象力，學習和掌握了解決問題的數(shù)學思想和方法，這使得他們將來在工作中擁有較強的優(yōu)勢。
三、結(jié)束語
在教學中通過加強實踐教學環(huán)節(jié)，培養(yǎng)了學生用數(shù)學思想、概念、方法解決工程問題的能力和把實際問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學模型的能力。通過“認知”、“用知”和“創(chuàng)知”三個層次的訓練，培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。通過雙主體教學、案例教學和討論式教學，調(diào)動了學生的學習興趣和積極性，提高了教學效果。同時，培養(yǎng)了學生的數(shù)學思維能力、學習能力、研究和探索能力。
針對卓越工程師教育培養(yǎng)計劃中提出的強化培養(yǎng)學生的工程能力和創(chuàng)新能力，應(yīng)用型大學工科數(shù)學基礎(chǔ)課程教學改革的重點是樹立學以致用的教學理念，構(gòu)建理論緊密聯(lián)系工程實際的教學體系，建立敢于創(chuàng)新的教育觀念，引進先進教學方法，科學合理地選擇教學內(nèi)容，以適應(yīng)培養(yǎng)高質(zhì)量工程技術(shù)創(chuàng)新人才的需要。
針對這一現(xiàn)狀，本課題組的教師以“卓越計劃”的機遇，在“卓越計劃”的大框架下，以卓越工程師培養(yǎng)目標為指引，開展工科數(shù)學課程的教學改革與實踐。通過構(gòu)建工科數(shù)學系列課程的實踐教學體系，開展基礎(chǔ)訓練、應(yīng)用訓練、創(chuàng)新訓練三個層次實踐教學活動，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力;通過改革教學內(nèi)容，加強工科數(shù)學基礎(chǔ)課程的實踐環(huán)節(jié);通過改革教學方法，調(diào)動學生的學習興趣，提高學生的'動手能力和創(chuàng)新能力，為將學生培養(yǎng)成為卓越工程創(chuàng)新型人才打下堅實基礎(chǔ)。
教學活動中的兩個主體分別是教師和學生，雙方只有在共同參與、相互合作的條件下，才能相互促進、相互提高，取得較好的課堂教學效果。
針對卓越工程師教育培養(yǎng)計劃中提出的強化培養(yǎng)學生的工程能力和創(chuàng)新能力，應(yīng)用型大學工科數(shù)學基礎(chǔ)課程教學改革的重點是樹立學以致用的教學理念，構(gòu)建理論緊密聯(lián)系工程實際的教學體系，建立敢于創(chuàng)新的教育觀念，引進先進教學方法，科學合理地選擇教學內(nèi)容，以適應(yīng)培養(yǎng)高質(zhì)量工程技術(shù)創(chuàng)新人才的需要。
我國啟動的“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”，旨在培養(yǎng)造就一大批創(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。工科數(shù)學是卓越工程師教育中通識教育的重要組成部分，通識教育的質(zhì)量直接影響卓越工程師教育的質(zhì)量。
我國現(xiàn)行的工科數(shù)學教學中存在重理論、輕實踐，重課堂、輕課外，重講授、輕自學的問題，不利于現(xiàn)代工程人才的培養(yǎng)。針對這一現(xiàn)狀，本課題組的教師以“卓越計劃”的機遇，在“卓越計劃”的大框架下，以卓越工程師培養(yǎng)目標為指引，開展工科數(shù)學課程的教學改革與實踐。通過構(gòu)建工科數(shù)學系列課程的實踐教學體系，開展基礎(chǔ)訓練、應(yīng)用訓練、創(chuàng)新訓練三個層次實踐教學活動，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力;通過改革教學內(nèi)容，加強工科數(shù)學基礎(chǔ)課程的實踐環(huán)節(jié);通過改革教學方法，調(diào)動學生的學習興趣，提高學生的動手能力和創(chuàng)新能力，為將學生培養(yǎng)成為卓越工程創(chuàng)新型人才打下堅實基礎(chǔ)。必須在卓越計劃下工科數(shù)學教學的深化改革與實踐。
參考文獻(略)
【面對卓越工程師目標的理工數(shù)學教學實踐】相關(guān)文章：
3.CEO卓越之道