独立学院工科数学教学改革实践

摘 要：根据独立学院工科数学应用型人才培养的目标，浅析了目前工科数学教学中存在的问题，并针对这些问题提出了优化教学内容和教学手段、融入数模思想、引入matlab软件教学、与专业结合等改革方案，为应用型人才培养提出更多改革措施，促进独立学院工科数学教学体制的不断完善。

关键词：工科数学 应用型人才培养 数模思想 专业结合

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1673-9795（2013）01（a）-0006-02

独立学院是近年我国高等院校扩大教学规模的产物，目前我国独立院校的教学对象主要以“三本”学生为主，选用的教材仍是照搬母体高校的培养目标、教学内容及教学模式，缺乏针对性，无法做到因材施教，其改革势在必行。

工科数学作为一门基础必修课，一方面，它不仅为其他学科提供了语言表达、逻辑推理、科学演算的支持，还在开发人的智力、启发人的思维方面都起着不可估量的作用；另一方面，数学在整个教学体系中具有特别重要的地位，为后续专业课的学习奠定基础。因此，工科数学教学的改革成为了独立学院应用型人才培养模式下教学改革的一个重要载体，在推行“以应用为目的、以够用为度，少而精”的总体要求下，深化改革工科数学的教学内容、培养目标和传统的教学模式是当前教学管理模式的重中之重。

1 应用型人才培养模式下独立学院工科数学教学应符合独立学院的办学定位

正确定位是独立学院科学管理的重要环节，是其能够健康、快速、高效运转的重要保障。相对于普通本科而言，独立学院工科专业主要定位为培养技术应用型和技术创新型高级专门人才，主要培养适应社会需要的从事于生产、经营、管理第一线的工作岗位所需的应用型人才，要求掌握必备的知识和技能，具有创新和创业意识的高素质复合型应用型人才，所以应更侧重于动手能力和应用技术能力。而目前独立学院工科数学教学主要还是遵从学科的知识严谨性和完整性原则进行教学，过于强调理论知识的学习，一定程度上忽略了实践教学，在人才培养明确定位的大前提下需要我们及时改革工科数学的教学目标和培养方案。

从我国当前高等教育对人才培养与社会需求矛盾的整体情况来看，应进一步加快推进独立学院应用型人才的培养，应用型人才培养模式下的工科数学的合理科学定位才能满足社会对人才多层次、多类别的需求，才能保证独立院校健康持续的发展。

2 应用型人才培养模式下独立学院工科数学教育中的问题

2.1 教材的选用与实际的培养目标不相符

独立学院以应用型人才培养为目标，着重培养学生的实践、应用、创新能力，而现有的工科数学教材大多没有针对独立学院的培养目标来制定与之相匹配的教材，基本上还是使用的一般本科院校的教材，照搬母体院校的教学目标与教学内容。而独立学院的学生一般基础相对比较薄弱，对于理论知识的理解能力比“一本、二本”的学生存在差异，对于繁杂的运算技巧也没有太大的兴趣，所以现有教材的难度远远超过了我们学生的实际能力，这就导致了很多学生对数学丧失兴趣并产生抵触的情绪，对数学及后面的专业课的学习也陷入恶性循环。

2.2 教学内容与实践相结合不多

现有的工科数学课程设置主要以理论为主，主要开设了《高等数学》《线性代数》和《概率论与数理统计》等课程，教学中一般比较注重概念、推理过程与运算技巧的讲解。课程中所列举的实例大多也是照本宣科，在内容与形式上缺乏多样性与灵活性，而且认为只要讲好数学课本身，很少注重工科专业需要哪些数学知识，导致后续一些专业课中要用到的数学知识讲的少或不讲，更别谈怎么用了，从而使学生感觉到数学与工科各专业是脱节的，而且枯燥无味，无法感知学习数学的意义所在，更无法锻炼学生应用数学去解决问题的能力。

2.3 应用型人才培养力度不够

独立学院应更注重于应用能力的培养，独立学院的学生不论是在学习能力与实践能力上都与“一本、二本”的学生存在差异，如果我们教师单纯的在教材内容的选择上降低教学的难度和深度，不深入去考虑如何用数学的思维方式和方法去解决实际问题，应用型人才这一说法也随之失去了它的价值与意义。目前我们工科专业所开设的数学课程，主要是用来为后续课程打下基础，而较少考虑到如何在数学的学习中培养学生的实际应用能力和实践能力。比如工科类专业会涉及到matlab等数学软件课程的学习，一般会在数学课程结束以后大三的时候专门做为一门课程来开设，数模也是作为一门数学实验课而开设，如果我们让学生在大一的时候就开始接触数学软件及数模的一些思想和方法，并融入到数学的教学中，这样在以后学习中不断加深，很容易就掌握了应用技巧，而且培养了应用数学的思维和能力。

还有一种现象是非常普遍的，在课堂我们很多老师都花费了大量精力去完成教学内容，在课后却很少关注和引导学生的消化吸收情况。独立学院的学生的学习主动性相对薄弱一些，而且我们后续的实践教学也不那么完善，所以无法引导学生将所学的数学知识加以理解和应用。

3 应用型人才培养模式下独立学院工科数学教学改革的实践

首先，优化教学内容和教学手段，构建适合独立学院的新的教学体系。

在教学内容上，区别于一般本科院校的教学，适当降低讲授的难度和深度，老师应注重于课堂上的引导，选择一些有趣味的典故，从而达到引人入胜的教学效果。例如，在讲解“正态分布”的时候可以解释为什么“天才难得”，用历史上著名的“分赌注问题”解释“数学期望”等。同时，在教学过程中，也要充分调动学生们的参与意识，可以采取启发式、研究式、讨论式的教学模式，让学生积极对所学内容进行思考，强化学生在课堂中的主体地位，以此来激发学生们的学习兴趣和热情。只有学生真正参与到教学过程中，与老师产生共鸣，并通过积极思考、协商，才能真正构建起灵活、系统的知识体系。

在教学手段上，可引入多媒体教学，把专业中与数学相关的理论知识简化为图片、动画等实例用ppt来展示，并插入一些相关的知识、起源、产生背景、研究方法等，这样就把枯燥的说教形式演变为形象生动的动态展示和演说，教师在潜移默化中便把工程思维融入到数学教学当中。适当增加一些数学实验，以培养学生动脑、动手能力，让学生借助软件平台，来强化解决一些简单实际问题的能力，把“学以致用”的思想真正贯彻到工科数学教学中间，从而激发学生饱满的求知欲，从中受到启迪。

其次，将数学建模的思想融入到数学基础科教学中。

工科数学教学的最终目的是要求学生可以把所学的知识抽离出来运用到解决实际问题中去，将建模思想融入到数学基础课的教学中，并不是要开设数学建模课和数学实践课，而是引导学生根据所学的内容及知识水平，不断创造环境让学生去发现、思考数学的规律、方法和结论，并回到实际问题中来。例如，在学习了函数连续性的时候，我们可以引入“椅子脚一样长的正方形板凳能否平稳地放到不平的地面上”的问题，让学生经历“提出问题、建立模型、解决问题”的建模过程，也加深了对于函数的连续性的理解。在积分教学中，可以用2007年数模的人口预测问题，提出用马尔萨斯指数增长模型等。建模思想实际是一种数学思考方法，是对现实的现象通过心智活动构造出能反映其重要特征的表示，这种表示通常又是形式化和符号化的，学生可以在熟练掌握数模思想的基础上，实现理论与应用的完美衔接，更有利于学生在后续的学习和生活中养成将数学的思想应用到实践中去的习惯。理论知识与实践的有效结合是现代数学科学的重要组成部分，也是当今独立学院教育改革的发展方向。

再次，改革教学方法，将matlab的使用引入教学中简化计算。

随着计算机技术的发展，很多功能高、应用性强的软件就产生了，这使得很多繁杂的数学运算可以通过简明的程序来完成，所以在数学教学中引入数学实验就成了目前工科数学教学改革的一个势在必行的趋势。数学实验具有直观性、操作性、反复性、应用性和探索性的特点，教学中根据学生的实际情况，有选择性的让学生用计算机做数学、用数学、探索数学，改善教学效果，使教学变得更直观，让学生深入浅出的将数学中的复杂运算应用到解决实际问题中去，通常我们在教学中引入了学习使用matlab软件。

Matlab是一种在工程计算领域广为应用的高级计算机语言，它只要通过一个指令便可以轻松解决诸如矩阵运算（求行列式、求逆矩阵等）、解方程、作图、数据处理与分析、快速傅里叶变换（FFT）、声音和图像文件的读写等操作，进而使学生从繁琐的程序编写与调试中解放出来，直接输入简单的命令便可得到答案。同时也缩短了程序开发的时间。因此，matlab已几乎成为工科数学改革中首推的有效方法。但同时要注意协调好直观与抽象之间的关系，不能让学生仅仅依赖于数学软件matlab的运算而忽略了运算的原理。

最后，加强数学教师与相应专业的结合。

长期以来，工科数学都是数学老师在制定教学计划和教学大纲，没有专业老师的参与，而且不同专业实施的是相同的教学方案，课时也是相同的，在教学内容上没有根据学科的需要有针对性的对教学内容做区别。比如电子类专业的学生对傅立叶级数的相关知识要求比较高，而机械专业和建筑专业的学生对曲率的相关知识需求多一点。因此，我们在制定教学计划和大纲的时候，首先要了解工科不同专业对数学的需求，根据专业需求有重点的制定不同的培养方案。这就要求我们的数学教师不但具备数学知识，还要了解相关工科专业的知识，将数学教育与专业建设结合起来，这样不仅能让数学的教学更有趣味性和应用性，也使得工科数学的教学能更好的服务于后续的专业课的学习。

工科数学的改革任务对于我们教师队伍来说，任重而道远，独立学院工科数学的教改不是简单的“减”和“砍”，我们要根据培养应用型人才培养的目标，调整教学内容和教学要求，探索出一套成熟的符合“工学结合”需求的教学方法，为培养出更多符合社会需要的应用型人才作出更多努力。

参考文献

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[3] 刘庆云，韩云端.提高数学教学课堂效果的几点思考[J].大学数学，2005（5）：15-17.

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