基于能力培养的研究生高等工程数学课程优化教学研究

陈凤欣

摘要：高等工程数学是工科研究生培养过程中开设的学位基础课，对培养学生的数学思维和提高学生利用数学方法解决实际问题的能力具有非常重要的作用。本文结合我校应用型人才培养改革的目标及要求，从教学方法、手段、模式、内容及课外学习等方面进行了探讨。

关键词：能力培养；高等工程数学；优化教学

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）44-0172-02

21世纪是一个以高新技术和知识经济为主要特征的新时代，未来的全球竞争本质上就是以高新技术为基础的人才竞争。因此，大力发展研究生教育是社会进步的必由之路。近些年来，我国硕士研究生每年的招生数量迅速增长，由1999年的6.9万人，增长到2014年的55万人。规模的急速增大充分说明了国家对高层次人才的需求量日益增多，面对知识经济的挑战，国家亟需一批高素质、高层次、高知识人才以适应社会发展的需要，并逐步提升各领域所需人才的水平。由于硕士研究生能力的高低不仅直接影响研究生教育发展规模、质量、效益，还会影响到社会的经济、政治、文化的全面、协调、可持续发展。因此，全面提升硕士研究生的能力是一项顺应世界潮流和关乎国家未来的重大人才工程。

高等工程数学课程是高等院校研究生培养计划中的一门重要的基础课程。意大利科学家伽利略曾经说过：“数学是人类用来改写宇宙的文字。”这其实就是对数学重要地位的形象阐述。随着大数据时代的来临，先进的信息技术和科学的定量研究方法已成为各研究领域和生产实践中不可缺少的工具和手段。数学教育在研究生培养中的作用与地位日益凸显，数学课程已不再仅仅是工程计算的工具，数学教育本质是一种素质教育，它不仅能教给学生一些实用的数学知识，更重要的是能够培养学生的数学思维和数学素养。然而在传统的研究生数学课程教学过程中往往过多地强调理论而轻应用，偏重知识灌输和理论推导，对数学应用能力和创新能力的培养、训练重视不够。课程教学内容更新缓慢，一些体现学科最新研究成果和前沿发展的内容不能及时反映到课程内容中，使得大多数研究生难以及时了解和掌握前沿科学研究需要的现代数学方法和技术，进而抑制了其数学学习的兴趣和积极性。另外在教学模式上“本科化”，课堂教学过程中理论推导和演绎讲得过于精细，课堂容量太小，学生仍然处于被动接受灌输的状态，自主性和能动性不能得到充分发挥，难以达到创新人才培养的目标。这导致教和学的效果都不理想，在一定程度上影响了后继专业课程的学习，也与我国创新应用型人才培养的初衷相违背。因此，围绕研究生数学课程建设进行全面、系统的研究，探讨适合课程发展的优化教学模式是十分必要的。

基于能力培养的研究生人才培养模式，是我校在实现应用型人才培养目标理念指导下建立起来的，结合精英教育和大众化教育两方面的特点，走特色发展道路，使学生在学习知识的同时增强自己的实践能力，努力培养具有适应社会主义市场经济要求的创新精神和实践能力的人。因此，构建人才培养模式中应当以传授知识为基础，以能力培养为中心，以提高素质为主线，以培养技术应用型专门人才为目标，以理论为中心，技能为导线，在具体授课过程中通过“调研—规划—实施—反馈”的方式，推动教学改革的良性发展。

本文以我校研究生开设的高等工程数学课程为研究对象，以“精专业，实基础，强能力，高素质”为培养目标，通过构建良好的基础课培养平台，在讲授数学知识的同时重视学生综合能力的培养，将研究性教学与实践性教学贯穿教学过程的始终，突出研究生教学中重“研”、重“学”的两大特点。这不仅有利于促进研究生教学质量的全面提高，同时也为我校研究生教育的健康可持续发展打下了坚实的基础。

1.教学方法改革。促进教学方改革，在教学过程中调动学生的主观能动性，充分发挥学生的主体作用，采用问题驱动式教学方法，使学生在学习过程中逐渐养成发现问题并想办法解决问题的习惯，使“问题意识”“应用意识”成为激活课堂的催化剂。

突出因材施教，重视学生学习方法的训练，培养学生的自主学习能力、创新能力和可持续发展能力，全面提高学生综合素质。重视对学生能力的科学评价，把学生能力评价作为课程评价的主要内容，建立与完善学生学分的科学的评价体系。通过不断创新实践，逐步形成特色鲜明的教学方法和教学管理方法。

2.教学手段改革。课堂教学采用以板书教学为主、多媒体课件教学为辅的教学手段，有效利用网络教学资源，体现现代教育技术在研究生数学课程教学中的应用。对于传统教学中难以直观表现的抽象内容可以借助多媒体课件辅助呈现，例如在研究生数值分析课程中学习拉格朗日插值时，我们可以通过Matlab软件来向学生动态变化演示并不是插值节点越多，插值函数逼近原函数的效果越好，有可能会产生所谓的“龙格现象”，使学生更为深刻地理解并掌握这一知识点。多媒体教学帮助学生将抽象的、难以理解的学习内容转化成直观的、易于理解的学習内容。教学中除了为学生提供充足的高等工程数学课程基础知识和模块学习材料，还应辅以实验教学，使学生在教师的指导下对一些工程实际问题利用所学的数学知识进行建模求解，并利用计算机进行编程计算，参与到利用数学知识解决实际问题的全过程，培养学生综合运用数学、计算机等知识来解决实际问题的能力。

3.教学内容改革。在教学内容上，突出课程特性，融入实践性教学。改变以往教学重理论推导、轻实践应用的教学模式，做到“两手都要抓，两手都要硬”。在授课过程中结合课程特性，与实际相联系，将数学建模等实践性教学融入到课堂中，让学生感觉到学有所用，学会学以致用，以此激发学生学习的兴趣。

4.教学模式改革。在原有教学模式的基础上，改革与创新课程教学实施方法。改变以教师为本的教学模式，构建以教师为主导、学生为主体，灵活多样的多元化教学模式，组织和引导学生主动参与到教学的全过程，通过讲解与研讨相结合的方式，培养研究生独立思考、发现问题和解决问题的能力。endprint

结合高等工程数学课程内容和学生的专业特点，在教学中主动与学生专业导师交流合作，共同引导研究生在专业领域发现问题、分析问题，辅助他们掌握运用专业知识和数学方法解决实际问题的途径和办法，在授课过程中能够激发并及时抓住学生在学习过程中闪现出来的创造性思想火花，并给予积极的指导，让学生从知识的被动接受者变为主动参与者和探索者。在此基础上指导学生查阅文献资料选择一个有实际背景的题目，利用所学到的知识，选择算法进行编程计算，直到写出研究报告。这样既激发了学生的学习兴趣，同时也使学生们丰富了各自研究领域的数学方法，尝到了科研的乐趣，体会到数学工具的重要性，使学生认识到学好数学是其科研工作得以发展的强大后盾。

5.课外学习改革。充分利用网络技术和网络资源，建立我校研究生高等工程数学课程公众平台。以高等工程数学课程的知识、技能及学习策略为主要内容，以现代教育教学理论为指导，以现代网络技术为依托，集多种教学模式和教学手段为一体，创造有个性化和互动性特色的自主学习教学环境。开发高等工程数学课程网络学习资源，包括教师教案、课件、教学材料、教学录像、学法指导等，增设互动平台，加强与学生的互动与交流，从而有效地达到以培养学生综合应用能力为目的的课程教学改革。

本文结合我校应用型科技大学特色对研究生高等工程数学课程从教学方法、教学手段、教学模式、教学内容及课外学习等几个方面进行教学改革与实践，构建优化教学模式，探索教学相长的途径与方法，促进创新、开放性教育教学的深化改革，形成基于基础课教学平台的优化教学结构方法。通过课程建设与人才培养模式探索、一体化课程建设、师资队伍建设及网络教学平台建设等项目，使课程特色更加鲜明，工学结合更加紧密，人才培养模式更加新颖，进一步使学校的基础课程建设在同类院校中发挥示范、辐射和带动作用。

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