郑桑

【摘要】在现代科学技术快速发展的背景下，数学已渗透到自然科学、工程技术、社会科学、经济管理等各个领域，直接影响到社会的发展和进步。《工程数学》是高职高专工科类专业的一门重要的专业基础课程，是高职院校各专业一门重要的基础性课程，高职院校开设《工程数学》课程，正是为了适应现代化发展的需要。通过对《工程数学》教学现状的分析，提出《工程数学》课程教学改革的方案是具体措施。

【关键词】工程数学 高职 教学改革

【中图分类号】O1-4 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）06-0244-02

本文在分析高职院校工程数学课程教学现状的基础上，提出了教学改革的设想，认为采用适合专业需求的模块式教学理念和案例教学方法，运用现代化教学手段，开展数学建模竞赛活动，有利于提高教学质量。

一、《工程数学》教学现状

1.课程设置和课时安排问题

大部分高职院校都会开设《工程数学》课程，由于《工程数学》包含多个数学分支，内容繁多，但是部分院校对这门课程使用统一的教材，甚至使用统一的大纲和教学进度，这种不分专业、不分层次的教学策略，不利于学生的发展，也不利于专业的发展。对部分专业学生来说可能学的太多，没有机会使用，一定程度上增加了这部分学生的负担；对部分专业的学生，反而觉得学的不够多、不够深，苦于求学无门。而且，目前各个学校对教学学时逐年压缩，学生的学习情况不容乐观，对学生后续专业课也产生了一定的影响。

2.教学模式与教学方法问题

目前《工程数学》课程教学基本采用讲授型的教学模式，模式单一学生感觉学习枯燥，教学效果不是很好；而教学方法基本上以一支粉笔、一块黑板的形式为主，教学中对于复杂的计算过程的讲解占用时间过多，忽视学生对于相关数学软件工具的学习和使用，影响了教学效果，也影响了教学进度。单一的教学模式、传统的教学方法，无法适应现代化发展的需要，无法达到预期的教学效果，无法提起学生的学习兴趣和提高学生的学习氛围。

3.理论与实际结合问题

我国的高职教育数学教材过分强调教学内容的完整性，所有内容都写在一本教材上，忽视了学生所学专业的差异性，没有按照专业的需要来合理组织教学内容；大部分教材更多的注重理论知识，在实践环节上没下功夫；很多教材甚至只是在本科教材的体系上做了截取和压缩，在深度上做了浅化，没有针对性，与学生所学专业联系不紧密。这些都不符合高职院校工程数学课程教学要突出专业的针对性、应用性的要求。

二、教学方法改革

针对以上问题，本文对《工程数学》课程教学进行了系统分析和研究，笔者对高职工程数学教学改革的几点思考：

1.教学内容要与专业知识紧密结合

数学是一门重要的基础课程，为学生学习专业知识打下扎实基础。在学生学习了微积分的数学知识后，第二学期就要学习相应的工程数学知识，为了满足不同专业类别对数学教学的具体要求，“工学结合”培养模式要求不同专业选学不同的教学内容。例如：目前我校的材料、计算机、建筑工程等专业选学矩阵、线性方程组、概率论与数理统计等内容；电子信息和电气自动化专业选学矩阵、线性方程组、级数和拉普拉斯变换等。这就要求加强数学教师的跨专业教育，加强对所带专业相关知识的了解，将数学教学和专业背景紧密结合，做到抽象知识具体化、数学知识应用化，提高学生的学习兴趣，提高他们学习工程数学的能力。数学教师只有对专业相关领域的知识有了一定的了解和掌握，才能在今后的教学中把握好“必需、够用”的度。

2.增加项目问题教学

数学是研究现实世界数量关系和空间形式的科学，在它产生和发展的历史长河中，一直是和各种各样的应用问题紧密相关的。数学的特点不仅在于概念的抽象性、逻辑的严密性、结论的明确性和体系的完整性，而且在于它应用的广泛性。随着社会的发展，数学的应用不仅在工程技术、自然科学等领域发挥着越来越重要的作用，而且以空前的广度和深度向经济、金融、生物、医学、环境、地质、人口、交通等新的领域渗透，所以数学技术已经成为当代高新技术的重要组成部分。为了体现数学的应用性，在工程数学的教学中，讲解完每章教学内容以后都留给学生一些相应的项目问题，学生可以在老师的指导下，通过阅读资料的分析和处理过程来完成，同时要求学生以小组方式共同研究，并以小论文的形式选择完成，这样既锻炼了学生应用知识能力与团结协作精神，又为能力评价体系提供了依据。教师还可以根据学生的实际情况，增加不同的实践应用问题，渗透数学在工程技术中应用的实例。

3.在教学过程中渗透数学建模思想

高职学生学习数学不是为了研究数学本身，学生对数学教育的需求重点正在从手工演绎和运算能力的培养转变到结合计算机软件进行建模、求解和论证能力的培养，数学建模与数学实验课程为数学理论联系实际开创了道路。对复杂的实际问题进行分析，发现其中可以用数学语言来描述的关系或规律，把这个实际问题化成一个数学问题，这就称为数学模型，建立数学模型的这个过程就称为数学建模。应用数学去解决各类实际问题时，建立数学模型是十分关键的一步，同时也是十分困难的一步。建立教学模型的过程，是把错综复杂的实际问题简化、抽象为合理的数学结构的过程。要通过调查、收集数据资料，观察和研究实际对象的固有特征和内在规律，抓住问题的主要矛盾，建立起反映实际问题的数量关系，然后利用数学的理论和方法去分析和解决问题。这就需要深厚扎实的数学基础、敏锐的洞察力和想象力，以及对实际问题的浓厚兴趣和广博的知识面。数学建模是联系数学与实际问题的桥梁，是数学在各个领域广泛应用的媒介，是数学科学技术转化的主要途径，数学建模在科学技术发展中的重要作用越来越受到数学界和工程界的普遍重视，它已成为现代科技工作者必备的重要能力之一。

数学建模内容具有很高的实用价值，它生动有趣地将生活中遇到的实际问题转化成数学问题，建立数学模型继而解决问题，让学生真实感受到数学的应用价值，从而激发起对数学的浓厚的兴趣。在高职数学教学中融入数学建模思想，将一些实际问题引入教学内容，利用一定的课时讲解浅易的数学建模，可以增强数学内容的应用性、实践性、趣味性。在教学方法上，注重理论联系实际。数学建模思想的普及，既能提高学生应用数学的能力，培养学生的创造性思维能力，合作意识和团队精神，也能促进高职院校课程建设和教学改革。

4.增加应用数学软件知识

解决各类工程数学问题时，建立数学模型是十分重要的一步。我们要利用数学模型计算得到的结果来解释实际问题，并接受实践的检验。可以预见的是，由于实际问题的复杂性，这个求解数学模型的过程往往是非常复杂的，它同时也决定着模型的成败。MATLAB是矩阵实验室（MatrixLaboratory）的简称，Mathematica、Maple并称为三大数学软件。它在技应用软件中的数值计算方面首屈一指。MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。在教学中，通过将MATLAB软件的实验与工程数学的教学内容有机结合，以解决各类工程数学问题。将Matlab软件应用于工程数学的教学中，为数学的思想与方法注人更多、更广泛的内容，使学生摆脱了繁重的、乏味的数学演算和数值计算，不仅能提高学生学习数学的积极性，而且是提高学生应用数学能力和创新能力的一个非常有效的重要途径。通过对MATLAB软件的学习和使用，使得更多的学生能够学习和参与数学实践，不断建立新的思想和新的方法，使他们的综合素质和能力得到更好的发展和提高。

5.教材建设

教材是落实教育思想，实现教学目标的依据，是教与学的载体，一本好的教材对于教学双方都起着十分重要的作用。工程数学教材要符合高职特色，一方面，工程数学教学课时因专业技能的培养而受到一定的限制；另一方面。能力培养、专业要求对数学知识的需求又进一步扩大。为了克服这一矛盾，使工程数学教学在科学合理的状态下进行，我们需要做大量的分析、调研，进行系统整合，体现应用功能，形成相对完整的教学模块，在不影响基本理论体系前提下，教材淡化逻辑推理过程，通过提出问题，在解决问题的过程中传授知识；要注重学生专业需求与数学技能培养，注重高职特色。为了发挥数学的基础性和应用性，实现课程教学改革的目的，必须对工程数学的教学内容进行大规模的教学改革，将数学知识和专业知识紧密结合，增加产学结合案例教学，增加项目问题教学，加强数学实验课，并利用数学软件进行求解和论证。同时要不断提高数学教师应用计算机科学技术的能力，提高教师的实践教学能力，以此来促进高职院校课程建设和课程教学改革。

三、结语

本文主要提出并构建了模块化的教学体系，并且给出了具体的实施过程。同时，对教学方法进行了改革，提出以专业需求为指导的案例辅助教学方法；将数学知识、专业实际问题、数学软件、数学建模有机触合的教学理念。让学生在学习数学过程中了解专业知识，在解决专业实际问题中提高分析问题解决问题的能力，并从中体会到数学的乐趣。

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