孔灵柱　祁柏宇

【摘要】大学数学教学既要满足学生的差异化，又要对教育质量进行保证，所以需要结合课堂教学和网络教学平台两方面的优点，将传统的课堂教学模式与互联网的模式相结合，如此才能更好地完成教学任务。以上述想法为基础，本文探讨了工程数学课程的教学现状及教学改革方向，并分析了网络教学平台的优势，最后对地方高校工程数学课程开展创新教育，加强教学效果进行了研究。

【关键词】网络教学平台  工程数学  教学效果  创新教育

一、工程数学课程的教学现状

工程数学课程是很多专业学生必修的基础课，包括高等数学、线性代数、概率论与数理统计三门课程。这些课程的理论和方法，与人类活动的各个领域在不同程度上都有关联。课程注重培养学生的抽象概括、逻辑推理和空间想象能力，培养学生熟练的运算能力和综合运用所学知识分析、解决问题的能力，是学习专业基础课、专业课的基础，在学生能力和素质培养过程中也具有重要作用。也就是说，数学水平不仅是工科学生基础理论水平的重要组成部分，而且是到达科学研究前沿的理论准备，是综合素养和创新能力的根基，数学教育直接关系到人才培养质量。同时，这些课程的教学内容也是理工类、经管类专业学生硕士研究生入学考试的必考项。目前非数学专业的数学课程教学课时一般都较少，以我校为例，线性代数为32学时，学生普遍反映课程抽象、难懂，所以做好数学课程的“教”与“学”，成为广大同学、教师以及教学管理部门所面临的具体现实问题。现阶段各地方高校的工程数学课程教学普遍具有以下特点和问题：

首先，合班授课，学生众多。一般地方高校每年招生数千人，几乎所有专业都要学习工程数学，尤其工科院校。所以导致学习数学课的学生很多，各校数学课程基本都采用合班教学方式，一般每堂课授课人数都超过100人，有的甚至达到了200人，教师很难与学生进行全面有效的交流互动。所以学生如果能够利用课余时间，充分使用网络教学平台的资源进行补充学习，将会很大程度上克服合班授课师生互动较少的弊病。

其次，学生基础、能力和学习态度差别较大。学生来源不同，基础和能力存在差异;而且学生的学习目标、工作规划差异很大，导致学习兴趣有高有低，学习态度差别较大，影响了教师授课和教学效果。网络教学平台的优势在于，学生可以根据自身学习目标的达成情况，有侧重的进行基础学习或者拔高学习，能够满足差异化学习的要求。

再次，课程内容多，学习任务重。教学任务与学时不匹配，主要是内容多学时少，教师只能满堂灌输，学生很难一直保持专注;而且数学课程具有理論性和抽象性强的特点，最终导致部分学生学习态度消极，学习状态和效果很一般。利用网络教学平台，未及时跟上教学进度的同学，可以集中时间重新学习，跟上线下教学进度，避免出现“低头捡一下笔，从此再也没听懂过”的情况。

二、工程数学课程的教学改革方向

鉴于上述问题的出现及其原因分析，我们认为，在今后的工程数学类课程教学中应该注意以下几个方面，以期改善学生学习效果，为同学开展专业实验甚至继续深造打下一个良好的技术基础。

首先，注意教学内容与工程背景相结合。工程数学广泛应用于各学科及本科专业，这不仅是传统也是工程数学课程发展和建设的必然模式。数学方法只有与具体的学科相结合，才能够发挥出其强大的数理、定量分析功效，在应用过程中不仅对各学科进行创新和改进，而且也使得分析方法得以完善与发展。所以，加强工程数学课程教学的工程背景，让学生在实际应用中体会数学思想，领会数学方法的原理，培养学生应用数学知识解决实际问题的创新意识和能力。

其次，注意理论教学与计算机教学相结合。应用数学方法的迅猛发展与计算机的发展是分不开的。计算机为数学方法在处理涉及大量数据与运算的问题时提供了必要的计算工具，计算机也促进了数学理论的研究和发展，算法的模拟就是表现之一。然而，在课堂上讲授的数学方法一般都采用手算方法，缺少利用计算机进行计算的训练，致使学生今后在解决工程技术问题的实践中难以适应计算机应用的要求，在科学研究的工作中缺乏数学计算的能力。所以结合计算机进行工程数学部分课程内容的教学，培养学生应用软件进行计算并解决实际问题的能力，这也是很必要的。

再次，着眼未来，培养素质。在工程数学教学实践中，常常被各个学科及其专业学生当作一种解决工程问题的计算工具，仅满足于数学概念和基本方法的掌握，不关心数学概念中所蕴涵的丰富的数学思想，不追求方法的来龙去脉，“只见树木，不见森林”的现象是随处可见。数学当然是学习科学技术的钥匙和先决条件，但更是工科学生必须具备的基本素质，钱学森曾指出：“高新技术的基础是应用科学，应用科学的基础是数学”。因此，数学教育在创新型人才培养中具有其它学科不可替代的重要作用，工程数学教育应着眼于学生的未来、学生的适应性、竞争能力和潜力，努力培养学生良好的数学素质，使学生不仅知道许多重要的数学概念、方法和结论，而且能领会到数学的精神实质和思想方法，使数学成为得心应手的武器，终生受用不尽。

三、网络教学平台的优势

网络教学平台，或者说网络教学支持平台，有广义和狭义之分。广义网络教学平台包括支持网络教学的硬件设施、设备，同时包括支持网络教学的软件系统。也就是说，广义网络教学平台包括硬件教学平台和软件教学平台两大部分。狭义网络教学平台是指以互联网为基础，为网络教学提供全面支持服务的软件系统。网络教学平台发展到现在，形式包括慕课、翻转课程、混合教学等，其在全世界应用已非常广泛，尤其在大学和中等专业学校已经普遍应用。通用网络教学平台主要功能模块：课程介绍、教学大纲、教学安排、教师信息、发布课程通知、教学材料、答疑讨论、课程作业、课程问卷、教学笔记、教学邮箱、课程管理、课程列表、教学博客、日程安排和申请开课;研究型网络教学平台主要功能模块：主题信息、探究公告、探究计划、探究小组、小组交流、调查问卷和成果评价;资源型网络教学平台主要功能模块：课件、教案、试题下载，个人资源、资源共享、成果展示、试题试卷库和在线测试。

过去很长时间里，信息技术在教学过程中的应用存在认知偏差，把信息技术简单理解为演示工具，老师大部分精力集中在单纯事物的演示和知识的呈现上，不能充分发挥信息技术的数字化优势，更加忽视了信息技术与所教课程的有效整合。同时，传统教学难以从讲授式向探究式、启发式转变，其客观原因在于：一是教师面对学生太多;二是教师缺少教学手段、工具和实施载体。形象的说，教师只有“五个一”，即一张嘴、一支粉笔、一块黑板、一本教材和一间教室，广大教师由于没有现代教学实施载体，只能依据教材照本宣科，重复讲授式教学，无法达到理想教学效果，相对来说，高等学校非数学专业的工程数学教育仍然处在手工劳动的原始阶段。通过搭建基础课程的网络教学实施平台，将诸多教学要求固化在网络教学实施平台中，按照一定的探究路线和操作流程，既能够为教师提供教学助手和工具，也能够为学生提供探究平台，使教师能够做“应该做”和“必须做”的事情，这对于教学效果的促进更有意义; 通过网络教学平台，我们可以把封闭式课堂转化为开放式课堂，引入外部教学资源，使接受式学习变成探究式学习，封闭式教育变成开放式教育，解决了教育界长期倡导但无法落实的问题，实现了教与学模式的彻底改变。即运用网络优势，在教学过程中创设一种类似科学研究的情境和途径，学生在教师指导与支持下，以科学研究的方法探索问题。其作用在于架设从接受性学习向自主学习过渡的桥梁，帮助学生实现学习方式的转变，也间接的促进了教学效果。

四、利用网络教学平台实现工程数学创新教育的思考

工程数学创新教育的目标在于：通过创新课程建设，创新教学模式，更新教学理念，推动教学方法改革，实现以教为主向以学为主、以课堂教学为主向课内外结合、以结果评价为主向结果过程相结合评价的三大教学转变。以学生为中心，充分利用信息技术优势，采用“翻转课堂”和“慕课”等新教学模式，加强学习过程中的深度探究、思辩、互动与实践，不断提升教学质量。通过特色鲜明、实用性好的案例建设，开发和编写课程教材，实现课程教学模块和知识点设置针对性强的要求，并整合数字化教学内容，尽量实现优质资源共享。

在教学内容方面，工程专业的数学教学内容主要包括高等数学、线性代数和概率论，这是数学教学内容长期以来的统一形式。总的来说，内容相对陈旧，现代数学知识比较缺乏;连续性内容较多，离散性内容较少;偏重数字计算，缺乏数学思想的贯彻。由于学时缩减，不得不对一些内容进行压缩与简化，并且適当转移教学重点，很难真正让学生理解数学的内涵与功能，对于解决实际问题起不到应有的作用。数学本质上是一种工具，在当前的工科数学教学体系下，其解决问题的能力逐渐被弱化。数学建模、数学实验等课程多以选修课形式开设，学生重视程度不够，所以其教学效果也很有限。工程数学创新教育课程的主要教学目的就是解决上述问题，在教学内容方面，要让学生更加合理的学习与掌握知识，要了解微分方程、差分方程、优化、概率、统计和时间序列等经典和现代数学方法，要了解主要数学软件的应用，以强化学生应用数学知识解决学科、专业问题的能力。

在教学设计与方法方面，工程数学创新教育课程建设准备在教学设计、方法和手段等方面进行改革，从学生实际需求出发，对课程实施、评价及相关因素和条件作出科学规划，重点强调课程的互动性与结构性，并尽量对其他课程产生较好的示范和辐射作用。具体地说，摒弃传统填鸭式教学，以学生为中心进行教学设计，采用“课内引导+课后作业+课上研讨”的类似慕课形式。结合课程的培养目标，主讲教师先利用少量时间的进行理论引导，学生在课后根据主讲教师安排，在辅导教师帮助下，以小组形式完成课后作业（以具体问题为导向），再经过课上研讨、启发环节，真正掌握所学知识。这样设置教学内容和授课的优点在于：一是确保数学理论知识和利用数学知识进行实践之间的比例恰当，培养学生应用数学的能力和素质。二是具体化了“能力培养”目标。通过探索数学与能力的关系，理清课程体系中不同内容对学生能力培养的支撑作用，真正以能力培养为目标，开展理论和实践教学活动。三是加强数学与其他学科、专业的联系。对于工程专业学生来说，数学是基础课程，其教学目的是为了更好的学习本专业知识，将专业内容转化为数学问题进而得出结论，对学习兴趣、教学效果都会有较大提升。四是现代数学思想方法和技术手段的介绍。科技和社会日益进步，数学的应用范围不断扩大，思想方法和技术手段也在更新，工程专业学生作为经济社会发展的重要力量，其思维发展、认知能力也要与当下领先水平匹配。

五、结论

本文对地方工科院校的工程数学课程教学现状进行了分析，对未来工程数学教学改革的方向进行了分析。结合网络教学平台的优势，探讨了如何利用这些手段，对当前存在的问题进行克服，基于这些思考，我们对地方高校工程数学课程开展创新教育，加强教学效果进行了初步探讨。

参考文献：

[1]杨峰，王公宝.数学课程教学与实施素质教育[J].海军院校教育，2006，03.

[2]董元旎.大学的教育教学工作必须创新[J].中国冶金教育，2006，05.

[3]赵姝淳.对研究生《概率论与数理统计》教学的探讨[J].大学数学，2007，04.

[4]陈殿友.非数学专业《线性代数》网络课程建设的探索与实践[J].长春师范学院学报（自然科学版），2008，04.

[5]钟波.扩招下工科研究生数理统计课程教学模式研究[J].现代教育技术，2009，13.

[6]赵彦晖.“高等数学”精品课程建设的实践与思考[J].高等数学研究，2009，01.

[7]刘沈荣.高等数学精品课程建设与思考[J].中国成人教育，2010，12.