工科数学课程（精选十篇）
工科数学课程 篇1
概率统计课程是工科各专业开设的一门基础课, 不仅涉及的面广, 而且是许多后续专业课 (如生物统计、试验设计等) 的基础, 也是数学基础课中应用性较强的一门课程.随着信息技术的日益普及和计算机辅助教学 (CAI) 技术的空前发展, 将信息技术和课程整合, 在大学数学课程的教学过程中融入将数学实验思想大学数学已经成为现代教学的发展趋势[1,5].在最新出版的一些教材中或多或少都有所体现.例如在郭跃华, 朱月萍主编2011年1月出版的《概率论与数理统计》教材中[2], 每一章都配备了计算机探索这个环节.数学实验的开展可以在数学教育中体现学生的主体意识, 让学生做到会学、会用数学, 提高学生数学学习的趣味性、体现数学教育的时代性.在高校数学教学中开展应用实验教学的研究是适应当今社会发展和如今大学生学习特点的一个重要举措, 是学习科学发展观在高等学校教育中“以人为本”的一个体现.
因此, 将数学实验融入概率统计教学, 是概率统计教学改革中值得探讨和研究的课题[3].目前, 比较应用比较广泛的数学软件是Matlab软件.它具有操作简单易学、功能强大实用、画图方便迅速等特点.在课堂上老师能快速地应用Matlab软件得到统计分析的结果, 进一步增加学生学习兴趣, 及用概率统计知识和Matlab软件解决实际问题的信心.使学生达到学以致用.
如何结合高校学生的特点, 将数学实以一种良好的、渐进的、高效的形式融入到高校数学教学实际中去呢?本文结合本人在几年来的教学经验以及具体案例, 就这个问题浅谈几点建议.
1 融入仿真实验, 提高学生学习兴趣
概率统计中许多知识都非常抽象.如果教师直接讲解, 往往沦为空洞的说教, 学生很难理解, 也不容易达到理想的教学效果. 教师可根据教学内容, 适当的编制一些简单的仿真小程序, 在课堂上展示这种程序, 往往会给学生留下深刻的印象, 达到良好的教学效果, 更重要的是, 可以提高学生学习兴趣.
案例1 很多课本上都讲到频率的极限接近概率, 往往都是举历史上数学家投币的试验[2,4], 这样讲的话学生没有很深的印象.如果引入程序模拟投币实验, 多次改变投币次数看一下频率的数值, 学生的印象一定更深刻.
Matlab的程序设计如下:
clear;clc;
n=[50, 500, 20000];%投币次数次数分别是50, 500, 20000
f=zeros (100, 3) ;
for i=1∶3
R=binornd (n (i) *ones, 0.5, 1, 100)
% 3种情况下均进行100组实验
f (∶, i) =R./n (i) ;%计算100组实验的频率end
x=1∶100;
plot (x, f (∶, 1) , 'g', x, f (∶, 2) , 'r', x, f (∶, 3) , 'b', [0, 100], [0.5, 0.5], 'k', [0, 100], [0.51, 0.51], 'k', [0, 100], [0.49, 0.49], 'k')
%画100组实验的频率与概率偏离图
xlabel ('
图1 100组实验的频率与概率偏离图') ;
legend ('50次/组', '500次/组', '20000次/组')
程序运行结果如图1所示.
案例2 (中心极限定理) 利用机中心极限定理[2,4]可以处理独立重复事件发生的概率问题, 教师讲的最多的往往是用中心极限定理解决问题的例题.在这里我们不妨编制计算机仿真实验小程序验证一下.例如列维中心极限定理表明大量独立随机变量的和近似服从正态分布.设X1, X2, …, Xk, …独立同分布且E (Xi) =μ, D (Xi) =σ2, 则当k很大时,
clear;clc;
k=100;N=k;M =100;
r=rand (N, M) ;mu=N *0.5;sigma=sqrt (N/12) ;
s=sum (r) ;mu=mean (s) ;sigma=std (s) ;
[n, x]=hist (s, mu-6*sigma:sigma:mu+6*sigma) ;
bar (x, n/M/sigma, 'r') ;
hold on;
h=mu-6*sigma:0.1*sigma:mu+ sigma*6;
t=exp (- (h-mu) .^2/2/sigma^2) /sqrt (2*pi) /sigma;plot (h, t, 'k') ;
xlabel ('
图2 独立均匀分布和的直方图与正态分布曲线') ;
hold off;
在概率统计教学中, 适当的加入数学实验展示的小例子, 这是对概率统计教学进行有益的探讨, 当然概率论与数理统计课本上还有好多内容适于这样的展示方法, 如:蒲丰投针问题, 二项分布的加和是二项分布问题, 二项分布的极限是普瓦松分布问题, 以及大数定律等问题.随着这种方法恰当的引入到概率论与数理统计的教学, 必能极大地提高学生的学习兴趣, 达到良好的教学效果.
2 利用Matlab绘制图形, 使学生获得形象的知识
概率统计中有许多分布律、分布函数与密度函数需要以图形直观显示, 但这些函数都是含有参数的曲线族, 画多个图形费时费力且不易画准确, 画一两个图形又不足以显示参数的实际意义.用MATLAB可以轻易画出多个图形.
案例3 (绘制概率密度函数曲线图) matlab统计工具箱中提供了一个图形演示程
序disttool, 可以直观演示常见分布的分布函数图像以及概率密度函数的图像, 通过该界面, 可以对各种分布的相关参数的作用有一个直观的印象.下面以正态分布N (μ, σ2) 的概率密度函数为例加以说明.
首先在Matlab命令窗口中运行disttool命令, 选择分布类型为Normal分布, 选择PDF (概率密度函数) , 出现正态分布概率密度曲线 (图3) , 调整参数μ, σ的值, 形象的演示了μ决定了图形对称轴, σ决定了图形中峰的陡峭程度.另外, 图中还给出了随机变量X的取值所对应的概率密度函数值.
3 结束语
抽象的数学有时候可以形象地讲解和直观地演示, Matlab就是不错的工具, 而数学实验思想方法提供了一些有益的做法.在概率统计教学中, 通过把数学实验融入概率统计的课堂教学, 活跃课堂气氛, 提高学习兴趣, 更好地达到我们的教学目的.同时, 数学实验的引入能很好地促进学生在现实中思考如何应用概率论与数理统计基本知识解决实际问题, 达到学以致用的目的.
摘要：提出了将数学实验融入工科概率统计课程的教学的两点建议, 即在概率统计的课堂教学中融入数学实验内容, 可活跃课堂气氛, 提高学生学习兴趣;利用数学软件, 使学生获得形象的概率统计知识.
关键词：概率统计,数学实验,Matlab
参考文献
[1]孔雨佳, 王峰光, 安洪庆.开展高等数学实验教学以适应创新性教学思路[J].科技创新导报, 2008, (3) .
[2]郭跃华, 朱月萍.概率论与数理统计[M].北京:高等教育出版社, 2011.
[3]刘小伟.高校数学教学中应用实验教学的研究[J].江西教育学院学报, 2009, 30 (6) :8-10.
[4]盛骤, 等.概率论与数理统计 (第四版) [M].北京:高等教育出版社, 2009.
工科数学课程 篇2
改革开放以来，我国的经济得到持续、高速的发展，教育事业也随之得到长足发展，为了构建应用型工程技术紧缺人才的培养体系我校应用技术学院于1999年成立。这一方面增加了学生升入大学接受高等教育的机会，另一方面入校学生的学业素质也有所降低，如何针对应用技术学院学生的实际情况和实际需求进行教育、教学改革也是多年来一直探索和研究的课题。
《高等数学》、《线性代数》和《概率论与数理统计》是高等院校最主要的基础课，对理学（非数学专业）、工学、经济学、管理学等学科方向的专业课学习具有至关重要的工具作用。数学各基础课程的理论几乎渗透到自然科学以及社会科学的每一个角落。学好这些课程对学生今后的发展至关重要。但由于应用技术学院学生数学基础较差，很多学生对数学学习没有信心，在进入大学学习数学时遇到不少困难。如何兼顾高等学校的教育与不同层次学生的需求，特别是应用技术学院学生学习的接受程度是摆在每一位从事培养应用型人才工作的高校教育工作者面前的一个重要课题。
针对我校应用技术学院既定的人才培养目标和对数学三大基础课程：《高等数学》、《线性代数》、《概率论与数理统计》的实际需求，多年来我们围绕教材的编写、课堂教学的改革、多媒体课件的制作、网上答疑系统的制作等多方面进行了不断的探索和创新，扩充学习资料的使用，促进了学生主动学习。
一、教材编写，因材而著，匠心独具
由于这套系列教材使用的主要对象是应用技术学院的数学老师和学生，我们特别注意到与普招院校一般教材的区别。在要求上做到了适合应用技术学院学生的层次和教学特点，在内容上力求做到认真精选，数学思想严谨、重点突出，在语言叙述上力求做到明确简练、深入浅出。在不断总结教学实践经验和体会、关注学生学习情况的基础上，适度地注意每门课程自身的系统性与逻辑性的同时，把握住“以应用为主，以必需、够用为度”的原则，取材少而精，对超出基本要求的内容一般不编入。重点侧重于学生完整、全面地掌握基本概念、基本方法，强调学生基本运算能力的培养和提高，不特别追求理论的推倒与证明，不追求过于复杂的计算。整套教材结构清晰，脉络分明，深入浅出。既有严谨的证明，也有简单的解释；既有必需的理论知识，又有浅显的推导依据； 1 既能使初学者尽快进入所学领域，又能满足学业出众者对数学知识的较高要求。在不断的教学实践中，教材进行了多次修改，现在使用的《高等数学》为第五版，使其更适应人才培养的需要。
1．重视知识的传授更重视能力的培养
这套教材让学生在系统获得知识的同时，也能比较系统地提高能力。如微分学部分，它表现了以原理为基础，以方法为工具的结构，以数学式的通性（概念、原则）为径线，以数学式的通法（运算方法）为纬线，按层次逐步演进。确实做到了顺理成章，层次分明，环环相扣，有利于学生理解掌握。教材中特别注意到了学生自学能力的培养，从过去单纯注重传授知识，转变为引导学生学会学习；各章均附有自学指导，内容包括：基本要求、重点、难点、学习指导，使学生能够明确各章的学习目标，有的放矢。努力培养学生从过去强调接受学习、死记硬背、机械训练的学习方式，转变为倡导学生主动参与、乐于探究、勤于动手的学习方式。真正体现出应用技术学院这类院校的学生着重培养的是动手能力，应用知识解决实际问题的能力。
2．重视培养学生运用数学方法的意识
这套教材在讲述知识内容时非常有意识地对其中蕴含的基本数学思想方法进行渗透，使之逐步被学生理解掌握。数学方法是数学的灵魂。单有知识是不能转化为能力的，它必须以思维方法为中介才能实现。让数学思想走上前台，把知识教学与能力培养、训练统一起来。基本的数学思想方法是“人人能懂，到处有用”的大道理，学生掌握了数学思想方法就等于掌握了“万能钥匙”。如《高等数学》在第一章极限中渗透了化归思想、量变、质变的思想及分析法、综合法等基本的数学方法。再例如，在讲求幂指函数的导数时，通过典型例题，将直接求导法、取对数化为隐函数求导法、指数求导法等各种解法一一列出，择优而取，从而使学生在牢固地掌握知识的同时又学到探求知识的思想方法和手段。
3．知识难度的处理独具匠心
这套教材在知识难点的处理上采用逐渐渗透的方式，降低理论高度，弱化课程体系的严密性，理论知识以够用为度，一些定理的证明以几何解释为主，如微分学中的四个中值定理的证明，均给学生直观的解释。使学生逐渐接受高等数学精髓——微积分内容，先感受微积分，学习微积分，再应用微积分。
4．练习题的选取灵活多变
这套教材中的例题多，习题多。自学指导中配有典型例题，教师可以根据学生的具 体情况，专业的不同要求，选取难易程度适当的题目讲解和选择的一定的习题供学生练习，以满足不同专业、不同层次学生的要求。教材中每章配的自测题涵盖了所学的知识点。对课后习题教材并没有设具体解答，这主要是希望教师通过批改作业深入了解学生对基础知识、基本理论的理解和基本运算方法的掌握程度和存在问题，以便及时寻求解决学生学习中存在的问题，提高教学质量。
5、编写同步辅导，方便学生自学
为了方便学生自学，我们又编写了相关教材的同步辅导书。可以说，同步辅导书是学生学习过程中的另一位良师益友，能够为学生及时地解答在学习过程中遇到的各种疑难问题，为学生顺利完成学习任务提供了必要的保障。
二、课件制作，精心设计，典雅美观，质量保证
好的教材和教案通过科学合理的制作多媒体课件，可以使它的应用价值升值。而应用价值的大小取决于引起学生对教学内容的关注程度和是否有利于调动学生学习的积极性，以及能否获得良好的课堂教学效果。
1．课件制作逻辑推理严密、精美，使用方便
几年来，《高等数学》、《线性代数》和《概率论与数理统计》等三门课的多媒体课件在制作过程中融入了数学的思维方式和严密的逻辑推理，制作细腻，多次进行了修改、整合、完善，制作的水平不断得到了提高，确保了多媒体课件质量的可靠性，得到校内广大师生的普遍好评。这样，使学生不仅掌握具有应用功能的数学知识，而且在用美学眼光来审视数学的同时，潜移默化地受到数学逻辑推理和理性思维的训练，分析问题和解决问题的能力得到了很好的提高。数学课程传统的课堂教学被学生认为既抽象、又单调甚至于枯燥。此外，数学课程传统的课堂教学的一个显著特点是板书频繁而且量大，这无疑给课堂教学带来了很大的负面影响，而多媒体教学的引入，提供了图文声像并茂、色彩鲜明的教学情境与氛围。通过超级链接的方式可以将图像、文字、动画等课件元素有机地组合成一个系统变量。交互性加上课件元素的综合运用，使得数学的课堂教学从讲授“静态”理论、变为 “动态”演示的漂亮画面。先进的多媒体教学手段将高等数学课程中各个章节，各个教学环节、各个知识点联系得更加紧密，教学过程更富有连续性和互动性。
2．引入数学史的内容，增强课程历史性、人文性
在讲授极限与导数、牛顿-莱布尼兹公式等内容时，通过课件中的超级链接，播放 柯西、魏斯特拉斯、牛顿、莱布尼兹等数学大师们的图片与生平，介绍微积分的发现过程等背景知识，不仅使学生受到数学史的教育，感受数学家们的人格魅力，增强了这一在学生看来单调乏味的学科的历史性、人文性，还有助于消除学生对于数学学习的畏难情绪。使得原本抽象单一的教学过程变得生动活泼，激发了学生对数学学习的兴趣，加强学生进一步探求和学好数学课程的决心。
三、网上答疑系统，综合教学内容，问题全面，解答详细
由于信息技术能极大地改变和推动我们的教学，所以利用网络辅助教学将成为高校教学中不可或缺的一部分。有效地整合教育资源和优化教学结构、改善了教学环境、提高了教学效益。是探索和创新素质教育的手段之一，可以培养学生的学习能力，形成一个良性循环的学习过程。
1、整合丰富有效的教学资源，建立完善的答疑系统
计算机网络化的发展为教育从传统走向现代、从封闭走向开放提供了技术保证。随着互联网和局域网的不断普及，网络的开放性、交互性、多媒体性和海量存储性等特点使利用网络进行学习和教学特别方便和优越。网络教学是指将网络技术作为构成新型教学环境的有机因素。教师处于辅导、服务的位置。经过课程组教师的共同努力，整合了丰富有效的教学资源，建立完善的答疑系统，给学生提供了一个自主化、个性化、能方便获取信息资源的平台。我们给有关学院的学生编制了上网的密码，学生可以随时上网查询我们提供的有关课程的学习资料。网上有：
（1）《数学与数学史简介》帮助学生历史地，全面地了解数学课程的发展；（2）对于数学基础比较差的学生，我们制作完成了《初等数学》课件，将学生在中学阶段学习的数学知识进行了概括和总结，为学生学习后续大学课程打下必要的基础（约30个学时）；
（3）《高等数学》、《线性代数》和《概率论与数理统计》多媒体课件，可方便提供给学生课后的自学和复习；
（4）网上答疑系统与自我检测题
为了及时解决学生学习上的难点、盲点及模糊点，帮助学生总结和巩固知识提供网上的辅导资料为：《高等数学》、《线性代数》和《概率论与数理统计》等三门课程均按各章内容归纳，整理，同时制作的填空、选择题、问答题、计算题等近千道题一并系统地挂在局域网上。先提出问题，经过学生思考后，再点击出答案。使学生得以总结、提 高、理解和记忆巩固所学的知识。在教学中我们不断地进行修改、补充和完善，这样使“以教师为主导”和“以学生为中心”的教学模式有机而完美地融合起来。
2、系统方便学生主动、自主地学习
在教学改革中，多年来，基本是强调了教师功能的改革，而关注学生学习方法的改革仍显得苍白。由于学生在年龄、天赋、秉性、志趣、基础等方面存在个体差异。个人的理解能力、认知方式、期望值等也因人而异。在传统的教学中，学生必须按部就班上课、自习，没有自主选择学习时间、内容、进度和方式的可能。这就极大地限制了他们的主动性和积极性，直接影响了学习的效果。现代化教育必须遵从以人为本的观念，要关注学生的需要和期望，努力用先进的教学手段和教学方式变应试教育为智能教育；变被动教学为方便学生主动、自主地学习，充分体现学习者的主体地位，而多媒体网络教学平台则给学生提供了一个可以自由选择的学习空间。在课堂教学中，仍采用以教师为主导的教学模式；在课后的网络辅导学习中，却采用了以学生自主学习为中心的学习方法。在传统的课堂教学中，学生是被动地学习，是教师将知识传授给学生；而通过网络辅导教学，学生是带着问题主动地去学习，通过思索寻求答案。
在近几年的教学实践和学生的使用过程中，网上答疑系统受到我们工作在一线的教师的和广大学生的欢迎。任课教师定期向系统负责人反映意见、建议，在广泛的使用过程中同学们也希望和欢迎题库的定期更新，所以在过去的几年中，网上答疑系统不断得到完善，试题定期得到更新，保证了网上答疑系统的积极发展和良好利用。
四、试题库题型全面，重点突出
为了方便教师了解学生的学习状况和对学生的学习进行及时的考察，我们又制作完成了《高等数学》《线性代数》《概率论与数理统计》试题库，严格把握试题的难易程度和全面性，其中含有填空题、选择题、计算题、证明题等，《高等数学》有选择题260题，填空题230题，计算题560题；《线性代数》有选择题175题，填空题130题，计算题170题；《概率论与数理统计》有选择题110题，填空题90题，计算题90题。这些试题均用word文档打印，非常方便于教师使用。这样可以不断地对我们的教学情况进行考察，使考试工作更为规范。
综上所述，《高等数学》、《线性代数》、《概率论与数理统计》这套系列教材及其配套的课件、网上答疑系统在教学内容的取舍、知识难点的处理、数学意识的培养、应用数学知识解决实际问题等方面作了有益的尝试，是一套应用技术学院学生学习程度的好 5 教材、好课件、好系统。在近年来的教学效果反馈中，这套教材及其配套的课件、网上答疑系统都受到了广大师生的好评。
五、注重师德、不断提高教学水平
工科（应用型）“数学课程建设”项目自实施以来，建设成员根据项目的建设目标，详细规划，积极努力工作，在应用技术学院任数学课程的老师，热爱学生，全心身的投入到工作中，积极开展教学活动，讨论教学情况，确定好调整教学方式的思路等。任课教师教学经验丰富，教学效果突出，深受同学的喜爱，学生对教师的评价基本是优良。同时，教师们也注重及时总结在教学改革中的心得与体会，发表了多篇教学研究论文，为应用技术学院数学基础课程的改革提供了借鉴和参考。十年来，应用技术学院的数学课程建设取得丰富的成果，为学院的数学课程教学质量的更上一个台阶打下了坚实的基础。为全面提高教学质量起到良好的作用。
王升瑞
曹德侠
程林凤 朱开永 戴恩辉
工科数学课程 篇3
关键词：中职 工科 校本课程 能力本位
中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）09（c）-0198-01
中职工科专业数学校本课程，旨在九年义务教育基础上，使学生进一步学习并掌握职业岗位和生活中所必要的数学基础知识，培养学生的计算技能、计算工具使用技能和数据处理技能，培养学生的观察能力、空间想象能力、分析与解决问题能力和数学思维能力，引导学生逐步养成良好的学习习惯、实践意识、创新意识和实事求是的科学态度，提高学生就业能力与创业能力。
1 中职学校校本课程的“能力本位”设计原则
能力本位教育的五大要素之一就是以能力为教学的基础。根据一定的能力观分析和确定能力标准，将能力标准转换为课程，通常采用模块化课程。
能力本位课程的观点应该彻底的贯穿于职业教育课程中，形成一个课程结构，并使职业能力系统化。职业能力系统化课程有两个方面的表现：首先，课程中的每个要素要职业能力系统化。这其中的要素包括：课程观念，课程蓝图，课程事例，课程表现方式，课程内容，课程改革，课程评价等。所有的课程要素要围绕着职业能力来进行系统化的构建；其次，以职业能力分析为基础是对课程整体职业能力系统化的要求。课程系统化的设计要面向整个职业工作的全过程，在过程构建时要坚持以培养职业能力为主旨。总之，职业能力系统化课程是以综合职业能力为主题架构，面向职业活动的课程体系。
2 中职数学校本课程内容模块及学时分配
笔者依据多年来中职工科数学教学的经验和近两年数学校本课程的实践，结合本校教学实际，将校本课程内容分为三大模块，具体编排、处理如下：
第一模块。基础数学，包括预备知识、集合与逻辑、直角坐标系与极坐标系。
第二模块。应用数学，包括专业数学与生活数学两部分。专业数学内容有三角函数、平面向量、立体几何初步、实用的测量、计算知识（用可编程的科学计算器进行计算，计算中值、标准差，解释并确定测量的准确度，解释和换算度量单位等）。生活数学内容有函数、数列、资料分析、数学史、数学中美的欣赏等。
第三模块。发展的数学，包括解析几何初步、复数、排列与组合、概率与统计、行列式与矩阵、微积分基础。
依据《中职数学教学大纲》，本课程在第一学年的两个学期内完成。每周4学时，每学期为72学时（含复习考试环节），共144学时。笔者经过与数学组教师们的探讨，初步确定各模块学时安排如下：第一模块，30学时；第二模块，114学时，其中专业数学84学时，生活数学30学时。第三模块为发展模块，是满足学生个性发展与继续学习的任意选学内容，教学时数不做统一规定。
时间短，任务重，这就需要教师根据本校学生的具体情况和学生发展的目标适时、适当地选择学习的内容。比如对于立体几何的处理，尽量降低论证的难度，删掉大部分定理的推导和论证过程，采用借助模型，通过直接感知和操作确认的方式，按“感知—确认—理解—应用”的模式组织教材，重点放在画图、空间想像能力、利用结论进行计算和论证上。
3 中职数学校本课程内容的处理
3.1 抽选出专业学习中必需的数学知识
要想更好地发挥数学学科的工具作用，必需明确专业学习中需要哪些数学知识，这就要求先要对工科专业知识进行梳理、分析，然后对照找出专业学习所需的数学知识点。
分析出掌握专业技能所需的知识，就可以分析出学习这些知识所必需的数学知识。例如，绘草图并解释图纸这一技能，需要在数学学习中掌握直尺、三角板、圆规、量角器等工具的正确使用；基础的几何图形的画法以及立体图形的画法；三视图的知识；比例尺计算；简单的数学计算等。中职学生的数学基础普遍非常差，这就要求在课程安排时，将中、小学课程中的绘图工具的正确使用、比例尺计算、三视图等必需的知识等补充到中职数学课程中来，在几何部分侧重安排图形的画法，以便满足专业学习的需求。
3.2 根据专业课知识讲授的顺序调整数学课程内容顺序的设计
笔者认为，在设计数学课程内容顺序时，应充分充分考虑专业课知识分布的特点。如工科专业的学生一入学，就要开设《机械制图》这门专业课，而学生因为在初中时基础较差，即使曾经学习过关于主视图、俯视图的知识，现在也不能正确运用。所以，入学初的数学课应在《预备知识》一章首先讲解这部分内容，而本校采用的教育出版社2006年出版的由李广全主编的《数学》《预备知识》一章没有这部分内容。
例如三角函数的有关知识在数学课本中被安排在了高一下学期后期学习，而在专业学习中如钳工专业的计算、数控专业的计算中都要用到这部分知识，为了让数学更好地服务于专业，体现数学的实用价值，建议将《三角函数》一章进行简化，提前到《预备知识》之后。
3.3 做好应用数学内容的选择与设计
应用数学分为专业数学和生活数学两部分，在部分内容上穿插与专业相关的内容，增强他们学习数学的动力。例如：机械加工专业学生在学习车工工艺中遇到了车削圆锥面，求解圆锥半角，需要三角函数的知识；在进行铁板的切割及焊接时，如何提高利用效率，需要会求解函数的最值问题。
3.4 根据学生实际情况做好初中知识的复习与初、高中知识的衔接
工科研究生数学课程教学模式的发展 篇4
一工科研究生数学课程的教学现状
研究生阶段的数学课程定义定理更多, 基本理论更加抽象, 内容更加复杂且量大。所以若想培养学生们运用基本理论去综合分析问题、归纳要点、总结经验、解决问题、举一反三的能力将会是一个十分困难的问题。如何培养学生良好的基本数学素养, 使学生具有较强的逻辑思维能力成为我们教学的主要目标。然而, 硕士研究生数学基础课程教学与本科生的数学基础课教学首先就面临着相同的问题, 那就是学时非常有限, 如何在有限的学时里培养学生的逻辑思维能力, 培养学生熟练运用数学工具的能力是一个非常值得探讨的问题。研究生的数学基础课教学需要注意以下几个方面的问题: (1) 教学内容争取与学生的相关专业知识相结合; (2) 教学内容争取与科研前沿问题相联系, 这样可以让学生学以致用, 并且可以在将来的专业基础课的学习中, 不断加深对数学工具的掌握; (3) 争取将教学内容与工科研究生经常使用的、功能强大的数值计算软件的应用相联系, 同时适当锻炼学生将相关知识综合运用的能力。下面从几个方面探讨一下工科研究生数学课程教学模式的发展。
二选择高质量的参考教材
一本好的教材应能起到引导或指导作用。工科研究生的教学是以培养科研人才为目的, 目前几乎所有的数学课程的授课内容都是由授课教师根据相关学科相关知识总结整理的内容, 没有固定的教材, 因为要反映当前相关课程及学科的科研前沿理论, 固定的教材将无法跟上学科进步的脚步, 但参考教材是必不可少的基础学习工具。参考教材对于学生的课前预习相关理论及课后的自我学习过程都是非常重要的载体, 所以参考教材的选择决定着学生的学习效果。参考教材应具备以下几个特点: (1) 基本内容浅显易懂, 有利于学生的课前预习及课后复习; (2) 逻辑体系完整, 层次清晰, 有较好的连贯性, 有助于学生将课程内容与教师讲授的内容相结合, 在脑海里构建起理论内容的逻辑框架; (3) 难易适中、综合性强的课后习题, 最好能与当前科研前沿问题相联系, 能有效帮助学生加深理解基本内容。
三数值计算软件的使用
近半个世纪以来, 随着计算机技术的快速发展, 我们已经有了诸多可以用来辅助教学的方式, 如MATLAB软件等。工科研究生在科研过程中避免不了要解决实际的工程项目问题, 以及处理大量的数据, 那么功能强大的数值计算软件的使用是必不可少的。MATLAB软件又名矩阵实验室, 是一款功能强大的数据处理与数值计算软件, 同时对于随机数据的分析处理、图像的生成及分析处理都具有功能强大的特点。MATLAB软件同样有回归分析功能, 是学生们对时间序列数据的分析处理必需的一个功能, 不仅锻炼了学生的程序编译能力, 并且能锻炼学生们理解并使用统计理论解决在其他工程领域问题的应用能力。
四多媒体技术的应用
非航海工科毕业生船员课程 篇5
非航海工科毕业生船员课程
航海技术专业：
主要理论课程：航海学、航行值班与避碰、船舶操纵、航海气象与海洋学、船舶信号、航海仪器、航海英语、海上货物运输、船舶管理、船舶结构与设备等。
主要实践教学：水手工艺训练、航海英语听力与会话、熟悉和基本安全培训、精通救生艇和救助艇培训、航线设计、货运积载等 轮机工程技术：
主要理论课程：轮机工程基础、船舶柴油机、船舶辅机、轮机英语、轮机维护与修理、船舶电气设备、船舶管理等。主要实践教学：金工工艺、船舶电工工艺和电气测试、船舶电站训练、动力设备拆装、动力设备操作、熟悉和基本安全培训、精通救生艇和救助艇培训等。
工科数学课程 篇6
关键词： 专业背景 主干数学课程 教学研究与实践
一
长期以来，与各地中、小学方兴未艾的课程改革形成鲜明对比的是，大学公共数学的主干课程教学内容基本没有实质性的变化，许多老师的教案若干年少有更新，一套教案可以用于多个专业，教学内容与学生的专业很少产生联系。概括起来，大学公共数学课程的教学现状及问题主要表现为：
1.专业课与基础课脱节。数学课程在大学教育中定位不明确，数学课程内容缺乏针对性和应用性。长期以来，公共数学课程教学内容与学生所学的专业很少产生联系，学生学了大量的定理和公式，可没搞清楚这些枯燥的知识有什么用，学习盲目而且被动。
2.理论与实际应用脱节。现行的数学教材偏重逻辑性、系统性和基本计算。传统数学教材方面的层次单薄，只介绍与内容有关的最基本解题方法，这在一定程度上影响了数学在实际中的应用。比如说微积分方程部分，理论模型中比较偏重力学与电学，而近年来快速发展的生物科学、经济科学却鲜有模型。解题方法上重解析法，轻数值法都导致了应用上的局限性。比如微分方程能解得出解析解的模型就很有限，数值解法在实际应用中就不可避免。分段函数的教学通常给予的重视程度也不够，但实际中这样的问题还是很多的。如交通问题中的区段票价及多种交通工具的转换及电量采购问题中的段位现象，现行工资制度中的调整机制，都与分段函数有关。
3.教学与教学研究脱节。科研工作一直是公共课教师的一个短板，因而教学研究是我们不能忽视的一项工作，如何解决教学中人才培养的新问题，将教学研究的成果应用到实际工作中，也是我们必须重视并努力实现的环节。
4.人才培养模式与社会需求脱节。现有的教学模式造成大量学生“学不会、用不了”的尴尬局面，不能满足社会发展的需要。因此，把具有专业背景的思想和方法融入到大学主干数学课程的教学实践中有着十分重要的意义。有针对性地将专业知识背景案例作为公共数学课程教学的一部分，能够在一定程度上改变专业课与基础课各自为政的局面；在不改变教材现行大体系条件下，针对相关局部缺陷，补充资料与方法，可以有效促进数学与实际应用的联系，锻炼学生应用能力，提高学生的创造能力，让学生主动地发现学习的价值，引发学生积极、主动、创造性地学习；同时达到用教学带动研究，用研究促进教学目的，解决创新型人才、高素质应用型人才培养中存在的实际问题。
二
具体研究的设想和目标是：
1.创新有效教学的内涵。国内外数学教学改革的趋势越来越注重数学的应用性。因此在公共数学课程教学中应注意将数学的抽象理论与专业实际问题结合起来，突出数学的应用，突出“用数学”能力的培养。保持数学课程原有特色，弥补不足之处，改革教学方法和手段，实现教学内容、教学方法和教学手段的现代化。教学的关键要体现一个“用”字，帮助学生解决实际问题，展现数学知识的实用性。
2.优化整合教学内容。收集、编写、制作具有专业知识背景的、有针对性的、可供教学的教学案例，加入知识应用背景的讲解，知识点的介绍与学生专业相结合，抽象问题具体化，体现课程的实用性，拓宽学生的知识面，提高学生学习兴趣；把专业背景的思想和方法融入到大学主干数学课程的教学中，形成数学知识和专业知识相互渗透，突出数学课程的专业特色，运用数学知识解决与学生专业相关的问题，开拓思维，锻炼应用能力，提高创造能力和社会竞争价值。
3.研究成果具有实用性。将专业背景及案例融入到教学中，整理、制作专业知识和数学课程相结合的教学课件，收集具有专业背景的应用数学思考题，解决传统数学教材层次单薄，只介绍与内容有关的基本解题方法，缺乏数学在实际中的应用的现象；在很大程度上消除学生对数学课程的恐惧及忽视心理，认识数学知识的应用价值，培养综合运用所学知识分析、解决问题的能力，能够学数学用数学，让学生一生受用。
4.打破专业壁垒，教学、教研相互促进。改变长期以来专业课与基础课脱节，理论与实际应用脱节的现象，将专业背景的思想和方法融入到工科主干数学课程的教学中，运用数学知识推导和整理出专业课中的需要用到的有趣的数学公式，建立数学课程和专业课之间的有机联系。随着科技进步、社会发展，教学内容需要不断更新，任课教师要更广泛地联系生活、联系其他相关学科或课程设置教学情境，关注相关学科或课程的研究成果，教学内容与时俱进，常教常新，对于任课老师而言也是一个继续学习，自我提升的过程。
5.推进课程设置的改革。教学过程中，结合应用将计算机作为辅助工具引入教学， 让学生初步掌握用Matlab ，Mathematica等数学软件解决线性代数问题，介绍部分常用的数学软件，让学生充分体会数学知识的美妙，领略其强大的生命力和应用价值，展现数学作为自然科学研究工具的特色，初步形成具有专业特色的主干数学课程教学体系。
三
研究解决教学问题拟采取的主要方法是：
1.注重数学知识为专业课服务。在创新学院教学中，加强基础课为专业课服务的意识，收集各种专业应用的案例，构建以专业需要为主的专业数学教学体系，把数学思想方法的培养与数学知识的教学融为一体，突出数学知识的实用性和服务性。
2.与学生数学水平相衔接，因材施教。精选教学内容，强化基本知识和基本思想，突出数学本质，突出应用。在满足专业应用需要的基础上，适当加大难度，使其能够用数学逻辑思维方法处理和解决实践中遇到的数学计算问题，为今后继续学习打下基础。采取多样化的教学方式，吸引学生自觉参与到学习活动中，突出教学中学生的主体地位，调动学生的学习积极性。适时使用多媒体教学，借助软件技术，把课本知识、实际问题、计算机的应用有机结合起来，提高学生将实际问题转化为数学模型的能力，扩大他们的学习空间，提高他们的实践能力与创新精神培养实际能力。
3.案例教学法与专业课相结合。数学在实践中的应用教学存在不被重视和投入不足的问题，这与数学本身的特征有关，其根源于数学课程的设置不尽合理。以机电专业创新班和经管专业创新班作为切入点，广泛收集专业案例，注重由专业课中的案例引入，增加与专业背景，特别是与现代技术结合紧密的数学案例，让学生感到学习数学是发展的需要。
目前，少数重点高校在工科数学课程的教学改革中已经做出了卓有成效的工作，但是不同的学校专业设置有别，所以在高校人才培养模式改革，切实提高人才培养质量的大环境下，实现专业背景与公共数学课程教学内容的融合，需要我们自己付出努力。把具有专业背景的思想和方法融入到大学的主干数学课程的教学实践中，让学生主动发现学习的价值，对于提高学生的应用能力和创造能力，引导学生积极、主动、创造性地学习，提高教师的素质和教学水平具有重要的意义。
参考文献：
[1]方瑛.基于有效教学的工科数学课程创新教学的研究与实践.考试周刊，2015（6）.
[2]李尚志，主编.数学的神韵.科学出版社，2010.
[3]郭镜明，韩云瑞，主编.美国微积分教材精粹选编.高教出版社.
工科数学课程 篇7
1 理工科院校数学模型课程的教学现状
1.1 课程安排及教学形式的多样性
目前,在数学模型课程设置上,有公共选修课、设定专业必选课以及全国建模竞赛集训课3种形式,前2种形式的教学安排大同小异,教学时数相差不大,学分相同,理论教学为主,少量学时安排实践教学;第三种形式为配合全国大学生数学建模竞赛而设置,采取理论与实践相结合、以实践性教学环节为主,但集训时间较短,授课比较集中。另外,这3个层次授课的学期以及参加学习的学生来源不一,涵盖大二、大三、大四的学生,他们来自不同学科专业,学习数学类课程的学时和拥有的数学基础知识不同,导致授课的复杂性,需要统筹兼顾。
1.2 教材纷繁多样,实践环节内容力度不够
目前,数学模型各种版本的教材、教辅材料达上百种,名称大同小异,内容编写顺序有一定的差别,关于实际问题的案例的选择千差万别。鉴于各种因素,相关部门极力承担教材购买和发放工作,有时授课教师没有教材选择权,无法使用满意的教材。这些情况导致教师上课缺乏针对性,课程内容的系统性和教学的科学化更是无从谈起。另一方面,有些教材理论性、系统性较强,也比较科学,编撰比较丰满,可是缺乏实践环节的内容,“数学味”太浓,“桥梁作用”体现得不够深刻,影响了数学模型教材的质量。因此,在教学过程中,亟需研究如何在有限的授课学时内,安排课程教学内容,把数学建模的基本思想、方法和相关理论合理讲述,使学生更多地接触实际建模案例,提高学生分析问题、解决问题的能力,加强学生自身的数学素养和理论素质,提高学生应用数学建模理论和方法解决实际问题的基本技能。
1.3 生源素质不一,授课难度加大
这主要体现在公选课和培训课程上,随着数学建模应用领域逐渐扩大,特别是建模竞赛获奖学生受后续专业课教师和用人单位的青睐,亦可免试推荐读研等原因,大学生参与程度大幅提高,选课学生大幅增加,就我校而言,2006～2009年,每年有近400名学生参加公选课,当然,有些学生选课目的是为了弥补学分的缺额。人多则杂,选课学生来源复杂,涉及学科、专业面宽广,教师教学难度大,选用教材难度大,因材施教难度大,集体研究数学建模理论方法和进行实践环节的机会少。
1.4 教学方法和手段单一、落后,难以适应现代教学需求
数学建模与计算机技术的配合可以说是一对孪生兄弟,二者相得益彰,互为补充。现实教学中,一些教师和学校仍然采用“黑板+粉笔”教学手段,教法单一、落后,备受学生反感。在数学模型课程教学中,由于涉及的学科和基础知识较多,离开多媒体,授课过程很难把牵涉的知识十分全面地融合进去,许多绘图、函数、表格等在教学中无法生动活泼地展示出来,一定程度上影响教学效果的正常发挥。如果借助数学建模实验室和一套齐备的数学应用软件,如Mathematic,Matlab,Lingo和SAS等,数学模型课程教学将如鱼得水。
2 理工科院校数学模型课程的教学对策
针对教学中存在的问题,我们围绕教学内容和教学方法,采取了以下的改革与实践:
2.1 开展分层次教学,提高学习效果
针对选课学生来源复杂,涉及学科、专业面广等问题,为适应学生的需要,达到“因材施教”目的,我们将数学模型教学大致分为3个层次,每一层次对数学模型的课程大纲、授课计划、学时分配、教学材料、实践环节、试题类型以及教材选用等要求各不相同。其实施方案及实施方法如下:
第一层次是理科专业的公共基础课。主要对象为数学类专业和物理类等理科专业,该类学生数学基础相对较好,其他相关学科的知识相对较少。安排在第四学期讲授,授课课时约64课时,计3.5学分,分理论和实验两部分,按照“淡化基础理论,重点掌握方法,强化实践应用”的原则,理论讲授按照“问题-模型-方法-结论”的模式,重点在于从实际问题出发,分析问题,建立数学模型,求解模型,进而解决问题;实验学时不低于总授课时的1/4,利用计算机软件,如:Matlab,Lindo,Lingo,SPSS等对其所建立的模型进行求解,然后对结果进行分析,解答所给的问题。
第二层次是全校各专业公选课。主要针对大二以上全校工科各专业。授课学时约48课时,计3学分,分理论和实验两部分,实验学时约占总课时的1/6。这部分学生来源宽泛,学科知识面广,有些学生计算机能力强,按照“淡化理论,掌握方法,重在应用”的原则,理论授课重点放在怎样利用数学语言表达实际问题,实验授课主要讲如何利用求解报告解决问题。
第三层次是参加竞赛的短期集训课。面向参加全国大学生数学建模竞赛的学生,约80课时,分理论和实验两部分,实验学时不低于总学时的1/2。采取理论与实践并重的教育教学模式,按照“建模理论够用,熟练方法技能,理论联系实际”的原则,上午实施案例教学,下午上机进行程序演示和实际操作,重在学习建模的方法和技巧以及形成报告的能力训练。
除3个教学层次之外,在辅助教学方面,为提高学生对数学建模的兴趣和爱好,扩大数学建模的影响力,我们以数学建模协会为依托,发挥学生社团作用,定期或不定期举办相关的专题讲座或竞赛活动,邀请校内外专家报告、介绍数学建模理论和进展动态。
2.2 实施模块化教学,优化课程体系
根据数学模型课程各部分内容设置“三横八纵”教学模块,按照3个层次需求选择性讲授模块知识。其构成如图1所示:
“三横模块”指基础模块、选修模块和竞赛模块。其中基础模块涵盖数学建模所必需的预备知识模块和公共基础知识模块。预备知识模块包括高等数学、线性代数、概率论与数理统计,其理论性相对较高,基础宽,内容以够用为度,授课2课时。公共基础模块包括建立模型的基础知识和必要的计算机软件工具,授课4课时。主要讲授常用的数学软件,完成必要的计算、分析或判断等内容,是各层次必选内容,根据学时多少至少选定1种教学软件。例如:计算机软件工具只要掌握1种软件(如Matlab)即可。
“选修模块”主要强调讲述内容的个性化,在实施中具有一定弹性,适合个性化的知识、能力教学和特长培养。从不同层次和不同专业人才规格和培养目标上,体现数学建模的整体化。根据不同专业、不同类别学生素质要求,对“选修模块”设置了4个子模块,突出了各部分内容的个性特点,教学中从培养学生基本规格出发,拉近教学内容和不同专业学生间的距离,体现教学内容的亲和力和影响力,使不同层次学生各获其益。
各子模块主要内容及教学学时如下:
初等方法模块:主要讲授初等数学方法建模。包括集合分析,完成本模块约6课时。
静态优化模块:主要讲授静态优化方法建模。静态优化问题指最优解是数(不是函数),主要用微分法求解,也可用数学规划的方法求解。完成本模块约14课时。
动态优化模块:主要讲授动态优化方法等内容,包括微分方程、差分方程、稳定性模型和动态规划等内容。完成本模块约14课时。
随机优化模块:主要讲授随机优化模型。包括概率论模型、统计分析模型和马尔科夫链模型。完成本模块约14课时。
其他选修模块包括网络优化模型、层次分析法模型、模糊数学模型、灰色系统模型等,可根据教学学时数和专业需求不同,适当增加这些内容,以扩大学生的知识面和视野。
竞赛模块主要针对参加全国数学家建模竞赛的学生设置,主要包括数学建模强化训练和数学建模论文写作强化训练等内容,完成本模块教学约需30课时,其中,论文写作模块2～4课时,建模强化模块理论学时约10～12课时,实践环节16～18课时。选修模块供不同专业和不同层次的学生选用,其内容根据需要来设置,加强针对性,突出实用性。
2.3 改进教学手段和方法,增强教学的实效性和针对性
为了提高学生的学习效果,改善教学质量和教学效果,我们主要采取了教学方法和教学手段的改革。根据不同学生不同教学内容采用讨论式、“双向翻译”式、“理论+实践”模式等不同教学方法,适时运用C A I、多媒体、计算机软件等现代教育技术平台展开教学,已形成了多媒体教学,计算机上机演示,Mathematica和Matlab编程教学相结合的“立体化”教学体系;特别地,结合课程教学体系与内容的需要,对于数据处理和数学软件编程尤其适合多媒体教学,并作为教学改革生动具体的载体,极大提高了教学效果,促进了数学模型教学的现代化。在网络教学上,应用校园局域网、公共网等良好的整体和局部教学环境,把相关软件和电子教案等立体化教材入网使用,校园网络课堂教学逐步正常运转,教师与学生已经利用网络课堂进行课程讨论、网上答疑、布置作业、发布课外学习资料及课程通知等,提高学生的学习兴趣与学习主动性,进一步巩固了课程的教学效果。
另外,在数学模型课程考核中,还改革了考试方式,改变了闭卷笔试的传统考试模型,改为开卷笔试考试,实行提交小论文和笔试的考核方式,在条件许可的情况下实行上机操作考试和答辩相结合的方式。
3 结束语
经过近几年的教学改革实践,数学建模课程教学逐步实现了从封闭走向开放,从单科走向综合,从校内走向校外,从单纯课堂讲授走向理论与实践的有效结合,从课程教学走向社团组织辅助学习,教学效果有了较大提高,近3年参加全国大学生数学建模竞赛获国家一、二等奖10项,省级一、二等奖54项,竞赛成绩开创了学校最好纪录。2008年和2009年,我们对课程教学改革与实践的实效进行调查,分别发放问卷300份,总体回收率达89.67%,通过对数据统计、分析和处理,结果显示:绝大部分学生认同数学模型课程的改革实践,课程结构更加趋于合理优化,模块清晰明了,学习起来方便易懂,网络课堂深受欢迎,90%以上的学生认为收获较大,对学习专业课以及自身工作有很大作用,参与调查的学生在降低对数学理论的证明,增加结合实际应用方面的内容,多讲自身专业应用方面的知识等愿望得以满足,授课方法上多种方法适时应用备受学生欢迎,“理论+实践”的案例式教学把数学模型的基本思想、方法和相关理论融入相关学科、专业,增强了课程的吸引力,提高数学建模在各学科的应用性。目前,数学模型课程越来越受到更多学生青睐,学生对该课程评教满意度逐年升高,2008年被评为学校精品课程,实现了数学模型课程建设的蓬勃发展。
摘要：文章分析了理工科院校数学模型课程的教学现状,提出了数学模型课程分层次教学和模块化教学的改革思路,并采取多种教学方法交互使用,从而达到了较好的教学效果,实现了数学模型课程建设的蓬勃发展。
关键词：数学模型,教学现状,对策
参考文献
[1]姜启源,谢金星,叶俊.数学模型[M].北京:高等教育出版社,2005,7
[2]李尚志.培养学生创新素质的探索—从数学建模到数学实验[J].大学数学,2003,19(1):46～50
[3]魏志渊,毛一平,杨启帆,等.加强数学建模课程建设,促进高校教学改革[J].数学的实践与认识,2003,33(5):120～123
[4]李大潜.将数学建模思想融入数学类主干课程[J].中国大学教学,2006,1:9～11
[5]李明振,庞坤.关于高师院校数学建模教材建设的思考与探索[J].数学教育学报,2006,15(1):64～66
[6]王文娟,郭科.将数学建模培训融入数学教学体系的研究[J].成都理工大学学报(社会科学版),2007,9:88～91
[7]李明振,庞坤.高师院校数学建模课程教学存在的问题与对策[J].西北师范大学学报,2006,4:109～113
[8]黄娜.组织学生参加数学建模竞赛的经验与建议[J].内江科技,2007,9:161
工科数学课程 篇8
现代科学技术的迅猛发展, 电子计算机与各种科学技术越来越紧密地结合, 各种与现实科技结合紧密的诸多应用与开发成果已经被科学工作者及时地编入书籍或电子化为数字材料。数学作为各类科学工程技术的重要基础学科之一, 它的教学思想、教学模式和方法的实施会从更根本上影响科学工程技术的教育成果。在这种情况下, 数学与现代科技的结合成为必然。基于此, 在理工科院校内对原有的数学系列课程有针对性地开设数学实验系列课程, 不仅可以增进和改善学生对传统数学的理解, 把数学知识和实际问题联系起来, 以及激发学生的学习兴趣, 回答学生对学习数学后不知所用的问题, 更为重要的是数学实验系列课程的开展会对其他的科技工程学科的发展起到重要的支撑作用。当前, 很多学校都在如何开展数学实验课上做了诸多努力, 例如清华大学, 中国科技大学等高校已经进行了数学实验的教学试点, 并且各自编出了富有特色的数学实验教材。
二、我校开设系列数学实验课程的实践
我校作为理工科院校, 数学教学改革是重中之重。为了更好地提高教学质量, 探讨数学实验课程的作用, 结合我校实际情况和教学改革的要求以及近些年来国内外教改发展趋势, 我校实行了以全校专业的需求为出发点, 工科数学教学改革为轴线, 帮助学生理解问题为基础, 提高学生创新能力为目标的一系列数学教学方面的改革, 特别是为了适应科学技术发展的需要, 突出培养本科学生的创新能力。下面具体谈一谈在改革实践中对数学实验教学的认识和我校的实践情况。
1. 利用现代教育技术, 改革教学方法, 改变教师的教学思路。
过去的数学课程是基于老师的推导和讲解, 缺乏足够的生动力和实验实践能力, 在理解知识的过程体验方面显得不足, 现代多媒体技术、各种编程语言和各类计算软件 (如:Matlab, Mathematics等) 无论在教学、科研和企业, 还是在互联网和商业中都有了广泛的应用, 应该充分利用现代技术来为数学课程增添光彩是科技发展的趋势。数学实验的设置应针对学校的专业课程, 充分讨论和研究如何利用数学实验来提高学生的学习主动性和创新能力, 在实践和研究中转变教师对于传统教学模式的依赖。
2. 逐步构建数学系列课程的实验教学体系。
数学系列课程改革项目组在多年教学实践的基础上, 对数学系列课程的实验教学体系进行了摸索和专门的研究, 提出了实验设置要“精练、有层次、能联系实际”的三个原则, 为此特别在《高等数学》《线性代数》9门数学系列课程中设置了精要的数学实验, 编辑了相关课程的实验教材或讲义, 并且为学生和教师提供开放性、综合性、创新性的网络教学平台, 建设了专门的实验教学基地, 以多方位的教学体系来加强在新形势下基础课程应发挥的作用。通过对系列课程设置数学实验和不同层次的实验来构建了全面细致的教学体系, 目标是为了改善教学效果, 优化教学过程, 积极地把现代计算机技术教给学生, 使他们能够把传统数学和现代技术的结合作为是学习的一种可信方式, 提高他们解决问题的综合能力。
3. 注重教学团队和各类学生协会的建设。
要指导学生数学实验需要教师的多种能力和多学科的知识, 因此项目组采取互相听课交流的方式, 以及派成员参加各类教学研讨会议学习其他院校的经验, 不断提高成员教学的水平, 打造出老中青紧密合作和不断学习的教学团队。
除了教师的队伍建设外, 项目组重视发挥学生社团组织在课程学习中的作用。事实上, 学生社团组织对于扩大科技活动的影响, 对学生的学习能力的提高有着特殊的作用。我校数学建模协会每年承担数学建模的报名, 建模培训的相关宣传等工作, 数学建模协会还有专门的协会网站;科技协会每年邀请数学建模组的教师去讲授科技活动中的数学知识, 从这当中教师们也能了解最新的科技活动, 以便在实验教学中加以应用。
三、我校数学实验系列课程取得的成果
回顾几年来数学教学改革的实践, 教学改革项目组通过数学实验系列课程的开展, 形成了从本科生到研究生不同层次的课程体系, 受益面几乎覆盖了全校学生。实验课程的开展优化了教学过程、丰富了课外活动, 学生们对于数学在实际中的应用有了更全面的认识, 调动了学生的主观能动性来对事物进行探索和研究, 学生在学习和实践过程中创新能力得到了锻炼和提高。课程的开展促进了教师对数学课程的全面思考和认识, 激励他们不断地学习和与时俱进。巴班斯基在教育教学过程最优化中指出:优化教学过程的评价标准之一就是在指在一定的条件下, 尽可能地发挥最大的效率, 使学生获得最大限度的发展。项目组开设的系列课程十分注重效率, 在较少增加课时的情况下, 发挥学生的主观能动性, 提高了教学效果, 这主要表现在: (1) 学生们在实验中能够自觉地发现一些规律, 撰写了相关的论文并在学术刊物上得到发表。 (2) 学生们对数学建模和科技活动的热情越来越高涨。多年来, 学校在全国数学建模大赛中每年都有一等奖, 在省内一直处于领先位置, 在挑战杯等各类科技竞赛也取得了优异的成绩。 (3) 学生在数学实验课程的中学习了相关的数学软件, 这也锻炼了学生的编程能力, 部分学生还在网上提供数学编程服务。 (4) 通过实验课程的教学和研究, 教学组对整个数学实验系列课程在教学中的地位和作用有了深入的思考和研究, 撰写了几十篇相关的教改研究论文以及相关实验书籍作为对实践教学研究改革心得的整理。数学实验课程的开展已经成为多门数学类课程的亮点和特色, 如《线性代数》、《运筹学》、《统计学》三门课程已经建设成为省级精品课程, 评价专家对实验课程的特色给予了非常肯定的评价。
以上是我们开展数学实验系列课程的一些认识和实践, 数学实验教学的合理开展关系到学校基础课程的教学能否与各类学科的发展、学校和社会的发展要求相适应, 有必要对数学实验课程开设的门类进行更为深入的研究, 如何进一步优化课程体系, 数学实验课程的效果的衡量等问题值得继续研究。
摘要：本文对数学实验课程的地位和作用、数学实验课程的选择与其他课程之间的关系、数学实验课的教学模式等问题的认识进行了探讨。提出了建设数学实验系列课程的必要性, 从实践教育的角度阐述了实施数学系列课程中应注意的问题, 包括教学思路的转变、实验课程体系的建立, 发挥团队教学和学生协会作用的重要性。文章对教学改革项目组实施数学实验系列课程的结果进行了总结, 提出了需要进一步研究的问题。
关键词：数学实验,理工科,系列实践课程
参考文献
[1]冯珍珍.数学实验教学新路初探[J].上海师范大学学报 (教育版) , 2009, 29 (9) :72-76.
[2]姜启源, 邢文训, 谢金星, 杨顶辉.大学数学实验[M].清华大学出版社, 2005.
[3]李尚志, 等.数学实验[M].高等教育出版社, 2004.
工科数学课程 篇9
当前国家的高度教育改革正随着时代的发展与变化不断地发生变化. 2010年6月中共中央、国务院印发的《国家中长期人才发展规划纲要》对于人才培养的目标和方式做了详细的说明. 去年,国家出台了深化教育改革的意见中提到,有600余所地方高校将重点转向应用技术型人才培养. 应用型本科教育是培养适应生产、建设、管理及服务第一线需要的德、智、体全面发展的技术( 复合) 应用型人才. 为了适应各个技术领域和职业岗位对人才素质的需要,必须培养学生具备诸多方面的能力,其中数学能力是必不可少缺少的. 这就要求我们的专业改革要按照应用型能力结构,重新架构理论和实践教学的体系,培养学生的应用和创新能力,以满足学生发展需求.
20世纪80年代以前,工科数学教学是以保证三基( 基本概念、基本方法、基本理论) 为中心的知识教育; 之后才提出了培养能力的问题; 到了90年代,人们才逐步认识到全面提高学生素质的重要性,提出了素质教育的观念. 加强素质教育,全面提高学生素质,已成为高校数学改革的中心议题. 2000年7月,第九届国际数学教育大会( ICME - 9) 在日本召开,主题是21世纪数学教育的机遇、任务和挑战. 本次会议对数学教育的现代化手段和计算机辅助教育、课程及教材的改革等多个专题进行了讨论. 本次大会就各国关注的问题,也是21世纪数学教育改革的重点问题达成共识. 关于数学教育理念,可以概括为三句话: 人人需要数学; 人人都应学有用的数学; 不同的人应当学不同的数学.
高等教育大众化以来,由于数学教学过程中过于强调数学的逻辑性、严密性和公式的推导过程,导致不少学生认为“数学有用,可是我们不会用,数学很难学”. 高校数学改革势在必行,这是时代和社会发展的需要.
二、工科数学课程改革的原则
数学改革要取得突破,就必须转变教学观念,用《国家中长期人才发展规划纲要》的精神指导改革实践. 在进行工科数学课程改革实践时,应遵循如下原则:
1. 教材改革的原则
现行数学教材的主体部分,内容比较陈旧,已不能满足新时期教学的需求. 因此大学数学教材现代化的问题就显得更突出,不过处理这种问题要慎行. 笔者认为,工科数学教材内容的改革大致应达到: ( 1) 经典的数学内容应尽可能用现代数学的语言与观点来阐释; ( 2) 对那些已构成相关学科基础部分的现代数学重要成果,应尽量编入教材,至少应做通俗介绍; ( 3) 教材应使学生具有自学相关专业所需的现代数学基础.
2. 基于OBE理念,指导课程体系改革和研究
以成果为导向的( OBE) 的教育理念是20世纪八九十年代在美国某些大学兴起,之后在澳大利亚、英国、加拿大等国家和我国香港特别行政区得到推崇的一种教育模式, 简称“OBE( Outcome-based Education) ”. 该理念可用四个问题诠释: 需要学习哪些内容、为什么要学习这些、如何达到预期的学习目标、怎么评定、证明学生已取得学习成果. 教育者清楚地知道学生结束学业时应该具备的能力和水平, 以此构建教育结构和课程保证学生达到预期目标.《华盛顿协议》签约国工程教育改革在一定程度上都借鉴OBE工程教育理念. 在教学过程中,教师要思考的问题不是“今天要讲什么”,而是“今天学生要掌握什么”,“学生通过这节课, 究竟能学到什么”. 在成果为主的教学中,重点是教学目标的完成情况,每个教学目标的完成,意味着教学成果的取得. 因此,教学目标完成与否,格外重要. 在具体的教学中, 课程每节课的教学目标都要与学生的真实反馈一致,以此来进行教学效果的考核.
3.“应用数学”是数学教学的重要组成部分
数学教学的基本目的应当是让学生学会在反映实际应用的情景中懂得使用数学工具. 数学之应用应体现在经济社会、生活、工程技术的实际问题中,数学思想应在学生的实践中得以呈现和发展.
三、课程内容的改革更新
系列课程改革的重点是探讨如何培养学生的数学素质和能力,即学生应用所学的数学知识解决实际问题的能力, 而对数学课程的内容( 即知识点) 不作重大调整.
1. 用现代数学的观点更新教学内容和课程体系,强调数学分析、代数与几何的有机结合与渗透; 强调渗透现代数学的观点和思想; 强调要通过内容的传授从思想方法和学习能力上为学生进一步学习现代数学打下基础.
2. 开设以数学建模、数据处理和数据挖掘为核心的数学实验课. 新增一门数学实验课作为数学基础的必修课并纳入教学计划,以切实加强对学生应用数学能力的培养. 开设两个层次的数学实验课: 第一层次是数学建模公选课,面向全校学生开设; 第二层次是通过定期开设讲座来进行,讲座内容包括数学建模常用方法和MATLAB,SPSS,SAS等数学软件的使用. 两个层次相互独立,每个层次的内容都采用了模块化结构,便于不同要求的学生选用.
3. 分层次开设高等数学课程: 基础层次和提高层次,条件较好的院校和设立与各专业相结合的扩展层次. 基础层次的教学内容要以确保满足各专业对数学的需要为依据; 提高层次是针对准备继续深造或所学专业对数学有更高要求的学生设置的,充分考虑考研大纲的要求,增设一些现代数学的思想、方法或一些研究前沿的东西. 扩展层次由于与专业或实际问题联系密切,其教学内容的确定可由相关专业老师和高数老师共同商定.
4. 新的数学系列课程体系为: 利用基础数学( 微积分、 代数、几何、随机数学) 的基本训练所获得的知识,通过数学建模的基本方法将实际问题转化成数学模型,应用《计算方法》的基本知识和数学实验的有关处理问题的方法求解所建立的数学模型,在利用基础数学的有关知识去验证求解所获得的计算结果的合理性.
5. 教学的传统模式改革. 改革课堂教学方法和手段,倡导“问题—理论—应用”式教学模式.《论语. 述而》记载: “不愤不启,不悱不发,举一隅不以三隅反,则不复也. ”可见我们适当运用启发式教学,通过提出问题,结合实际应用, 培养了学生应用数学的能力. 同时将多媒体教学和网络教学有机结合,体现了当今时代的特征.
四、强化数学建模,提升学生的创新能力
当前教学实践在我国本科院校教学中的比重普遍偏低,根据教育部《关于进一步深化本科教学改革全面提高教学质量的若干意见》[教高( 2007) 2号文件]精神,要高度重视实践环节,提高学生实践能力. 要大力加强实验、实习、实践和毕业设计( 论文) 等实践教学环节. 人文社会科学类专业一般不应少于总学分( 学时) 的15% ,理工农医类专业一般不应少于总学分( 学时) 的25% . 因此,作为应用型本科院校,必须重视和强化数学建模在课程教育中的作用. 在教学内容和课程体系方面,增加一些诸如“数学实验”、“数学软件介绍及应用”的应用型、实践类教学内容或实践课程, 培养学生运用数学知识分析、解决实际问题的能力. 我们可以在课程进行到某一阶段后提供一些实际的应用问题,让学生思考、讨论、分析,提出解决方案,并写出完整的过程报告,让学生参与用数学解决实际问题的全过程.
目前,全国大学生数学建模竞赛,已经成为国内大学生课外科技竞赛的重要项目之一,这一活动对于提高学生素质,促进高校数学改革都起到推动作用. 数学建模以学生为中心,以问题为主线,以培养能力为目标来组织教学活动, 通过教学使学生了解利用数学理论和方法分析和解决实际问题的全过程,以提高学生分析问题和解决问题的能力,提高学习数学的兴趣和应用数学的意识和能力,不断增强利用计算机软件和当代最新科技成果的意识. 数学建模教学的过程重点是创造一个环境去诱导学生的学习欲望,培养他们的自学能力,增强他们的应用意识和创新能力,提高他们的数学素质,其强调的是获得新知识的能力,是解决问题的过程,而不是知识和结果.
数学实验是工科数学教育改革的产物,它即提供了一些新的教学内容,又构成了一个新的教学环节,数学实验课可使学生初步学习数学应用的全过程,其目的是用所学的数学知识,将实际问题转化为合理的数学问题,进而应用数学方法和计算技能,以计算机为工具,使问题得以解决. 数学实验课程,特别强调学生动手动脑的能力,真正进行“实验”,从而培养学生的创新意识和能力.
从一些观察到的现象中归纳数学规律,并运用数学的方法或通过计算机编程予以证明,这种创造性的学习方法在学生应用数学的意识和创新能力培养等方面必将起到积极的正面作用.
在数学课程中培养学生的应用意识和创新能力是一个长期的任务,数学建模使数学与实际接近了一步,数学实验在此基础上又使得学生的学习更加主动. 我校从1998年开始参加全国大学生数学建模竞赛,从2013年组织学生参加美国大学生数学建模竞赛. 通过师生们的共同努力,共取得了美国大学生数学建模竞赛二等奖一项,全国大学生数学建模竞赛全国一等奖一项,二等奖十项,及省一等奖13项, 省二等奖30项的优异成绩. 为我校的应用型人才培养奠定良好的数学基础.
参考文献
[1]顾佩华等.基于“学习产出(OBE)的工程教育模式—汕头大学的实践与探索”[J].高等工程教育研究,2014,32(1):27-37.
[2]Margery H.Davis Outcomes-Based Education Educational Strategies,2003(1):227-232.
[3]王根顺,范秀娟.应用型本科院校人才培养目标的探索和研究[J].内蒙古师范大学学报(教育科学版),2009,22(9):1-4.
[4]孙琳.浅析数学建模[J].大学数学,2007,23(5):129-133.
工科数学课程 篇10
数学建模课程是数学类专业的一门重要专业基础课, 也是面向全校学生开设的一门重要选修课。作为大学数学课程的后继课程, 本课程是培养学生应用所学数学知识解决工程和科技中的实际问题, 其教学重点是培养学生用数学的思维、数学的观点、数学的语言描述实际问题, 利用各种计算手段解决问题, 开阔学生数学应用视野, 激发学生数学学习兴趣。在以石油和石化为特色, 工科专业为主的西安石油大学, 本课程建设依托石油石化企业实际工程背景, 不断创新教学方法, 积极开展数学建模竞赛活动, 并以竞赛带动教学和培训, 学生受益面逐年扩大。经过多年努力, 本课程已建设成为有影响力的校级精品课程, 本项目获学校2012年教学成果一等奖。
二、教学团队建设
师资队伍建设是精品课程建设的首要任务与核心内容, 在课程建设期间, 通过稳定充实、培养提高, 努力造就一支教学思想先进, 学术水平高, 年龄和知识结构合理, 具有改革、创新和奉献精神的高素质教学团队。
本课程形成了相对稳定的教学、科研梯队, 有7名教师长期坚持从事本课程建设与教学改革, 其中教授两人, 其他五位主讲教师科研成果突出并具有丰富的教学经验, 认真敬业, 深受学生欢迎, 指导学生参加数学建模学习与竞赛, 曾多次获国家、省级奖。教学团队坚持每周开展课程讨论, 定期举办学术报告, 每年参加国家、省数学建模教学研讨会, 支持和鼓励青年教师到重点院校进修, 加强学术交流。近年来, 共计发表学术论文45篇, 出版教材5部, 承担科研项目13项, 获校教学成果奖2项, 3人获教学课堂优秀奖。
三、教学内容和方法改革
我校数学建模课程经过多年课程建设, 克服了传统大学数学教学中重理论推导、轻应用、强化习题训练、应试教学方法等缺点, 在教学内容和方法上不断改革创新, 已形成了自己的特色, 主要表现在: (1) 模块式、案例式教学。本课程涉及到诸多数学领域, 使得课程教学的组织及实施都具有相当的难度, 学生接受起来较困难。因此, 我们采用模块式教学, 将课程所涉及的主要内容按数学方法分为九个模块, 使模块之间相对独立, 根据学生基础和专业选择讲授, 使学生易于接受。在教学方法上, 采用案例式教学, 直接由实际案例出发, 在解决这个具体问题中再引出、介绍相应的数学方法和理论。这一教学方法有的放矢, 针对性强, 通过具体、个别的问题引入整体、一般性规律, 比较符合人们的认识过程, 容易引起学生的兴趣, 易于被学生接受, 同时由于每一案例具有相对的独立性和完整性, 并无逻辑与次序上的关联, 便于灵活选取, 有利于安排教学。 (2) 理论与实践相结合式教学。本课程教学目的就是教授学生利用所学的数学知识及相关专业知识解决实际问题, 培养学生分析问题、解决问题的能力。因此, 教学中一直坚持“实践—理论—实践”这一过程, 从实践中寻找问题, 以理论方法解决问题, 再回到实践中检验问题结论。我们经常与石工专业教师联系, 让他们提供相关油藏描述、钻井振动、油气渗流等方面的实际问题, 数模教师和学生一起研讨, 将提供的问题转化为数学建模问题, 然后在教师指导下, 学生完成问题解决的全过程, 最后将解决结果反馈
室内设计教学与行业合作模式的拓展与研究
张慧
(河南许昌学院, 河南许昌461000)
摘要:目前, 我国高校设计专业课程设计普遍存在重理论、多虚拟的形式教学。专业课程学习和毕业设计大部分依然停留在虚拟课题的层面。在创意产业背景下, 高校设计专业教学急需将教学与产业对接, 通过实践培养学生的创新思维和设计实践能力, 将校内设计资源与市场的需求对接, 真正实现设计资源合理化配置。
关键词:创意产业;行业合作;创新思维
中图分类号:G642.0文献标志码:A
从学生的设计草图到具有创意的室内设计方案, 再到客户真正满意的室内环境, 这其中教学的起点到使用的终端距离还非常遥远。因此, 无论是高校教学需要, 还是室内
文章编号:1674-9324 (2013) 34-0224-03
设计产业内部需求, 都急需寻找一个适合创意时代的、资源共享的、合作共赢的发展模式。
在当代高校教育中, 可以说设计类教学是文化创意产
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
给专业教师, 等待评价, 并进行反复修改, 直至满意为止。 (3) 建模实践与计算机应用软件相结合式教学。本课程会涉及到众多的模型求解、计算问题, 这不是传统的计算工具能够实现的, 必需借助计算机及其相关数学软件。实际上, 数学建模就是计算机科学应用到各学科、各种实际问题的最直接的课程, 学生在这里可以将数学、各专业课程、计算机有机地结合起来。我们开展了计算机应用及相关数学软件使用的教学, 学习了MATLAB、LINDO等计算软件, 学生对模型的求解、计算能力大大提高, 为解决实际问题提供了可依赖的结果。 (4) 作业与科技论文写作相结合式教学。数学建模课程作业是解决实际问题的大作业, 结果不是简单的数值结果, 要求学生按科技论文格式反映问题解决的全过程, 为建模竞赛论文写作和毕业论文写作打下基础。
四、建模竞赛与精品课程建设结合
我们以大学生数学建模竞赛作为平台, 以数学建模活动作为推动力, 以培养学生创新为目标, 精品课程建设期间开展了大量工作: (1) 积极开设数学建模全校公选课, 增加开课频率, 将每年开设增加为每学期开设, 学生选修热情高, 每班由50多人扩大到100多人, 学生受益面不断扩大, 近年来, 累计选修学生2000多人, 为竞赛学生选拔打下良好基础。 (2) 在全校范围内成立大学生数学建模协会, 定期举办讲座活动, 开展学生讨论, 举办校内竞赛, 发行数模协报, 进行校际交流, 成为学校有影响的社团。 (3) 建立数学建模实验室, 提供数学实验和软件培训学习的良好场所, 让学生通过结合使用计算机解决实际问题的过程来学习数学或应用数学, 实验室向竞赛学生全面开放。 (4) 开辟了“数学建模课程网站”, 将课程内容、培训内容、竞赛指导等搬到网上, 使广大学生共享教学资源, 及时与教师交流和沟通, 定期公布一些有实际背景的数学建模问题, 提供给学生进行研究。 (5) 坚持暑假集中培训, 利用暑假有利时间, 对参赛学生集中培训三周, 内容包括论文选读, 模拟竞赛, 上机训练等。 (6) 积极组织参加每年全国大学生数学建模竞赛, 参赛组队规模逐年扩大, 形成了“授课—培训—校竞赛—选拔—全国竞赛”的参赛模式。作为全国大学生数学建模竞赛陕西省赛区的最早参赛院校, 成功地参与、组织了历届竞赛、评阅、学术交流等活动, 教学和竞赛取得了显著成绩, 在全省同类院校中位于前列。近五年来, 有1人获得全国优秀指导教师, 4人获省优秀指导教师, 组委会两次获得省优秀组织工作奖, 学生获全国一等奖2项, 全国二等奖4项。
五、教学效果
本课程建设取得了良好的教学效果。主要表现在: (1) 学生普遍喜欢这门课。选修人数逐年增加, 学生评教结果均为满意。 (2) 培养了学生的科学创新精神。参加课程的同学都能完成从实际问题到建立模型、求解, 尤其是进行数值处理用计算机得到实验结果的全过程, 激发了学生学习的自主性和选择性。 (3) 通过教学、培训、参赛, 为信息与计算科学及数学与应用数学两专业学生提供了初步的科研训练机会, 为毕业设计 (论文) 提供了大批素材, 两个专业毕业生累计有45名学生选题为数学建模方向。 (4) 培养了一批表现出色的学生, 大大超出教师预期的水平。有些数学实验报告观点独特, 有一定的创见;有些课程大作业表现出学生使用计算机编程和作图解决问题的特别能力;有些课程论文反映学生能查阅资料进行自学, 对问题的发展作更深入的讨论。这些都体现了学生的创造精神和应用能力。 (5) 将数学建模的思想融入大学数学基础课教学中。如导数用于解决物理上的运动问题、经济上的边际问题;积分估算矿物储量, 交通流量量等;微分方程推导牛顿第二定律、物体冷却定律、放射性物质衰变规律、溶液稀释规律等。学生不但可以学会如何用数学解决实际问题, 反过来还能加深对抽象数学概念以及数学思想的理解。开设线性代数实验, 有效使用数学软件, 实现复杂计算与图形演示, 促进了数学基础课程教学质量的提高。
总之, 通过几年的教学建设与实践, 数学建模的教学取得了良好的效果, 激发了工科学生数学应用兴趣, 提升了学生的数学素养和创新实践能力, 为工科院校数学类基础课程教学改革与实践进行了有益尝试。
摘要：本文以西安石油大学数学建模精品课程建设为例, 从教学团队建设、教学内容和方法改革、建模竞赛与课程建设结合、教学效果等方面进行了总结, 得到了一些成果与经验, 为工科院校数学类基础课程教学改革与实践进行了有益尝试。
关键词：工科专业,教学改革与实践,数学建模,精品课程
参考文献
[1]姜启源.数学模型 (第三版) [M].北京:高等教育出版社, 2008.
[2]蒲俊, 张朝伦, 李顺初.探索数学建模教学改革摇提高大学生综合素质[J].中国大学教学, 2011, (12) .
[3]李富民.线性代数实验[M].西安电子科技大学出版社, 2011.
【工科数学课程】相关文章：
工科数学分析05-07
数学建模与数学实验教学大纲(工科)05-11
高等数学在工科专业中的应用09-11
给理工科学人开一个数学学习科目清单04-24
工科课程设施农业论文04-17
理工科高校德育课程09-03
工科院校专业课程教学方法探讨09-10
电工电子课程视角下的高等工科教育研究09-11
浅谈工科院校经济管理类硕士研究生课程设置09-10