教学改革下工程数学论文

2022-04-21

【摘要】通过对工程数学传统教学模式的反思,构建工程数学例证教学模式,研究工程例证教学的内涵,分析例证教学模式的特点,提出工程数学例证教学的实施方式及其课堂实施方法,并利用实践教学充分进行工程数学例证教学模式的探索与研究。今天小编为大家推荐《教学改革下工程数学论文(精选3篇)》,仅供参考,大家一起来看看吧。

教学改革下工程数学论文 篇1:

工程教育模式下本科数学教学改革研究与探索

摘 要:教育部在2008年1月颁布的《工程教育专业认证标准(试行)》规定:工程教育专业培养的本科生必须具有从事工程工作所需的相关数学、自然科学知识,具有综合运用所学数学知识,分析并解决工程实际问题的能力。工科数学课程是工程教育的基础,在工程教育中不重视数学教学是错误的。随着计算机技术的发展,数学广泛应用到军事、机械、建筑、经济、化工、材料等工程领域,成为解决工程问题的有力工具。数学与工程的融合诞生了研究工程问题的现代科学方法。因此,作为培养工程师的工科本科院校,必须改革几十年不变的数学教学理念、教学内容和教学方法等教学环节。

关键词:工程教育;工科数学;教学改革

一、工科院校数学教学的现状

从教学内容来看,大多数工科本科院校数学教学一般包括高等数学、线性代数、概率统计和复变函数等内容,基本上是数学系相应课程的基础部分的知识体系,变化很小,可以说数学教学内容六十年一贯制,这就是我国高等工科院校本科生的全部数学基础,基本上没有近代数学和应用数学等实用性的数学教学内容。

从教学方法来看,大多数工科院校在近十年内数学学时普遍压缩很多,数学教学时间严重不足,由此导致教师在课堂上只能将很多概念和内容简单化,把教学重点放在运算公式法则和计算技巧上,忽略了让学生明白数学来源于生活,也忽略了教学生应用数学解决实际问题。数学作为一种工具,在解决实际问题中的作用在现在的工科数学教学中被淡化了,甚至被遗弃了。在许多工科院校,开设数学实验与数学建模课程的不多,而且仅仅作为选修课。学校不重视,数学教师积极性不高,从而数学实验与数学建模课程难以在全校推广,开设效果几乎为零。

上述情况表明,目前工科本科数学课程的教学存在严重的缺陷,没有把工程教育对数学教学的要求真正落到实处。我们的数学教学基本上还是应试教学方法,教师在教学中往往偏重数学问题的求解,反复举例和练习,对数学基本概念、定理的内在含义一带而过,忽略数学问题的工程背景。而工科本科院校很多专业问题需要用数学基本概念、定理和思想方法建立数学模型。

二、数学教学改革思路

1.整合教学内容

工程教育模式下的工科本科数学教学内容必须突出“工程教育”。目前的数学教材主要内容基本上是一些基础理论知识,很少甚至没有与专业课程相联系。为此,结合自身的教学实践,笔者将数学课程内容分为三种:必修内容、选修内容和实践内容。

(1)必修内容。必修内容面向全体学生,分模块进行教学,教学中注重培养学生的数学能力、应用能力和自我学习的能力,通过必修内容的学习,为所有工科类本科生后续学习奠定必备的数学基础。例如:高等数学第一学期,我们采用了五模块教学模式,即极限模块、变化率模块、积分模块、优化模块和专业模块。在教学中把与行业、企业、专业相关的问题融入到每一模块中。这样不仅能使学生深刻地理解专业知识,同时也使学生认识到数学的重要性和实用性。

(2)选修内容,包括专业选修内容和公共选修内容。专业选修内容是根据不同行业的特点进行选择。它满足了不同专业对数学的需求,也充分体现了数学作为工具在专业中的重要性。我校数学选修内容的开设分专业进行。工程数学(A)包括概率统计、线性代数和数学实验,适用于机械类和土木工程类的专业的学生选修。工程数学(B)包括概率统计、积分变换、级数计算和数学实验等内容,适用于电气类、电子类,计算机类专业的学生选修。公共选修内容主要包括数学建模、数学实验和数学文化欣赏。学习公共选修内容,旨在培养学生的数学素养。

(3)实践内容。参加实践内容的学习对学生的数学基础和专业素质有较高的要求。内容包括数学建模竞赛、创新训练大赛、机器人大赛等活动。实践内容充分体现了数学在工科各专业中的广泛应用。要在实践中用好数学,除了要掌握足够的数学基础理论知识,还要会使用常见的数学软件如matlab等。

2.改进教学方法和手段

(1)教学方法。工程教育中专业特色不可忽略,如果我们在本科数学课堂上能以与专业有关的项目为载体进行日常的数学教学,就可以把专业和数学联系在一起,有了专业依托的数学将不再枯燥乏味,有了数学方法的支撑,教师在专业教学上将更加得心应手。

(2)教学手段。数学学科具有抽象性,课堂上教师单纯地讲授不能使学生透彻理解数学概念的来龙去脉,而且这种传统的授课方式与现代教育技术条件下的多媒体教学相比,已经不能吸引学生的注意力。多媒体数学教学课件用整洁的版面、清晰的文字、形象的图片、动听的音频和视频来表达课堂教学的内容。它的内容含量是传统教学无法相比的,有些甚至是传统教学无法完成的,比如摆线的动态形成过程可以通过多媒体呈现给学生。

工科本科院校数学课程的教学改革只有把教学的内容、方法、手段的教学改革相结合才能有成效。经过广大同行的努力,相信工科数学课程的教学改革会取得进一步深化,工科数学课程会以崭新的姿态在工科院校中起到真正的基础支撑作用。

参考文献:

[1]张民悦,等.工科《概率论与数理统计》课程的教改研究[J].教育教学论坛,2013(26).

[2]张燕军,等.21世纪美国高等教育科学、技术、工程和数学教育的问题及其应对[J].比较教育研究,2013(3).

作者简介:黄素珍(1975— ),女,江苏大丰人,硕士研究生,副教授,研究方向:微分方程数值解。

作者:黄素珍

教学改革下工程数学论文 篇2:

工程数学例证教学模式探索与研究

【摘要】通过对工程数学传统教学模式的反思,构建工程数学例证教学模式,研究工程例证教学的内涵,分析例证教学模式的特点,提出工程数学例证教学的实施方式及其课堂实施方法,并利用实践教学充分进行工程数学例证教学模式的探索与研究。

【关键词】工程数学 例证教学模式 例证实施方案

Illustration Connotation Teaching Model’s

Exploring And Research on Project Mathematics Learning

ZHU Ya-hong YANG Ping JING Hui-li WU Cong-wei

(The Second Artillery Engineering University , xian,710025)

【中圖分类号】G645

1 引言

从八十年代开始,无论是军队院校还是地方院校,都在进行工程数学的教学模式的改革与实践研究,并取得了丰富的研究成果,并在教学实践中发挥了积极作用.这些研究大多是着眼于利用现代信息技术,构建更为合理、完善的教学体系.经过这么多年,工程数学的教学改革虽然已取得了一些成绩【1-4】,军队院校的工程数学教学改革也取得了许多好的成果,但同时又有许多新的问题出现。一是教师教学中轻应用重理论,与专业学科联系不够,缺乏知识的系统化,体系化;二是工程数学教学内容与军事实际结合不紧密,与任务需求不匹配,实践教学环节开展不广泛,也不深入;三是相对以前,工程数学的课时量有所减少,而学生的后续课程对工程数学的要求却在逐年提高,这些无形中增加了工程数学课程教学的难度和学生的压力;四是新的人才培养方案对学生思维和能力训练的要求提高,而传统工程数学教学还不能适应这一新的要求。不仅如此,对于工科专业的学员来讲,工程数学的学习不仅是为了掌握一些实用数学基础理论,更是培养学员数学思维、提高学员数学素养、增强学员创新数学能力的重要载体,因此,我们必须打破传统的工程数学教学模式,着眼于新的教学模式的建立与实践,真正意义上让工程数学回归到为工程化专业教育服务的目标,让学员从学习工程数学基础理论知识中真切的体会到数学知识的应用,真正发挥出工程数学的理论及应用价值。

2 构建工程数学例证教学模式

2.1工程数学例证教学模式的内涵

工程数学例证式教学模式是一种以工程实例和专业实例为基础的教学模式,主要是指以工程实例为应用背景,组织工程数学教学,起到对工程数学概念的理解从个别到一般、从具体到抽象的思维转换过程,并且在整个教学环节中,以工程实例为牵引,以学员为主体,教员启发探究工程数学理论学习的过程。

工程数学例证式教学区别于数学课程教学中常用的题例式教学和通常概念上的案例式教学,与数学题例式教学相比,工程数学例证式教学更加生动、形象,贴近学员工程专业背景,并且例证能够有力的为数学基础知识服务;与案例式教学相比,工程数学例证式教学更加简洁、清晰,适合于数学基础理论的教学。

工程数学例证式教学模式的特色主要体现了工程数学与工程应用相结合的特点,在教学中,突出重能力培养代替重知识传授,利用例证式教学将数学概念、理论的抽象性尽可能可感、清晰的讲解,激发学员的学习兴趣,并便于学员的理解和应用,课程标准所要求的教学达到的三个层次的目标比较明显,从而能够促进学员利用数学知识、数学理论分析问题、解决问题的能力,掌握将实际问题抽象为数学问题的方法,掌握和提高学员的数学创新思维能力。

2.2工程数学例证教学模式的特点

明确的目的性。通过一个或几个独特而又具有代表性的典型工程专业应用实例,让学员在对工程专业实例的分析、讨论、理解中,建立起专业工程背景需要的数学模型知识,以提高学员对解决工程专业问题的数学建模能力,进而提高学员的数学素养。

典型代表性。工程实例所描述的问题具有典型代表性,要真切的从这些实例中能够抽象出数学概念、理论、思想和方法。

较强的综合性。一是工程实例较之一般的数学例证内涵丰富,二是工程专业实例的分析、解决过程也比较复杂。学员不仅需要具备基本的专业理论知识,而且应具有分析问题及基本数学建模能力。工程数学例证式教学的实施,需要学员综合运用各种专业知识和灵活的技巧来处理。

深刻的启发性。工程数学例证式教学,目的在于启发学员对专业实际问题独立自主地去思考、探索,真正意义上做到“工程数学服务于工程”的作用;在这个过程中注重培养学员独立思考能力,启发学员从工程实例中总结探索数学知识的思维过程。

过程动态性。在工程数学例证式教学过程中交织着教员与学员的交流、互动、研讨等环节,并在这种不断的交互、反馈中让数学理论与专业背景更好地融合。

2.3 工程数学例证教学模式的课堂实施

2.3.1 课前准备

课前准备分为教员课前准备和学员课前准备两个方面。

(1)教员课前准备

工程数学例证需要充分和学员后续专业课程衔接,或者是和军事应用衔接,因此选取合适的例证需要教员做好充分的课前准备,有着充足实用的工程数学例证集。例证集来源需涉及面广泛,例证的来源要清晰,例证的分布应具有相对的均衡性,与导弹工程技术应用的衔接比较紧密,基础理论在工程技术上的应用特点要明显。

教员为课堂所做的准备工作是从工程数学课程设计开始的整个过程的继续,包括内容、重点和实施方法三大准备工作。

注重例证内容的准备工作,对于例证的选取应当注意學员的知识背景和储备,避免过于复杂而影响课堂教学应用效果,对专业工程例证的分析应超出案例本身的内容,也需要从众多复杂的背景只是抽象概括出简洁的数学知识,只有这样,才能在课堂上掌握教学的主动权,保持灵活性,对例证应用背景和知识储备熟悉掌握得越好,教学就越主动。

做好教学过程重点环节的组织准备工作。教员应该把对重要的例证和数学基础理论的衔接作为课堂设计的重点,在准备中思考在什么时候、以何种方式安排例证的出现,和数学理论如何衔接,讲到何种程度,在教学方法上如何让学员参与教学过程等等。

注重实施方法的准备工作。教员准备工作的第三步侧重于课堂教学实施计划准备。教员可以把课堂计划以书面形式记录下来,也可以存在脑子里。教员准备工作应先考虑教学目标,其次是例证内容,最后是实施方法,然后再回到内容、重点和实施,这样不断地反复多次。

(2)学员课前准备

学员课前准备是指教员组织学员课前阅读例证材料。由于课前的阅读可以节省课堂上较多的时间,所以学员对工程例证及理论材料的课前阅读非常重要,如果没有准备的过程,学员在课堂讨论时往往会不知所措,或消极地等待答案,这样就违反例证教学的初衷。学员个人通过阅读例证应用,熟悉例证的主要内容,针对教员提出的问题查阅相关资料或主动学习,研究分析并获得自己关于例证的见解,通过学员自主学习从中发现工程例证和数学知识的衔接,从而增强学员学习数学知识的兴趣,并且能让学员自己体会到数学知识的应用。

2.3.2 课堂实施

教员在例证式课堂教学过程中,依据前面所讲的工程数学例证式教学模式,针对本节课涉及的知识的特点,选取某个恰当的工程数学例证教学模式,通过课堂与学员的交流、互动,完成课前设计的教学内容。在整个教学过程中,要转变传统的教员为主体的现状,要使学员对知识的学习变得更有主动性、目的性,始终以一个探索者或发现者的角色参与学习,使整个学习过程富有挑战和趣味性。

2.3.3 课后总结

例证式教学可以要求学员在课后进行理论学习的延伸。让学员通过本节课的学习,学会自己从专业工程实际中发现问题,抽象出数学思想的能力,可以适当的在课后给学员一定的工程背景知识资料,让学员从所给的资料中自己提炼出数学问题,对课堂上讲授的数学理论进行更进一步的应用和理解,巩固所学知识,并能够提高学员自主研究问题的能力。

3 有效实施工程数学例证教学模式的几点认识

(1)精心选择例证素材,充分发挥例证作用

例证素材的选择应该说是有效实施例证教学的关键.在素材选择时,一方面要来源于专业实际需求,更重要的是学生在现有的知识构架上要能够理解、易于接受,这就需要教员要充分掌握专业背景知识,还要具有改造专业问题的能力,把复杂问题进行剥离,用通俗易懂的方式描述和展现。这个过程中还要考虑专业问题与数学理论的衔接点和衔接方式,使一个例证案例能够做到从工程到数学或从数学到工程的过程过渡自然,衔接有序。

(2)注重例证式教学中教员的作用。

学员是教学的主角,教员是例证教学的“导演”。当代教学虽然强调学员的积极参与主体地位,但同样不可忽视教员在其中所发挥的作用。采用例证教学时,教员在课前要作好充分的准备,由于许多例证属于学员后续专业课程知识,背景复杂,学员理解例证本身就有困难,更别说抽象出数学问题了,因而就需要教员包括充分解释例证,把握方向,选择好的模式将例证运用好。

(3)正确处理例证教学与理论讲授方式的关系

例证教学法虽然有独到之处,但不能完全替代课堂理论讲授教学方式,因为只有通过理论讲授才能使学员掌握应有的基本知识和理论,如果没有基本理论和知识,单纯进行工程例证分析无助于学员数学基础知识的丰富和数学思维的提高。课堂理论讲授是例证教学的基础,例证教学则是服务于理论知识的传授。

4 结束语

工程数学例证式教学模式将传授数学理论知识的过程转化为学员探究知识的应用和提高学员创新思维能力的教学过程,在学员学习过程中增加了趣味性、研究性和探索性,让学员从茫然的学习数学理论变为主动的研究、探索、创新。完全相信工程数学例证教学模式的运用会改变目前工程数学教学的现状,为工程数学教学体系改革添入新的活力和借鉴。

参考文献:

[1]杨桦,华守亮. 大学数学“情境-问题”教学模式研究【J】.重庆科技学院学报(自然科学版),2010(6):187-189.

[2]董立.结合工程式教学模式研究【J】.教育与教学研究.2009(12):56-57.

[3]黄宽娜,刘徽,李木华.基于信息技术的高等数学实验教学模式研究习【J】.西南师范大学学报(自然科学版).2011(2): 210-215.

[4]井彩霞,吴秀华,王玲.管理类专业运筹学课程教学模式研究【J】.中国电力教育.2011(35): 116-117.

作者:朱亚红等

教学改革下工程数学论文 篇3:

基于OBE理念的工程数学课程的教学改革研究

【摘要】成果导向教育(Outcome Based Education),简称OBE,作为一种先进的教育理念,得到了人们的广泛重视与认可,已成为许多发达国家教育改革的主流理念.工程数学课程是大学许多专业的一类必修课程,通过这些课程的学习,学生不仅能掌握数学的基本理论和方法,夯实从事工程技术必需的数学功底,而且还能加强创新意识,提高科学计算能力和实际操作与应用等能力.本文研究了如何利用OBE理念指导工程数学课程的教学改革;探索在OBE理念下,如何根据工程数学课程的专业特点将课程理论知识的教育、应用技能的培养和外部实际需求有效结合.

【关键词】OBE教育理念;工程数学课程;教学改革

【基金项目】2018年广东省普通高校特色创新类项目(2018KTSCX234),2016年广东省教学改革项目(GDJX2016016),2018年广东省高等教育教学改革项目(GDJX2018014),2018年省级教学质量工程项目和教学改革项目(GDJX2018004).

一、引 言

OBE教育,亦称成果导向教育,作为一种先進的教育理念,1981年由斯派蒂等人提出后[1,2],很快得到了人们的重视与认可,已成为美国、英国、加拿大等国家教育改革的主流理念.特别是美国工程教育认证协会全面接受了OBE理念,并将其贯穿于工程教育认证标准的始终.2013年6月,我国加入了华盛顿协议,成为该协议签约成员,拉开了我国国际实质等效的工程教育专业认证的帷幕[3].

工程数学课程一般包括线性代数、概率论与数理统计、复变函数等课程[4].这些课程是许多本科专业的必修课程,大学生通过学习这些课程不仅能掌握数学的基本理论和方法,夯实学习后续课程以及将来从事工程技术必需的数学功底,还能加强创新意识,形成科学思维方法,提高抽象思维能力、逻辑推理能力、科学计算能力和实际操作与应用能力.

本文从工程数学课程教学所面临的问题出发,探讨了在OBE教育理念下,如何改革现有的教学模式,重点研究了如下四个问题:在工程数学课程中,我们想让学生取得的学习成果是什么?为什么要让他们取得这些学习成果?如何让学生有效地取得这些学习成果?如何知道学生已经取得了这些学习成果?通过解决这四个问题,研究了工程数学课程在教学目标、教学方式、教学方法和评价方式等方面的改革,探索了工程数学课程从知识课堂到能力课堂的转变.

二、现阶段工程数学课程教学中存在的突出问题

目前大部分院校的工程数学课程的教学还是重视理论体系的完整,重在培养学生较高的理解能力和逻辑思维能力,而一定程度上忽视了国家、社会的内外部需求[5,6].这使得在新形势下,工程数学课程的教学面临诸多挑战.比如,学生的高考入学成绩参差不齐,学生的数学基础、学习态度和能力存在较大差异,而现阶段的教学模式无法做到因材施教;由于大学生正处于价值观形成和完善的重要时期,“数学无用论”“大学无用论”“毕业即失业”等观念给大学生带来了沉重的思想包袱,迷茫的思想让学生对数学的学习失去了信心;一些专业将来所从事的职业与工程数学之间关联性不强,由此学生产生了较强烈的学习倦怠情绪;最后,现有工程数学的教学理念落后、教学内容陈旧、教学评价体系不科学等客观因素,也打击了学生学习的积极性[7,8].

在平时的教学过程中,一旦学生学习效果不好或教学成绩不显著时,学校就会将大部分责任归咎为学生和教师,而不去思考教育理念、顶层设计是否有问题,是否能适应社会的发展和需求.实际上,上述几个教学中的问题,我们认为最根本的问题是教育根本出了问题,突出表现为:

(一)现有的工程数学课程的教育理念存在着较大的问题

现有的工程数学课程的教育理念是:“教是为了教会,学是为了学会”.这一理念主要强调了教师的作用,而忽略了学生的主动性.要改变这一现象,就必须追问“教学是什么”这一根本问题.OBE理念下的教学认为:“教为不教,学为学会”.这种“教”是教学生学,是教主于学.教之主体在于学,教之目的在于学,教学的效果在于学.真正做到将“以学为本,以生为本”的理念,深入工程数学课程教学的每一环节当中.

(二)现有的工程数学课程的教学设计存在问题

现有的工程数学课程的教学模式是学科导向的,它遵循专业设置,按学科划分的原则,倾向于解决确定的、线性的、封闭静止问题的科学模式,强调学科体系的系统性和完备性.此外,现有课程的教学设计,注重学科的需要,而忽略了专业的需求和社会的需求,是一种“课程体系决定毕业要求,毕业要求决定培养目标,培养目标决定内外部需求”的正向设计原则.在这种教学设计中,内外部需求是教育的结果,而不是教育的目标.因此,这种教育对社会和国家的需求,只能适应,而很难做到满足,造成很多学生毕业之后找不到和专业对口的工作,甚至失业.

(三)现有的工程数学课程的教学实施过程存在问题

课堂是教学实施的主要形式,课堂教学是使学生能够达到毕业要求,达到培养目标的基础,但目前工程数学的课堂教学尚未摆脱科学教育方式的羁绊.具体表现为:1.现有的课堂还是“填鸭式”的灌输课堂,知识主宰着课堂,教师成了课堂的主导者,学生成了知识的容器,教学过程成了复制知识的过程.这种课堂抹杀了学生的学习热情,也打击了教师的进取心.2.现有的课堂是“封闭”的课堂,要求教师和学生在固定的地点、时间完成固定的教学内容.在这种封闭的环境下,教学活动围绕着教师、教案和教材三个中心展开,在很大程度上打击了学生的好奇心和自主学习的积极性.3.现有的课堂是“知识”的课堂,讲的是知识,学的是知识,考的是知识.教师讲解知识点,学生只需要聆听、理解和记忆.这种课堂忽略了知识应带来的创造力,阻碍了学生将知识转化为能力的途径.4.现有的课堂重视教师的“教”,而很大程度上轻视了学生的“学”.忽略了教师和学生的思考,忽视了思考对认识世界和创造世界的作用.这种教学方式不允许学生质疑,减弱了独立思考的能力.

三、OBE理念下工程数学课程的教学改革思路

首先,要转变教育理念,研究如何在工程数学课程的教学中引入OBE教育理念.在OBE教育理念下,我们可以解决以下问题:1.确定工程数学课程的学习成果.例如,通过讨论研究,可以确定线性代数的学习成果为:矩阵特征值与特征向量的求法及其应用;线性方程组的解法及其应用;矩阵的行初等变换及软件编程求解;相关模型的构建与求解.2.构造工程数学的课程体系.学习成果代表了一种能力.这种能力主要是通过课程教学来实现的.3.确定工程数学课程教学的策略.普及PBL教学法和案例教学法在工程数学课程教学中的结合应用.4.在工程数学课程的教学中,构建一种自我参照的评价体系,采用多元和梯次的评价标准,强调达到学习成果的内涵和个人的学习进步,不强调学生之间的相互比较.5.在工程数学的教学中,形成学生逐级达到顶峰的公共认同,意味着具有不同学习能力的学生将用不同时间,通过不同途径和方式达到同一目标.

其次,要改革工程数学课程的现有教学设计,探索OBE理念下工程数学课程的教学设计模式.在OBE理念下,我们应该遵循反向设计原则,从内外部需求开始,解决以下几个任务:1.理清内外部需求与课程培养目标的关系.2.理清课程培养目标与毕业要求的对应关系.3.理清毕业要求与课程教学内容的关系.4.理清课程教学内容与内外需求的关系.通过研究这些内容,更好地制订工程数学课程的培养目标、毕业要求、教学大纲、教学课件等等,从而使工程数学课程的教学更科学、更有效,让相关知识在解决实际问题中发挥更大的创造力,满足学生、社会和国家的需求.

最后,要改革工程数学课程的教学实施形式,探索OBE理念下的新式课堂,解决以下四个方面的任务:1.变传统“填鸭式”的灌输课堂为OBE理念下的“对话式”课堂.2.变传统的“封闭式”课堂为OBE理念下的“开放式”课堂.3.变传统的“知识”课堂为OBE理念下的“能力”课堂.4.变传统的“重教轻学”的课堂为OBE理念下的“教主于学,学思结合”的课堂,要将工程数学的课堂变为教学在于学生的课堂.教会学生如何学数学,让学生乐于学数学,进而会学会用数学.

四、OBE理念下工程数学课程的教学改革方案

针对现有工程数学课程的教育理念落后这一问题,我们可以从四个方面来解决:1.任课教师以及相关人员通过增强与企业、单位、其他兄弟院校以及本校其他专业的相关人员交流、讨论、学习,集思广益,确定出工程数学课程的学习成果.2.以学习成果为导向,任课教师以及相关人员一起研究制订工程数学课程的培养目标、毕业要求、支撑毕业要求的指标点以及课程的教学大纲等.3.以课程体系为基础,任课教师以及相关人员通过讨论、交流和相互学习,确定工程数学课程的教学策略,探索PBL教学法、案例教学法等新式教学方法在具体课堂中的运用.4.在前三步都完成的情况下,构建工程数学课程的科学评价体系,评估每名学生达到的教育要求程度,评估每名学生的优秀等级,明确掌握每名学生的学习状态.

针对现有工程数学课程的教学设计不科学这一问题,我们可以从两个方面来解决:1.结合内外部对工程数学课程的需求,任课教师以及相关人员将深入企业、行业一线,研究总结出社会需求与工程数学课程的关系,理清社会需求与工程数学课程培养目标的对应关系.需求是目标的依据,目标要与需求相适应,同时要理清培养目标与毕业要求的关系以及毕业要求与课堂教学内容的关系.2.摒弃传统的“课程体系决定毕业要求,毕业要求决定培养目标,培养目标决定内外部需求”的从体系到要求的正向设计原则,采取OBE理念下的“内外部需求决定培养目标,培养目标决定毕业要求,毕业要求决定课程体系”的从需求到体系的反向设计模式.以线性代数这门课程为例,通过大量的调研、走访和研究,我们了解到当代社会对线性代数的突出需求为大规模线性方程组的求解,大规模、大型矩阵特征值与特征向量的求解.从这些需求出发,我们可以确定现阶段线性代数的培养目标为具备线性代数的基础知识,能运用所学,解决工程领域较复杂的问题.由培养目标我们可以确定现阶段线性代数的毕业要求为掌握矩阵与行列式的计算,掌握线性方程组的求解,掌握矩阵特征值与特征向量的求解,能运用所学知识构建和求解工程领域的相关模型.由毕业要求我们可以确定,现阶段线性代数的课堂教学内容为学习掌握线性方程组与矩阵,学习掌握行列式的求解,学习掌握向量空间与线性方程组的求解,掌握相关模型的建立与软件求解.

针对现有工程数学课程的教学实施过程不合理这一问题,我们可以从以下四个方面来解决:1.引入OBE理念下的对话式课堂.以概率论与数理统计中的随机变量这一知识点为例,首先,教师在课堂上精讲基本理论与若干实例,然后,引导学生形成问题进行导学.比如,离散型随机变量与连续型随机变量的联系与区别,常见的六大分布在实际中的应用,能否将这些知识点应用于自己所学的专业领域.最后,鼓励学生提出质疑,挑战书本,使知识在师生、生生之间传递、交流与互动.2.引入OBE理念下的开放式课堂,学生可以根据教师布置的学习任务和作业,自行查找相关资料,进一步学习.进一步学习的形式在时间上可以不拘泥于课堂,空间上可以从教室向图书馆、实验室、网络拓展,内容上可以从教材向其他一切参考资料扩充.开放式课堂要求学生、教师共同主导课堂,教师引导,学生主动参与,课后及时总结,以学生为中心,让他们努力、分阶段掌握學习成果.3.引入OBE理念下的能力课堂,探讨PBL教学法与案例教学法相结合的教学形式,提高大学生的实际操作能力.PBL教学法与案例教学法都注重培养学生的创造创新能力,都可以调动学生的学习兴趣,提高学生适应社会需求的能力,但两者又略有不同.PBL教学法是以问题为学习的导向性教学,案例教学法是教师通过讲解案例,分析案例,引导学生思考、分析与讨论,最终产生一个可行性方案.在工程数学课程的教学过程中,要将这两种教学法穿插或共同使用.以复变函数为例,复变函数的教学共18周,包含48个学时,因此,可以设置32个学时采用PBL教学法教学,16个学时采用案例教学法教学.平均每三周采用PBL教学法学习基础知识,第四周采取案例分析教学法,教师设计教学案例,组织学生对难点、重点进行讨论与总结,期中和期末两周采取PBL教学,系统性地复习与汇总课程的知识点以及实际应用情况,加深学生对课程的理解和应用.4.引入OBE理念下的自我参照、评价式的课程考核体系.OBE的教学评价聚焦在学习成果上.而不是在教学内容以及教学时间和学习方式上,因此,我们可以在工程数学课堂中构建多元的和梯次的评价标准,利用评价结果,掌握每名学生的学习状态,为学院和学校改进教学模式提供参考.以线性代数课程为例,我们的评价体系或考核方式形式多样,有平时考核的作业(包括习题解答、小文章、实验实践操作、论文训练等)、考勤、课堂讨论交流的参与度、小组学习状况的参与度与展示情况,有期末考核的开闭卷考试、技能性考核(包括实验操作、资料收集与整理、英文资料翻译等)、综述性或学术性学术论文的写作,有参与各类数学竞赛、相关大学生科研类项目的申报,还有参与教师科研项目的程度等.

【参考文献】

[1]Spady.W.G.Outcome-based education:Critical issues and answers [M].Virginia:American Association of School Administrators,1994.

[2]安东尼·伍维克.创新从头开始-成果导向式创新法[M].洪懿妍,译.北京:中国财经经济出版社,2007.

[3]赵洪梅.基于成果导向教育的工程教育教学改革[D].大连:大连理工大学,2016.

[4]王国英,工程数学[M].北京:清华大学出版社,2010.

[5]肖军,OBE理念在高校实践教育教学改革中的应用探析[J].当代教育实践与教学研究(电子版),2017(11):66.

[6]李光梅,成果导向式教育理论及应用[J].教育评论,2007(1):51-54.

[7]祁鲲,李萍.基于成果导向的《电气控制与PLC技术》教学探索与实践[J].教育教学论坛,2018(15):120-121.

[8]王路,张华,程翠林.我国高等工程教育改革中成果导向教育的问题与对策[J].黑龙江教育学院学报,2017(7):7-9.

作者:熊志平 秦莹莹

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