对于工科创新培养工科院校数学工程能力探索

摘要：本文分析了当前工科院校数学教学的现状和问题，阐述了数学工程能力培养的必要性及重要意义，从而给出一些培养工科院校数学工程能力的方法和措施。同时，也提出在探索与实践的过程中会遇到的困难和问题。
关键词：数学工程能力；数学教学；创新培养
1674-9324（2013）36-0222-02
著名数学家华罗庚教授曾精彩地叙述了数学的各种应用：宇宙之大，粒子之微，火箭之速，化工之巧，地球之变，生物之谜，日用之繁……人类生活的各个方面无处不有数学的重要贡献。数学是一切科学得力的助手和工具。当代社会科技发展日新月异，可以说，高技术本质上就是数学技术。而工科正是以数学为基础，通过物理学、化学等基础科学的原理，结合生产实践所积累的技术经验而发展起来的学科。其中，理论基础的重要性是非常明显的。而在整个教学计划中，数学课程是工科的主干课程之一，并且根据不同专业的发展和需要，提供相关的数学基础理论知识和计算方法。在某种程度上，数学工程能力已成为衡量科技人员科学水平、科学素质的重要标志。但是随着高等教育的大众化与产业化的快速发展，高校的生源等情况也发生了很大的变化，这就使得工科院校的数学教学面临着巨大的困难与挑战。
长期以来，工程院校对数学的教育教学重视不够，认为数学仅是传统的必修科目，不必大张旗鼓地花费很大精力和时间去教授，只需掌握简单的计算即可，甚至压缩数学的学时以满足专业科目的需要。这些认识都是有误区和局限性的。同样，数学教学要求统一，教学模式单一，缺乏层次和种类，不仅不能很好适摘自：毕业论文格式设置www.618jyw.com
应不同专业、不同培养目标的需要，也不利于因材施教和优秀人才的培养。同时，相对于高等数学，工程数学课时越来越少，而后继专业课对工程数学的要求又在不断提高，对学生能力的培养更加重视，这使得工程数学的教学压力逐渐加大。因此，如何利用逐渐减少的授课时间来获得较高的教学质量，在体现课程实用性的同时兼顾对学生逻辑思维的培养，是工程数学教学人员必须解决的一个问题。根据上面的分析，对于新时代培养工科院校的数学工程能力这一课题，做出下面几点分析和和见解

一、调动学生学习数学的积极性，提高数学素质

高校数学教师有责任调动生学习数学的积极性与主动性。阐明工科专业学习数学的重要性。与学生多交流学习的体会和心得，及时解惑。这就要求高校数学教师不仅要对所授的数学内容熟练掌握，还要适当了解一些教授对象的所学专业知识。根据其专业需要及特点，讲明数学在专业学习中的作用。同时，鼓励学生利用广阔的网络资源和图书资源，扩大自己的知识面。从而调动学生的学习兴趣。在教育学的过程中，积极思考，不仅对于学生，教师也应如此。数学教学的过程实质上就是逐步培养学生思维能力的过程。因此，发展学生思维能力是对学生进行数学教育的重要内容。而思维能力主要包括抽象思维能力和逻辑思维能力。一旦学生具备了这些能力，他就“像一个活的泉眼一样能流出一道水流。正像树木的蓓蕾一样，会生叶、花、果”。

二、以高等数学为基础，与专业相结合，有针对性学习数学

高等数学作为一门重要的基础课，既是学习后继专业课程的基础，又是培养学生学习方法和提高学生解决问题能力的重要途径。结合学生所学的具体专业，其后继课程还有“积分变换”、“复变函数”、“线性代数”、“概率论”、“场论”等。这些科目兼具了工具实用性和逻辑思辨性两个特点，是为了让工科学生用更加方便的理论工具来处理工程常见问题。对数学的学习可以促进对专业课的学习和掌握。有的学生对某些专业的知识感到难以理解，很多情况都是因为相关的数学知识掌握得不好。如工科的很多专业课经常会和数学紧密地联系在一起。如自动化专业的学生在学习电路的知识时就需要高等数学中的微积分运算，以及微分方程，线性代数，和复变函数的初步知识等。并且，有些内容像复变函数和积分变换等是贯穿于此专业适始终的，有些科目可能被认为是非主流的课程而被忽视，导致在专业课的学习过程中总是不能彻底清楚知识的来龙去脉。更有一些专业课的教师在涉及到数学理论推导的时候也以简略之笔一带而过，这在学生的进一步学习中会带来很大的阻力，也减弱其学习的信心。国内的工科院校数目极多，教学水平也是参差不齐。一些学校出于某些考虑没能选择恰当的教材也影响了数学的教学。有些自编教材内容过于抽象或过于简单，不能满足学生的认识需要，难以提高学生的数学素养，培养学生的创新能力；或超越大多数学生的接受能力，造成学生学习的兴趣降低。对于那些不合时宜的教材应做到及时改进或彻底摒弃，长此以往，必然贻害大方。随着这几年高校中普遍使用教材的改版，可以发现在高等数学等教科书中添加了相当数量的应用例子。这些多是物理等工程相关问题，这些大大促进了工科学生应用数学解决专业问题的能力。

三、让考研成为学习数学的动力

近些年，由于社会和就业等的压力，出现了本科学生考研究生的热潮。众所周知，数学是工科考研科目中必考的一门，且所占分值较多。为了顺利通过升学考试，学生会努力学习高等数学、线性代数等数学课程。这当然是好的一面。但不难发现，很多学生学习数学的目的性过强，对于考研中不考的知识学习的很弱，从而很多重要的内容被忽视了。这也使得教师在教学过程中显得很被动，因为很多理科的内容都存在一定的联系，只从表面上去区分什么学什么不学是不理智的，会对未来的教学带来压力。特别对于跨专业的考研更是使得知识内容杂乱无章，不成体系，这也会为其以后的学习和研究工作造成阻碍。所以，要进一步完善考研体制，对于数学试卷中的考点要求要有所改革，涉及面要宽。但这却是需要很多学者和一线教师的共同努力。

四、问题与思考

在国内，工科院校的数学教学模式基本上相同。要想从根本上改变需要社会及相关部门的支持。特别是，工科院校的管理者和数学教师的努力。提高工科院校的数学工程能力，培养学生的创造性思维和创新能力，使学生真正理解会用，使数学真正成为学生学习专业课程的基础和工具，是摆在我们数学教育工作者面前一个亟待解决的问题。
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基金项目：辽宁省教育厅立项（编号：2012411）
作者简介：于巍（1980-），女，辽宁鞍山人，沈阳工业大学，讲师，硕士，主要从事数值逼近方面的研究。