工科大學(xué)生數(shù)學(xué)能力培養(yǎng)的認(rèn)識(shí)與思考

王聰 高宇博

摘 要：對(duì)于工科大學(xué)生來(lái)說(shuō)，在進(jìn)行數(shù)學(xué)課程的學(xué)習(xí)時(shí)，不僅需要朱匯總理論知識(shí)的學(xué)習(xí)和掌握，還需要注重?cái)?shù)學(xué)能力的認(rèn)識(shí)和培養(yǎng)，但是由于我國(guó)長(zhǎng)期以來(lái)的教學(xué)習(xí)慣和傳統(tǒng)，導(dǎo)致在進(jìn)行工科大學(xué)生數(shù)學(xué)能力培養(yǎng)時(shí)出現(xiàn)了一定的問(wèn)題，本文從數(shù)學(xué)課程的課程設(shè)置、教學(xué)內(nèi)容以及教學(xué)方面等方面入手，分析了工程大學(xué)生數(shù)學(xué)能力培養(yǎng)存在的問(wèn)題，并深入探究了相應(yīng)的改革方法和措施，以期為相關(guān)工作者提供指導(dǎo)和幫助。

關(guān)鍵詞：工科大學(xué)生；數(shù)學(xué)能力培養(yǎng)；認(rèn)識(shí)；思考

一、工科大學(xué)生應(yīng)當(dāng)具備的數(shù)學(xué)能力

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步，我國(guó)工科大學(xué)生的數(shù)量也明顯增多，社會(huì)需求的優(yōu)秀工科畢業(yè)人才不僅需要掌握熟練的理論知識(shí)，還能夠?qū)?shù)學(xué)知識(shí)進(jìn)行實(shí)際運(yùn)用。因此，我國(guó)高校開(kāi)始采用多種方式來(lái)進(jìn)行數(shù)學(xué)知識(shí)的改革，切實(shí)提升工科大學(xué)生的數(shù)學(xué)素質(zhì)以及數(shù)學(xué)創(chuàng)造能力。對(duì)于工科大學(xué)生來(lái)說(shuō)，其應(yīng)當(dāng)具備的數(shù)學(xué)能力主要包括以下幾個(gè)方面：

1.1應(yīng)用數(shù)學(xué)語(yǔ)言的能力

對(duì)于工科大學(xué)生來(lái)說(shuō)，不僅需要具備堅(jiān)實(shí)的數(shù)學(xué)理論知識(shí)基礎(chǔ)，還需要具有一定的數(shù)學(xué)語(yǔ)言修養(yǎng)，能夠借助數(shù)學(xué)語(yǔ)言來(lái)進(jìn)行問(wèn)題的描述、問(wèn)題的分析，從而為自身數(shù)學(xué)知識(shí)庫(kù)的更新創(chuàng)造條件和環(huán)境。對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)，數(shù)學(xué)知識(shí)不僅僅意味著數(shù)學(xué)定理和數(shù)學(xué)公式的掌握，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生靈活應(yīng)用數(shù)學(xué)思維的能力，并將所掌握的知識(shí)進(jìn)行創(chuàng)新，拓寬自身的知識(shí)面。過(guò)去我國(guó)高校忽視了對(duì)于數(shù)學(xué)知識(shí)的應(yīng)用，在新時(shí)代下高校需要注重工科大學(xué)生數(shù)學(xué)語(yǔ)言運(yùn)用能力的培養(yǎng)。

1.2數(shù)學(xué)建模的能力

數(shù)學(xué)建模能力，就是指對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行數(shù)學(xué)化的抽象形容和量化，通過(guò)多個(gè)影響因素的分析類比，掌握數(shù)學(xué)建模過(guò)程中的主要矛盾，確保所建立的模型能夠反映數(shù)學(xué)問(wèn)題的基本特征和內(nèi)在規(guī)律，并且能夠借助數(shù)學(xué)計(jì)算來(lái)進(jìn)行驗(yàn)證。工科大學(xué)生想要具備建模能力首先需要具備抽象思維能力和綜合類比能力。

1.3數(shù)據(jù)處理的能力

想要對(duì)一個(gè)問(wèn)題進(jìn)行本質(zhì)的認(rèn)識(shí)和透徹的分析，一般是通過(guò)大量的數(shù)據(jù)整理和歸納，并對(duì)其進(jìn)行分析來(lái)完成的。當(dāng)今社會(huì)的現(xiàn)代工程師想要在高科技的大環(huán)境下發(fā)展，通過(guò)數(shù)據(jù)的處理來(lái)發(fā)現(xiàn)其規(guī)律是十分重要的。在大學(xué)數(shù)學(xué)課程教學(xué)過(guò)程中，需要注重對(duì)學(xué)生計(jì)算能力以及數(shù)據(jù)處理能力的訓(xùn)練，從而讓學(xué)生在未來(lái)的工作崗位上面對(duì)大量數(shù)據(jù)時(shí)能夠得心應(yīng)手的進(jìn)行處理。

二、工科大學(xué)生數(shù)學(xué)能力培養(yǎng)的途徑

2.1突出應(yīng)用數(shù)學(xué)教學(xué)，優(yōu)化課程體系

當(dāng)前，我國(guó)高校數(shù)學(xué)課程的設(shè)置以及教學(xué)內(nèi)容存在著與當(dāng)前新時(shí)代相脫節(jié)的情況，具體表現(xiàn)在重視理論知識(shí)、結(jié)果推導(dǎo)、以及經(jīng)典定理，而忽視了知識(shí)應(yīng)用、現(xiàn)代理論的學(xué)習(xí)，因此，有必要對(duì)我國(guó)高校數(shù)學(xué)課程進(jìn)行重新的設(shè)置。在進(jìn)行課程設(shè)置時(shí)，仍然需要將高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、概率統(tǒng)計(jì)等作為基礎(chǔ)，但是需要將內(nèi)容進(jìn)行精簡(jiǎn)優(yōu)化，并進(jìn)行結(jié)構(gòu)的調(diào)整。例如，將高等數(shù)學(xué)改為微積分，將其中的微分理論、積分理論以及極限理論等轉(zhuǎn)為重點(diǎn)講解微元分析、函數(shù)逼近等數(shù)學(xué)思想，從而加強(qiáng)對(duì)大學(xué)生數(shù)學(xué)思維方法的訓(xùn)練。將向量代數(shù)和空間幾何與線性代數(shù)有效融合，形成幾何與代數(shù)這一新的教學(xué)內(nèi)容。想要突出數(shù)學(xué)教學(xué)的應(yīng)用性，需要對(duì)現(xiàn)有的教材進(jìn)行重新編寫，突出數(shù)學(xué)教學(xué)的重點(diǎn)、本質(zhì)，強(qiáng)化教學(xué)內(nèi)容的應(yīng)用，對(duì)現(xiàn)有的編寫方法進(jìn)行更新，以更好地適應(yīng)新時(shí)代人才的需要。

在加強(qiáng)學(xué)生數(shù)學(xué)知識(shí)以及數(shù)學(xué)思想應(yīng)用的能力時(shí)，不僅需要學(xué)生在課程中積極進(jìn)行抽象性、邏輯性的數(shù)學(xué)訓(xùn)練，還需要在數(shù)學(xué)課程中增設(shè)數(shù)學(xué)方法應(yīng)用的課程，主要包括數(shù)學(xué)物理方法、數(shù)值計(jì)算方法、優(yōu)化方法以及統(tǒng)計(jì)方法等的應(yīng)用手段。這些課程的開(kāi)展需要盡量采用多媒體教學(xué)方法進(jìn)行教學(xué)，切實(shí)提升教學(xué)內(nèi)容所包含的信息量。

2.2開(kāi)設(shè)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程，加強(qiáng)實(shí)踐應(yīng)用環(huán)節(jié)

現(xiàn)階段，越來(lái)越多的高校在開(kāi)展數(shù)學(xué)課程的教學(xué)時(shí)開(kāi)始注重?cái)?shù)學(xué)建模、算法設(shè)計(jì)以及數(shù)據(jù)處理等知識(shí)的教學(xué)和應(yīng)用。通過(guò)這些課程的應(yīng)用，能夠讓學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)的新型計(jì)算方法有一個(gè)熟練的掌握，有效培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)建模能力以及計(jì)算機(jī)設(shè)備的應(yīng)用能力。在過(guò)去沒(méi)有進(jìn)行高校數(shù)學(xué)課程的改革時(shí)，人們總是膚淺的認(rèn)為數(shù)學(xué)課程就是一種理論教學(xué)，借助板書(shū)就能夠?qū)?shù)學(xué)知識(shí)和數(shù)學(xué)思想闡述清楚，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的成熟和普及，這種傳統(tǒng)的認(rèn)識(shí)已經(jīng)越來(lái)越不能契合時(shí)代。在進(jìn)行數(shù)學(xué)問(wèn)題分析的基礎(chǔ)上，通過(guò)數(shù)學(xué)思維以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的有效結(jié)合，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)學(xué)知識(shí)的有效掌握和解決。開(kāi)設(shè)新的數(shù)學(xué)課程，讓學(xué)生更多的應(yīng)用自身的知識(shí)，結(jié)合計(jì)算機(jī)來(lái)進(jìn)行數(shù)學(xué)問(wèn)題的解決。

我國(guó)教育學(xué)家認(rèn)為，開(kāi)展數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)需要與微積分、幾何與代數(shù)以及概率統(tǒng)計(jì)相結(jié)合。數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容包括基礎(chǔ)部分以及綜合部分?；A(chǔ)實(shí)驗(yàn)，就是指微積分實(shí)驗(yàn)，而綜合實(shí)驗(yàn)，則是數(shù)學(xué)問(wèn)題結(jié)果的計(jì)算以及統(tǒng)計(jì)優(yōu)化。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)選題時(shí)，需要確保實(shí)驗(yàn)問(wèn)題與實(shí)際問(wèn)題有效結(jié)合，突出針對(duì)數(shù)學(xué)問(wèn)題的建模，并注重計(jì)算機(jī)的使用，讓學(xué)生能夠熟練應(yīng)用計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)軟件以及解決問(wèn)題的能力。

數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)，是學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)基本概念以及數(shù)學(xué)基本理論的實(shí)踐運(yùn)用，通過(guò)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的開(kāi)設(shè)，能夠讓學(xué)生避免出現(xiàn)數(shù)學(xué)理論知識(shí)和實(shí)踐的脫節(jié)情況，也能夠有效解決數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽覆蓋學(xué)生免不廣泛的情況。

2.3改革教學(xué)方法和考試形式，全方位提升教學(xué)質(zhì)量

進(jìn)行數(shù)學(xué)教學(xué)的改革，主要目的是為了提升學(xué)生的素質(zhì)以及創(chuàng)新能力，而教學(xué)方法對(duì)于教學(xué)質(zhì)量的影響是極為關(guān)鍵的。我國(guó)高校數(shù)學(xué)課程傳統(tǒng)的教學(xué)方法是填鴨式教學(xué)，這種教學(xué)方法讓教師成為了教學(xué)主體，對(duì)于學(xué)生學(xué)習(xí)積極性的培養(yǎng)是沒(méi)有益處的。因此，教師在教學(xué)過(guò)程中需要注重授課方式、作業(yè)方式以及考試形式的改變。在授課方式方面，教師需要注重學(xué)生在教學(xué)過(guò)程中的主體地位，給予學(xué)生更多思考的機(jī)會(huì)來(lái)進(jìn)行問(wèn)題的思考，并鼓勵(lì)學(xué)生積極地提出問(wèn)題，和教師進(jìn)行互動(dòng)。作業(yè)方式的改變，則是指教師布置的作業(yè)能夠更加突出重點(diǎn)，避免“題海戰(zhàn)術(shù)”在教學(xué)過(guò)程中的應(yīng)用，而是更多的選擇一些高質(zhì)量、重點(diǎn)突出的題目讓學(xué)生進(jìn)行課后練習(xí)?？荚囆问降母淖儯瑒t是指針對(duì)應(yīng)試型考試需要進(jìn)行一些改正，在考試內(nèi)容的設(shè)置上更多的加入一些體現(xiàn)學(xué)生創(chuàng)新能力和創(chuàng)新思維的題目，避免過(guò)多基礎(chǔ)知識(shí)的題目。

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作者簡(jiǎn)介：

王聰，出生年月：1996.06.21，性別：男，民族：漢，籍貫（精確到市）：湖南益陽(yáng).