《水利數(shù)學(xué)》指導(dǎo)下的水利專業(yè)工程數(shù)學(xué)教學(xué)改革研究

王輝宇

工程數(shù)學(xué)是水利專業(yè)所開設(shè)的基礎(chǔ)數(shù)學(xué)課程，其中包括離散數(shù)學(xué)、數(shù)值計(jì)算方法、數(shù)學(xué)物理方程等各類工程數(shù)學(xué)課程。這些數(shù)學(xué)課程是水利專業(yè)學(xué)生必須掌握的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，是后續(xù)水利專業(yè)課程學(xué)習(xí)必備的基礎(chǔ)條件。工程數(shù)學(xué)是較為傳統(tǒng)的基礎(chǔ)課程，教學(xué)重點(diǎn)在于教授學(xué)生數(shù)學(xué)理論知識(shí)與解題技能。在社會(huì)急劇變化的環(huán)境下，傳統(tǒng)的工程數(shù)學(xué)教學(xué)已經(jīng)滿足不了社會(huì)對水利工程人才的需求，水利工程設(shè)計(jì)、建設(shè)模式與技術(shù)都出現(xiàn)了巨大的改變。因此，水利專業(yè)工程數(shù)學(xué)教學(xué)亟須改革，需要實(shí)現(xiàn)水利專業(yè)學(xué)生在掌握基礎(chǔ)數(shù)學(xué)原理的情況下掌握計(jì)算機(jī)模擬技能、數(shù)學(xué)建模技能，且注重?cái)?shù)學(xué)實(shí)踐能力的培養(yǎng)，以推動(dòng)水利專業(yè)學(xué)生綜合數(shù)學(xué)思想的形成。《水利數(shù)學(xué)》是基于水利工程數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)所編著的，該書針對水利專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)以及水利行業(yè)對水利人才的培育需求，選擇了13個(gè)具有代表性的學(xué)習(xí)項(xiàng)目。該書所涉及的每一個(gè)學(xué)習(xí)項(xiàng)目都有相應(yīng)的水利工程案例，同時(shí)融入了數(shù)學(xué)文化和數(shù)學(xué)計(jì)算軟件的內(nèi)容，是培育水利專業(yè)人才數(shù)學(xué)綜合素養(yǎng)的重要書籍。

在我國水利行業(yè)快速發(fā)展的背景下，水利專業(yè)對工程數(shù)學(xué)課程的要求不斷提升，更加關(guān)注培養(yǎng)水利專業(yè)學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)與數(shù)學(xué)應(yīng)用能力?；诖耍仨毥Y(jié)合當(dāng)前水利行業(yè)的人才需求與工程數(shù)學(xué)教學(xué)目標(biāo)來開展工程數(shù)學(xué)教學(xué)改革，力求為水利專業(yè)人才培養(yǎng)提供堅(jiān)實(shí)的保障。結(jié)合《水利數(shù)學(xué)》一書以及當(dāng)前水利專業(yè)工程數(shù)學(xué)的教學(xué)情況，筆者認(rèn)為可以從以下幾個(gè)方面入手進(jìn)行工程數(shù)學(xué)教學(xué)改革：第一，改革水利專業(yè)工程數(shù)學(xué)教學(xué)理念。工程數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)不僅涉及基礎(chǔ)數(shù)學(xué)概念，同時(shí)還要學(xué)習(xí)工程數(shù)學(xué)內(nèi)在思想與方法，只有掌握工程數(shù)學(xué)的精髓才能夠滿足水利專業(yè)的需求。基于此，必須改革水利專業(yè)工程數(shù)學(xué)教學(xué)理念。一是要重視教學(xué)質(zhì)量，將教學(xué)質(zhì)量作為工程數(shù)學(xué)教學(xué)的重點(diǎn)，注重提升工程數(shù)學(xué)教學(xué)質(zhì)量與效果，將培養(yǎng)水利專業(yè)學(xué)生綜合素養(yǎng)貫穿于工程教學(xué)的全過程;二是要建立以學(xué)生為主體的教學(xué)意識(shí)，將數(shù)學(xué)素養(yǎng)培育與工程實(shí)踐能力作為工程數(shù)學(xué)教學(xué)的出發(fā)點(diǎn)，靈活運(yùn)用現(xiàn)代教育技術(shù)與多元化教學(xué)方法激發(fā)學(xué)生主觀能動(dòng)性，引導(dǎo)水利專業(yè)學(xué)生利用數(shù)學(xué)思維來分析事物的本質(zhì);三是要建立以學(xué)為主的教學(xué)理念，始終以學(xué)生為核心開展工程數(shù)學(xué)教學(xué)，重點(diǎn)講解工程數(shù)學(xué)中的核心內(nèi)容，淡化計(jì)算技巧的訓(xùn)練，適當(dāng)添加水利工程應(yīng)用實(shí)例，力求奠定學(xué)生數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。第二，改革水利專業(yè)工程數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容。針對當(dāng)前水利專業(yè)工程數(shù)學(xué)教材過于注重整體性而實(shí)用性不高的情況，從培養(yǎng)水利專業(yè)學(xué)生綜合素質(zhì)入手，根據(jù)水利專業(yè)學(xué)生必須具備的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)能力與創(chuàng)新素養(yǎng)的要求，對水利專業(yè)工程數(shù)學(xué)內(nèi)容進(jìn)行改革。水利專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)為培養(yǎng)現(xiàn)代水利行業(yè)所需的高素質(zhì)、高技能人才，因此工程數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容方面需要實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)應(yīng)用能力培養(yǎng)與專業(yè)課程相結(jié)合，始終堅(jiān)持實(shí)用性原則，根據(jù)水利專業(yè)學(xué)生的實(shí)際情況與專業(yè)要求來組織工程數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容。如水利工程專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)導(dǎo)數(shù)、積分、線性代數(shù)、水利管理專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)概率、數(shù)值計(jì)算等。第三，改革水利專業(yè)工程數(shù)學(xué)實(shí)踐教學(xué)。水利專業(yè)工程數(shù)學(xué)實(shí)踐教學(xué)歷來是教學(xué)的重點(diǎn)難點(diǎn)，為了進(jìn)一步滿足現(xiàn)代水利工程發(fā)展對水利人才的綜合需求，需要針對工程數(shù)學(xué)實(shí)踐教學(xué)進(jìn)行改革，讓數(shù)學(xué)實(shí)踐可以與水利專業(yè)知識(shí)結(jié)合得更加緊密。如在《復(fù)變函數(shù)與積分變換》課程中適當(dāng)增加快速Fourier變換、Mat Lab函數(shù)變換等;在《數(shù)學(xué)物理方程》的教學(xué)過程中，不僅要教授基礎(chǔ)的數(shù)學(xué)物理計(jì)算技能，還需要介紹Mat Lab中偏微分方程工具箱的使用方法，且應(yīng)用于實(shí)際問題的處理中。這樣才能夠讓水利專業(yè)學(xué)生形成數(shù)學(xué)建模到模型解答的全過程體驗(yàn)，掌握現(xiàn)代計(jì)算技術(shù)與數(shù)學(xué)之間的密切關(guān)系。通過水利專業(yè)工程數(shù)學(xué)實(shí)踐教學(xué)的改革，能夠強(qiáng)化水利專業(yè)學(xué)生數(shù)學(xué)應(yīng)用意識(shí)，提升水利專業(yè)學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用能力，使得水利工程數(shù)學(xué)教學(xué)更加符合水利工程人才培養(yǎng)的實(shí)際需求。第四，改革水利專業(yè)工程數(shù)學(xué)教學(xué)評價(jià)方式。水利專業(yè)工程數(shù)學(xué)教學(xué)評價(jià)是針對教師教學(xué)與學(xué)生學(xué)習(xí)情況進(jìn)行評價(jià)的過程，水利專業(yè)工程數(shù)學(xué)改革要轉(zhuǎn)變以往單一的評價(jià)方式，運(yùn)用量化評價(jià)與定性評價(jià)方式。在對教師教學(xué)情況的評價(jià)過程中，可以運(yùn)用學(xué)生評價(jià)、同行評價(jià)、專家評價(jià)以及領(lǐng)導(dǎo)評價(jià)等方式;在對學(xué)生學(xué)習(xí)情況進(jìn)行評價(jià)的過程中，可以運(yùn)用量化評價(jià)與定性評價(jià)相結(jié)合的方式。量化評價(jià)方面不將學(xué)生的考試成績作為唯一評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，而是綜合日常學(xué)習(xí)情況與考試成績來對學(xué)生的課程學(xué)習(xí)情況進(jìn)行評分;定性評價(jià)則是根據(jù)每一位學(xué)生的實(shí)際情況，考察學(xué)生的出席情況、課堂紀(jì)律、學(xué)習(xí)態(tài)度、進(jìn)步情況等，結(jié)合學(xué)生課堂參與度、學(xué)習(xí)主動(dòng)性、創(chuàng)新思維等，運(yùn)用描述性語言進(jìn)行評價(jià)，靈活運(yùn)用正面、積極的評價(jià)方式對學(xué)生的努力予以肯定，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與欲望。