關于高職院校工程數學教學現狀的調查與分析
論文摘要：針對高職學生數學基礎參差不齊、教師知識結構單一等實際情況，通過問卷調查的形式，全面了解當前高職院校“工程數學”教學的現狀，并且對調查結果進行了深入的分析。在此基礎上，引發工程數學教學改革的思考，探討如何有效進行高職院校的工程數學教學。
論文關鍵詞：工程數學；教學現狀；教學改革
“工程數學”是理工類高職院校工程技術類各專業的一門重要的基礎課，是研究自然科學和工程技術的重要工具，為后續的工程技術類的專業課的學習提供必須的數學知識，進一步培養學生的邏輯思維能力、運算能力、用數學知識解決工程技術中的實際問題的能力。近幾年來，高職教育迅猛發展，為社會輸送了大批應用型人才。各學科和工程數學的結合將更加廣泛和深入，數學的思維品質在人才綜合素質中的地位越來越受到重視。但新形勢下，一方面工程數學教學的課時因專業技能的培養而受到一定的限制，工程數學作為高職教育的必修課程，卻在高職教育中未受到應有的重視，尤其未受到學生的重視，另一方面，能力培養、專業要求對數學知識的需求卻進一步擴大，要想克服這一矛盾，使工程數學的教學能在科學合理的狀態下進行，讓學生真正學有所用，課程的教學改革勢在必行。
一、高職工程數學的教學現狀
工程數學是好幾門數學的總稱，內容包括“線性代數”、“概率論”、“復變函數”、“積分變換”、數學軟件的工程數學應用（如MATLAB軟件）等等。 工程數學是為了讓工科學生用更加方便的理論工具來處理工程上的常見問題。
出于人才培養的客觀需要，當前的各大高職院校的絕大部分專業都開設工程數學課程。就工程數學而言，傳統的教學理念和教學模式在當下仍然根深蒂固，教學效果的不理想已經成為不爭的事實。筆者走訪了山西省內的幾所高職院校，工程數學課程基本上都在大一第二學期開設，總學時數從30-60學時不等，授課的內容安排根據各專業的實際需要有所不同，如某高職院校，電子信息工程專業的學生學習“線性代數”、“積分變換”等內容，建筑工程專業的學生學習“線性代數”、“概率論”等內容。教學過程依舊采用教師占主導地位的傳統教學模式，考核方式以閉卷筆試為主，題目很少涉及開放性的數學應用問題，基本上屬于純理論的計算、推理。此外，一些院校開展第二課堂，工程數學拓展、數學建模、運籌學等選修課，由于多數學生本身對數學缺乏興趣，選修課的開設并沒有達到理想效果。
下面從教師和學生兩個層面對當前形勢下的工程數學教學的現狀進行分析，為工程數學進一步的教學改革提供參考。
1.“教”的現狀分析
（1）教師知識結構單一，理論聯系實際不夠。高職院校的工程數學教師，基本上都是從事數學基礎理論教學的教師，習慣于學科式教學，知識結構單一，缺乏必要的相關專業知識，授課時不能將工程數學與學生所學專業知識緊密結合，只能講授純粹的數學知識，教學枯燥乏味。教學過程實際上是人們認識真理的一個過程，應該遵循實踐—理論—實踐的認知規律。教師在教學中對通過數學手段解決實際問題體現不夠，數學應用的背景被形式化的計算、推理系統所掩蓋，使學生感覺數學是“空中樓閣”，絲毫沒有用武之地，抽象得難以捉摸，由此產生畏懼心理。正是由于缺乏工程數學的應用教育，學生的數學應用意識和數學建模能力也得不到必要的訓練，使學生對數學不知有何用、如何用，嚴重挫傷了學習積極性。
（1）教學模式單一，評價體系陳舊。在教學過程中采用滿堂灌的教學模式是教學效率低下的重要原因，師生之間缺乏應有的信息反饋，在不了解學生目前的認知水平和學習狀態下，沒有把數學教學看成學生自主探索的活動過程。另外，不同的學生自身的數學基礎，學習興趣存在差異，對數學的期望和需求是不一樣的。忽略了這種差異性容易使教學覺得學生學習不夠努力，從而造成緊張的師生關系，影響教學效果。學生的學習成績與老師所傳授的知識多少并不成正比，教師上課時講得越多，給學生思考的時間和討論機會就越少，學生的問題沒有得到及時解決而跟不上老師的節奏，致使學習興趣逐漸減退。同時，對學生的評價體系陳舊，絕大部分高職院校對工程數學的評價仍然沿用傳統的閉卷筆試的方法，依然是對數學體系，單純數學知識的考核，這與高職人才的培養應走“實用型”的路子這一教育思想相悖。
2.“學”的現狀分析
筆者在某高職院校隨機選取200名學生作為調查對象，所涉及專業包括：數控技術、機電一體化、電子技術、計算機應用，調查內容如下：
（1）你對工程數學課程是否有興趣？
A很有興趣 B一般 C不太感興趣
（2）如果不太感興趣，你覺得原因是？
A課程太難，學不會 B覺得沒什么實用價值
C不適應老師的授課方式，從而失去了對該課的興趣
D自己對數學本來就沒興趣
（3）在工程數學課程的學習中，你希望教師采用什么教學方式？
A傳統的課堂授課模式 B開放式的討論模式
（4）你認為自己的《工程數學》課程學習情況怎么樣？
A能夠理解數學概念的意義，學習有信心，課后習題大部分沒有太多問題
B數學概念理解得并不透徹，課后習題有一部分遇到困難
C教師講解課后習題之后，大多數我仍然不能夠理解
D數學概念理解上有一定困難，認為數學太抽象，學習沒有信心
（5）你認為現在《工程數學》的教學課時是否合適？
A課時較多 B課時較少 C合適
（6）如果減少《工程數學》課程的教學時間，甚至取消《工程數學》的開設，是否是剝奪了同專業內其他人的學習《工程數學》的權利？
A是 B否
（7）你認為《工程數學》學習中最大的困難在哪里？
A理論復雜 B計算復雜 C其他（請補充）
（8）目前班上同學對學習工程數學的總體態度？
A很認真 B一般 C較差
（9）如果你的數學基礎不是很好，你是否愿意再無負擔的情況下學習《工程數學》課程？
A是 B否
（10）就長遠看，你是否認為放棄工程數學學習是明智的？
A是 B否
（11）你認為工程數學的學習對學生綜合素質的提高是否有影響？
A是 B否
（12）通過課程的學習，你有哪些收獲？
A提高了數學的邏輯思維能力
B掌握了工程數學的基本運算
C增強了對數學這門學科系統全面的了解
D了解并掌握一些工程數學在專業方面的應用
（13）目前最希望改進的是？
A數學課堂教學進度不能太快，應放慢進度，增加學習時間
B培養學習數學的興趣，加強對數學能力的培養
C加強培養邏輯思維能力和思考問題的方法
D 應該提供更多的教師課后輔導
（14）結合你的專業，你認為《工程數學》中哪部分知識對你的專業學習最重要？
在收回194份調查表后，隨機采訪了部分學生，更多地了解學習工程數學的實際情況，在研究采訪資料和調查數據后，我們發現學生在學習工程數學中存在以下問題：
一是學習目的不明確，學習積極性不高。調查顯示有36.5%的學生表示對工程數學不太感興趣，而其中有43.2%的學生認為之所以不感興趣，是因為覺得沒什么實用價值。為什么要學習工程數學，學習工程數學有什么用？這是每個數學學習者都容易為之困惑的問題。對這個問題理解的好壞在很大程度上決定了學生的學習態度。由于學生對工程數學性質和作用并沒有清楚的認識，對工程數學的重要性、學習工程數學對將來自身發展的影響還沒有切身體會，所以容易滋生“學之無用”的觀點。此外，受就業壓力大的社會大環境的影響，學生把注意力和精力集中在能給他們帶來實際利益的課程上，數學因此往往被學生所忽視。
二是學習過程依賴教師，自學能力較差。調查結果顯示，絕大部分教師仍舊采用傳統的課堂授課模式，只有極少數教師會將授課內容中的某些問題以開放式討論的形式讓學生參與其中。教學過程中教師的主體地位沒有改變，學生習慣于老師講、自己聽的上課模式，缺乏學習方法和能力的培養。教師也會通過布置作業及時了解學生的學習掌握情況并進行復習，使學生的學習能夠在鞏固中前行。整個學習過程基本上依賴教師的計劃和安排，學生只是單純地接受課堂上的教學內容，沒有充分發揮主觀能動性，自然也就無法激發學習潛力。
三是知識的學習停留在表面，解決實際問題的能力較差。工程數學是研究自然科學和工程技術的重要工具，高職教育是培養應用型人才，那么，高職教師的教學就是要讓學生運用知識解決實際中的問題，學生學以致用才是學習的最終目的。但從調查結果來看，多數學生通過對工程數學的學習，僅僅掌握了工程數學的基本運算，而對于在專業方面的應用了解甚少。學生將工程數學作為純數學理論進行學習，不能很好地將實際問題轉化為數學模型，因此，教師在課程內容上不能片面追求數學理論的系統性和完整性，應該有意識地引導學生了解數學與社會實際的關系，從工程技術等實際問題出發，引出數學概念和方法，并貫穿始終，培養學生的應用數學的意識與能力，更多地讓學生體會數學的本質及數學的價值。
二、對工程數學教學改革的思考
1.加強數學教師的跨專業教育
高職院校數學教師的繼續教育不應該局限于本數學專業，加強業務知識的學習，提高綜合素質，利用豐富的網絡資源拓寬自己的視野和知識面，不斷更新教學理念。學習所帶專業的相關知識，將數學教學和專業背景緊密結合，做到抽象知識具體化，數學知識應用化，提高學生的學習興趣，提高他們學習工程數學的能力。數學教師只有對專業相關領域的知識有了一定的了解和掌握，才能在今后的教學中把握好“必需、夠用”的度。
2.創新教學模式，采取多種形式的考核辦法
創新教學模式，注重學生創造思維的培養，高職培養的人才應該是具有創新精神的創造型人才。在工程數學的教學中應充分借助數學內容的有益載體，注重學生的發散性思維、形象直觀性思維和邏輯性思維的培養。高職院校的工程數學考試應該依據高職的培養目標采取多方位全面評價的辦法來考核學生的數學成績，可以按照學生的具體實際和不同專業對工程數學的要求采用不同的考核方式，如開放式考核、報告式考核等。
3.淡化理論，注重將數學知識應用于實踐
在高職的工程數學教學中，應淡化嚴格的數學論證，重視直觀、形象的理解，把學生從繁瑣的數學推理和計算中解脫出來。在講授工程數學時，應從學生熟悉的生活實例或與專業相結合的實例出發，學習過程中充分體現學生的參與性與主動性。用學生將要大量接觸的、與專業有聯系的實例來講解數學知識，能夠使學生建立正確的數學概念，能夠提高整體教學效果，也能拓寬學生的思路，同時更能體現高等數學的思想性和服務性，培養學生應用知識解決問題的能力，逐步形成數學的思維品質，提高學生的綜合素質。
4.注重現代計算機技術的應用
對于高職培養的技術應用型人才，工程數學是他們從事專業的工具，學習工程數學主要是為了用來解決工作中出現的具體問題，應借助于功能強大的數學軟件包，并將其逐步引入到高職學校的數學教學中。利用數學軟件，在電腦中求解線性方程組、把函數展開成冪級數等復雜的運算，這將大大增強高職學生的計算能力，減輕他們用傳統方法進行計算的負擔。
5.開設數學建模選修課，搞好課外科技活動
為了適應科學技術發展的需要和培養高質量、高層次科技人才，數學建模已經在高等教育中逐步開展，國內外越來越多的院校正在進行數學建模課程的教學和參加開放性的數學建模競賽，將數學建模教學和競賽作為高等院校的教學改革和培養高層次的科技人才的一個重要方面，并且逐漸將數學建模與教學改革相結合，努力探索更有效的數學建模教學法。為了改變過去以教師為中心、以課堂講授為主、以知識傳授為主的傳統教學模式，數學建模課程指導思想是：以學生為中心、以問題為主線、以培養能力為目標來組織教學工作。通過教學使學生了解利用數學理論和方法去分析和解決問題的全過程，提高他們分析問題和解決問題的能力；提高他們學習數學的興趣和應用數學的意識與能力，使他們在以后的工作中能經常性地想到用數學去解決問題，提高他們盡量利用計算機軟件及當代高新科技成果的意識，能將數學、計算機有機地結合起來去解決實際問題。
三、結語
要提高工程數學的教學質量，必須有相應的條件和保證，從教學思想到教學模式，從教學管理到教學方法，從教材內容到教學時數的安排，以及最后的教學過程，這些涉及到方方面面的問題，而這些問題的解決有待于教學改革的深化和教師自身素質的提高。建立現代高職工程數學教育理念、具有高職教育特色的新型高職數學教學模式。本文對目前高職工程數學的教學現狀分析，對高職工程數學的課程改革進行積極的探索，希望工程數學課程真正起到提高學生應用數學解決實際問題的能力與素質，更好地實現高職教育的目標。
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