工程數(shù)學(xué)課程教學(xué)模式改革方案

PAGE5《工程數(shù)學(xué)》課程教學(xué)模式改革方案李先明一、教學(xué)目的和要求本課程的教學(xué)目的是使學(xué)生在高等數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步擴(kuò)充在后續(xù)課程的學(xué)習(xí)和今后實(shí)際工作中必須具備的數(shù)學(xué)學(xué)科的基本知識(shí)、基本理論和基本方法，使學(xué)生初步掌握線性代數(shù)、概率論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)的基本概念和基本方法，培養(yǎng)學(xué)生具有一定的抽象思維和概括能力，提高學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力以及自學(xué)能力，使學(xué)生具有較高的學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)理論的素質(zhì)。因此，通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生：

1、熟悉線性代數(shù)處理問(wèn)題方法和特點(diǎn)，掌握矩陣、向量、線性方程組、等方面的基本理論和基本運(yùn)算，提高抽象思維、邏輯推理和基本運(yùn)算的能力。

2、理解概率論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)是研究隨機(jī)現(xiàn)象數(shù)量規(guī)律性的科學(xué)，掌握概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)的基本概念和基本理論，以及處理隨機(jī)現(xiàn)象的基本思想和基本方法，具有運(yùn)用概率統(tǒng)計(jì)方法分析和解決實(shí)際問(wèn)題的一定能力。二、課程特點(diǎn)和學(xué)生特點(diǎn)本課程是在學(xué)生完成高等數(shù)學(xué)基本知識(shí)、基本理論和基本方法的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上，介紹線性代數(shù)、概率論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)等內(nèi)容。這些內(nèi)容的設(shè)置是為學(xué)生學(xué)習(xí)后繼的專(zhuān)業(yè)課程和今后的實(shí)際工作提供數(shù)學(xué)基礎(chǔ)的知識(shí)和方法。就目前土木工程專(zhuān)業(yè)的學(xué)生而言，一是非工科的學(xué)生，數(shù)學(xué)知識(shí)差，；二是即使是工科學(xué)生，由于離開(kāi)學(xué)校多年，所學(xué)的數(shù)學(xué)知識(shí)所剩無(wú)幾；三是土木工程專(zhuān)業(yè)的學(xué)生工作流動(dòng)性大，自主學(xué)習(xí)的條件差，僅能依靠學(xué)校提供的學(xué)習(xí)場(chǎng)地和輔導(dǎo)時(shí)間進(jìn)行學(xué)習(xí)。工程數(shù)學(xué)課程教學(xué)模式必須解決以上三個(gè)問(wèn)題。下面提供的教學(xué)模式，基本能解決以上三個(gè)問(wèn)題三、教學(xué)模式的基本框架及運(yùn)行設(shè)計(jì)圖1引、幫、建、用的關(guān)系（左A幫右A用）“引”、“幫”的目的是為了“建”，“建”的目的是為了“用”，學(xué)生在“用”的過(guò)程中需要教師的引導(dǎo)和幫助，同時(shí)，學(xué)生在“用”的過(guò)程中，可以提出對(duì)新知識(shí)的要求，如果加以適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)和幫助，可以豐富學(xué)生的知識(shí)體系和技能體系。其關(guān)系如圖1所謂“引”（instruct）是指教師的整個(gè)教學(xué)活動(dòng)要圍繞引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)（學(xué)習(xí)文字教材、各種媒體資源、獲取學(xué)習(xí)資源和教學(xué)信息、開(kāi)展多元交互、以及對(duì)自己學(xué)習(xí)效果評(píng)判的方式方法等）。國(guó)際知名的遠(yuǎn)程教育學(xué)者德斯蒙德基更（DesmondKeegan）于1983年對(duì)遠(yuǎn)程教育作了一個(gè)概括：“遠(yuǎn)程教育是教育致力開(kāi)拓的一個(gè)領(lǐng)域。在這個(gè)領(lǐng)域里，在整個(gè)學(xué)習(xí)期間，學(xué)生和教師處于準(zhǔn)永久性分離狀態(tài)；學(xué)生和學(xué)習(xí)集體在整個(gè)學(xué)習(xí)期間處于準(zhǔn)永久性分離狀態(tài)；技術(shù)媒體代替了常規(guī)的，口頭講授的、以集體學(xué)習(xí)為基礎(chǔ)的教育的人際交流（這樣與自學(xué)計(jì)劃區(qū)別開(kāi)來(lái)）。它相當(dāng)于一個(gè)工業(yè)化的教育過(guò)程?！眰鹘y(tǒng)教育教學(xué)形式，師生在同一教室，進(jìn)行“情感交流”、學(xué)習(xí)成果轉(zhuǎn)化，教學(xué)效果好差取決于情境的創(chuàng)設(shè)。遠(yuǎn)程教育，師生處于分離狀態(tài)，應(yīng)借助網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，通過(guò)“引”的方式，使學(xué)生與學(xué)生、教師與學(xué)生處于一間虛擬教室之中，實(shí)施“情感交流”、學(xué)習(xí)成果的轉(zhuǎn)化。為達(dá)到此目的，根據(jù)學(xué)生的工作性質(zhì)，我們制訂了學(xué)生自主學(xué)習(xí)技法培訓(xùn)計(jì)劃：學(xué)習(xí)品質(zhì)塑造（轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)觀念，夯實(shí)學(xué)習(xí)技能，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)目標(biāo)）；媒體學(xué)習(xí)技法指導(dǎo)（包括學(xué)習(xí)媒體介紹和媒體使用方法）；信息檢索技法指導(dǎo)（包括信息檢索方法和信息使用）；實(shí)訓(xùn)技法指導(dǎo)（平時(shí)作業(yè)的完成和解決實(shí)際問(wèn)題的方法）。值得注意的是：在自主學(xué)習(xí)技法指導(dǎo)設(shè)計(jì)時(shí)，注重學(xué)生學(xué)習(xí)品質(zhì)塑造、媒體學(xué)習(xí)技法、信息檢索技法、實(shí)訓(xùn)技法等，使通過(guò)教學(xué)，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)能力和技能，形成學(xué)習(xí)品質(zhì)的目的。工程數(shù)學(xué)教學(xué)中的引導(dǎo)過(guò)程如圖2所示。圖2工程數(shù)學(xué)教學(xué)中的引導(dǎo)過(guò)程輔導(dǎo)教師根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度，采用科學(xué)的引導(dǎo)方式方法，才能確保引導(dǎo)的及時(shí)性、可靠性。圖中指出：在決定引導(dǎo)方式方法時(shí)，首先，要認(rèn)真分析學(xué)生的需求，切實(shí)了解學(xué)生為什么學(xué)、需要學(xué)什么的問(wèn)題____引導(dǎo)的前提；其次，是解決如何學(xué)和如何用的問(wèn)題，學(xué)生當(dāng)明確了學(xué)習(xí)方法和知識(shí)運(yùn)用方法后，將產(chǎn)生較強(qiáng)的學(xué)習(xí)動(dòng)力，____引導(dǎo)環(huán)境；再次，引導(dǎo)效果評(píng)價(jià)，通過(guò)評(píng)價(jià)，使引導(dǎo)過(guò)程更加適合學(xué)生的學(xué)習(xí)需要。值得注意的是：對(duì)于一個(gè)新同學(xué)，首先應(yīng)引導(dǎo)他使用網(wǎng)上教學(xué)資源，掌握自主學(xué)習(xí)技法，是關(guān)鍵。一個(gè)不懂得借助網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，利用網(wǎng)上教學(xué)資源的的自主學(xué)習(xí)，只能是傳統(tǒng)意義上的自學(xué)，也就無(wú)法實(shí)現(xiàn)以上的引導(dǎo)。導(dǎo)引學(xué)生借助網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，教會(huì)學(xué)生使用網(wǎng)上資源，掌握自主學(xué)習(xí)技法方案，如下表1表1導(dǎo)引學(xué)生借助網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，教會(huì)學(xué)生使用網(wǎng)上資源，掌握自主學(xué)習(xí)技法方案資源類(lèi)型資源名稱(chēng)數(shù)量?jī)?nèi)容說(shuō)明資源來(lái)源統(tǒng)計(jì)推斷自主學(xué)習(xí)12學(xué)時(shí)內(nèi)容數(shù)理統(tǒng)計(jì)的基本概念，上網(wǎng)學(xué)習(xí)：視頻點(diǎn)播、重難點(diǎn)分析、電子教案小組學(xué)習(xí)6學(xué)時(shí)內(nèi)容數(shù)理統(tǒng)計(jì)的基本概念，學(xué)生結(jié)合工作中的實(shí)例認(rèn)識(shí)相關(guān)概念。指導(dǎo)學(xué)生解決工作中的實(shí)際問(wèn)題（檢驗(yàn)）集中輔導(dǎo)9學(xué)時(shí)內(nèi)容參數(shù)的點(diǎn)估計(jì)、區(qū)間估計(jì)，假設(shè)檢驗(yàn)，平時(shí)作業(yè)講評(píng)檢驗(yàn)步驟形式面授輔導(dǎo)3講、電子教案方式重點(diǎn)講授、學(xué)法指導(dǎo)、答疑相關(guān)作業(yè)提示通過(guò)E_mail發(fā)至學(xué)生。方法講練結(jié)合或課堂討論期末復(fù)習(xí)自主學(xué)習(xí)12學(xué)時(shí)內(nèi)容系統(tǒng)復(fù)習(xí)重點(diǎn)內(nèi)容1遍，結(jié)合期末復(fù)習(xí)資料進(jìn)行小組學(xué)習(xí)6學(xué)時(shí)內(nèi)容討論各自平時(shí)學(xué)習(xí)中存在的問(wèn)題，提出輔導(dǎo)方案共教師參考有針對(duì)性的講解例題，以鞏固所學(xué)知識(shí)。集中輔導(dǎo)6學(xué)時(shí)方式面授輔導(dǎo)6講方法重點(diǎn)分析哪些是學(xué)生應(yīng)該掌握的重點(diǎn)內(nèi)容評(píng)價(jià)的方法應(yīng)采用上機(jī)操作與筆試相結(jié)合，上機(jī)操作的內(nèi)容重點(diǎn)是學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)的技法，筆試的內(nèi)容重點(diǎn)是學(xué)生知識(shí)體系的構(gòu)建情況。工程數(shù)學(xué)學(xué)生知識(shí)體系和技能體系的構(gòu)建如圖4所示。圖4學(xué)生知識(shí)體系和技能體系的構(gòu)建知識(shí)體系和技能體系的構(gòu)建，重點(diǎn)在技能體系的構(gòu)建。輔導(dǎo)教師要根據(jù)自身的學(xué)習(xí)成果和學(xué)生已掌握技能情況，設(shè)計(jì)技能培養(yǎng)方案，要使知識(shí)體系的構(gòu)建服從于技能體系的構(gòu)建?！坝谩?application)指學(xué)生將自己的學(xué)習(xí)成果（學(xué)習(xí)技法、知識(shí)體系、技能體系）用于后繼課程的學(xué)習(xí)和實(shí)際問(wèn)題的解決等。學(xué)習(xí)知識(shí)的目的是運(yùn)用知識(shí)，在用的過(guò)程中可以深化提高，在用的過(guò)程才能感受到學(xué)習(xí)知識(shí)的樂(lè)趣，享受學(xué)習(xí)的喜悅。指導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用知識(shí)如下表4。表4小組學(xué)習(xí)指導(dǎo)案例之一指導(dǎo)次數(shù)第1次第2次第3次第4次指導(dǎo)

內(nèi)容指導(dǎo)學(xué)生解決學(xué)習(xí)方法問(wèn)題：如何使用網(wǎng)上資源？通過(guò)多種渠道獲得教師幫助？指導(dǎo)學(xué)生解決工作中的實(shí)際問(wèn)題：建筑施工組織（學(xué)習(xí)小組提供資料，與教師一起建模并求解）指導(dǎo)學(xué)生解決工作中的實(shí)際問(wèn)題：建筑材料的合格性檢驗(yàn)（學(xué)習(xí)小組提供資料）根據(jù)學(xué)生完成平時(shí)作業(yè)的情況，有針對(duì)性的講解例題，以鞏固所學(xué)知識(shí)。指導(dǎo)

方式1．理論與實(shí)踐結(jié)合的必要性；2．尋找課程核心知識(shí)的方法；3．網(wǎng)上資源的種類(lèi)和使用方法；4．參加面授輔導(dǎo)課與教師交流（學(xué)習(xí)輔導(dǎo)教師分析和解決問(wèn)題的方法以及知識(shí)體系構(gòu)建方法等）；5．通過(guò)E_mail與教師保持聯(lián)系（問(wèn)題提交及問(wèn)題解決方案、典型題型參考答案、平時(shí)作業(yè)參考答案、學(xué)習(xí)方法交流等）確定工程的工期。1、收集資料：工程造價(jià)；工程工序（X）及每個(gè)工序的總費(fèi)用（B）；各個(gè)工序中的各項(xiàng)費(fèi)用單價(jià)（機(jī)械使用日單價(jià)、工人工資標(biāo)準(zhǔn)、材料日平均單價(jià)、綜合費(fèi)日平均單價(jià)等）；2、建立線性方程組；3、求解（工期）；4、分析：（1）在利潤(rùn)一定的條件下，如何確定工期；（2）在利潤(rùn)、工期一定的條件下，如何組織施工；等等。1．檢驗(yàn)建筑用鋼筋的質(zhì)量是否合格（抗拉強(qiáng)度和冷彎強(qiáng)度）。2．檢驗(yàn)建筑用灰磚（實(shí)心或空心）的質(zhì)量是否合格？每個(gè)小組收集2組數(shù)據(jù)。1．復(fù)習(xí)方法指導(dǎo)2．復(fù)習(xí)重點(diǎn)指導(dǎo)3．考風(fēng)考紀(jì)教育4．學(xué)習(xí)方式方法總結(jié)考核

辦法學(xué)會(huì)網(wǎng)上學(xué)習(xí)方法（30分）；學(xué)會(huì)多種媒體使用方法（20分）；獨(dú)立完成作業(yè)（10分）；在輔導(dǎo)教師指導(dǎo)下構(gòu)建知識(shí)體系（10分）；能將所學(xué)知識(shí)用于實(shí)際工作（30分）。積極收集數(shù)據(jù)者（10分）；會(huì)處理各項(xiàng)數(shù)據(jù)（20分）；會(huì)設(shè)置變量（20分）；參加模型構(gòu)建（20分）；會(huì)對(duì)模型求解（20分）；會(huì)對(duì)模型進(jìn)行分析（10分）。積極收集數(shù)據(jù)者（30分）會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理（20分）能獨(dú)立完成檢驗(yàn)（50分）參加考風(fēng)考紀(jì)教育（50分）（必須參加）；獨(dú)立復(fù)習(xí)（30分）；參加小組復(fù)習(xí)討論（20分）（必須參加）；其他方式復(fù)習(xí)（30分）說(shuō)明：指導(dǎo)學(xué)習(xí)小組的活動(dòng)，學(xué)習(xí)小組活動(dòng)的目的：一是培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)精神，二是學(xué)生學(xué)習(xí)成果的相互轉(zhuǎn)換，三是師生間學(xué)習(xí)成果轉(zhuǎn)換。學(xué)習(xí)小組的活動(dòng)內(nèi)容：一是討論自主學(xué)習(xí)中的共同問(wèn)題（包括：教材、視頻、平時(shí)作業(yè)等），二是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性（可結(jié)合學(xué)生的工作實(shí)際，組織學(xué)生解決一些實(shí)際課題），三是加強(qiáng)學(xué)生間的溝通。對(duì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的指導(dǎo)：一是教師參與學(xué)生的小組活動(dòng)之中；二是通過(guò)網(wǎng)上與學(xué)生交流（每月2次，1到2次用科建系統(tǒng)），引導(dǎo)學(xué)生將知識(shí)用于實(shí)踐（2次），或通過(guò)E_mail對(duì)平時(shí)作業(yè)中的重難點(diǎn)題目給予指導(dǎo)（建立學(xué)生郵箱，通過(guò)郵件交流4到5次）；