一、工程数学教学如何与各专业相结合
1.进一步细化原有教学计划,调整教学内容,彰显专业特色。
对原有教学大纲及计划做了仔细的分析与讨论,适时调整课程内容,结合学生所在专业的特点,精选教学内容,进一步细化原有教学计划。由于各专业知识体系不同,教师如何讲授可以使学生在有限的时间内获取足够的工程数学知识,为后继的专业课程打下坚实的基础,需要教师对学生专业课程的大致内容要了解,从而对教学内容进行优化整合,删除一些不必要内容,增加工程应用实例,进一步细化原有的授课计划。我院信息工程系的通信专业、电气自动化专业课程是与工程数学结合最紧密的专业,《微波技术基础》、《天线技术基础》、《数字信号处理》、《信号与系统》、《信息论》、《数字信号处理》、《电磁场理论》、《自动控制原理》等课程大量的问题都归结为工程数学和高等数学的知识。在微波传输中传输线的矩阵解、矩形波导、园波导等传输线方式分析,微波网络分析中无耗互异网络特性分析、密码通信中的加密、解密,微波负载元件、微波连接元件、阻抗匹配元件、功率分配元件等特性分析等问题,都用到了线性方程组求解、求解特征值、特征向量、矩阵的求逆、将矩阵对角化等《线性代数》的知识。在《信息论》中,信号的输入与输出中信道的传递概率等问题就是利用《概率论与数理统计》中离散随机变量的条件概率、全概率公式、贝叶斯公式等知识。《线性代数》与《概率论与数理统计》的矩阵理论与样本均值与方差的结合用于《图像处理》中的变换核分析。所以在讲解工程数学这些知识点时要注重解题技巧及如何解决专业课程的相关问题,弱化一些工程数学本身的理论推导。
2.工程数学理论知识与实际应用(数学建模)的有效结合。
在课程中增加数学实验教学,像MatLab、Mathematics语言内容,结合专业背景,设计了几个实际问题《密码的设计、解码与破译》、《信息的度量与应用》、《交通流问题》。通过实际工程问题建立数学建模,借助数学软件对实际问题进行研究分析,将线性代数的矩阵论、概率统计中的多元回归分析及数据拟合、误差分析等工程数学的知识完美结合,这样可以直接将理论教学与数学实验相连接,帮助学生及时从实践中加强对理论的理解,取得了非常好的教学效果。
3.结合专业制定合理的考核方式,鼓励学生进行专业探索。
随着教学改革的深入展开,教学内容、方法和手段都发生了变化,因此考试内容及方法也应与之相适应。考试内容要能较为全面地反映教改的效果以及学生对课程知识的掌握情况,更主要的是要能够有效地体现出学生的综合素质。课题组改变了传统的“一张卷子是大头”模式,改变了传统只参考作业、课堂表现作为平时成绩的方式,在现有考核方式中,显现了学生在处理专业问题时运用工程数学知识的能力,从而更加综合地测评了学生学习成果。具体如下:(1)在平时成绩的评定中,除了常规的考试方式,任课老师还可以根据教学内容,联系相关的专业问题设计几个开放性题目,学生可以根据兴趣选择题目,查找相关资料,并对计算的结果进行数据分析,结合实际给出可行性建议,最后以论文的形式上交,教师给予评分,作为考核成绩的一部分。(2)教师采取了综述报告和科技演讲两个方式进行测试作为学生期末成绩的附加分,学生可以自由选择。综述报告中能够深层次地检测学生对该课程的理解及相关应用。科技论文演讲可以很大程度提高学生的学习能力、创新能力、专业探索能力、实践能力。
二、结论
《工程数学》课程与学生的部分专业课程是同时进行的,此做法的实施祛除了传统的工程数学教学与学生所学专业课程脱节、分离的弊病,使学生更有针对性、更高效地掌握工程数学课程的理论知识,对自己后继专业课程的衔接更加自然,从而提高了学生的学习热情。通过数学建模,使学生将所学工程数学理论与专业相关的工程实际问题相结合,提高了学生应用工程数学知识解决实际问题的能力,也为我院学生参加全国大学生数学建模大赛打下坚实的基础。
作者:张海娥 单位:唐山学院 基础教学部
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