时间：2022-07-30 12:55:47
导语：在数学专业课程的撰写旅程中，学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径，好期刊汇集了九篇优秀范文，愿这些内容能够启发您的创作灵感，引领您探索更多的创作可能。
随着现代科学技术的高速发展，国家各方面能力的提升都明显加快。在国家的快速发展中，分不开的教育的发展，尤其是数学教育的发展，在科技水平当中，主要占主导作用的是数学教育，因此，我们的教育要从学生小的时候就抓好数学教育。在小学的教育中，数学教育作为三大主科之一，都得到了教师、学生以及家长的高度重视。因此，我们的数学教育要符合当代社会对于教育的要求，培养学生们最基本的观察、思维、动手操作和自学的能力，并在学习的过程中养成良好的学习习惯以及将数学与实际生活联系在一起的能力。这样，才能够保障学生数学成绩的提高，学生数学技能的发展，进而促进学生的全面发展，为国家培养全面型的人才。
一、数学教育的重要性
数学是小学的三大主科之一，那么为什么国家教育部要将数学列为最重要的学科，首先数学与我们的生活很近，在生活中我们能够遇到数学的知识，我们学习了数学就能够运用数学的知识解决生活中所遇到的问题，数学能够帮助我们更好的生活。比如，大家都知道数学里面的一个定义，“两点之间，线段最短“。我们在生活中建造公路的时候，为了节省材料，节约时间，都是取这两个地点之间的连线，也就是那条线段。由此看来，学习数学是为了让我们更好的生活。学生们学习数学的过程中，也会开发学生们的智力，培养学生们的逻辑关系和能力，也有助于学生们其他科目的学习。
二、当前数学教育中存在的不足
（一）数学教育理念不符合当今时代。
我国的课程还在进一步的改革，传统的数学教育的方式已经不再使用于当今科技，经济飞速发展的当代。因此，我们的数学教学的理念也要不断的创新，不断的变化，我们要运用科学技术的方式进行数学的教育，吸引学生们的目光，提高学生们对于数学的热情，让学生们改掉数学课时枯燥乏味的想法，这样才能提高数学成绩，提高数学课堂的效率。
（二）教师的专业技能不强
要想成为一名优秀的人民教师，就必须要有比别人都厉害的数学专业知识，在当今的就数学教育中，教师的专业知识水平就比较低，特别是在偏远的地区，所以，无论是学校还是个人都应该想办法提高自己的知识水平，学校可以送教师去先进地区进行专业知识的培训，教师本人可以再空闲的实践提升自己的知识，进行自学。只有有了足够的知识水平，才能够教同学们，才能够成为一名优秀的数学教师。
（三）教学目标不很明确。
教学目标明确是对教师的最基本要求。每位教师都承认自己每节课的教学目标是明确了，然而这远远不是我们教学任务的全部。老师的任务不仅仅是教给学生知识，而应该让学生明白为什么要学、要怎样去学；不仅仅是让学生学会知识、学会学习，更应该学会做人。
（四）教学方法不够科学。
教学方法的改革是多年来教学改革的主要内容。在这方面虽然已经取得了很大的成绩，但在教学实践中仍然是以教材为中心、以教师为中心，而不是以学生为中心。反映在课堂教学模式上，是在研究教而不是在研究学。
三、提升数学教育的方法探究
（一）培养学生们的主体学习意识
在当今的师生关系中，学生是学习的主体，教师是学习的引导
者。学生们要认清楚学习是为了什么，这样才能成为学习的主导者。在数学的学习中，我们要想让学生主动去学习数学，就要让学生们喜欢上数学这门学科，让同学们觉得学习了数学，我们的生活会更加方便。
（二）在学习数学中培养学生们独立思考问题的能力。
在数学的教学中，我们要注重培养学生们独立思考问题的能力。数学的知识复杂多变，它的知识比较活，不是一成不变的。学生们在做题的时候就会遇到自己不会的，在这个时候，学生们不要仅仅依赖教师，遇到不会的问题，自己也不动脑筋，就去问老师，这个时候学生们就要开动自己的脑筋，根据所学习过的知识，分析题目并找寻答案，如果实在不会的题，我们可以去找老师。在自己想问题，找寻答案的过程中，就是对学生们独立思考问题能力的培养，这样，有助于学生们进入了大学校园的自学，让学生们懂得自学的重要意义所在。
（三）创新数学教育的模式
在数学教育的模式中，要想提高学生们的数学成绩，提高数学课堂的效率，身为数学教师就要创新自己的数学教学的模式，让同学们提高对数学的兴趣，而不是一提到数学就让学生们感到枯燥乏味。当今时代，科学技术已经运用到我们生活中的各个方面，我们教师也可以将它运用到我们的学习当中，在数学的几何学习中，可以将生活中的物品放到多媒体教学上，让学生们能够更加生动形象的看到什么样的才是书中介绍的图形，也可以让同学们明白数学来源于生活。在学习几何变换的时候，数学教师可以将变换着的图形进行视频方式教学，学生们就会更加明了的指导几何图形是如何转换的，这样，不仅能够提升学生们对数学的兴趣，提高数学成绩，也会给同学们带来一种创新意识。
（四）多与家长进行沟通。
1．缺乏对基础教育改革中数学课程内容变化的认识
从建国以来，我国的基础教育课程改革在随着社会的发展中不断改革．虽然这次基础教育课程改革是进行最彻底的一次，但也存在着一定的不足．这次改革主要从两个方面来体现数学课程内容的变化:一方面是增加了新的内容，其中有一部分是高师数学教育专业课程不能完全覆盖的，例如:视图与投影、始建于综合应用学习领域以及数学建模等等，这些内容在现在的高师数学教育专业课程中是比较薄弱的;另一方面是对原来的内容采取了新的处理方式和方法，如对立体几何的处理，采用了新的方法———综合法和向量法．因此，高师数学教育专业课程体系的改革势在必行．
2．社会发展对人才培养要求的提高
随着社会经济的快速发展，社会对人才的需求在大大地提高，培养高素质人才的目标也在不断地提高．众所周知，高师院校是培养教育基础工作的根源，在国家实施“科教兴国”的战略中，培养高素质人才、创新型人才等综合型人才的重担就要落高师院校的肩上．因此，对高师数学专业课程体系的改革是社会发展的必然产物．3．现代高科技的影响随着经济的快速发展，当代社会已成为“信息化”的时代．因此，计算机已成为人们生活和学习的重要组成部分，由于它的介入，传统的教学方式和教学设施已经不能满足现代人的需求，因此，传统的教育课程体系和教学观念已经成为过去，现代的教学应该充分利用现代教学设施和高科技相结合，制定出一套完整的高师数学教育专业课程体系．
二、高师数学教育专业课程体系改革的几点措施
1．更新教学观念，确立培养目标和专业规格
脱离原来旧的教学观念———树立“理论够用、实践为重、内容创新、素养本位”的教学思想，确立新的培养目标———端正的思想、品德兼优，并遵循新的教学内容与课程体系的原则:一是树立“以学为本”的教学理念，甩掉传统的教学观念;二是重视学生数学观念、数学能力以及数学逻辑思维的培养;三是教学方式应该由以前的应试教育向素质教育培养，以及培养学生的自主学习能力;四是加强基础理论知识的理解和技能知识的强化，拓宽学习领域，适应社会发展所需;五是优化教学课程体系，创新教学内容，并处理好继承与发展之间的关系．
2．改革课程体系
培养目标和专业规格构成了课程体系，然而对课程类别、各阶段主要教学目标、专业课程教学计划、主干课程改革方向以及主干课程教学大纲这些分支机构的改革就实施了课程体系的初步完善，再在此基础上作出一定的改革就构成了完整的新课程体系．改革课程体系主要从以下两个方面来体现:一方面是以阶段教学目标为主，高师数学教育专业课程的设置主要是以“创新、实践”为主，优化教学内容，创新教学方式为主要改革目标．另一方面是改革数学专业课程．数学课程是在校学生的一个致命的弱点，现在普遍存在学生对数学学习的恐惧现象，因此，课程改革中，数学专业课程体系的改革是非常的困难．只有制定出合理的培养目标，才能更好地构建合理、适应性好以及可操作性强的课程体系．
3．充分利用现代教学设施
在科技发达的时代里，教学设备也在随着社会的进步而不断地更新，渐渐地跟上社会的步伐，与时俱进．在传统的数学教育中，对于数学分析、高等数学、线性代数以及解析几何等学习中，只是有老师教，学生学，通常情况下学生都处于被动，学生不能很好地学习和掌握相关知识．但是现代教学可以充分利用高科技的教学设施，来实现高师数学专业课程的体系改革———树立“素养本位”的教学理念，培养具有创新能力、实践能力以及数学思维能力的高素质人才．
三、结语
[关键词]师范院校 数学专业 课程建设
[作者简介]高秀娟（1969- ），女，吉林白城人，白城师范学院数学学院，副教授，硕士，研究方向为计算数学。（吉林 白城 137000）
[基金项目]本文系2010—2012年吉林省自然科学基金项目“应用数学建模对吉林省西部地区酸雨状况进行实证分析和研究”（项目编号：20101564）、2010—2012年吉林省教育厅项目“白城地区酸雨状况的研究”（项目批准号：吉教科合字[2010]第128号）和2010—2013年白城师范学院教研项目“解析几何课程建设的研究与实践”的阶段性研究成果。
[中图分类号]G642.3 [文献标识码]A [文章编号]1004-3985（2013）08-0124-01
创新型国家离不开创新型人才，创新人才培养的主渠道在学校，学校里人才培养的主战场在课程教学中。课程建设在提高教学质量、提升师范院校社会信誉方面发挥重要作用。为适应教育改革和社会对人才的需求，我们以课程建设为突破口，不断改革进取，努力提升教学科研水平，以期获得良好的教学效果和办学效益。
一、高等师范学校数学课程建设的理论研究
（一）师资队伍建设
1.师德修养。师德修养集中体现为对工作的事业心和责任感，热爱教育事业并有为教育事业献身的精神。“德高为师，学高为范”，德高者才能让受教育者“亲其师，信其道”。因此师资队伍建设的首要任务是加强师德修养，打造教师人格魅力，塑造良好的教师形象。教师在和学生的交往中要注重展示良好的师德风范，使学生从心里接受自己，构造师生和谐的教学氛围。教师要时刻不忘教书育人的神圣使命，铭记言传身教是教育的两大法宝，养成自省和慎独的作风，不断提升自己的师德修养。
2.专业修养。胜任教师工作，专业素养举足轻重。专业水平不仅体现在教师对知识的储备和掌握，还体现在知识向能力的转化。我们身处信息时代，学生见识较广，思想敏锐，对事物的分析、见解能力较强。在师资队伍建设中应该深入开展集体备课、听课、评课等教学活动，提高教师教学基本功。除了教学工作，教师还要积极参与科研立项工作，做到教学与科研相互促进、共同提高是提升教师专业修养的有力途径。
3.观念更新。课程建设需要观念的与时俱进。以学生为主体，把学生的个人发展放在首位；明确师范院校人才培养目标，把培养学生成才作为首要任务，把提高学生的全面素质作为出发点、立足点和归宿；将课程重心转移到提高学生全面素质的轨道上来，寻求自身发展的特点和优势，改革不利于学生发展的课程结构，开发促进学生发展的新课程。
4.教师培养。青年教师是未来的希望，有很大的发展空间，但需要有人在教学理念、教学方法、教研科研等方面对其加以点拨。（1）青年教师导师制。为每一位青年教师配备一位具有高级职称、教学科研经验丰富的指导教师，通过制订带新计划，充分发挥骨干教师的模范带头作用，对青年教师进行全方位指导，引导青年教师快速成长。（2）督导听课制。给青年教师适当的压力和指导，可提高他们的教学水平。（3）发挥教研室职能。通过教研室教科研活动，带领青年教师一同搞教研。（4）外出进修。为青年教师提供外出进修学习的机会。
（二）教学方式建设
爱因斯坦非常重视教育，他认为提出问题比解决问题更重要，一切工作的最重要的动机是工作中的乐趣。让学生产生学习的愉悦感对于开发学生潜能、培养其创造力至关重要，这就需要教师钻研教学艺术，针对教学手段、教学方法等不断地进行创新和探索，努力形成行之有效的教学模式。
1.改进教学手段。教学方法要想在教学实践中更具可操作性就必须与教学手段，特别是现代化的教学手段紧密结合。原有的教学方法因与现代化教学手段的结合而注入新的活力，而现代化教学手段本身也会孕育出新的教学方法。教学手段和教学方法有着密切的关系，它们相互促进以求得多样化的发展，这为教师提供了更为广阔的选择空间。教师应讲求教学艺术，不断改进手段，提高学生的学习兴趣，使之形成一种热爱学习的向心力。
2.寻求最佳模式。要争取课堂教学达到最佳效果，就要在课堂教学中形成最佳的教学模式。最佳教学模式应该做到以下三点：学生和教师都能以高昂的热情投入课堂教学，教师有教授知识的热情和冲动，学生有和老师分享知识的热情和兴趣；师生之间的信息交流随时畅达，课堂气氛紧张而不失活跃，师生互动意识强；学生学有成效，有进一步探索新知和创新的强烈愿望。
3.提升教学效果。教师应从引导学生兴趣入手，按照一定的次序，由浅入深，由直观到抽象，运用多种教学方法，使学生学习相关知识、探索新知，并通过信息及时交流，保证课堂教学紧凑有序地进行。教师应充分相信学生，挖掘学生的潜力，培养学生的创造意识，关注学生的身心健康。在课堂上，让他们充分开展合作学习、探究学习、师生互动、生生互动，培养他们的动手操作能力和实践能力。只有让学生动起来，气氛活起来，教学效果才能好起来，学生获取知识的能力才能大为提高。
为改革传统的教学方式，我们首先采取多媒体辅助教学，教者从简单的粉笔加黑板逐步过渡到黑板、粉笔再加上多媒体的多元教学手段，使课堂教学从平面走向了立体。通过相关软件展现出以往教学中不能实现的复杂图形的演示、数据的分析处理等内容，让学生真切地感受知识的来龙去脉和问题的形成过程，提高他们的学习兴趣。同时，根据不同学科的特点，采用灵活多变的“研讨式”“开放式”教学方法，给学生提出一些简单的科研题目，让学生通过查找资料、小组讨论等模式来完成。针对多数师范生未来职业是教师这个特点，在教学中可以适时地培养他们的职业素养。教师可以安排一些简单易学的内容让学生讨论学习，然后由学生讲出来，从中培养学生对未来职业的责任感和使命感。总而言之，教师应该把课堂变成传授知识的宝殿，变成学生发现问题、分析问题和解决问题的圣地。
（三）教学内容建设
教学内容是影响和促进学生发展的基本材料，教学能否对学生的发展产生积极的促进作用，与教学内容的性质和特征是分不开的。教学内容对学生的学习活动具有内在的制约作用，规定着学生学习的范围、层次和方式，限定着学生的主体活动。只有那些能够提供全面建构学生主体活动机会的教学内容，能够有效地引导学生展开智力活动和非智力活动的教学内容，才是有效促进学生发展的教育材料。为此，我们深挖教材内容的内涵和外延，抓关键内容，引导学生进行探究式学习。
二、高等师范学校数学专业课程建设的实践
要在数学专业课程建设实践中取得实效，必须坚持 “学生为本，夯实基础，培养能力，提高素质”的教学指导思想，在课堂教学中提倡师生互动，激发学生学习的积极性，努力让学生在轻松愉快的氛围中学习到更多的东西。具体来说，要做到以下几点：
第一，扭转过去重技巧轻概念的做法，揭示形式逻辑推导所掩盖的概念的背景和实质、概念与概念之间的本质联系，阐述讲授内容在整个理论体系中的作用与地位以及各种思想方法的精髓。
第二，在教学过程中，应注重讲清概念的背景和应用，注重把数学建模的思想渗透到教学中。重视数学建模活动，从建模选手培训到指导学生参加国家、省、学院的建模竞赛，培养学生自主学习的能力和解决实际问题能力。
第三，利用数学符号计算软件为平台，解决数学中的计算、演示、推理、建模和模拟等教学任务，结合理论和实践，发散学生思维。要使数学教学由静态变动态，由平面变立体，繁杂的脑力劳动得到机械化处理，纯理论问题转成实际操作问题，使得学生的学习积极性得到较大提升。
[参考文献]
【关键词】高等数学；转型发展；数学实验
1 民族地方院校专业转型发展数学类课程存在的问题
湖北民族学院是地处民族地区，服务武陵山区，面向全国的普通本科学校。随着武陵山区成为国家区域发展与跨省协作创新区，作为立足于本地区社会和经济发展的高等学校，培养高素质，强能力的高级人才是高等学校湖北民族学院义不容辞的责任。2016年1月11日，国家民委在重庆召开武陵山片区区域发展与扶贫攻坚推进会，明确提出“十三五”期间的主要任务，这也使得学校的人才培养必须面向地区社会经济发展的需要。在《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》明确指出，普通高等学校要适应国家和区域经济社会发展需要，扩大应用型、复合型、技能型人才培养规模。除了在专业人才培养方案上进行顶层设计，面向社会和行业发展，结合企业订单式培养外，在创新人才培养方面，具体的课程进行改革和设计也显得尤其重要。
在应用型、复合型、技能型人才培养方面，我们以数学类课程如何进行学生创新能力培养进行讨论，探讨如何在数学类课程中引入数学实验帮助学生理解和学习专业知识。数学类课程包括理工科专业的高等数学，线性代数等，以及数学与应用数学、统计学、信息与计算科学专业的数学分析和高等代数等。我们通过在教学过程中，安排一定的数学实验环节，培养面向专业具有解决信息处理、科学与工程计算等实际问题的应用型专门人才。
2 民族地方院校专业转型发展数学类课程存在的问题
数学类课程在理工科专业和数学专业类教学中存在重要的地位，不仅是培养学生的逻辑思维能力，而且还是专业后续课程的基础。在现行评估体系引导下，许多专业将学术型人才培养作为学校的培养目标，各种评估设了诸多条框，削弱了学校的专业特色和面向地方服务的需求。而作为数学类课程的教学，在当前转型发展的背景下，我们认为存在着以下的问题：
2.1 重理论，轻实践
在我校的理工科公共数学教学过程中，我们虽然针对不同专业分别开设不同难度的数学课程。例如，针对理工科专业开设了《高等数学A》，农林类专业开设了《高等数学B》，经济管理类专业开设《微积分》，针对不同的类别的学生设置的不同的教学难度和学时。但是，在教学过程中，老师注重于学生的理论知识学习。这当然重要，数学类课程是后续课程的基础，但是我们往往忽略了学生计算能力的培养。这些理论知识的掌握，对学生今后考研究生，从事科学研究岗位提供了很大的帮助。但是，在我们民族院校，大部分学生还是要面向就业市场，我们需要他们具有从事科学计算的能力。而随着大数据时代的来临，各种工作任务的复杂度越来越大，通过理论和手动计算解决不了实际问题，这部分学生迫切需要掌握数学计算的能力。现阶段，除了在数学专业、统计学专业、信息与计算科学专业开设了数学实验课程外，在全校性公共数学课程上面，还没有开设数学实践课程。这将导致部分数学理论功底不好的学生，在今后的专业课程体系上也跟不上，这是他们不仅没学懂数学，还不会用数学。因此，笔者认为，转型发展的大背景下，我们应该学会教学生去用数学，享受数学。
2.2 数学课程与专业后续课程结合不够
我们学校的电气工程专业、机械电子专业等工科专业在后续课程上，对《高等数学》的依赖度非常大。但是，在面向专业怎么教好高等数学，为后续专业课程服务，还存在着很大的不足。数学课程老师仅仅站在数学知识和理论框架的角度上来思考怎么教学。而专业老师，在讲授专业课程的时候常常感叹学生数学知识不会用。这将导致很多学生在专业课程也没学好，毕业后很多学生从事的都不是与专业相关的工作。这对我们专业转型发展需要专业老师和数学老师持续沟通的地方。从专业老师的角度讲，学生必须会用数学知识解决实际问题。
2.3 数学教师教学任务重，实践能力急需加强
在学校教师建设上，学校强调学历、重理论水平，而忽视教师将理论转换为技术、将技术转换为现实生产力的专业实践能力。忽略了教师的教学实践能力。这方面主要是因为在人才引进的政策，职称评定的导向所致。另一方面，教师的教学任务重，还有很多老师科研项目急需完成，深入思考怎么实践教学也没有精力。
3 数学类课程教学中实验设计思考
在数学过程教学过程中，对于重要核心的知识点，老师当然要注重理论讲解与推导，但是基本知识讲解完后之后，可以给学生一些实验实践问题去分析和研讨。
3.1 利用数学软件设计教学，帮助学生理解相关数学知识
在数学教学过程中，很多知识仅仅通过教师在黑板上板书或者推导，学生是很难理解的，尤其是空间图形的教学。老师可以在课堂上设计相关演示教学实验，引导学生理解知识。
3.2 基于理论应用的推广实验
在教学生学习线性代数的过程中，对于行列式性质讲解完后，学生可以手动计算低阶的行列式，或者一些特殊类型的行列式。但是在工程应用中，我们碰到的行列式大多高维的，稀疏的行列式，如果我们还是用手动去计算，那是很困难的。因此，我们可以设置一些实验，让学生通过MATLAB软件去计算，其实在MATLAB中，我们只需要去用det函数即可算出高阶的行列式。
3.3 基于问题驱动的推广性实验
问题驱动的教学方法在很多实践能力很强的课程中已经得到了广泛的应用，但是在数学类课程中，我们也结合知识设计相关问题进行实验。例如，在我们学习完成微分方程后，可以要求学生针对在我国流行过的SARs病毒，H1N1病毒爆发等问题进行适当简化，设计相关数学实验，让学生正真明白微分方程在实际问题中到底如何应用。其实，一切涉及到变换率的问题，都与微分方程有关系。
3.4 基于后续专业课程所用知识实验
数学类课程在后学专业课程中应用非常广，后续专业课程急需数学老师解决学生怎么用的问题，如果在数学教学中，提前让学生知道后续专业课程的知识点应用，那是非常有帮助的。
当然，在教学过程中，还可以设计其他很多类别的实验，在这里就不一一举例。下面我们通过两个案例说明在数学教学过程中数学实验教学与设计。
4 利用MATLAB辅助教学和实验设计
初入大学的学生普遍对数学课程的高度抽象性感到迷惑，提高该课程的教学质量和教学效果是非常必要的。以下是一个演示实验教学案例。
在《高等数学》课程中有一个知识点是求旋转体，给出一条曲线或是一个曲面，绕一个固定的轴旋转一周所得到的图形，这个知识点要求有较好的空间想象能力，一般的同学可能对此感到特别苦恼，往常的教学计划是老师提前准备几个简单图形，通过旋转后得到的图形也是可以比较直观的表现出来。但是这对于同学们理解旋转体是远远不够的，现在运用MATLAB软件来画旋转体，可以让同学们更好的观察到不同的曲线、曲面按不同的旋转轴旋转之后得到的旋转体的区别。
在0-xyz坐标系中，在xz平面有一个抛物线z=-x*x+250。取第一象限的抛物线部分围绕Z轴旋转一周，用MATLAB画出其旋转体如图1所示。
我们可以从中看出MATLAB在高等数学的教学中有一定的影响，并且用MATLAB辅助教学可以让同学们更好的接受所学的知识，也能够避免课堂中的枯燥、无味。许多同学也表示老师用MATLAB教学会让他们比之前更容易接受，因为之前都只是语言文字的描述，老师再怎么有经验和方法也比不上把实物摆在面前，让我们自己去发掘它的一些特点。通过一些动态的三维图的展现和演示，我们也对它有了更深的了解，印象更深，学起来也更容易。有一位同学说：“以往的教学中，老师只会让我们自己课下去做，并没有比较重视，但是现在老师会让我们在课上到机房去做实验，并且我也觉得我们大学四年不能只做一个书呆子，只读书，除了会读书，其他的都不擅长，我们应该在大学期间尽量让自己学的东西全面，就我而言，我觉得学一门软件对我只有好处没有坏处，并且在学习MATLAB的过程中，当你用它解决了一个问题的时候，你会特别有成就感。”同学们在后续课程中相比较而言，学习主动性和积极性得到了很大的提高。
5 结语
在数学类课程中引入数学实验，是我们为专业转型发展在课程设计方面做得一些尝试，现阶段也还处于改革实验阶段，随着改革不断推进和我们对学生不断的跟踪，在后续课程改革中不断完善。
【参考文献】
[1]赵瑛，张海波，卜兵.将MATLAB融入《数学分析》课程的探索[J].吉林化工学院学报，2015（02）：84-86.
[2]颜青，孙小康.关于数学分析教学的一点建议[J].教育教学论坛，2012（27）：110-111.
[3]教育部数学与统计学教学指导委员会数学类教学指导分委员会.信息与计算科学专业教学规范（试行稿）[J].大学数学，2003（1）：6-10.
[4]赵礼峰.《数学实验》教学改革研究与实践[J].实验科学与技术，2013（05）：64-66.
[5]苏彦文.两点四分教学法与传统教学法的比较研究[J].吉林化工学院学报，2007（05）：18-19.
[6]华东师范大学数学系.数学分析[M].4版.北京：高等教育出版社，2010.
【关键词】双语教学；课程体系；理论依据；构建设想
随着全球经济一体化的进程，世界的政治、经济、文化交流越来越密切，迫切需要既懂专业知识又掌握外语的高素质、复合型人才.因此，国际化的市场竞争和人才竞争对高等教育提出了更新的要求，培养具有较强外语应用能力的专业技术人才成为高等教育的教学目标之一，双语教学越来越受到人们的关注.
双语教育不仅是教学内容、教学方法、教材、课程设置及师资培养等方面的改革与调整，而且关系到培养目标问题，而且双语教学的开展是一个循序渐进的过程.数学专业课程本身就难度很大，所以在数学专业开展双语教学任务艰巨.
一、双语教学课程体系分析
我们通过查阅收集国内其他院校开展“双语教学”研究的相关文献资料和信息动态，通过学生学习“复变函数”课程教学效果反馈信息的分析与总结、文献研究及对学生的访谈，反思、总结在实践教学中的缺陷，研究影响和制约“复变函数”课程双语教学的因素，分析相关原因，我们认为双语教学的课程体系设置应遵循：
1.培养目标要切合实际.考虑到数学专业课程相对抽象、学生整体英语水平不高、师资缺乏等因素，培养目标必须切合实际，否则曲高和寡，双语教学必定成为空架子.目前数学专业双语教学的培养目标应定为：（1）使学生获取数学专业知识和专业英语表述能力；（2）拓宽学生学习和交流空间，培养学生国际化的适应能力.
2.课程设置要具连续性和科学性.语言是在连续使用中得到提高或保持不退化的，所以双语课程的开设必须具有连贯性，要保证在连续的五个或六个学期中每学期至少开设一门双语课程.
3.教学管理体系和评价体系要灵活得当.客观来讲，双语教学无法一步到位.要提高双语教学效果，在管理上必须以人为本，创造宽松环境，营造双语氛围.（1）允许学生根据自己的外语水平和专业基础选择双语授课模式及教师.另外，双语课程要在原学时基础上适当增加学分，调动学生对双语课程的兴趣.（2）创造宽松环境，鼓励教师改革创新.降低双语教师资格标准，壮大双语教师队伍，增加双语课程，并且鼓励其他教师敢于用外语进行教学活动，营造浓厚的双语教学氛围.（3）循序渐进的教学模式.由于学生的外语水平和专业基础直接影响着双语教学效果，所以必须从学生的实际情况出发，循序渐进地开展双语教学，逐步增加授课语言和板书的外语使用比例，逐步加快授课速度，加大知识容量，以保证双语教学不流于形式，保证学生对专业知识的正常学习和掌握.
4.政策支持.学校对双语教学应给予足够的支持和鼓励.在教师培养、教辅材料编写等方面给予经费支持，提高双语课程酬金标准.
二、双语教学课程体系设置
如何在有限的时间内讲授课程的基本理论，需要根据专业培养的计划特点，优化理论教学体系，调整理论教学内容，本着少而精的原则，合理取舍、精简教学内容，同时又保证本课程的重点核心内容得到讲解.首先，在知识构架上做调整，一方面通过和数学分析进行类比，从方法上引导学生学会一套全新的学习方法；另一方面，加强几何思想在教学中的渗透，积极培养学生的几何直观思想，努力改变中国学生普遍存在的几何思想差的现象.其次，从数学的发展历史来看，应用一直是推动该学科发展的重要动力，因此，我们加强应用思想在教学活动中的引入，培养学生发现实际问题的能力，同时也提高学生的学习兴趣.经过几轮的实践教学表明：孤立地开设一门双语教学课程，不仅造成专业知识理解上的困难，也不便于双语学习氛围的形成和专业知识的巩固，也造成了学生经济的巨大浪费，双语教学便流于形式.双语教学应遵循的原则如下：
1.要遵循循序渐进性的原则.从语言习得的衔接角度来考虑，专业双语课程的开设在大学的第三或第四学期及之后各学期比较合理，因为前四个学期始终贯穿着公共基础课大学英语的学习，为双语教学提供了必要的语言基础.而专业英语的学习为开启双语教学做了必要的铺垫，使学生能够阅读、理解、翻译和应用专业文献，对自己本专业的知识有一个基本的了解.双语课的开始，起到英语教学的过渡和衔接作用，从而有效地保证学生完成从英语学习阶段到英语使用阶段的过渡.大四下半学期，通过毕业论文设计，要求学生通过互联网查阅中英文资料，完成毕业论文的前半部分内容，并翻译论文的摘要，这也是对学生双语教学的一次锻炼.
2.遵循专业知识的系统完整性.在选择和安排双语教学课程时，要注意整个课程体系的全方位建设，注意各门课程之间在知识内容方面的衔接性，决不能把双语教学课程单单作为一门孤立的课程来进行传授，不能以降低整个学科教学质量为代价来换取一门孤立的双语教学课程质量的提高.
【参考文献】
[1]教育部2001年4号文件.关于加强高等学校本科教学工作提高教学质量的若干意见[S].
关键词：智能科学与技术；课程体系；培养管理
1背景
智能科学与技术是当前科学研究和工程实践的理论与技术发展的前沿领域，智能科学与技术专业是一个多学科交叉的跨应用领域专业Ⅲ。智能科学技术的发展将把整个信息科学技术推向“智能化”的高度，这正是当代科学技术发展的大趋势，对于这方面人才的需求也越来越迫切。智能科学与技术培养掌握坚实智能科学与技术基本理论和系统专门知识，具备作为工程师或领导者及公民的良好人文修养，具有从事科学研究、工程设计、教学工作或独立担负本专业技术工作能力，深入了解国内外智能科学与技术领域新技术和发展动向，能结合与本学科有关的实际问题进行创新研究或工程设计的高级专门人才。
高校应稳妥发展与完善智能科学与技术专业的本科生教育，夯实本科教育基础并积极创造条件，大力开展创新教学，努力培养学生的创新意识、创新精神和工程实践能力，使之成为具有系统技术基础理论、专业知识和基本技能，良好科研素质和较强创造能力的智能科学与技术工程师。
2教学计划与教学管理分析
智能科学与技术属于计算机类专业，其必修课程设计原则是使学生具备计算机科学与工程的基础理论知识，尤其是大类专业招生教学的院校，通识课程主要是数学、物理文化基础，强调扎实的自然科学基础。专业教学的特色体现在专业必修和专业选修课程，专业必修课一般分为数学基础和专业课程。计算机类专业数学基础课程一般包括线性代数、微积分、离散数学、微分方程、概率与统计、数值计算等；专业课程一般包括程序设计基础、高等程序设计、数据结构、操作系统、计算机组成与结构、数字电路与逻辑设计等。
2.1学分
本科培养计划的学分中，国内外大学学分总数趋势是逐步减少，追求少而精。国内院校一般在130～190学分之间，如北京大学为150学分，清华大学为1 70学分，东南大学与浙江大学均为160学分，还有16学时为1学分的，也有18学时为1学分的。
中国台湾的大学一般在130学分左右。台湾交通大学最低毕业学分为128学分，其中必修课程须达76学分（共同必修58学分+资工组核心须达分+（资工组副核心课程学分+另2组核心课程学分）），专业选修本系课程须达12学分，其他选修课程须达12学分，通识课程须达28学分（含外语课程必修8学分）。台湾“中央大学”为136学分，台湾“清华大学”为136学分，其中必修和必选学分126，其他与导师商量决定。
美国的大学各校差异较大。美国的学分计算有4学期制、两长一短制及两学期制，其中加州大学伯克利分校为120学分，麻省理工大学为90学分，加州大学洛杉矶分校为186学分，斯坦福大学为180学分。
2.2教学管理
在教学管理上，斯坦福大学给学生提供了非常宽松的自由发展空间。新生入校后不分专业、不分学院。除了医学院和法学院学生需要经过一定的选拔程序外，本科生可以在入学后的前一个学期适当时候随意选择专业，并且选择专业后允许更改，只要毕业时满足专业培养方案即可。
国内的浙江大学是较早实行按大类招生的学校之一，分为大类培养、专业培养和特殊培养3类，前两年不分专业，按学科分类集中培养。
台湾的大学专业也是按大类完成前期的基础课程，再分小专业完成各学程，包括基础课、核心课和进阶课。
教学分组是现在的主流课程架构，也是体现专业方向的主要形式，分组课程是体现专业特色的课程组。国内清华大学采用的是分组教学；台湾的大学基本上采用的是以教学方向分组的方式，台湾的大学教学分为课程与修业、学分学程。
2.3实验与实践教学
计算机类专业各大院校都强调课程实验与实验教学，而目前课程该如何进行教学？这不仅是实验问题，如何以工程教育专业论证为目标，怎样使教学目标达到毕业要求是关键。做中学是主流实验教学方式，尤其是美国的大学，大作业体现的是实验与理论教学的结合，是考查学生是否理解理论知识的重要途径。学生不仅能够学习扎实的数学和计算机专业知识，还进行大量的实践创新训练。麻省理工大学、加州大学伯克利分校、加州大学洛杉矶分校、斯坦福大学都属于实践创新性教学模式。例如，斯坦福大学程序设计范式课程重点比较C、C++、Java的特点和难点，每1～2周有一次大作业，针对不同的任务，要求学生用不同的语言实现，使学生加深理解各类编程语言的应用场合；麻省理工大学的课程计划是必须先修12学分的实验课程，再修3门或4门核心课程，最后选择3门方向学科和1门关于该方向的实验课、2门专业拓展课。
3智能科学与技术课程体系分析
智能科学与技术课程体系在智能基础理论研究的基础上，需要安排基础性、通用性、关键性的智能技术研究，主要包括感知技术和信息融合技术；自然语言处理与理解技术；知识处理（认识）技术，包括知识提炼、知识分类、知识表示技术等；机器学习技术，特别是统计与规则相结合的学习技术；决策技术，即知识演绎技术特别是不确定推理技术等；策略执行技术，即控制与调节技术；智能机器人技术，特别是面向专门领域的智能机器人技术；智能机器人之间的合作技术；基于自然语言理解的智能人机交互与合作技术；智能信息网络技术。
国内最早创办智能科学与技术专业的学校包括北京大学，西安电子科技大学是第2批开始培养智能专业学生的院校。北京大学的本科教学计划中，专业必修课程（2分）包括：①专业数学/理论基础（15学分）：算法分析与设计、集合论与图论、概率统计A、代数结构与组合数学、数理逻辑；②硬件与系统基础（分）：数字逻辑设计、微机原理和信号与系统；③智能基础（5学分）：脑与认知科学与人工智能基础。专业限选课程（15学分）包括信息论基础、计算方法B、数字逻辑设计实验、微机实验、数据结构与算法实习、机器感知和智能处理实验、智能多媒体信息系统实验。选修组合课程（29～32学分）：学生按照自己的兴趣，参考智能的2个专业方向推荐专业课组合，自行选择，至少选修20学分的智能专业课程。公共核心+专业方向+新技术及其他：①公共核心课程（分）：智能科学技术导论、模式识别基础、生物信息处理、智能信息处理；②专业方向课程（11～15学分）：机器感知与智能机器人方向、智能信息处理与机器学习方向、新技术及其他。
西安电子科技大学智能专业主要课程包括电路分析理论、信号与系统、数字信号处理、数字电路及逻辑设计、模拟电子技术基础、微机原理与系统设计、数据结构、软件工程、人工智能概论、算法设计与分析、最优化理论与方法、机器学习、计算智能导论、模式识别、图像理解与计算机视觉、智能传感技术、移动通信与智能技术、智能控制导论、智能数据挖掘、网络信息检索、智能系统平台专业实验等课程及30多门选修课程。
建议各学校可以根据学院教学特色与实际需求，设计专业核心课程。北京大学偏重“信息处理”，湖南大学偏重“智能系统”，但需要强调的一个前提就是智能科学与技术专业属于大计算机类，更需要大EECS专业的基础。编程、电路、数学、数据结构、计算机系统这五大核心基础就是大EECS；其次是专业，计算机以系统结构、操作系统、网络、编译、数据库五大经典专业核心课为主，湖南大学的智能科学与技术专业强调系统，因此信号与系统、操作系统、嵌入式系统、人工智能是最基本的专业核心课，然后再分不同的分支。湖南大学智能科学与技术专业核心课程包括人工智能概论、机器学习、计算智能导论、模式识别、智能控制导论、智能数据挖掘、机器人学等；研究学位课程包括模式识别、人工智能等，主要体现为智能科学与技术基础（人工智能概论、机器学习、计算智能导论、模式识别）、核心（智能控制导论、智能数据挖掘）和应用（机器人学）。
4结语
（1）在课程计划实施过程中，教师需要遵循课程的时序图，即描述课程的进阶关系，从本科直到研究生，同时还可以实行一定的修课限制，如台湾交通大学计算机概论与程式设计和面向对象程式设计两科皆不及格者不得修数据结构与算法概论，若数据结构不及格不能修算法设计课程等。
（2）程序设计类课程用上机程序能力考试来设置合格条件，如台湾交通大学基础程式设计及格条件为通过“程式能力鉴定”，湖南大学则以CCF―CSP软件能力测试作为程序设计课程通过的考核标准。
（3）鼓励学生参与项目、竞赛等课外科技活动，如台湾“清华大学”的综合论文训练是由具有同等水平的项目训练成果或SRT（student research training）计划项目以及其他课外科技活动成果经认定后代替的。
（4）精炼的课程教学。核心课程应该精且必须加强课程实验，只有对方法和理论有正确的认识才能掌握这门课程，而动手完成实验才能真正融会贯通。麻省理工大学、加州大学伯克利分校、加州大学洛杉矶分校的学生具备扎实的数学和计算机专业知识后，都需要进行大量的实践创新训练。
关键词:智能科学与技术;人才培养;课程体系;“关节点”课程
自2004年教育部批准公布北京大学设立“智能科学与技术”本科专业以来,我国到目前为止已有近20所高校设立了该专业。随着社会对智能科学技术人才需求的急剧增长,将来会有越来越多的高校申办该专业。由于该专业在我国开办的时间不长,各高校在进行人才培养时,基本上都是依托现有专业办学,因此专业特色不够明显。然而,智能科学技术专业不是现有任何其他专业,因而探索一整套区别于其他专业的本专业课程体系具有特别重要的意义。
结合“智能科学与技术专业”的特点,谷学静、王志良等对本专业课程体系的建设提出了一些有意义的建设思路,如课程衔接、课程分级等[1]。李冠宇等从智能科学与技术的内涵出发,提出了本专业的6门主干课程[2]。本文主要结合重庆邮电大学的实际情况,从课程体系建设入手,就如何凸显专业特色、优化教学资源、提高人才培养质量等问题进行分析研究。
重庆邮电大学是一所以信息技术为特色的教学研究型大学。2008年,学校向教育部申办了“智能科学与技术”本科专业并获批准,2009年,我校招收了第一批学生,并明确了“应用型人才为主,兼顾研究型人才”的培养目标。其中,应用型人才的培养主要针对社会对智能软件与系统研发工程技术人才的需求,研究型人才则结合学校在智能信息处理方面的学科优势,在培养方案中设置了“智能软件与系统”和“智能信息处理”两个专业特色方向。
课程体系建设是专业建设的重要内容之一,也是决定人才培养成败的关键因素。在2009年全国智能科学技术教育研讨会上,我们结合重庆邮电大学的学科优势和人才优势,初步探讨了本专业的培养目标、课程体系、师资队伍建设和就业前景等问题,其中关于尽快形成本专业课程体系的想法得到了与会者的赞同[3]。近1年来,我们就如何在课程体系中体现专业特色,共享相关专业优质资源,培养学生综合素质等问题进行了进一步探讨。
通过讨论,我们将课程设置分为4个层次,即通识教育、专业教育、特色教育和提升教育。然后根据这4个层次将课程分类,并从每一个层次中筛选出对人才培养起关键作用的“关节点”课程,构建以“关节点”课程为支撑的“关节骨架”课程体系。下面将对这一课程体系的建设思路及具体内容进行介绍。
基金项目:重庆市高等教育教学改革研究重大项目(09-1-004)。
作者简介:胡军(1977-),男,讲师,在读博士,研究方向为粗糙集、粒计算与知识获取;王国胤(1970-),男,教授,博士,研究方向为智能信息处理、粒计算、知识技术、神经网络、数据挖掘等;夏英(1972-),女,副教授,在读博士,研究方向为数据库与数据挖掘、时空数据处理、普适GIS应用等;瞿中(1974-),男,副教授,博士,研究方向为计算机系统结构设计、计算机图形图像处理、工业计算机层析技术(ICT)、网络多媒体等;吴渝(1970-),女,教授,博士,研究方向为计算智能、网络智能、数据挖掘、多媒体技术等。
1课程体系的4个层次
根据智能科学与技术专业的内涵和社会对本专业人才知识结构的要求,我们将该专业的知识结构分为4个层次,并基于此构建了4个层次的课程体系,它们是公共基础课程、专业核心课程、专业方向课程和专业拓展课程,如图1所示。它们是一种递进关系,前期课程是后续课程的基础,后续课程是前期课程的延续和扩展。
图1课程体系的4个层次
其中,公共基础课程主要培养学生在英语、数学、计算机等方面的基本能力,属于通识教育;专业核心课程是本专业相关的基础课程,培养学生在本专业的基本能力,属于专业教育;专业方面课程是根据本专业的方向开设的课程,培养学生在特定方向上的能力,属于特色教育;专业拓展课程是在本专业和特定方向上开设的高级课程,培养学生的拓展能力,属于提升教育。根据这四个层次的课程体系要求,我们将“智能科学与技术”专业开设的所有课程分类如下:
1) 公共基础课程。
公共基础课程包括英语、数学、物理和计算机基础等课程,如大学英语、高等数学、线性代数、概率论与数理统计、大学物理、数字电路与逻辑设计、电子电工、大学计算机基础、C语言程序设计、信号与系统、数字信号处理等。
2) 专业核心课程。
专业核心课程包括离散数学、数据结构、数据库原理、软件工程、计算机网络、计算机图形学、数字图像处理、面向对象程序设计、算法分析与设计、微机原理与接口技术、智能科学技术导论、脑与认知科学、机器智能、智能机器人等。
3) 专业方向课程。
专业方向课程体现了学校的办学特色。在设置专业方向时,我们拟定“智能软件与系统”和“智能信息处理”两个特色方向。其中,智能软件与系统方向主要面向就业,培养学生本专业系统设计与开发能力;智能信息处理主要面向研究型人才的培养,注重学生在信息处理方面基本理论知识的学习,为以后深造打下坚实基础。在学习的过程中,学生根据自己的特长和喜好选择感兴趣的专业方向课程学习。根据专业特色方向的需要,智能软件与系统方向开设了多媒体技术、机器视觉、人机交互技术等课程,智能信息处理方向开设了数据挖掘、智能计算技术等课程。
4) 专业拓展课程。
为了更好地拓展学生的专业知识,提高学生的实践和动手能力,我校按照两个专业特色方向设置了专业拓展课程。其中,智能软件与系统方向开设有模式识别、虚拟现实、智能游戏与开发、Visual C++案例开发、嵌入式系统设计等课程,智能信息处理方向开设有专家系统、商务智能、生物信息处理、智能科学新技术等课程。
2课程体系的“关节骨架”
在人才培养过程中,我们发现并不是所有的课程都具有同等重要的地位。而且,随着专业的增加和学生人数的增加,师资、实验条件等教学资源显得日益紧张。因而,不加区分地将所有教学资源平均分配到每一门课程,不能实现教学资源效用的最大化,也无法体现办学特色。
我们寻找在课程体系中对学生素质和能力培养起到关键作用的课程,将其作为“关节点”课程,并基于“关节点”课程构建“关节骨架”课程体系[4]。在人才培养过程中,通过将优势教学资源向“关节点”课程倾斜,重点保证“关节骨架”课程体系中课程的教学质量,从而最终提高人才培养质量――这即是基于“关节点”课程的“关节骨架”课程体系建设思路。这一思路最先在计算机科学与技术专业中实施,并为将该专业建成为国家级特色专业建设点起了重要作用。
根据“关节骨架”课程的建设思路,并凸显“智能软件与系统”和“智能信息处理”这两个专业特色方向,我们综合考虑本专业的培养目标、社会需求和学科优势等,分别在公共基础、专业核心、专业方向和专业拓展4层次课程体系中逐层选取“关节点”课程,具体课程如表1所示。
表1 “关节骨架”课程体系
课程层次 关节骨架课程
公共基础课程 大学英语、高等数学、线性代数、C语言程序设计、大学物理、数字电路与逻辑设计
专业核心课程 数据结构、算法分析与设计、数据库原理、软件工程、计算机网络、脑与认知科学、机器智能
专业方向课程 多媒体技术、数据挖掘
专业拓展课程 智能游戏设计与开发、商务智能
在公共基础课程中,“关节点”课程的选择注重学生在英语、数学、计算机等方面的基础能力培养,为后续专业学习提供支撑。其中大学英语强化学生的英语听、说、读、写能力,高等数学和线性代数加强学生的数学能力,大学物理和数字电路与逻辑设计为学生的硬件设计打下基础,C语言程序设计培养学生程序设计方面的基本能力。
在专业核心课程中,我们选择了体现专业特色的脑与认知科学和机器智能,其中脑与认知科学主要让学生认识自然智能的表现形式和形成机制,机器智能让学生学习人工智能的基本理论和方法。同时还选择了强化程序设计和系统开发方面的相关课程,如数据结构、算法分析与设计等。
在专业方向课程中,我们则根据智能软件与系统和智能信息处理两个专业方向的特色,分别选择了多媒体技术和数据挖掘,其中多媒体技术针对智能软件与系统,特别是智能游戏软件的设计与开发,数据挖掘则是智能系统处理中的一个典型问题。
在专业拓展课程中,我们选择了智能游戏设计与开发和商务智能两个能分别体现两个专业特色方向应用的课程。
3课程体系的运行及保障体系
为保证“关节骨架”课程体系的实施,我们建立了相应的运行及保障体系。在课程的运行管理上,我们采取了课程群的管理模式,即根据内容将所有课程分成若干课程群。在现有课程群的设置中,与智能科学与技术专业相关的课程群有10个,如图2所示。其中,基础类课程群等8个课程群是与计算机科学与技术、网络工程、信息安全等其他相关专业共有的课程群,智能软件课程群和智能信息处理课程群是本专业独有的2个课程群,它们分别是本专业两个专业特色方向课程的教学与建设课程群。
图2课程群的设置
在课程群管理上,我们发挥团队优势,为每个课程群配置负责人,为每门课程配置课程负责人。课程群负责人负责整个课程群的运行管理,课程负责人则负责某门课程的教学管理。我们制定了课程群建设任务,例如各课程群负责的“关节点”课程以建成相应级别的精品课程为目标。为突出实践能力的培养,在课程内容的设置上,对于有实践性内容的“关节点”课程,我们要求必须设置综合实践环节,并鼓励教师采用课赛结合[5]、科教互动、校企共建等新的实践教学模式。
为了保障和激励教师做好相关课程群及课程建设工作,我们以立项建设方式予以保障和支持,同时将是否担任课程群负责人和课程负责人作为相关岗位聘任和考核的条件之一。同时,为了鼓励学生学好相关“关节点”课程,我们制定了相关激励措施,如为关节点课程提供更好的开放实验环境,加大“关节点”课程成绩在奖学金评分中的权值等。
4结语
本文对“智能科学与技术”专业的课程体系建设作了探讨,通过建立基于“关节点”课程的“关节骨架”课程体系,并建立相应的课程建设保障机制和激励机制,共享优质教学资源,保证专业人才的培养质量。由于社会对本专业人才的需求具有多样性,各高校办学层次和人才培养定位也不同,各高校课程体系的建设不可能、也没有必要完全一样。但作为一种课程体系的建设思路,我校的“关节骨架”课程体系对其他同类院校具有借鉴意义。
参考文献:
[1] 谷学静,王志良,黄晓红.“智能科学与技术”专业课程体系建设的思路[J]. 计算机教育,2009(11):108-111.
[2] 李冠宇,黄映辉. 智能科学与技术的知识体系:语义分析的结论[J]. 计算机教育,2009(11):61-67.
[3] 胡军,李伟生,王国胤,等. 重庆邮电大学“智能科学与技术”专业建设中的若干问题探讨[J].计算机教育,2009(11):57-60.
[4] 王国胤. 与通信结合的计算机特色专业建设的探索与实践[R]. 香港:第十二届全国高校计算机系主任论坛,2009.
[5] 胡军,夏英,王国胤.“赛课结合”在数据库原理实践教学中的探索[J]. 实验室研究与探索,2007(12):267-269.
Research on Skeleton Curriculum in Intelligence Science and Technology Specialty
HU Jun, WANG Guo-yin, XIA Ying, QU Zhong, WU Yu
(Department of Computer Science and Technology, Chongqing University of Posts & Telecommunications, Chongqing 400065, China)
关键词： 线性代数 工程专业 教学改革
工程、经济分析、磁共振成像、交通流动分析、天气预报、商业规划、决定和策略等都可以通过线性方程系统建模。因此，探索这些未知就转化为计算线性方程系统的解决方案。作为数学工具的《线性代数》，成为各高校很多专业的一门必修重要基础课程，为后续专业课学习和工程与科学问题的分析解决奠定必要的数学基础。通过讲授线性代数，除培养学生基本知识和运算技能之外，更培养学生通过基本理论知识表达实际问题的抽象建模思维和推理能力。笔者从事多入多出通信系统研究，并在国外担任此课程助教，日渐认识到理论和实用结合的重要性，为提高学生解决实际问题的能力，觉得很有必要改革此课程教学方法。
1.构建新的授课内容体系结构，循序渐进
鉴于学生有向量的知识背景，提出《线性代数》课程讲授从向量开始，主要学习工程和数学的向量和N维空间、点积和正交、线和面的向量问题等。继而，讲授线性方程系统的解决方案的计算方法，几何学分析及应用，在此，线性系统的矩阵表示、初级行变换、行阶梯矩阵、高斯消去法、线性系统的齐次方程等相关知识一一讲授。关于矩阵和矩阵代数的重要性，再以解决线性系统、存储和操纵列表式信息、传输数字图像和视频等实例导入。然后学习矩阵运算和基本运算，包括行向量、列向量、矩阵加减乘、转置、内积、外积、逆、线性性质和初等矩阵求逆等。接下来分别学习子空间和线性独立、线性系统的解决方案空间、特殊形状的矩阵。再讲LU分解，通过分解解决线性系统，并研讨高斯消去法和LU分解的关系，讲授LU分解求逆、矩阵分割。关于行列式，以其在几何学和线性理论中的重要性展开，主要学习2×2、3×3矩阵的行列式、余子式展开、特征值和特征向量，特征值和行列式的关系及用特征值表示行列式等。然后通过在控制系统、信号处理领域的分析等应用引入线性变换，主要学习矩阵变换、线性运算的几何结构、核与值域等，并强调旋转、反射、投射、正交投射等重要的线性运算及应用。最后介绍维和结构。这样循序渐进、过渡地安排授课结构，使学生容易接收、便于掌握。
2.以实际工程和科学问题为例，讲授理论知识
首先将学生已有的向量知识在航海、力量、动作等的应用作为引导，讲授向量和N维空间、点积和正交、线和面的向量问题等。在此，通过电脑中的RGB（红绿蓝）颜色模式讲解N维向量作为N个向量的线性组合的概念，并说明高维向量在遗传、经济、晶体学、生态学等领域的应用做简单说明。继而，以GPS（全球定位系统）背景知识及原理为应用例子，讲授线性方程系统的解决方案的计算方法，几何学分析及应用，从而让学生巩固所学基本知识的同时拓展知识面，很有兴趣地了解卫星定位是在第四颗卫星发射成功以后才可能的事实。关于矩阵和矩阵代数的重要性，再以解决线性系统、存储和操纵列表式信息、传输数字图像和视频等实例导入。在矩阵求逆时，以机器人学的应用例子，再次吸引学生的兴趣并让学生明白理论和实际的结合方式。讲授LU分解求逆、矩阵分割时，介绍多入多出系统接收端的信号检测及矩阵逆的作用。通过在控制系统、信号处理领域的分析等应用实例引入线性变换。讲授反射、投射、正交投射等重要的线性运算及应用，可以通过计算机图形学形象说明。这样通过应用实例的问题讲授理论知识，使学生直观了解到线性代数在其他领域的应用、开阔眼界、拓宽思路并激发他们的兴趣，从而乐于接受，同时培养学生将理论与实际结合的意识及建模抽象能力。
3.提高教师素质，不断充实自己
培养大学生创新素质的关键在于教师。因此，教师必须提高专业文化修养、拓宽知识面、掌握创造性思维方法提升自身素质。教师不仅要熟悉所教教材的基本内容，形成完整的知识体系，具备深厚的专业知识基础；还要通晓社会、自然科学等方面的知识、了解学科前沿动态，注重相邻学科间的联系与沟通，加强学科渗透，为学生创设开放的教学情境，培养学生的创新意识和能力。教师要善于吸收最新教育科研成果，将其运用到教学中，通过自身教学实践发现行之有效的新教学方法，做到“以德为先，科研为基，教学为要，科教合一”。
4.稍增课时量，修改考核方式
线性代数作为重要的基础课程，更是一种工具，重在应用。因此培养学生将理论应用于实际的能力需要重视，可以通过布置项目作业巩固基础知识，并作为最终考核指标计入总分。再者，因为多而复杂的线性代数理论知识在实际应用中可以参考手册，所以为了降低期末闭卷考试在最终成绩中的百分比，可以在课时量的基础上进行开卷随堂测验，并计入总分。这样既能让学生端正每节课的学习态度，又能让学生养成时刻为自己人生负责的思考习惯及品质。
总之，《线性代数》是一门学习如何用向量和矩阵解决工程和科学问题的重要基础课程，学习目标是学以致用，因此有必要通过相应领域的实际问题传授和巩固基本理论知识，并且这样才能在拓展学生知识面的同时激发学习兴趣。针对线性代数的抽象难学特性，构建新的授课内容体系结构，使学生更容易掌握这个重要数学工具，最终具有综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力。同时作为讲授这门课程的主体，教师需要不断提升自己的基础知识，形成完整知识体系，熟悉其他学科加强学科渗透，并将关于吸收最新教育科研成果将其运用到教学中。最后通过修改考核方式，让学生在课程学习中学会为自己负责，既实现技术层面上的“教”，又实现价值层面上的“育”。
参考文献：
[1]朱军辉，程春蕊.浅谈线性代数的教学改革[J].新课程研究（中旬刊），2011.
[2]李春华.线性代数的教学改革――从理论走向实用[J].科技信息，2008.
摘要：提高职高学生的数学学习质量一直以来备受关注。本文通过分析职高学生数学学习现状及成因，结合自身的教学经验，提出数学课程的教学改革必须转变教学观念，改进教学方法，以专业为导向将教学内容与专业学习密切结合，提高学生学习兴趣，更好的学习数学，运用数学，又能为学生学习专业知识打下良好的基础。
关键词：中职数学；专业导向；教学策略
目前，有不少的职高生总认为他们到学校只是为了学习职业技能，学得一技之长便可立身于社会，至于其他文化课学与不学都无所谓，文化课既难学又不适用，尤其数学更是他们反感的科目。这种 “数学无用论”不仅在中等职业学校的学生中普遍存在，就是在中等职业教育工作者中也有不少人持有这种观点。职中学生学习数学和普通高中学生学数学一样，老师只是一味的讲数学，学生学数学，没有摆脱传统的教学模式。
1、改变现状的原因分析
学生改变学习现状，教师改变教学方法、教学思维是很有必要的。主要原因表现在三个方面,第一，职中生的数学底子薄，基础太差，以至于学生听不懂数学，就不愿学习数学，产生厌学情绪。第二，学习专业知识的需要。数学和语文一样，都是工具性学科，许多专业课程，尤其是理工科专业理论课程更是离不开数学。这要求数学老师要具备一定的专业理论基础，能列举出大量的实例来说明问题，这样才能使学生心服口服。比如，在计算机专业课中，必须要有一定的数学基础，在程序设计时要借助数学方法来建立模型，再用程序语言编辑完成；电子、机械、财会专业甚至旅游专业都能找到很多的实例来说明需要数学知识。专业对数学基础有一定的要求，而本身数学差，影响学生听不懂专业课，只能放弃专业课，久而久之，形成恶性循环，数学和专业都没学好。第三，国家新一轮的教育课程改革正在区域实验当中，这给我们的教师带来了巨大的挑战和机遇。课程改革，需要一批有改革意识的教师来操作。从理论上，以及实践的经验上来看，教师本身的素养能否跟得上课程改革的步伐，从根本上决定了课程改革的成败。教师在面临新课程改革时，除了要认真解读、领悟新课程体系中蕴涵的思想，树立正确的教育观念、接受各种教师培训外，还应根据新课程的要求，改变自身的教学行为。
那么，怎样让职高生喜欢上数学，自觉主动地去学习数学，激发学生学习数学的兴趣，这是职高数学教师面临的一个严峻的问题。也是所有职业教育工作者需要共同思考的一个问题。笔者在数年的教学实践中，本着课堂教学以学生为主体的原则，改变传统的教学方法，就以专业知识为导向学数学方法作过一些探索，有一点感悟，现把它付诸笔端。
2、以专业为导向的数学教学改革探索
2.1转变教学观念,改进教学方法
教师应从教学思想上做一定的改变,实践证明，传统的教学方法对职高生不适用。传统的教学思想是强调学生先学好数学，然后再去服务于专业；笔者认为，在学专业知识的同时，数学课上以专业问题引出数学知识，进行讲解学习，最后拓展到专业中。比如，计算机专业可以利用计算机程序设计中的算法引出数学问题，让学生去主动解决数学问题，理解数学知识，学好数学知识反过来再应用到程序设计中，达到双赢，从中还可以激发学生学习数学，探究数学的兴趣。这种方法正是学生启动自己思维去学习的良好途径，另外，学生可对数学知识进行剖析、理解、比教师灌输或题海战术强加的记忆，会更容易提高思维素质。
2.2教学内容与专业学习密切结合
数学新课程标准的核心理念是“以人为本”，充分体现“人人学有价值的数学，人人都能获得必需的数学”，“不同的人在数学上得到不同的发展”。作为职业中学的学生，和普通中学学生最大的区别就在于他们所学的专业性强。每个专业所需的数学知识侧重点有所不同，如机械专业对立体几何、平面向量、解习几何有所侧重；而财会专业则对统计初步以及数列等知识应用较多。 “数学是思维的体操”。数学教学是思维活动的教学。学生的思维活动有赖于教师的循循善诱和精心的点拨和启发。笔者从以下几个例子来谈谈如何挖掘程序设计中的数学知识，并解决相应的数学问题来为专业服务。
3、改革初步成效及思考
实践证明调整后的职高数学教学，初见成效，加强了数学与专业学科之间的横向联系，扩大了专业学科向数学的渗透，填补了数学教材中专业知识的短缺，拉近了数学与专业学科的距离，一方面受到学生热烈欢迎，普遍感到学习数学是有用的，不是空洞的；另一方面专业教师也积极反应，普遍认为这样的数学教学有力的服务了专业知识传授。
当然，理论与实践相结合，在改革探索中，也遇到了很多问题，怎样更轻松的让老师带领学生从专业知识中挖掘数学知识的内在联系是我们更多该思考的问题，比如计算机程序设计中会用到数学知识，这点大多数学生都知道，可要从程序设计中的算法中找到与数学知识的结合点，并非所有学生都清楚，在各门专业中，所以这也是这种教学策略实施的难点，这还需要进一步探索和实践。
参考文献：
购物车(0)