文/武偉偉
復變函數(shù)[1]課程是我院信科專業(yè)開設的一門專業(yè)基礎課,也是許多工科專業(yè)如工程力學、電子工程、通信及信息工程等開設的一門專業(yè)基礎課。該課程也是學習很多專業(yè)課程如數(shù)學物理方程、電磁場論、熱學、數(shù)學信號處理、數(shù)字圖像處理、信號與系統(tǒng)、通信原理等課程的先修。復變函數(shù)理論已經廣泛應用于理論物理、空氣動力學、流體力學、信號處理、電子工程、智能計算等諸多領域。因此,復變函數(shù)課程教學成為應用型人才培養(yǎng)的重要組成部分。
獨立學院定位于培養(yǎng)應用型人才,作為大眾化高等教育的“最前沿”,如何培養(yǎng)具有較高工程素養(yǎng)的畢業(yè)生,是各獨立學院努力探索的一個重要課題。近年來提出CDIO工程教育理念,其主要目的是培養(yǎng)學生理論知識學習能力、個人素質、團隊協(xié)作能力和工程實踐能力,正好符合獨立學院培養(yǎng)應用型人才的需要。
在教學實踐中發(fā)現(xiàn),當前獨立學院在復變函數(shù)教學存在以下幾個方面的問題:
1.從課程特點分析:該課程作為高等數(shù)學[2]、數(shù)學分析的一門后續(xù)課程,其教學內容注重了理論上的嚴密性和完整性,忽略了該課程作為基礎課程對后續(xù)課程的鋪墊作用,使得該課程與實際應用脫節(jié)。
2.從教學模式上分析:獨立學院現(xiàn)有的教學模式,雖倡導“以學生為中心,教師為引導”,但在實際操作中,由于教學設施、教師教學任務、教師自身素質等方面的影響,現(xiàn)行教學本質上仍延續(xù)以教師為中心,以教材為教學內容,以多媒體為輔助教學手段的教學模式。
3.從考核方式上分析:現(xiàn)行的成績評定方式基本上采用“平時成績+期末成績,其中期末成績所占比例一般都超過60%”的方式。平時成績多以考勤、作業(yè)為主,期末成績以閉卷考試為主。許多學生平時不認真上課,卻能通過考前突擊背題取得一個不錯的成績,這樣嚴重打擊了學生學習的積極性。
CDIO教育理念旨在培養(yǎng)學生理論知識學習能力、個人素質、團隊協(xié)作能力和工程實踐能力等方面的能力,提高學生的整體素質,這為復變函數(shù)的教學改革指明了方向。
復變函數(shù)在許多領域都有廣泛的應用,因而教師在教學過程中,可以恰當選取模型案例,將數(shù)學建模的思想融入復變函數(shù)教學,優(yōu)化教學內容,突出課程的應用性。如講解保形映射時教師可引入生活實例“我們在用手機通信時或者在接收短信時,都不希望接收到有缺失或有亂碼的信息,但這種情況卻偶有發(fā)生。究其原因,是數(shù)學中經過信號的傳送后原來完整的區(qū)域被映射成點的緣故。作為用戶,我們希望能夠獲得原來原封不動的信息,那就需要區(qū)域映射后仍能以區(qū)域的形式被接收,這種映射也正是復變函數(shù)課程中的保形映射。
(1)團隊討論式教學
在復變函數(shù)課堂教學過程中,開展以自主學習為前提,以分組討論交流為形式,以培養(yǎng)學生自身學習能力、團隊協(xié)作能力及獨立意識為目的的團隊討論式教學方式。具體是將學生分成不同的團隊,每個團隊選出一名組長,也可以是組員輪流當組長,由教師根據所學的知識點來布置給每個團隊一個任務。教師布置的任務是源于所學知識,又高于所學知識的,每個團隊成員需要經過查資料、討論交流、分工協(xié)作等方式共同完成,然后再將成果以課件的形式,在課堂上與同學們共同分享。
(2)類比教學
復變函數(shù)中的許多概念、性質、定理都與高等數(shù)學有著千絲萬縷的聯(lián)系,如復函數(shù)極限、連續(xù)、導數(shù)、積分、數(shù)項級數(shù)、冪級數(shù)的概念及運算是高等數(shù)學的推廣。在復變函數(shù)教學過程中,應注意將復變函數(shù)的知識與高等數(shù)學進行類比,這樣不但降低了新知識的接受難度,而且能夠區(qū)分二者的差異。同時類比教學法可以向學生展示數(shù)學概念被創(chuàng)造的過程,因為許多數(shù)學概念、定理本身就是數(shù)學家對比已有的概念進行猜想驗證之后才建立的理論。類比的過程對學生有啟發(fā)作用,能夠培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和探索精神。
對于復變函數(shù)成績的考核,需將現(xiàn)有的以閉卷為主的考核方式,拓展到將平時表現(xiàn)納入總成績的方式。具體來說,是將課堂考勤、課后作業(yè)、回答問題及課上做題、團隊討論、課程論文及閉卷考試等分別按照不同的比例融入學生的總成績。這種考核方式更加注重學生平時的表現(xiàn),加強了教師對學生學習過程的監(jiān)督,打破了以卷面成績定總分的局面,受到學生的普遍歡迎。單看學生的卷面成績,由于學生在課程的整個學習過程中都在堅持不斷地努力,因而學生的卷面成績也較改革之前有所提高。縱觀課程改革后的教學過程,學生無論是平時的表現(xiàn)還是最后的考試都出現(xiàn)了可喜的變化。甚至課堂上出現(xiàn)了同學們爭先恐后搶做題的局面,學生的學習積極性有了很大提高。
CDIO教學理念可以充分調動學生學習的主動性,提高學生自主學習能力,團隊協(xié)作能力及應用能力,有利于學院應用型人才的培養(yǎng)。它要求教師不斷豐富自己,樹立新的教育觀點,并貫穿教學工作的始終。
[1]李陽.CDIO模式下復變函數(shù)與積分變換課程教學改革實踐 [J].教育教學論壇,2013,2(36):153-154.
[2]周慶新,楊光崇,楊英.CDIO模式下高等數(shù)學與理工專業(yè)其他后續(xù)課程的教學探討[J].大學數(shù)學,2011,27(1):26-28.