童楠 符強(qiáng) 鐘才明

摘要：圍繞應(yīng)用型本科院校的培養(yǎng)要求，針對(duì)《數(shù)值計(jì)算與MATLAB語(yǔ)言》課程提出了具體教學(xué)改革措施，包括課程結(jié)構(gòu)優(yōu)化、教學(xué)組織完善、實(shí)踐教學(xué)構(gòu)建、課程外延探索以及創(chuàng)新教學(xué)推進(jìn)等五個(gè)方面。教學(xué)改革的實(shí)踐表明，該教學(xué)改革體系能促進(jìn)學(xué)生在更好掌握專業(yè)知識(shí)的同時(shí)提高自身的實(shí)踐創(chuàng)新能力，更好地滿足實(shí)現(xiàn)社會(huì)對(duì)應(yīng)用創(chuàng)新性人才的需求。

關(guān)鍵詞：應(yīng)用型；課程結(jié)構(gòu)；課程內(nèi)容；教學(xué)方法

1、引言

為完善人才培養(yǎng)結(jié)構(gòu)和質(zhì)量，適應(yīng)新時(shí)代的經(jīng)濟(jì)調(diào)整和產(chǎn)業(yè)升級(jí)要求，教育部提出在現(xiàn)有高校體系中構(gòu)建、轉(zhuǎn)型一批應(yīng)用型本科院校。應(yīng)用型本科院校的特定教育目標(biāo)為：以市場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)、創(chuàng)新標(biāo)準(zhǔn)和能力標(biāo)準(zhǔn)為取向，努力造就“寬口徑、厚基礎(chǔ)、強(qiáng)能力、高素質(zhì)”的應(yīng)用型人才，即主要偏向于“應(yīng)用型”素質(zhì)教育?！稊?shù)值計(jì)算與MATLAB語(yǔ)言》是電子信息類專業(yè)的主干專業(yè)基礎(chǔ)課程。該課程以處理實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題為背景，選擇MATLAB編程語(yǔ)言為手段，將數(shù)學(xué)理論和計(jì)算機(jī)程序計(jì)算緊密結(jié)合在一起，以達(dá)到研究解決工程數(shù)學(xué)問(wèn)題的數(shù)值方法與理論的目的。通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)，不僅能讓學(xué)生更好地掌握高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)等數(shù)學(xué)問(wèn)題的數(shù)值計(jì)算方法及高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言等方面的知識(shí)，更重要的是能夠培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的實(shí)際應(yīng)用能力，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力。從應(yīng)用型本科教育目標(biāo)來(lái)看，傳統(tǒng)本科院校中的《數(shù)值計(jì)算與MATLAB語(yǔ)言》課程教學(xué)存在的主要問(wèn)題是過(guò)于偏向理論性研究，學(xué)生容易產(chǎn)生厭學(xué)的情緒，教學(xué)效果有待提高。因此，必須結(jié)合實(shí)際情況，認(rèn)真分析和研究應(yīng)用型高校中的《數(shù)值計(jì)算與MATLAB語(yǔ)言》課程特點(diǎn)，并有針對(duì)性地從課程結(jié)構(gòu)、課程內(nèi)容、教學(xué)方法等各個(gè)層面進(jìn)行積極的改革探索，從而確定出適合應(yīng)用型需求的課程教學(xué)方案。這對(duì)完善具有應(yīng)用型特色的《數(shù)值計(jì)算與MATLAB語(yǔ)言》課程體系具有十分重要的實(shí)際意義，能夠有效提高該課程的教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果。

2、教學(xué)改革與措施

1）優(yōu)化應(yīng)用型課程內(nèi)容結(jié)構(gòu)。結(jié)合“應(yīng)用型人才”的培養(yǎng)目標(biāo)，在教學(xué)中突出學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力的培養(yǎng)。課程強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的作用，在實(shí)踐任務(wù)的設(shè)置上，盡量選取貼近實(shí)際的工程案例。在提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)手實(shí)踐能力的同時(shí)，提升學(xué)生分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。選擇優(yōu)質(zhì)教材，同時(shí)自訂偏重應(yīng)用型講義，設(shè)定優(yōu)化課程設(shè)置，突出應(yīng)用型的培養(yǎng)目標(biāo)，探索能夠有效解決理論與實(shí)踐、基礎(chǔ)與應(yīng)用、傳統(tǒng)與發(fā)展、重點(diǎn)與知識(shí)面之間矛盾的新課程體系，使課程更具實(shí)用性、啟發(fā)性、科學(xué)性及系統(tǒng)型。

2）完善應(yīng)用型教學(xué)組織方式。在教學(xué)組織方式上，突破傳統(tǒng)的單向傳授方式，實(shí)時(shí)穿插“應(yīng)用型”案例，并以提問(wèn)互動(dòng)方式貫穿分析、設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)整個(gè)過(guò)程，同時(shí)結(jié)合啟發(fā)式教學(xué)手段，培養(yǎng)探究型思維。促發(fā)學(xué)生的認(rèn)知好奇心，在不斷地啟發(fā)中加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。恰當(dāng)?shù)刈儞Q教學(xué)內(nèi)容的呈現(xiàn)方式，吸引學(xué)生的注意力，比如多媒體授課和傳統(tǒng)的板書方式相交替呈現(xiàn)。結(jié)合多媒體、輔助軟件、網(wǎng)絡(luò)等條件探索立體化的多元教學(xué)手段，并在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中摸索適合培養(yǎng)應(yīng)用型人才的教學(xué)方法，如啟發(fā)式教學(xué)、探究式教學(xué)等。

3）構(gòu)建應(yīng)用型實(shí)踐教學(xué)模式。探索能更好配合教學(xué)及應(yīng)用拓展型的上機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)，并研究實(shí)踐環(huán)節(jié)的多樣性與層次化，使學(xué)生既能加深對(duì)數(shù)值計(jì)算方法理論的理解，又能掌握把數(shù)值計(jì)算方法應(yīng)用于實(shí)際工程對(duì)象的方法和技能，激發(fā)他們的主觀學(xué)習(xí)熱情，促進(jìn)他們的創(chuàng)新思維。充分結(jié)合現(xiàn)代教育技術(shù)手段，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境，發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)資源共享的優(yōu)勢(shì)，充分利用網(wǎng)上資源構(gòu)建慕課等擴(kuò)展學(xué)習(xí)平臺(tái)，進(jìn)行教與學(xué)的互動(dòng)，發(fā)揮學(xué)生的主體地位，指導(dǎo)學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)環(huán)境進(jìn)行自主探究、發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)；將計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)及MATLAB專業(yè)軟件的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)分析引入課堂，與傳統(tǒng)教學(xué)方式優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，為學(xué)生建立一個(gè)理論認(rèn)識(shí)、理論探索的平臺(tái)，以達(dá)到激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)效果的目的。

4）探索應(yīng)用型課程外延教學(xué)途徑。在課程教學(xué)過(guò)程中，設(shè)計(jì)來(lái)源于實(shí)際工程的“應(yīng)用型”數(shù)值計(jì)算案例，進(jìn)行MATLAB實(shí)現(xiàn)，以促進(jìn)課程的學(xué)習(xí)，同時(shí)探索更加外延的學(xué)習(xí)途徑，強(qiáng)調(diào)MATLAB編程平臺(tái)在各課程的應(yīng)用，如線性代數(shù)等課程。通過(guò)其他課程的平臺(tái)應(yīng)用，提升課程的學(xué)習(xí)強(qiáng)度和廣度。打造以結(jié)構(gòu)競(jìng)賽、數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽等為預(yù)備平臺(tái)，將數(shù)值分析知識(shí)與MATLAB手段引入數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽體系。借鑒歷年各類競(jìng)賽題，設(shè)計(jì)相關(guān)大作業(yè)，要求學(xué)生自主完成內(nèi)容，并作為最終成績(jī)考核部分。不但為后期相關(guān)競(jìng)賽鋪墊堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，還進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)生對(duì)課程的理解和熟練度，引領(lǐng)學(xué)生內(nèi)生學(xué)習(xí)動(dòng)力。

5）推進(jìn)應(yīng)用型創(chuàng)新教學(xué)體系。為培育學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識(shí)及能力，構(gòu)建工作室等創(chuàng)新實(shí)踐環(huán)境，并在工作室中設(shè)置逐層遞進(jìn)的項(xiàng)目體系。項(xiàng)目分為三個(gè)層次，第一層次項(xiàng)目側(cè)重基礎(chǔ)理論知識(shí)與應(yīng)用能力培養(yǎng)；第二層次項(xiàng)目為綜合性項(xiàng)目，在前一層次的基礎(chǔ)上強(qiáng)調(diào)學(xué)生的”舉一反三”能力培養(yǎng)，并加入擴(kuò)展知識(shí)能力要求，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的應(yīng)用綜合素質(zhì)；第三層次項(xiàng)目為創(chuàng)新項(xiàng)目，在前兩個(gè)層次中獲取的能力基礎(chǔ)上強(qiáng)調(diào)學(xué)生對(duì)知識(shí)的應(yīng)用創(chuàng)新能力，主要包括師生承接的地方服務(wù)類項(xiàng)目。

3、教學(xué)實(shí)踐

我們歷時(shí)3年，每年選取兩個(gè)同年級(jí)自動(dòng)化專業(yè)平行班進(jìn)行教學(xué)效果對(duì)比。其中對(duì)自動(dòng)化1班采取常規(guī)教學(xué)，而在自動(dòng)化2班運(yùn)用改進(jìn)型教學(xué)手段。相比較常規(guī)教學(xué)，改進(jìn)型教學(xué)方式能更能有效調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，并取得更好的教學(xué)效果。三年內(nèi)在相同的考核評(píng)價(jià)體系下，自動(dòng)化2班的課程平均及格率比自動(dòng)化1班高出15.6%，平均良好率高出18%。同時(shí)參與課外競(jìng)賽和科研項(xiàng)目的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，自動(dòng)化2班的學(xué)生參與人數(shù)高出自動(dòng)化1班26.1%。

4、結(jié)語(yǔ)

由于在應(yīng)用型教學(xué)改革體系中強(qiáng)調(diào)和強(qiáng)化創(chuàng)新思維培養(yǎng)和社會(huì)實(shí)踐參與，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)需求進(jìn)行合理引導(dǎo)，學(xué)生對(duì)于專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)主動(dòng)性有了明顯改善，而積極參與各級(jí)各類的科研項(xiàng)目和學(xué)科競(jìng)賽中的學(xué)生人數(shù)也逐年提高，并獲得較好的成績(jī)。實(shí)踐結(jié)果表明，項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)下的應(yīng)用型創(chuàng)新教學(xué)體系，大大提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和學(xué)習(xí)能力，能有效持續(xù)地激發(fā)學(xué)生探索新知識(shí)的興趣，提高學(xué)生的創(chuàng)新、協(xié)作及社會(huì)實(shí)踐能力。

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作者簡(jiǎn)介：童楠（1981-），女，浙江紹興人，講師，碩士，主要從事數(shù)值分析、MATLAB編程技術(shù)的教學(xué)與研究。

基金項(xiàng)目：浙江省高等教育教學(xué)改革項(xiàng)目（jg20160236）；寧波大學(xué)科學(xué)技術(shù)學(xué)院教學(xué)研究項(xiàng)目。