浅谈如何提高工程数学的学习兴趣

摘要：针对现在存在的学生对工程数学学习兴趣不高的现象，提出运用应用实例法、与专业相结合法及引入数学实验法等教学方法来提高学生对工程数学的学习兴趣。

关键词：工程数学；学习兴趣；有效方法

一、引入

工程数学系列课程是继高等数学之后的重要数学课程，也是高等工科院校的重要基础课。近几年来，随着数学应用范围的迅猛扩大，各大院校工程数学所包括的课程数量也相应有所增加。以长江大学为例，目前工程数学主要包括了线性代数、概率论与数理统计、数值分析、复变函数等课程。其中线性代数和概率论与数理统计为所有工科专业学生的必修课程，而其它课程各专业设置的情况不尽一致。相对于其它传统数学课程而言，工程数学具有知识信息量大，解决实际问题的应用性强等特点。但学生在学习这门课程的过程中普遍感到概念抽象、计算繁琐，而在传统教学过程中教师又过于重视基本概念和理论的讲解，注重逻辑推导过程，忽视实践应用环节的训练。这就造成了学生学习工程数学的障碍和困难，使其感受不到工程数学理论体系存在的实际意义，从而失去了学习的兴趣。学习兴趣的丧失的直接后果是影响学生对知识的掌握和应用能力的养成，继而导致学生运用数学知识解决实际问题的能力薄弱。爱因斯坦有句名言：“兴趣是最好的老师。”古人亦云：“知之者不如好之者，好之者不如乐之者。”兴趣对学生的学习有着神奇的内驱动作用，能变无效为有效，化低效为高效。充分激发学生的学习兴趣是当前开展素质教育，优化课堂教学，减负提质的最根本、最有效的途径之一。

二、如何提高工程数学的学习兴趣

那么，我们应该怎么做才能提高学生对这门课程的学习兴趣呢？对兴趣的培养并不是一朝一夕就可以完成的，也不是一项非常简单的工作，但是结合工程数学自身的特点，我们却可以尝试用以下方法去提高其趣味性：

1.运用应用实例法。虽然工程数学的内容抽象，概念定理多，计算较繁琐，但这些都是实际生活中一些问题的抽象，它来源于生活又应用于生活。如果在教学过程中能够准确把握住课程内容与学生生活实际的结合点，从知识的背景及学生生活的实际问题出发设计出一些应用实例进行讲解，可以使工程数学知识不再是抽象的理论，而是解决实际问题的有利数学工具，增强学生对工程数学是一门工具学科的感性认识，从而使其产生学习的内在动力和强烈兴趣。例如，可能概型中有这样的例题：袋中有a只白球，b只黑球，从中将球取出依次排成一列，求第k次取出的球是黑球的概率。由乘法原理，可求得所求概率为b/（a+b）。可见第k次摸到黑球的概率与k并无关系。这时，可以联系到日常生活中，我们经常进行的“抽签”、“抓阄”、“摸彩票”等实际问题，我们一般的感觉是总认为先去抽或先去抓，希望就大，而这个例题却从理论角度否定了我们的主观判断，即中签的概率与先后次序是无关的。像这样联系生活实际，会使学生产生概率论原来就在我们的日常生活中这样的直观感觉，从而对它产生兴趣。如此就可以增强学生对这个定律的感性认识，从而增强其学习兴趣。

2.与专业相结合法。工程数学作为一门重要的基础课，既是学习后续专业课程的基础，又是培养学生学习方法和提高学生解决问题能力的重要途径，它兼具了工具实用性和逻辑思辨性两个特点，但是随着高等教育的大众化，生源情况发生了变化，工程数学教学面临着巨大的困难与挑战。长期以来，工程数学教学要求统一，教学模式单一，缺乏层次和种类，不仅不能适应不同系科、不同培养规格的需要，也不利于因材施教和优秀人才的培养。如何设置课程，讲授哪些内容可使学生在有限的时间内获取足够的工程数学知识，为后续的专业课程打下坚实的基础，这首先需要我们从学生的专业特色着手，有区别地规划教学内容，进行针对性的取舍以及相应的详略安排。在每个学期上课之前，不妨简单浏览一下学生所在专业课程设置以及相关课程的大致内容，据此制订授课计划。例如一些理工科专业学生在学习线性代数时要将线性空间和线性变换部分粗略讲解，而另外一些专业则可以不在课堂上讲授；再如化工专业学生在“化工原理”、“化工分离过程”等课程中介绍的精馏、吸收和萃取等多级平衡分离时，以及学习化工系统工程课程时都需要解决线性方程组的求解问题，这就要把线性方程组的求解作为详细讲解的章节，相反，对于线性方程组解的结构理论要求相对低一些，这在习题的选择上应有一定体现；结合专业特点，改革工程数学的教学内容，可以在教学内容这一环节上保证各专业学生在有限的学习时间内获得本专业需要的数学知识，并且使得学生对工程数学的学习具有明确的针对性和目的性，使其认识到工程数学原来就是为专业学习服务的，从而增强其学习工程数学的兴趣。

3.引入数学实验法。数学实验课程的设置旨在把数学和计算机结合起来，沟通数学工具与实际问题的联系，并训练学生运用数学知识解决实际问题的能力。通过教师的指导，由学生自己动手，应用所学的数学知识和合适的软件平台，主动进行数学建模、仿真、设计算法以及进行结果分析，然后提交报告，这种模式就是常用的数学实验的设置方式。在工程数学教学中必须适当加入一些现代数学中公认为最具基础性的内容；而那些已构成相关学科基础部分的现代数学重大成果，在教学中至少应作一通俗介绍，以便使学生具备专业知识应用能力培养所需要的必要现代数学修养。这些靠外延式增加课时是不行的，必须在课程结构调整和引进新的教学手段上下功夫，在数学课程设置和内容选择上要尽可能进行整合与优化。目前，由于计算机的普及和Matlab，Spss，Mathematica等功能强大的数学软件系统的出现，在数学教学中，既保证知识的系统性和严谨性，又强调应用环节已经成为可能。因此，在工程数学的教学中，运用先进教学手段，引进数学软件系统已是大势所趋。数学实验不仅能帮助学生复习巩固所学数学知识，还能直接训练其利用数学知识解决和处理实际问题的能力，更为重要的是，通过数学实验的引入，不仅去除了以往“满堂灌”、“填鸭式”教学的死记硬背模式，增强了工程数学的灵活性和趣味性，而且开拓了学生的学习视野，加强了其动手能力和探索问题的能力的培养。学生在计算机操作过程中获得知识，又把所学知识再运用到计算机操作中去，这样不断循环和互相促进，使得学生的学习成就感不断增强，处理实际问题的能力不断提高，从而增加其对工程数学的学习内动力和学习兴趣。

随着现代科学技术的发展，工程数学的应用价值与作用越来越受到公众的关注。“兴趣是最好的老师”。怎样提高学生对工程数学的学习兴趣，教师的教学教法至关重要。当他们对所学的课程感兴趣时，就会积极主动愉快地去学习，而不会感到枯燥无味。因此，教师不仅要不断提高自身素质，还要采用多种有效方法从多方面给予引导，最大程度地挖掘他们的学习潜能，使他们的个性得以张扬、兴趣得以增强。

参考文献：

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