我们培养的是跨世纪的人才,面临着二十一世纪高科技的挑战,应具备较强的数学能力,应善于用恰当的数学方法,建立适当的数学模型,并用计算机处理和解决实际工程技术问题。综合数学能力已成为当今工程技术人员不可缺少的一种素质。但是,数学教学的现状却令人担忧。现行的工科数学教学体系基本上是沿袭五十年代的苏联模式,其基本内容严重滞后,缺乏弹性,缺乏与其它数学分支的相互渗透,缺乏现代数学的思想和观点;其教学方式单一枯燥,缺少活力,缺少层次,并受到统一大纲、统一教学日历、统一题库和研究生考试的制约,格局封闭,教学缺乏个性和特色。基于以上认识,经过调查研究、酝酿准备,我校在94级本科生中开始推行“三种模式”并举的高等数学改革方案。 (一) 教学改革是一项融创造性和科学性于一体的工作,既要解放思想,敢于创新,又不能违背教育规律,打乱教学秩序。我们的指导思想是:从实践出发,考虑到学生应有的知识和能力,从不同角度、不同深度进行优化设计,在点上大胆出击,加大力度,在面上慎重稳妥,确保国家教委颁布的基本要求,做到点面结合,相互促进。我们的改革分别采取三种模式: 1.改革试点班。 该模式190学时,14学分,参加学生350人,占学生人数的20%。其特点是,充分注意到科技发展对跨世纪人才数学知识和能力的要求,以及计算机逐步替代人工手算这一趋势,用现代观点重新审视传统教学内容,对传统框架进行适度的删简、更新。具体做法是,加强分析基础,突出微分学这一重点,较大幅度地减少人工求解的技巧训练,削减积分学中较繁琐的内容,增加数值解法、优化方法等计算机应用中的常用内容,并安排上机实习。 在传统微积分内容的处理上,增加集合与映射的一些概念,以及有界集的上、下确界,有界数列的上、下极限和凸函数,加强台劳公式、方向导数、梯度的训练。在积分内容的处理上,大大删减学时,在讲法上先讲定积分,不定积分则作为定积分的计算方法引进。对于重积分及第一类曲线曲面积分的概念和性质,统一由几何形体上积分给出。在微分方程内容的处理上,根据培养工程技术人员的实际需要,把教学重点放在线性微分方程(组)的讨论上,加强应用实例。这部分内容与传统教材有较大差别。在教学方法上,注意加大课堂信息量,强调发散思维,不固守定义、定理、证明、推论、例题这种按步就班演绎推理的传统讲法,尽量从直观出发,提出问题,进行分析、归纳、类比,引出所需要的概念和结论。教改试点班使用的教材由吉林工业大学董加礼教授、大连理工大学施光燕教授主编。两校在94级本科生中各组织两个大班同步进行改革试点。 2.少学时试点班。 该模式150学时,11学分,参加学生230人,占学生总数的14%。教学内容和国家教委颁布的教学要求一致。其特点是,在教学内容不减、要求不降低的前提下,教学时数比传统时数减少约25%,目的是增大课堂信息量,充分发挥学生潜能,给学生独立思考、自主学习的余地,通过减少学时,促进教学方法的改革,探索从传统的知识传授向素质教育转变的途径。 具体做法可概括为:精讲,多练,勤检查。精讲,即注重启发式,不但讲知识,更要讲思想,讲方法,讲如何发现、提出问题,以及用什么方法解决问题。如讲Stokes公式时,先引导学生由Green公式类比猜出Stokes公式的形式,再由Green公式、Gauss公式的证明,讲出Stokes公式的证明思路,然后由学生课后写出完整的证明过程。在课堂上重点讲Stokes公式的本质及应用。多练,即对有些理论的证明,教师只讲其本质和思路,具体证明过程由学生课后完成。讲义中的习题,分为必作题和练习题两个层次,必作题作为作业全收全批,并鼓励学生一题多解。另外还介绍一些实际模型,如在微分方程部分,向学生介绍“技术革新推广模型”、“战争模型”等,教师介绍梗概,指导学生自己动脑,亲手完成。勤检查,即每章学完都留有自测题,题目选择较灵活,综合性、概念性强,让学生以课堂独立作业的形式完成,用以检查学生的理解能力和掌握的程度。 3.普通班。 该模式176学时,11学分,学生人数1010人,占学生总数的66%,教学内容遵循“高等数学课程教学的基本要求”。 大部分学生仍在普通班学习,是因为改革要有稳定的教学秩序。新的内容和体系还没有试验成功,原有的内容和体系不能随便打乱。我们提倡并组织普通班的教师积极开展教学研究,在确保“基本要求”的前提下,从教学内容到教学方法都提倡各种风格特点的教学。如我们使用的教材不求统一,分别使用同济大学、大连理工大学、四川大学等院校编写的教材。 部分教学班在微积分内容中,引入向量值函数,用以处理和分析空间曲线的切线、法平面、曲线弧长、旋转曲面的面积、曲面的切平面、法向量、对坐标的曲面积分等问题。还注意了和线性代数的交叉渗透,如在微分方程里,加强了函数相关性的内容,引入朗斯基行列式。在重积分部分,除用几何直观引入极坐标、柱面坐标、球面坐标,部分教师还通过一般的换元公式,用雅可比行列式简明地得出相应的结论。 (二) 为了使教改顺利进行,我们采取了以下措施: