基于協(xié)同創(chuàng)新理念探討卓越工程師數(shù)學(xué)素養(yǎng)的教學(xué)改革

方 璽，陳慧林

（1.武漢理工大學(xué)理學(xué)院；2.空軍預(yù)警學(xué)院政工教研室，湖北 武漢 430000）

0 引 言

工程數(shù)學(xué)作為我國(guó)高等工程教育中的核心學(xué)科，其傳統(tǒng)教學(xué)理念和教學(xué)模式存在諸多問(wèn)題。目前，在高校新型協(xié)同創(chuàng)新培養(yǎng)機(jī)制下，在卓越工程師的培養(yǎng)過(guò)程中，如何開(kāi)展數(shù)學(xué)教學(xué)的研究比較少，值得深入的研究。

1 卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃與協(xié)同創(chuàng)新理念

卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃與協(xié)同創(chuàng)新理念都是近幾年提出來(lái)的，其共同點(diǎn)在于通過(guò)改革教育模式，整合教育資源，來(lái)提高人才培養(yǎng)的質(zhì)量。下面先簡(jiǎn)單地介紹這兩個(gè)問(wèn)題。

1.1 卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃

為提高我國(guó)工程師的數(shù)量和質(zhì)量，根據(jù)“走新型工業(yè)化道路”和“建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家”的戰(zhàn)略目標(biāo)要求，教育部于2009 年提出實(shí)行“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”。它的主要內(nèi)容是借鑒世界先進(jìn)國(guó)家高等工程教育的成功經(jīng)驗(yàn)，創(chuàng)建具有中國(guó)特色的工程教育模式，通過(guò)教育同行業(yè)、高校和企業(yè)的密切合作，以實(shí)際工程為背景，以工程技術(shù)為主線，著力提高學(xué)生的工程意識(shí)、工程素質(zhì)和工程實(shí)踐能力，培養(yǎng)出一大批創(chuàng)新型工程師?！白吭接?jì)劃”旨在培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強(qiáng)、適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要的高質(zhì)量各類(lèi)型工程技術(shù)人才[1]。

1.2 協(xié)同創(chuàng)新理念

2011 年4 月在清華大學(xué)百年校慶大會(huì)上，胡錦濤總書(shū)記從建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家的戰(zhàn)略高度出發(fā)，明確指出高校要積極推動(dòng)協(xié)同創(chuàng)新，鼓勵(lì)高校通過(guò)體制機(jī)制創(chuàng)新和政策項(xiàng)目引導(dǎo)，同科研機(jī)構(gòu)、企業(yè)開(kāi)展深度合作，建立協(xié)同創(chuàng)新的戰(zhàn)略聯(lián)盟，促進(jìn)資源共享。《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020 年）》和《教育部關(guān)于全面提高高等教育質(zhì)量的若干意見(jiàn)》都作出了積極推動(dòng)協(xié)同創(chuàng)新的戰(zhàn)略部署。2011 年10 月20日，11所行業(yè)特色型大學(xué)在京宣告組建北京高科大學(xué)聯(lián)盟，探索建立校校協(xié)同的新模式。這種新模式有3種特色：1）能夠充分發(fā)揮行業(yè)特色優(yōu)勢(shì)和地域優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)資源共享、協(xié)調(diào)合作，有利于工程技術(shù)拔尖人才培養(yǎng)的協(xié)同創(chuàng)新。2）能依托優(yōu)勢(shì)學(xué)科群，建立“開(kāi)放、集成、高效”的協(xié)同創(chuàng)新機(jī)制，共同承擔(dān)大型科技攻關(guān)項(xiàng)目，充分釋放人才、資本、信息、技術(shù)等創(chuàng)新要素活力，在體制上取得新突破。3）能加強(qiáng)與國(guó)際教育集團(tuán)的合作，借鑒成熟經(jīng)驗(yàn)和模式，提高工程教育的國(guó)際化水平。

2 卓越工程師數(shù)學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)的現(xiàn)狀

“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”中要求本科層次的工程師要具有與工程相關(guān)的數(shù)學(xué)素養(yǎng)，能夠?qū)⒐こ虇?wèn)題轉(zhuǎn)為數(shù)學(xué)問(wèn)題，所以提高數(shù)學(xué)應(yīng)用能力對(duì)卓越工程師的培養(yǎng)來(lái)說(shuō)，是必不可少的。目前，針對(duì)數(shù)學(xué)的教學(xué)，一些高校已經(jīng)從許多方面對(duì)數(shù)學(xué)應(yīng)用能力進(jìn)行研究，并取得了一些重要的成果，但還存在一些問(wèn)題[2]。

2.1 數(shù)學(xué)教學(xué)理念落后

我國(guó)高等教育都注重于知識(shí)傳授，特別是數(shù)學(xué)這樣的理論課程，更是如此，往往將知識(shí)的傳授置于教學(xué)的中心，忽視將數(shù)學(xué)知識(shí)應(yīng)用到工程的實(shí)踐能力及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)；而且不論哪個(gè)專(zhuān)業(yè)的數(shù)學(xué)課程都是一個(gè)講法，缺乏針對(duì)性和復(fù)合性。此外，對(duì)于數(shù)學(xué)知識(shí)的考核內(nèi)容也是以知識(shí)點(diǎn)的考核為主，缺少實(shí)踐能力的考核。

2.2 缺乏相應(yīng)的協(xié)同創(chuàng)新型數(shù)學(xué)課程建設(shè)

我國(guó)高校主要是按學(xué)科劃分專(zhuān)業(yè)，按專(zhuān)業(yè)設(shè)置課程，課程設(shè)置又僅僅為專(zhuān)業(yè)服務(wù)，使得專(zhuān)業(yè)教學(xué)計(jì)劃和課程體系呈現(xiàn)較強(qiáng)的剛性和高度的單一性，彈性較弱，復(fù)合性和多樣性欠缺，目前，還沒(méi)有高校內(nèi)部協(xié)同創(chuàng)新數(shù)學(xué)課程建設(shè)，不能為學(xué)生提供跨學(xué)科的數(shù)學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)。

2.3 數(shù)學(xué)教學(xué)缺乏理論聯(lián)系實(shí)踐的途徑

大學(xué)外部的協(xié)同創(chuàng)新是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力的重要途徑。但是目前，我們還是“以教師為中心”、“以課堂為中心”、“以教材為中心”的封閉式課程教學(xué)模式，課堂教學(xué)多，課外活動(dòng)少；校內(nèi)教學(xué)多，校外實(shí)踐少。校企聯(lián)合培養(yǎng)的方式不多，缺乏產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的教育平臺(tái)。

2.4 缺乏合乎培養(yǎng)目標(biāo)的評(píng)價(jià)與激勵(lì)機(jī)制

在一般的高校教育的環(huán)境中，主要是在一所高校內(nèi)，甚至是一個(gè)學(xué)科系內(nèi)進(jìn)行評(píng)價(jià)，許多東西都容易量化。而在協(xié)同創(chuàng)新的機(jī)制下，出現(xiàn)了校際聯(lián)合，校企聯(lián)合等等聯(lián)合教學(xué)型式，如何在這種情況下去正確的評(píng)價(jià)教學(xué)效果是一片空白。

3 培養(yǎng)卓越工程師的數(shù)學(xué)課程體系與數(shù)學(xué)教學(xué)的改進(jìn)

在協(xié)同創(chuàng)新人才培養(yǎng)理念下，需要積極改進(jìn)卓越工程師的數(shù)學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)方式，要做一些發(fā)揮學(xué)校內(nèi)外的特色專(zhuān)業(yè)，優(yōu)勢(shì)結(jié)合的協(xié)調(diào)創(chuàng)新嘗試。具體而言，筆者認(rèn)為可以從以下幾個(gè)方面入手；

3.1 協(xié)同創(chuàng)新理念下數(shù)學(xué)課程體系的改進(jìn)

1）發(fā)揮各高等學(xué)校有不同的優(yōu)勢(shì)學(xué)科特點(diǎn)，尋找數(shù)學(xué)與工程技術(shù)的結(jié)合點(diǎn)，共同探討整合數(shù)學(xué)與工程技術(shù)的理論知識(shí)。例如，可以將電子信息與通信工程專(zhuān)業(yè)的3 門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程——信號(hào)與系統(tǒng)、數(shù)字信號(hào)處理和自動(dòng)控制原理（總學(xué)時(shí)144，學(xué)分9.5），整合重組為一門(mén)課程——信號(hào)、系統(tǒng)與信號(hào)處理（學(xué)時(shí)90，學(xué)分6）。整合主體可以由不同高校的具有數(shù)學(xué)和工程技術(shù)優(yōu)勢(shì)的學(xué)科系負(fù)責(zé)，同時(shí)邀請(qǐng)具有工程技術(shù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的工程師參加。新課程內(nèi)容的選擇應(yīng)面向工程實(shí)際問(wèn)題，結(jié)合工程領(lǐng)域當(dāng)前和未來(lái)的需要[3]。

2）以實(shí)際問(wèn)題為導(dǎo)向，把計(jì)算方法、數(shù)學(xué)建模、數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)等課程，與工程技術(shù)典型案例結(jié)合起來(lái)組織課程，象這樣的課程可以邀請(qǐng)具有豐富經(jīng)驗(yàn)的工程師來(lái)講授。以實(shí)踐中的工程技術(shù)典型案例為基礎(chǔ),指導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)自己尋找解決問(wèn)題的思路和方法,使學(xué)生真正領(lǐng)會(huì)數(shù)學(xué)概念的精神實(shí)質(zhì),知道數(shù)學(xué)理論的來(lái)龍去脈,學(xué)會(huì)數(shù)學(xué)的思想方法和應(yīng)用,達(dá)到解決問(wèn)題的目的,培養(yǎng)數(shù)學(xué)應(yīng)用能力。

3）構(gòu)建協(xié)同創(chuàng)新的新模式與新機(jī)制，形成有利于協(xié)同創(chuàng)新的文化氛圍。大力開(kāi)展校企合作，通過(guò)聯(lián)合共建實(shí)驗(yàn)室、共建實(shí)踐創(chuàng)新基地、開(kāi)展基于項(xiàng)目的合作、建立戰(zhàn)略聯(lián)盟等形式，建立基于產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的教育平臺(tái)。通過(guò)以上3 方面的改進(jìn)，尋求適合學(xué)校特色的新型協(xié)同創(chuàng)新數(shù)學(xué)課程體系。

3.2 協(xié)同創(chuàng)新理念下數(shù)學(xué)的教學(xué)改革

1）改革教學(xué)內(nèi)容。每個(gè)高校都擁有自身獨(dú)特的人才培養(yǎng)優(yōu)勢(shì)和條件，卓越工程師人才培養(yǎng)最優(yōu)資源分別掌握在不同的高校手中，任何一個(gè)高校都不能夠有效掌握創(chuàng)新人才培養(yǎng)所需要的全部資源，必須依靠其他的高校提供支持，形成協(xié)同效應(yīng)，共同達(dá)成人才培養(yǎng)目標(biāo)?；凇白吭焦こ處煛迸囵B(yǎng)要求，對(duì)工科數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容的修訂，更加滿足卓越工程師對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的需求。

2）以工程任務(wù)為切入點(diǎn)，采用工程任務(wù)驅(qū)動(dòng)的教學(xué)模式。構(gòu)建學(xué)校與企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)工程創(chuàng)新人才新機(jī)制，設(shè)立實(shí)踐課，組織學(xué)生去企業(yè)參加實(shí)際項(xiàng)目的研究?！白吭焦こ處熍囵B(yǎng)計(jì)劃”,突出了一個(gè)關(guān)鍵詞——實(shí)踐。實(shí)踐是高等教育人才培養(yǎng)過(guò)程中的重要環(huán)節(jié),能力來(lái)源于實(shí)踐,素質(zhì)更需要在實(shí)踐中養(yǎng)成。多組織課外實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)，例如實(shí)踐教學(xué)第2課堂、大學(xué)生課外科研訓(xùn)練計(jì)劃(URT)和大學(xué)生科技活動(dòng),與課內(nèi)實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)緊密結(jié)合,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。

3.3 建立相應(yīng)的評(píng)價(jià)與激勵(lì)機(jī)制

在協(xié)同創(chuàng)新機(jī)制下，教育資源都在重新優(yōu)化配置，卓越工程師的培養(yǎng)過(guò)程涉及不同高校和企業(yè)，比較復(fù)雜，所以原有的評(píng)價(jià)機(jī)制已經(jīng)不能適應(yīng)新的形勢(shì)。各協(xié)同創(chuàng)新和聯(lián)盟高校，需要共同建立一套科學(xué)的評(píng)價(jià)與激勵(lì)機(jī)制，而且評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)和激勵(lì)的標(biāo)準(zhǔn)都應(yīng)該隨著培養(yǎng)目標(biāo)的改變而改變。比如卓越工程師的培養(yǎng)注重創(chuàng)新能力，實(shí)踐能力的培養(yǎng)，因此，就可以將對(duì)教師的評(píng)聘與考核從側(cè)重評(píng)價(jià)其理論研究和發(fā)表論文，轉(zhuǎn)向評(píng)價(jià)教師培養(yǎng)“大學(xué)生實(shí)踐能力和科技創(chuàng)新能力”的過(guò)程與創(chuàng)新成果等方面，如采用定性評(píng)價(jià)法、定量評(píng)價(jià)法等。

[1] 宋佩維.卓越工程師創(chuàng)新能力培養(yǎng)的思路與途徑[J].中國(guó)電力教育,2011(7)：41-43.

[2] 于海波.實(shí)施“工程任務(wù)課程化”，探索高等數(shù)學(xué)的教學(xué)模式[J].華章,2011(27)：46-47.

[3] 林健.面向“卓越工程師培養(yǎng)”的課程體系和教學(xué)內(nèi)容改革[J].高等工程教育研究,2011(5)：20-22.