《水利数学》指导下的水利专业工程数学教学改革研究

王辉宇

工程数学是水利专业所开设的基础数学课程，其中包括离散数学、数值计算方法、数学物理方程等各类工程数学课程。这些数学课程是水利专业学生必须掌握的数学基础，是后续水利专业课程学习必备的基础条件。工程数学是较为传统的基础课程，教学重点在于教授学生数学理论知识与解题技能。在社会急剧变化的环境下，传统的工程数学教学已经满足不了社会对水利工程人才的需求，水利工程设计、建设模式与技术都出现了巨大的改变。因此，水利专业工程数学教学亟须改革，需要实现水利专业学生在掌握基础数学原理的情况下掌握计算机模拟技能、数学建模技能，且注重數学实践能力的培养，以推动水利专业学生综合数学思想的形成。《水利数学》是基于水利工程数学课程标准所编著的，该书针对水利专业的人才培养目标以及水利行业对水利人才的培育需求，选择了13个具有代表性的学习项目。该书所涉及的每一个学习项目都有相应的水利工程案例，同时融入了数学文化和数学计算软件的内容，是培育水利专业人才数学综合素养的重要书籍。

在我国水利行业快速发展的背景下，水利专业对工程数学课程的要求不断提升，更加关注培养水利专业学生的数学素养与数学应用能力。基于此，必须结合当前水利行业的人才需求与工程数学教学目标来开展工程数学教学改革，力求为水利专业人才培养提供坚实的保障。结合《水利数学》一书以及当前水利专业工程数学的教学情况，笔者认为可以从以下几个方面入手进行工程数学教学改革：第一，改革水利专业工程数学教学理念。工程数学的学习不仅涉及基础数学概念，同时还要学习工程数学内在思想与方法，只有掌握工程数学的精髓才能够满足水利专业的需求。基于此，必须改革水利专业工程数学教学理念。一是要重视教学质量，将教学质量作为工程数学教学的重点，注重提升工程数学教学质量与效果，将培养水利专业学生综合素养贯穿于工程教学的全过程;二是要建立以学生为主体的教学意识，将数学素养培育与工程实践能力作为工程数学教学的出发点，灵活运用现代教育技术与多元化教学方法激发学生主观能动性，引导水利专业学生利用数学思维来分析事物的本质;三是要建立以学为主的教学理念，始终以学生为核心开展工程数学教学，重点讲解工程数学中的核心内容，淡化计算技巧的训练，适当添加水利工程应用实例，力求奠定学生数学基础。第二，改革水利专业工程数学教学内容。针对当前水利专业工程数学教材过于注重整体性而实用性不高的情况，从培养水利专业学生综合素质入手，根据水利专业学生必须具备的数学基础能力与创新素养的要求，对水利专业工程数学内容进行改革。水利专业的人才培养目标为培养现代水利行业所需的高素质、高技能人才，因此工程数学教学内容方面需要实现数学应用能力培养与专业课程相结合，始终坚持实用性原则，根据水利专业学生的实际情况与专业要求来组织工程数学教学内容。如水利工程专业学生学习导数、积分、线性代数、水利管理专业学生学习概率、数值计算等。第三，改革水利专业工程数学实践教学。水利专业工程数学实践教学历来是教学的重点难点，为了进一步满足现代水利工程发展对水利人才的综合需求，需要针对工程数学实践教学进行改革，让数学实践可以与水利专业知识结合得更加紧密。如在《复变函数与积分变换》课程中适当增加快速Fourier变换、Mat Lab函数变换等;在《数学物理方程》的教学过程中，不仅要教授基础的数学物理计算技能，还需要介绍Mat Lab中偏微分方程工具箱的使用方法，且应用于实际问题的处理中。这样才能够让水利专业学生形成数学建模到模型解答的全过程体验，掌握现代计算技术与数学之间的密切关系。通过水利专业工程数学实践教学的改革，能够强化水利专业学生数学应用意识，提升水利专业学生的数学应用能力，使得水利工程数学教学更加符合水利工程人才培养的实际需求。第四，改革水利专业工程数学教学评价方式。水利专业工程数学教学评价是针对教师教学与学生学习情况进行评价的过程，水利专业工程数学改革要转变以往单一的评价方式，运用量化评价与定性评价方式。在对教师教学情况的评价过程中，可以运用学生评价、同行评价、专家评价以及领导评价等方式;在对学生学习情况进行评价的过程中，可以运用量化评价与定性评价相结合的方式。量化评价方面不将学生的考试成绩作为唯一评价标准，而是综合日常学习情况与考试成绩来对学生的课程学习情况进行评分;定性评价则是根据每一位学生的实际情况，考察学生的出席情况、课堂纪律、学习态度、进步情况等，结合学生课堂参与度、学习主动性、创新思维等，运用描述性语言进行评价，灵活运用正面、积极的评价方式对学生的努力予以肯定，以激发学生的学习兴趣与欲望。