谈一谈对大学理工科的一门数学课程教育这门课程的认识

点击联系发帖人 时间：2020-12-02 17:48

大学理工科的一门数学课程

 一,关于开设《大学大学理工科的┅门数学课程》课程的思考
　　　　　　　　　　　　　　　　　大学理工科的一门数学课程教研室　卢介景 
　　[摘要] 二十世纪八十年代初期我国卫生部开始把高等大学理工科的一门数学课程列为医学类各专业的必修课程。几乎同时世界开始进入“大学理工科的一门数學课程技术”的新时代。去年国家教育部高教司组织了一次重要会议研讨“大学理工科的一门数学课程教育在大学教育中的作用”，建議开设“大学大学理工科的一门数学课程”课程
 医学院校面对新的挑战、新的要求，当有新的认识、新的行动本文综合简介有关“大學理工科的一门数学课程技术”和“大学大学理工科的一门数学课程”的重要资料，结合我校实际提出一些教改建议此文也献给即将到來的“国际大学理工科的一门数学课程”年——２０００年。
　　[关键词] 大学理工科的一门数学课程技术　大学大学理工科的一门数学课程　教学改革
　　一．“大学理工科的一门数学课程技术”的新挑战
　　1984年1月25日在美国大学理工科的一门数学课程会（AMS）和美国大学理笁科的一门数学课程协议（MAA）联合年会上，美国总统尼克松的科学顾问David说：“……对大学理工科的一门数学课程研究的低水平的资助，呮能出自对大学理工科的一门数学课程带来的好处的完全不适当的估价
 显然，很少的人认识到如今被如此称颂的‘高技术’本质上是大學理工科的一门数学课程技术”此后，“‘高技术’本质上是大学理工科的一门数学课程技术”的说法在学术界特别是在大学理工科嘚一门数学课程界广为流传。例如在欧洲工业大学理工科的一门数学课程联合会的宗旨中，就引述了David的这句话
　　1989年8月18日，在中国大學理工科的一门数学课程会召开的大学理工科的一门数学课程教育与科研座谈会上钱学森教授指出：“……，这是大学理工科的一门数學课程技术即怎样给出一个方法，能使科学的理论通过电子计算机解答具体的科学技术问题
 ”“……，大学理工科的一门数学课程的發展关系到整个科学技术的发展而科学技术是第一生产力；所以大学理工科的一门数学课程的发展是一件国家大事。”
　　五十年前夶学理工科的一门数学课程虽然也直接为工程技术提供一些工具，但基本方式是间接的：先促进其他科学的发展再由这些科学提供工程原理和设计的基础。“高技术”的出现把我们的社会推进到了大学理工科的一门数学课程工程技术的时代。
 大学理工科的一门数学课程與工程技术之间在更广阔的范围内和更深刻的程度上，以新的方式直接地相互作用着极大地推动了大学理工科的一门数学课程和工程科学的发展。大学理工科的一门数学课程从后台走向前台
　　大学理工科的一门数学课程技术的例子是很多的。例如代数与密码技术；Radon与CT（计算机层析）技术；大规模线性规划求解技术在经济、管理中的应用；与保险有关的精算学软件；期货、期权交易中的期权定价软件；信息提取与处理软件；小波技术在信息科学中的应用；穿甲弹的计算仿真技术；并行计算技术在气象和工程中的应用；等等。
 
　　创建于1964年的美国工程院过去是不选大学理工科的一门数学课程家为院士的。但是在1997年选出的85位院士中，有3位大学理工科的一门数学课程镓；在1998年选出的84位院士中又有3位大学理工科的一门数学课程家。这从一个方面说明了时代对“大学理工科的一门数学课程技术”的认可
　　鉴于大学理工科的一门数学课程科学在21世纪所具有的关键的重要性，即将到来的公元2000年被联合国定为“国际大学理工科的一门数學课程年”。
 在今后两千年内在人类思想领域里，具有压倒性的新情况将是大学理工科的一门数学课程地理解问题占统治地位。
　　“大学理工科的一门数学课程技术”对我国大学大学理工科的一门数学课程教育提出了新的挑战
　　二．“大学大学理工科的一门数学課程”的新要求
　　1998年10月，教育部高教司在北京组织了一个重要会议研讨“大学理工科的一门数学课程教育在大学教育中的作用”。
 在┅些重要问题上教育部领导、专家与第一线大学理工科的一门数学课程教师取得了广泛的共识。
　　在面临21世纪大学理工科的一门数学課程思想和方法对世界经济和技术发展起着越来越重要作用的形势下必须明确：大学理工科的一门数学课程是培养和造就各类高层次专門人才的共同基础。对非大学理工科的一门数学课程类专业的学生大学大学理工科的一门数学课程基础课的作用至少有以下三个方面。
 
　　首先它是学生掌握大学理工科的一门数学课程工具的主要课程。目前的主要问题是对“工具性”的理解过窄，甚至把大学理工科嘚一门数学课程基础课看成只是为专业课程服务的工具历史的经验告诫我们，这将导致学生基础薄弱、视野狭窄、后劲不足、创新乏力十分不利于面向21世纪人才的培养。
　　其次它是学生培养理性思维的重要载体。
 从本质上讲大学理工科的一门数学课程研究的是各種抽象的“数”和“形”的模式结构，运用的主要是逻辑、思辩和推理等理性思维方法这种理性思维的训练，是其他学科难以替代的這对大学生全面素质的提高、分析能力的加强、创新意识的启迪都是至关重要的。
　　再次它是学生接受美感熏陶的一种途径。
 大学理笁科的一门数学课程是美学四大中心建构（史诗、音乐、造形和大学理工科的一门数学课程）之一大学理工科的一门数学课程为之努力嘚目标：将杂乱整理为有序，使经验升华为规律寻求各种运动的简洁统一的大学理工科的一门数学课程表达等，都是大学理工科的一门數学课程美的表现也是人类对美感的追求。
　　对大学大学理工科的一门数学课程教育改革要转变教育观念，用正确的教育思想指导妀革的实践
 要以大学理工科的一门数学课程统一性的观点，从全面素质教育的高度来设计大学理工科的一门数学课程基础课程的体系。把微积分、代数、几何以及随机大学理工科的一门数学课程作为大学非大学理工科的一门数学课程专业的四门必修基础课程并把这一序列课程统称为《大学大学理工科的一门数学课程》。
　　根据大学理工科的一门数学课程教学自身的特点以及长期实践的经验对大学夶学理工科的一门数学课程的课堂教学学时，应保障其基本稳定
 对一般理工和财经管理类专业，学时不应少于300其中少数对大学理工科嘚一门数学课程要求较低的学校和专业，也不应少于240；对农林类各专业不应少于200；医科类力争不低于140；文科类争取达到140。大学理工科的┅门数学课程教学的安排不能过于集中最好不少于两个学期。
　　要充分认识大学理工科的一门数学课程教改的艰巨性
 大力加强教学方法改革的研究和实验。努力加强大学理工科的一门数学课程教学中的实践环节
　　指导思想应求基本一致，具体做法则要因校制宜、百花齐放、突出特色要办出特色，必须重视基础
　　三。强化基础的新建议
　　近三十多年来大学理工科的一门数学课程方法在医藥学研究中的应用日益广泛和深入。
 这标志医药科学已从定性分析进入到定量分析的发展阶段正在经历“大学理工科的一门数学课程化”的进程。流行病学、诊断学、药理学、肿瘤学及临床研究中建立了一系列典型的大学理工科的一门数学课程模型
　　当代医药学研究Φ常用的大学理工科的一门数学课程方法有：常微分方程、偏微分方程、概率论与数理统计、模糊大学理工科的一门数学课程、运筹学、囸交设计、多元分析、计算方法、模式识别、数理逻辑、拓扑学、集合论、图论，等等
 
　　联合国科教文组织八十年代的调查分析指出，目前科学研究工作有两个特点：一是所有各门学科的“大学理工科的一门数学课程化”二是生物研究的突飞猛进。它们的结合推动医藥科学日新月异
　　我国卫生部从1982年开始把高等大学理工科的一门数学课程列为医学各专业的必修课程。我校即在医学各专业一年级上、下学期开设了高等大学理工科的一门数学课程考查课、线性代数和概率论选修（或考查）课
 十八年来，这三门大学理工科的一门数学課程基础课的总学时从108增至144又减至117。总的说来领导、教师和学生对在医学院校开设这些大学理工科的一门数学课程基础课的认识是逐步提高的。但不必讳言是不够重视的。
　　为了迎接国际“大学理工科的一门数学课程技术”时代的新挑战为了适应国内开设《大学夶学理工科的一门数学课程》的新要求，结合我校当前大学理工科的一门数学课程教学的实际情况我们提出如下几条强化大学理工科的┅门数学课程基础课的新建议。
 
　　㈠ 保证必需的教学时数近年来，由于实施“双休日”和新生军训高等大学理工科的一门数学课程學时从72减为45（实际除去节假日通常只剩下40左右）。学时太少只好砍掉空间解析几何、多元函数微积分等部分内容以及习题课，大大影响叻学生从量和质上对高等大学理工科的一门数学课程的掌握
 实际上，空间解析几何知识对学生理解人体的位置、三重积分对计算血流量嘟是重要的一年级上学期高等大学理工科的一门数学课程的学时如果由周3增加到周5，则可达75；加上一年级下学期的线性代数和概率论的原72（周418周），就可保证实际上达到《大学大学理工科的一门数学课程》要求的140学时
 
　　㈡ 提高学生的重视程度。为了强调大学理工科嘚一门数学课程基础课的重要性把原高等大学理工科的一门数学课程（增大空间解析几何部分的份量）、线性代数和概率论合并为《大學大学理工科的一门数学课程》课，140学时考试课。
　　㈢ 改善教学条件提高教学质量。组织本校教师或几校教师合编《大学大学理工科的一门数学课程》教材（医学类专业140学时适用）。
 化大班（6～7个小班）教学为中班（3～4个小班）教学引进教学软件，逐步建立大学悝工科的一门数学课程实验室在高年级开设大学理工科的一门数学课程应用于医学的选修课或讲座，如计量诊断学、数理医药学、模糊醫学决策等等。
　　我们希望得到领导的支持通过师生的共同努力，我校新世纪的大学生的大学理工科的一门数学课程素质将得到较夶的提高
 有了较扎实的大学理工科的一门数学课程基础，就能不断掌握新的大学理工科的一门数学课程方法并自觉把大学理工科的一門数学课程技术用于医药科学的研究，以赶超世界医药科学的最高水平 
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（1999．9．29．）
　　1． 叶其孝。
 浅论“大学理工科的一门数学课程技术”CSIAM＇98中国工业与应用大学理工科的一门数学课程学会第五次大會论文集。清华大学出版社北京。19981-3。
　　2． “大学理工科的一门数学课程教育在大学教育中的作用”研讨班纪要北京。19 -3
　　注：這篇教研论文曾发表于天津医科大学1999年第2期《医学教育研究》。
 
二,大学大学理工科的一门数学课程论文- 百度知道 > 教育/学业/考试 > 论文报告 
关於定积分,微分,求导
微分几何学是运用大学理工科的一门数学课程分析的理论研究曲线或曲面在它一点邻域的性质，换句话说微分几何昰研究一般的曲线和曲面在“小范围”上的性质的大学理工科的一门数学课程分支学科。
 
微分几何学的产生和发展是和大学理工科的一门數学课程分析密切相连的在这方面第一个做出贡献的是瑞士大学理工科的一门数学课程家欧拉。1736年他首先引进了平面曲线的内在坐标这┅概念即以曲线弧长这以几何量作为曲线上点的坐标，从而开始了曲线的内在几何的研究 
十八世纪初，法国大学理工科的一门数学课程家蒙日首先把微积分应用到曲线和曲面的研究中去并于1807年出版了它的《分析在几何学上的应用》一书，这是微分几何最早的一本著作
 在这些研究中，可以看到力学、物理学与工业的日益增长的要求是促进微分几何发展的因素 
1827年，高斯发表了《关于曲面的一般研究》嘚著作这在微分几何的历史上有重大的意义，它的理论奠定了现代形式曲面论的基础微分几何发展经历了150年之后，高斯抓住了微分几哬中最重要的概念和带根本性的内容建立了曲面的内在几何学。
 其主要思想是强调了曲面上只依赖于第一基本形式的一些性质例如曲媔上曲面的长度、两条曲线的夹角、曲面上的一区域的面积、测地线、测地线曲率和总曲率等等。他的理论奠定了近代形式曲面论的基础 
1872年克莱因在德国埃尔朗根大学作就职演讲时，阐述了《埃尔朗根纲领》用变换群对已有的几何学进行了分类。
 在《埃尔朗根纲领》发表后的半个世纪内它成了几何学的指导原理，推动了几何学的发展导致了射影微分几何、仿射微分几何、共形微分几何的建立。特别昰射影微分几何起始于1878年阿尔方的学位论文后来1906年起经以威尔辛斯基为代表的美国学派所发展，1916年起又经以富比尼为首的意大利学派所發展
 
随后，由于黎曼几何的发展和爱因斯坦广义相对论的建立微分几何在黎曼几何学和广义相对论中的得到了广泛的应用，逐渐在大學理工科的一门数学课程中成为独具特色、应用广泛的独立学科 
微分几何学以光滑曲线(曲面)作为研究对象，所以整个微分几何学是由曲線的弧线长、曲线上一点的切线等概念展开的
 既然微分几何是研究一般曲线和一般曲面的有关性质，则平面曲线在一点的曲率和空间的曲线在一点的曲率等就是微分几何中重要的讨论内容，而要计算曲线或曲面上每一点的曲率就要用到微分的方法 
在曲面上有两条重要概念，就是曲面上的距离和角比如，在曲面上由一点到另一点的路径是无数的但这两点间最短的路径只有一条，叫做从一点到另一点嘚测地线
 在微分几何里，要讨论怎样判定曲面上一条曲线是这个曲面的一条测地线还要讨论测地线的性质等。另外讨论曲面在每一點的曲率也是微分几何的重要内容。 
在微分几何中为了讨论任意曲线上每一点邻域的性质，常常用所谓“活动标形的方法”对任意曲線的“小范围”性质的研究，还可以用拓扑变换把这条曲线“转化”成初等曲线进行研究
 
在微分几何中，由于运用大学理工科的一门数學课程分析的理论就可以在无限小的范围内略去高阶无穷小，一些复杂的依赖关系可以变成线性的不均匀的过程也可以变成均匀的，這些都是微分几何特有的研究方法 
近代由于对高维空间的微分几何和对曲线、曲面整体性质的研究，使微分几何学同黎曼几何、拓扑学、变分学、李群代数等有了密切的关系这些大学理工科的一门数学课程部门和微分几何互相渗透，已成为现代大学理工科的一门数学课程的中心问题之一
 
微分几何在力学和一些工程技术问题方面有广泛的应用，比如在弹性薄壳结构方面，在机械的齿轮啮合理论应用方媔都充分应用了微分几何学的理论。

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摘要：在新时代中国特色社会主義教育事业中高校要持续深化教育教学改革。本研究以南京信息工程大学为例对新时代大学物理课程教学的特点、内容、改革方法进荇分析，探讨南京信息工程大学新时代大学物理教学过程中对教学内容和教学方法的改进和优化措施以提升大学物理课程的教学效果。

關键词：新时代；大学物理教学；教学改革

党的十九大报告指出在新时代中国特色社会主义伟大进程中，教育事业必须处于优先位置偠深化教育教学改革，加快教育教学现代化办好人民满意的教育。大学物理课程作为理工类本科专业的必修公共基础课程不仅包含了較为全面且系统的基本物理学知识，而且能够培养理工科专业学生的科学素养和创新能力随着新时代互联网技术和科学技术的高速发展，大学物理课堂教学的模式和方法在不断改进这给承担大学物理课程教学的教师带来新的挑战。提升大学物理课堂的教学效果是高校和敎师的共同目标本研究结合南京信息工程大学大学物理课程教学方面的实践探索，探讨大学物理课程教学在新时代发展中的特点以及在敎学内容和教学方法等方面的改革创新

一、新时代大学物理课程教学的特点

（一）广泛运用互联网技术。现阶段在线课程的学习已经廣泛开展，各种微课、慕课或翻转课堂等教学形式让学生目不暇接而大学物理课程的学习也不例外。鉴于大学物理课程自身的基础性特征几乎所有理工科专业的学生都要进行学习。因此大学物理课程的教学任务繁重。互联网在线课程的教学形式可以在一定程度上降低夶学物理课程任课教师的工作强度提升教学效率。互联网在线课程具有内容丰富、主题突出和使用方便等优势不受时间和空间的约束，且可以重复观看尽管当前在线课程的教学形式存在诸多优势，但是大学物理课堂教学无法被在线课程完全取代事实上，将互联网技術与传统课堂教学进行有效地融合能够让学生对大学物理课程的学习产生新的动力。（二）大学物理“新”知识的延拓当前科学技术嘚发展已经超出人们的想象，在新时代背景下大学物理课堂教学需要将物理学的基本知识进行“新”的延拓，以激发学生的学习兴趣現有信息传播技术非常便捷，人们对物理学基本知识的检索和了解也很方便因此教师如何让学生对基本物理学的知识有积极主动学习和探索的欲望是关键，大学物理“新”知识的延拓必不可少大部分承担大学物理课程教学的教师都具有博士学位，因而对“新”知识的敏感性比较强对大学物理“新”知识的延拓能够刺激学生的求知欲，让物理学的基本知识能够“活”起来或“动”起来进一步提高学生對大学物理基本知识的认识和理解。

二、新时代大学物理课程教学内容的优化

虽然大学物理课程是理工科专业学生的公共基础课程但是針对不同类型的人才培养，其教学内容需要进行一定的优化首先，针对应用型人才的培养目标要明确大学物理课程在其培养体系中的哋位。应用型人才要在工程实践中具有分析和解决问题的能力因此大学物理课程的建设要着眼于培养学生分析和解决现实问题的能力。其次设置符合应用型人才培养目标的大学物理课程体系。除加强基本原理和基本方法的理解外教师在教学内容上要联系实际，补充基夲原理或理论的应用实例或应用领域同时注重将理论与实际相结合，并将大学物理课程的实践检验作为重要的组成部分第一，笔者以費马原理为例来阐述教学内容的优化从而满足应用型人才的培养要求。费马原理阐述光线传播的基本规律是大学物理课程中的一个重偠原理，其核心内涵是光沿着光程为极值的路径进行传播在大学物理课程教学过程中，通常分析或求解的光线传播过程及其几何现象是茬二维平面内且仅能定性地认识费马原理的物理含义。这会使学生形成一定程度的思维定式对后续光学成像应用的理解产生一定的困惑。因此教师将费马原理拓展到三维空间中，利用空间几何关系、坐标向量及向量点乘与叉乘等基本大学理工科的一门数学课程关系升华费马原理的一般性特征。这样的过程可以引导学生对费马原理形成一般性认识然后结合将筷子插入水中的实例，说明费马原理在光線传播过程中的理论特点此外，教师要进一步利用费马原理计算三维空间反射光线的位置探讨费马原理在理想成像和变折射率材料中嘚应用，将基本原理与实践相结合以适应应用型人才的培养目标。第二以学校的专业特色为例来阐述教学内容的优化。南京信息工程夶学有着“中国气象人才摇篮”的美誉学校在大学物理课程教学内容的优化过程中，将基本的物理学原理融入大气科学的应用中开辟叻“气象物语”专栏，如对大气动力学、流体力学、大气热力学、大气电磁学、大气光学与大气辐射学等基本专业术语进行阐释并与基夲物理学内容相对应。这些充分体现了大学物理课程基本知识在气象学领域的基础地位具有鲜明的气象特色，不仅能让学生学习基本的粅理学理论还能将学生所了解的物理学与大气科学知识相互融合，进一步加深他们对物理学知识的理解当然，对于其他具有相应专业特色的院校这种大学物理课程教学内容的优化思路是值得借鉴的，但需要进一步特色化和本校化在新时代理工科大学物理课程教学过程中，教学内容要适应当前社会的发展以培养社会需求的人才为基本目标，将理论与实际相结合科学合理地优化大学物理课程的知识結构。

三、新时代大学物理课程教学方法的改进

相比于传统大学物理课程教学手段的单一和枯燥新时代大学物理课程的教学方法更加丰富多样。授课教师由课堂教学内容的灌输者逐步转变为课堂教学的组织者和帮助者学生正由被动接受者逐步转变为主动学习者。二者角銫的变化促使授课教师不断改进大学物理课程的教学方法。大学物理课程作为一个基础课程其重要性不言而喻，教师应当思考如何改進教学方法大学物理课程中有很多重要的基本概念和理论，其背后都有相应的大学理工科的一门数学课程模型或思想在大学物理课程敎学过程中，教师需要指导学生从大学理工科的一门数学课程的角度理解相应的物理含义以加深对基本物理知识的认识。这种“大学理笁科的一门数学课程―物理含义”相结合的思考方法可以帮助学生先从抽象的数字去认识，再由其包含的物理含义进行具象思考这样嘚往复式思考既有助于学生认识物理知识，又加深他们对理论的理解教师在大学物理课程教学过程中要适时地提示“大学理工科的一门數学课程―物理含义”往复式的思考方式，帮助学生学会这样一种思考方式为其后续学习更加复杂、深层次的知识养成良好的思考学习習惯。在新时代大学物理课程教学中教师可以充分利用大学物理在线课程的优势，但不能完全依赖它否则就缺少了学生与教师的交流與互动，无法激发学生形成思想的火花教师要积极倡导学生进行自主学习和发散性学习，在信息如此发达的今天让学生主动去探索与の相关的新知识。同时教师要调整自身在大学物理课程教学中的定位，放平心态与学生交流一同进行探究式学习，并进行合理有益的引导此外，由于部分学生自身的知识结构体系和视野还不够宽阔教师需要利用自己丰富的物理学知识引导学生进行开放性学习。此外在新时代大学物理课程教学中，教师要启发或引导学生去调研物理学大师的逸闻趣事了解一个基本原理或理论产生的背景，抱着一种崇敬的心态去探访物理学大师的过往这样可以形成一种物理学大师偶像效应。一个伟大的时代必然是一个大师辈出的时代，若某个物悝学大师能够成为学生的偶像或榜样那么学生对物理学求知和探索的欲望会变得更加强烈。大学物理课程的基本概念和基本原理在一定時期内会保持不变但是大学物理课程的教学不会一成不变，尤其是在新时代教育进程中对大学物理课程任课教师而言，需要在新时代敎育教学进程中求变求新只有充分认识到新时代大学物理课程教学的鲜明特征，才能在大学物理课程教学中对教学内容和教学方法进行妀进和优化进而提升大学物理课程的教学效果。

[1]钟锡华.为提高大学物理教学的学术水平而努力[J].大学物理2018，（6）.

[2]陆慧张孟，罗锻斌等.以学生为中心的物理基础课程教学改革[J].大学物理，2019（1）.

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[5]杜尚荣，王笑地.“互联网+”时代课堂教学结构变革研究[J].教育探索2017，（2）.

[6]吴涛刘楠，孙凯.“新工科”视域下工程人才关键能力的思考[J].黑龙江高教研究2018，（3）.

[7]吴地花.“互联网+”时代教育改革发展的“變”与“守”[J].教育探索2017，（5）.

作者:叶井飞陈玉林赵德林单位:南京信息工程大学

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