摘要：本文针对工科学生科学计算能力培养就工程计算方法这门课程提出了理论、实验与实践相结合，鼓励学生参加数学建模比赛，利用项目进行目标驱动以提高其学习主观能动性的一种新的教学培养模式。

关键词：科学计算能力；数学建模；项目驱动

1.引言

当今社会日新月异，让生于新中国，长在新时代的莘莘学子能够跟上社会发展的步伐，为人类社会前进的“一小步”添砖加瓦，是高校教育工作者在不断为之奋斗的目标。工程计算方法或者数值分析，则是许多高校为了培养学生利用计算工具解决实际问题的能力而开设的一门基础课，其侧重于科学计算能力。科学计算能力，是综合计算软件的掌握、数学模型的建立、计算方法的选择、运算程序的编写以及运算结果的分析等各个方面的综合能力[1]，是二十一世纪各行各业发展不可或缺的一类基本素质。因此，工程计算方法这门课程，作为数学理论与实际应用之间的桥梁，也是对于前期所学编程课程的真正落地，在学生整个大学阶段中起到了承上启下的作用。为了更好地掌握工程计算相关知识并融会贯通、学以致用，在教学中增加理论与实践的结合必不可少。

2.现状分析

2.1 生源条件较差

我校作为西南地区的一所综合性大学，人才培养目标定位为高素质应用型人才。从招生情况来看，存在大部分学生入学基础不够坚实、入学后学习主观能动性较差以及学习方法效率较低等问题，导致数学基础夯实不够、程序设计基础薄弱的情形出现。如何结合我校学生现实情况，合理选择教学方法及教学手段，因“材”施教十分必要。

2.2 从“学”到“用”缺乏链接

传统的工程计算方法教学内容过于偏重理论体系的严密性，偏重算法的数学适定性分析，缺乏对算法的实现和数值实验的重视，导致学生的科学计算应用能力不强，使得学生只会应试，无法将所学到的知识与实践中的具体问题相结合。另外，课程教师也相对缺乏指导学生参与数学建模比赛的经验，授课过程中无法准确结合实际工程问题针对性教学，这也是导致拥有扎实数学功底的学生面对实际问题依旧不知所措现象发生的重要原因。

2.3 课程重要性与课时不匹配

在目前教育改革推动下，高等教育新添加了部分通识课和实践课程，在总学分不变甚至缩减的情况下，势必导致专业课程的课时相对减少。以我校为例，近年来工程计算方法这门专业基础课是2.5学分，40学时，包含30学时理论课和10学时的实验课，1学时45分钟。而就计算方法这门课程而言，要完成其为各工科专业高素质应用型人才培养提供优质数学支撑的课程目标，其理论教学至少需要54学时，实验教学往往需要另加课时或另行安排集中实践[2]。

3.教学改革手段

3.1科学设计理论教学内容

结合学生实际情况，从现有数学基础出发，结合工程实践具体所需，对课程所涉及每一章节各个知识点需要实现的课程目标（“掌握”、“应用”、“理解”及“熟悉”）进行严格区分以编写教学大纲。针对不同课程目标，通过调整课堂讲授时长、课外实践方式以及考核分数占比等多种方式实现学生科学计算能力的综合提升。举例来说，对于属于“掌握”程度的知识点来说，是要求所有学生必须“学”且“会”的内容，在课堂上应该增加相应内容的讲授课时，同时课内课外也需加强相应知识点与实验实践环节的关联；在不同考核阶段通过增加该知识点的分数占比以提高同学重视程度从而达到课程目标。

3.2从问题出发，激发学习主观能动性

目前高校数学类课程多侧重于知识体系搭建以及定理证明，内容十分晦涩难懂，部分学生无法建立其于现实问题的链接，造成学生学习积极性的降低[3]。如果能够在工程计算方法这门课程学习的同时，增设一门数学建模的实践课程[4]，在实践课程中引入工程案例，在工程计算方法课堂上寻找问题解决方案，获得解决手段，激发学生学习的兴趣，才能够更好地为学生提供源源不断的学习动力。

3.3鼓励学生参加建模大赛，增加课程实践教学时长

在实践课程之外，鼓励选课学生组队参加各类地区及全国性的建模大赛，通过项目、目标驱动的方式提高其学习积极性以及目的性。从结果导向来看，学生通过参与建模大赛能够增加课程有效的课外实践时长，弥补了目前培养方案里相关课程课时不足的一大问题。同时，不管是否能取得容易，学生都能够通过参与比赛的过程获得成就感以及对所学知识的认同感，这是在课堂内无法取得的学习“绩效”。

4.结论

在工程计算方法课程的教学过程中融入工程案例以及数学建模的思想十分必要，同时鼓励学生参与各类建模比赛，用项目目标驱动的方式带动学习积极性进行正向反馈，是一种友谊的改革尝试。在该模式的实践运作中，需要授课老师对理论授课内容、实验环节设计、课程实践内容等方面结合最新数学建模比赛题目进行不断优化，使学生能够更加专注理论知识的学习，更好的学以致用从而突出课程实践应用的意义，整体提高学生对课程知识点的掌握程度以及数学建模的能力，改善教学质量。

参考文献：

[1]Yali He， Chunfeng Liu and Aimin Yang， Research for Numerical Calculation Teaching Pattern Based on the Training of the Engineering Student Science Computing Power[C].Economic， Education and Management， 2011， pp 236-238.

[2]傅守忠，令锋，孔丽英，夏艳，王肖义，张会琴.应用型本科院校数值分析教学改革与课程思政[J].肇庆学院学报，2022，43（2）：6-9.

[3]张健.将数学建模思想融入数值分析课堂的探讨[J].中国电力教育，2012，17：70-71.

[4]王建云，田智鲲，张发明，赵育林.数学建模思想融入数值分析课程的改革与实践[J].当代教育理论与实践，2018，10（6）：50-53.

基金项目：1.教育部产学合作协同育人项目“新工科背景下基于数学建模的《工程计算方法》教学改革研究”（220601042080346）2. 成都大学实验教学研究与改革项目“科教融合背景下电子类人才培养模式研究与实践”（cdsyjg2022019）