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摘要：数理基础课程是卓越人才培养的重点课程，“卓越计划”对数理基础课程教学提出了更高要求。本文介绍了在数理基础课程的教学方法方面所作的努力，“案例式”、“问题驱动式”、“专题讨论式”和“实例驱动式”教学方法的应用；案例库的建立；网络的充分利用及大学物理实验课效率的提高等。
关键词：数理基础课程；“卓越计划”；教学方法；改革
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）37-0162-03
2010年6月，我国教育部启动了“卓越工程师教育培养计划”，计划用10年时间，培养一百万以上高质量各专业工程技术人才，为建设创新型国家、全面实现现代化奠定人力资源优势。2011年9月，我校启动了“建筑类”、“土建类”和“计算机类”三个专业的“卓越工程师教育培养计划”。数理基础课程（包括高等数学、大学物理和大学物理实验）是卓越人才培养的重点课程，“卓越计划”对数理基础课程教学提出了更高要求。以往的数理基础课程的知识体系、教学方法和考核方式已不能适应“卓越计划”人才培养目标，主要表现在：①针对不同专业，课程内容变化不大，知识体系单一，不能体现各专业的不同需求；②教学方法简单，课堂教学枯燥；③教学计划及大纲要求过死，不能针对各专业的不同需求进行相应教学；④考核方法和手段过于死板，不利于促进学生的平时积累；⑤教学中缺乏应用能力的训练。因此，我们必须根据“卓越计划”的要求，对数理基础课的知识体系、教学思路、课程目标、讲授内容、教学方法、实验教学、考核方式等进行优化设计，提高数理基础课程的教学质量，着重培养学生的实际应用能力。本文介绍了我们在数理基础课程的教学方法方面所作的努力，希望能在广大同行中推广。
一、根据教学内容制定各部分教学方法
我校2012级卓越班共有3个专业——“建筑类”、“土建类”和“计算机类”，我们深入到各个专业所在的院系，召开专业任课教师座谈会，听取他们的意见，然后给每位教师发问卷，详细了解他们对数理基础课程各部分内容的需求。根据调查结果，我们针对不同专业制定不同的数学、物理教学大纲。新的教学大纲在教学内容上有的放矢，有所侧重。根据教学大纲，我们多次组织教师研讨，详细制定针对各部分内容的教学方法，把“案例式”、“问题驱动式”、“专题讨论式”和“实例驱动式”教学方法安排到教学计划中。另外我们还到兄弟院校调查研究，充分借鉴其他院校的“卓越计划”教学经验，例如我们到天津工业大学理学院进行调查研究，和部分领导及教师进行座谈，了解他们在教学过程中的问题、经验、教训，加以利用和改进。
二、把各种教学方法运用到数理基础课程教学中
1.提高大学物理课的科学性和趣味性。物理学中，定义、概念、定理、定律和数学推导比较多，我们在教学中运用了“案例式”、“问题驱动式”、“专题讨论式”、“实例驱动式”的教学方法，分散了难点，避免了生硬枯燥的照本宣科，改善了教学效果，增加了课堂教学的趣味性。在引入新概念、新定律时，注意使用“案例式”、“问题驱动式”、“实例驱动式”方法，在讲解难点或做阶段复习时，适当使用“专题讨论式”。例如在引入刚体转动定律时，应用“问题驱动式”，提出问题：刚体定轴转动时，能否像质点一样，只考虑力的大小方向，不考虑力的作用点？教师引导学生思考，回答，由此得出刚体转动要考虑力矩的作用，进而导出转动定律。由于刚体部分的教学内容学生在中学没有接触过，是重点内容，所以在讲授该部分内容时，用“专题讨论式”，让学生自由发言，总结出刚体和质点在基本概念、基本定理、基本定律及解题方法等各方面的异同点，这样学生印象深刻。电和磁两部分内容具有对称性，也让学生用同样方法进行总结，得到很好的效果。物理学是实验科学，课堂演示实验非常重要。为增加演示实验项目，我们把一部分项目做在教学课件中，随堂演播，另一部分让学生去演示实验室观看，增加了教学的直观性和趣味性。
2.对大学数学实施“立体化”的教学方法。①根据教学内容，教师精心设计“专题讨论式”题目，学生利用课余时间查阅资料，在小组内讨论研究，找到答案。在课堂上，各小组推选一名代表汇报研究结果，各小组之间、同学之间可以互相提问、质疑、争辩。教师则根据具体情况作必要的引导、点评或总结。这种学习方法不仅培养了学生的研究式学习习惯和语言表达能力，也为学生创造了团队协作、展示自我的机会。②课题组充分挖掘了数学知识在各个专业及生活实践方面的应用案例，建立了高等数学、概率统计、线性代数的案例库。案例分为介绍型、引入型、学生应用型、提高探索型等，共一百多个。由于课堂教学时间有限，不可能把所有案例和问题都一一讲解，我们就把案例和其他资源一样放到教学网页上，教师可以下载供教学使用，学生可以随时查看，随时学习，这样把“案例式”、“问题驱动式”、“实例驱动式”教学方法，延伸到课下。不仅开拓了学生视野，而且使学生对数学课程有了更新的认识，应用案例也充分体现了“城建类”专业的特色。③由原来单向的“教”与“学”变成了多向的“教学互动”；注重启发式教学，关注不同层次的需求，重视学生个性的发展；通过大量的教学案例及数理实验，为学生的独立思维提供更大的空间；利用多层次多向性的教学互动，启发学生使用开放资源探讨数学问题的创新意识，引导学生自主性学习，全方位强化应用数学知识与能力的训练；以学生为主体，突出实践能力的训练，形成了立体化教学模式。
三、提高大学物理实验课的教学效率
大学物理实验是对学生进行科学实验基本训练的必修课，也是学生进入大学后第一门系统实验方法和实验技能训练的基础课。在教学方法上，我们采取以下措施，充分提高了物理实验课的教学效率。
1.提高绪论课的教学效率为后续实验打好基础。以前的绪论课只有教师讲，学生被动听，不动脑，听过即忘，后续实验用到绪论讲解的知识时，问题频出。现在我们在绪论课上，误差理论讲完后直接引入后续实验误差处理的典型案例，然后配上相关的练习题，要求学生马上练习，成绩算入实验课总成绩。 2.教师严把“预习关”和“操作关”。教师实验前不仅要检查预习报告，而且要针对实验的各环节进行提问，由学生进行详细回答，这样促使学生认真预习。
3.不同层次的实验项目应用不同的教学方法，循序渐进，不断提高。基础性实验以打好基础为主要目标。在基础性实验中，教师要注重培养学生良好的操作习惯和科学严谨的工作作风，引导学生学习物理学家的科学方法、巧妙的设计思想和高超的实验技能；在综合性实验教学中，教师起指导和监督作用；设计性实验以培养学生的实验设计能力和创新能力为目标。在设计性实验中，教师要精心设计教学过程，实验由学生独立完成，教师起指导和监督作用。
4.在物理实验教学后期，开设创新实验。创新实验的目的是进一步提高学生的科学实验能力和创新能力。创新实验研究题目分为三类，①教师根据实验室现有的仪器设备和学生的能力，拟订的研究题目；②教师根据自己的研究课题拟订的研究题目；③学生针对自己的专业特点和个人爱好，参考实验室可以提供的仪器设备，自拟的研究题目。参加创新实验的人选由学生自愿报名与教师择优录取相结合。创新实验的过程是，确定研究课题和小组后，整个实验全靠学生自己查资料，自行设计研究路线、方法，组装实验设备，并独立完成整个实验内容。这样，学生可以从头到尾经历科学研究的整个过程，开阔了视野，增长了见识，学到了知识。
四、在数理基础课程教学中融入数学建模思想
“卓越计划”要求我们，不仅要教会学生数理知识，而且要教会学生用数理知识解决一些实际问题。数学建模是理论联系实际的一个桥梁，因此，在教学实践中，要把建模实验渗透到整个数理基础课程教学中，利用案例库中一些有趣的问题，不定期地让学生用数理知识和创造性思维方法去分析和解决。每学期搞上两、三次建模实验，学生可根据具体问题，几人一组进行分析、归纳与探索，选择适当的数理方法和工具，并进行结果检验，发现问题，寻找原因，提出改进方案，最终得到满意的解决方案，并提交建模小论文。这样既能激发学生应用数学与物理知识的兴趣，又能达到提高学生创新能力的目的。
通过“卓越计划”下数理基础课程教学方法改革的研究与实践，我们积累了一些经验，取得了一些成绩。大学物理、大学物理实验和线性代数先后被评为校级优秀课；问卷调查显示学生对数理基础课程教学满意度明显提高，学习兴趣明显提高；学生参与物理创新实验的积极性空前高涨，参加人数创新高；学校学生科研立项中，物理类项目由以前的空缺一跃达到今年的5项，实现历史性突破；卓越班学生在全国大学生数学建模竞赛中共8人次获得国家级和市级大奖，创历史新高。路漫漫，其修远矣，我们将继续努力，为提高教学质量，培养优秀人才而奋斗。
参考文献：
[1]王乐鹏，李春丽，潘华.“卓越计划”本科人才培养模式探索[J].现代商贸工业，2011，（18）：117-118.
[2]马寅秋，苏晓云.地方高校“卓越计划”人才培养方案研究[J].石油教育，2011，（5）：71-73.
[3]陈明通，翟秀云.大学物理教学方法与教学手段的探讨[J].教育探索，2007，（12）：64-65.
[4]刘扭参.大学物理教学方法的探索和研究[J].河南教育学院学报（自然科学版），2009，（12）：45-46.
[5]李一川.问题驱动式教学法让数学教学更高效[J].学园，2012，（2）.
[6]谢振中.案例教学在概率论与数理统计课堂教学中的运用[J].理论研究，2012，（02）：94-95.
[7]朱昌平，徐杉，朱陈松，等.“卓越计划”课堂有效教学实践探索[J].实验室研究与探索，2012，31（9）：113-117.
[8]王爱中，王青狮，杨俊峰.大学物理实验教学的改进与提高[J].大学物理实验，2009，22（1）：103-106.
[9]余晓敏，陈关銮，梁国栋.物理设计实验的教学改革[J].实验室研究与探索，2009，28（6）：129-131.
[10]段志刚，赵旭云.大学物理设计性实验的研究与设计[J].实验室科学，2009，（2）：74-76.
基金项目：天津市教委2012年重点教改项目（C04-0832）。
作者简介：姚橙（1963-），女（回族），天津人，副教授，硕士学位，从事大学物理理论和实验教学。
关键词：数理基础课程；“卓越计划”；教学方法；改革
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）37-0162-03
2010年6月，我国教育部启动了“卓越工程师教育培养计划”，计划用10年时间，培养一百万以上高质量各专业工程技术人才，为建设创新型国家、全面实现现代化奠定人力资源优势。2011年9月，我校启动了“建筑类”、“土建类”和“计算机类”三个专业的“卓越工程师教育培养计划”。数理基础课程（包括高等数学、大学物理和大学物理实验）是卓越人才培养的重点课程，“卓越计划”对数理基础课程教学提出了更高要求。以往的数理基础课程的知识体系、教学方法和考核方式已不能适应“卓越计划”人才培养目标，主要表现在：①针对不同专业，课程内容变化不大，知识体系单一，不能体现各专业的不同需求；②教学方法简单，课堂教学枯燥；③教学计划及大纲要求过死，不能针对各专业的不同需求进行相应教学；④考核方法和手段过于死板，不利于促进学生的平时积累；⑤教学中缺乏应用能力的训练。因此，我们必须根据“卓越计划”的要求，对数理基础课的知识体系、教学思路、课程目标、讲授内容、教学方法、实验教学、考核方式等进行优化设计，提高数理基础课程的教学质量，着重培养学生的实际应用能力。本文介绍了我们在数理基础课程的教学方法方面所作的努力，希望能在广大同行中推广。
一、根据教学内容制定各部分教学方法
我校2012级卓越班共有3个专业——“建筑类”、“土建类”和“计算机类”，我们深入到各个专业所在的院系，召开专业任课教师座谈会，听取他们的意见，然后给每位教师发问卷，详细了解他们对数理基础课程各部分内容的需求。根据调查结果，我们针对不同专业制定不同的数学、物理教学大纲。新的教学大纲在教学内容上有的放矢，有所侧重。根据教学大纲，我们多次组织教师研讨，详细制定针对各部分内容的教学方法，把“案例式”、“问题驱动式”、“专题讨论式”和“实例驱动式”教学方法安排到教学计划中。另外我们还到兄弟院校调查研究，充分借鉴其他院校的“卓越计划”教学经验，例如我们到天津工业大学理学院进行调查研究，和部分领导及教师进行座谈，了解他们在教学过程中的问题、经验、教训，加以利用和改进。
二、把各种教学方法运用到数理基础课程教学中
1.提高大学物理课的科学性和趣味性。物理学中，定义、概念、定理、定律和数学推导比较多，我们在教学中运用了“案例式”、“问题驱动式”、“专题讨论式”、“实例驱动式”的教学方法，分散了难点，避免了生硬枯燥的照本宣科，改善了教学效果，增加了课堂教学的趣味性。在引入新概念、新定律时，注意使用“案例式”、“问题驱动式”、“实例驱动式”方法，在讲解难点或做阶段复习时，适当使用“专题讨论式”。例如在引入刚体转动定律时，应用“问题驱动式”，提出问题：刚体定轴转动时，能否像质点一样，只考虑力的大小方向，不考虑力的作用点？教师引导学生思考，回答，由此得出刚体转动要考虑力矩的作用，进而导出转动定律。由于刚体部分的教学内容学生在中学没有接触过，是重点内容，所以在讲授该部分内容时，用“专题讨论式”，让学生自由发言，总结出刚体和质点在基本概念、基本定理、基本定律及解题方法等各方面的异同点，这样学生印象深刻。电和磁两部分内容具有对称性，也让学生用同样方法进行总结，得到很好的效果。物理学是实验科学，课堂演示实验非常重要。为增加演示实验项目，我们把一部分项目做在教学课件中，随堂演播，另一部分让学生去演示实验室观看，增加了教学的直观性和趣味性。
2.对大学数学实施“立体化”的教学方法。①根据教学内容，教师精心设计“专题讨论式”题目，学生利用课余时间查阅资料，在小组内讨论研究，找到答案。在课堂上，各小组推选一名代表汇报研究结果，各小组之间、同学之间可以互相提问、质疑、争辩。教师则根据具体情况作必要的引导、点评或总结。这种学习方法不仅培养了学生的研究式学习习惯和语言表达能力，也为学生创造了团队协作、展示自我的机会。②课题组充分挖掘了数学知识在各个专业及生活实践方面的应用案例，建立了高等数学、概率统计、线性代数的案例库。案例分为介绍型、引入型、学生应用型、提高探索型等，共一百多个。由于课堂教学时间有限，不可能把所有案例和问题都一一讲解，我们就把案例和其他资源一样放到教学网页上，教师可以下载供教学使用，学生可以随时查看，随时学习，这样把“案例式”、“问题驱动式”、“实例驱动式”教学方法，延伸到课下。不仅开拓了学生视野，而且使学生对数学课程有了更新的认识，应用案例也充分体现了“城建类”专业的特色。③由原来单向的“教”与“学”变成了多向的“教学互动”；注重启发式教学，关注不同层次的需求，重视学生个性的发展；通过大量的教学案例及数理实验，为学生的独立思维提供更大的空间；利用多层次多向性的教学互动，启发学生使用开放资源探讨数学问题的创新意识，引导学生自主性学习，全方位强化应用数学知识与能力的训练；以学生为主体，突出实践能力的训练，形成了立体化教学模式。
三、提高大学物理实验课的教学效率
大学物理实验是对学生进行科学实验基本训练的必修课，也是学生进入大学后第一门系统实验方法和实验技能训练的基础课。在教学方法上，我们采取以下措施，充分提高了物理实验课的教学效率。
1.提高绪论课的教学效率为后续实验打好基础。以前的绪论课只有教师讲，学生被动听，不动脑，听过即忘，后续实验用到绪论讲解的知识时，问题频出。现在我们在绪论课上，误差理论讲完后直接引入后续实验误差处理的典型案例，然后配上相关的练习题，要求学生马上练习，成绩算入实验课总成绩。 2.教师严把“预习关”和“操作关”。教师实验前不仅要检查预习报告，而且要针对实验的各环节进行提问，由学生进行详细回答，这样促使学生认真预习。
3.不同层次的实验项目应用不同的教学方法，循序渐进，不断提高。基础性实验以打好基础为主要目标。在基础性实验中，教师要注重培养学生良好的操作习惯和科学严谨的工作作风，引导学生学习物理学家的科学方法、巧妙的设计思想和高超的实验技能；在综合性实验教学中，教师起指导和监督作用；设计性实验以培养学生的实验设计能力和创新能力为目标。在设计性实验中，教师要精心设计教学过程，实验由学生独立完成，教师起指导和监督作用。
4.在物理实验教学后期，开设创新实验。创新实验的目的是进一步提高学生的科学实验能力和创新能力。创新实验研究题目分为三类，①教师根据实验室现有的仪器设备和学生的能力，拟订的研究题目；②教师根据自己的研究课题拟订的研究题目；③学生针对自己的专业特点和个人爱好，参考实验室可以提供的仪器设备，自拟的研究题目。参加创新实验的人选由学生自愿报名与教师择优录取相结合。创新实验的过程是，确定研究课题和小组后，整个实验全靠学生自己查资料，自行设计研究路线、方法，组装实验设备，并独立完成整个实验内容。这样，学生可以从头到尾经历科学研究的整个过程，开阔了视野，增长了见识，学到了知识。
四、在数理基础课程教学中融入数学建模思想
“卓越计划”要求我们，不仅要教会学生数理知识，而且要教会学生用数理知识解决一些实际问题。数学建模是理论联系实际的一个桥梁，因此，在教学实践中，要把建模实验渗透到整个数理基础课程教学中，利用案例库中一些有趣的问题，不定期地让学生用数理知识和创造性思维方法去分析和解决。每学期搞上两、三次建模实验，学生可根据具体问题，几人一组进行分析、归纳与探索，选择适当的数理方法和工具，并进行结果检验，发现问题，寻找原因，提出改进方案，最终得到满意的解决方案，并提交建模小论文。这样既能激发学生应用数学与物理知识的兴趣，又能达到提高学生创新能力的目的。
通过“卓越计划”下数理基础课程教学方法改革的研究与实践，我们积累了一些经验，取得了一些成绩。大学物理、大学物理实验和线性代数先后被评为校级优秀课；问卷调查显示学生对数理基础课程教学满意度明显提高，学习兴趣明显提高；学生参与物理创新实验的积极性空前高涨，参加人数创新高；学校学生科研立项中，物理类项目由以前的空缺一跃达到今年的5项，实现历史性突破；卓越班学生在全国大学生数学建模竞赛中共8人次获得国家级和市级大奖，创历史新高。路漫漫，其修远矣，我们将继续努力，为提高教学质量，培养优秀人才而奋斗。
参考文献：
[1]王乐鹏，李春丽，潘华.“卓越计划”本科人才培养模式探索[J].现代商贸工业，2011，（18）：117-118.
[2]马寅秋，苏晓云.地方高校“卓越计划”人才培养方案研究[J].石油教育，2011，（5）：71-73.
[3]陈明通，翟秀云.大学物理教学方法与教学手段的探讨[J].教育探索，2007，（12）：64-65.
[4]刘扭参.大学物理教学方法的探索和研究[J].河南教育学院学报（自然科学版），2009，（12）：45-46.
[5]李一川.问题驱动式教学法让数学教学更高效[J].学园，2012，（2）.
[6]谢振中.案例教学在概率论与数理统计课堂教学中的运用[J].理论研究，2012，（02）：94-95.
[7]朱昌平，徐杉，朱陈松，等.“卓越计划”课堂有效教学实践探索[J].实验室研究与探索，2012，31（9）：113-117.
[8]王爱中，王青狮，杨俊峰.大学物理实验教学的改进与提高[J].大学物理实验，2009，22（1）：103-106.
[9]余晓敏，陈关銮，梁国栋.物理设计实验的教学改革[J].实验室研究与探索，2009，28（6）：129-131.
[10]段志刚，赵旭云.大学物理设计性实验的研究与设计[J].实验室科学，2009，（2）：74-76.
基金项目：天津市教委2012年重点教改项目（C04-0832）。
作者简介：姚橙（1963-），女（回族），天津人，副教授，硕士学位，从事大学物理理论和实验教学。