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基于CDIO的数学实验课的教学设计 　　 摘要：基于CDIO工程教育模式的理念，结合独立学院学生的特点，针对独立学院的办学宗旨和教学理念，参照CDIO的1个愿景、1个大纲和12条标准，提出了“基础性、应用性、设计性、创新型”四个层次的实验项目的设置，构建了“基本型、提高型、自主型”三种类型的实验体系。对学生的工程基础知识、个人能力、自主学习能力、人际团队能力和工程系统能力有较好的促进作用 关键词：数学实验;CDIO;教学改革;工程能力 中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）20-0216-02 CDIO工程教育模式是近年来国际工程教育改革的必威体育精装版成果。CDIO代表构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate），它以产品研发到产品运行的生命周期为载体，让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程[1-4]。CDIO强调在加强基础教育的同时，关注工程实践，熟悉工程流程，加强实践环节;注重技术知识和推理能力的培养，强调个人职业技能、职业道德与人际沟通的技能并重;强调综合创新能力与社会大环境协调发展 随着近年来高校的扩招，独立学院应运而生。独立学院的教学不同于一般本科院校，它不是培养研究性人才，而是培养社会需要的应用实践型人才，即“能上手、上手快、有发展后劲”的人才。要想培养应用型人才，实践性教学是重要的环节，在培养学生应用能力和创新能力方面具有不可代替的作用[5] 数学实验是以计算机和数学软件为实验工具，以微积分、线性代数、概率统计等作为理论前提，让学生进行大量的图形演示和验证演算，以实例分析、模拟仿真、归纳发现等为实验方法，通过“基础性、应用性、设计性、创新型”四个层次的实验项目的设置，构建“基本型、提高型、自主型”的实验体系。让学生实现主动地建构知识，并通过自己的分析和思考解决实际问题，最终以实验报告或小论文作为成果的上机实践活动 因此在高校教学改革的大浪潮下，针对独立学院的办学宗旨和教育理念，参照CDIO的1个愿景、1个大纲和12条标准，结合独立学院学生的特点，如何对独立学院的数学实验进行改革是一个值得讨论的问题 一、独立学院数学实验的现状及存在的问题 独立学院学生的知识水平和学习能力参差不齐，尤其数学基础相对比较薄弱，对数学的学习积极性不高。学习习惯还停留在高中时期，习惯于教师的“满堂灌”，被动听课，主观能动性不强。而数学实验课相对于其他微积分等数学课程而言，更注重实践和应用，所以相对来说学生的学习积极性要高些。但是由于数学实验开设时间较短，因此整个教学的运行还在探究摸索阶段。同时，虽然开设了数学实验，但是跟一般的计算机上机课没太大区别，没有达到预期的效果。这三种模式哪种更适合独立学院的学生，我们不能盲目地生搬硬套，要做到“因材施教”、“因需施教”。所以下面就独立学院数学实验教学设计方面展开改革 二、基于CDIO的数学实验课的教学设计 数学实验课是一门实践性很强的课程，它改变了传统大学数学的重理论、轻实践，重知识、轻思维，重结果、轻过程等教学模式，更加注重理论和实践相结合、动脑和动手相结合、内容和方法相结合、教师讲授和学生讨论相结合。所以我们从数学实验的教学角度出发，按思维的层次和实验的难易程度为划分标准，将实验分为基础验证实验、探索应用实验、综合设计实验和项目创新实验 （一）独立学院数学实验内容的改革 1.基础验证实验。软件操作实验主要要求学生掌握Matlab数学软件，包括该软件的基本知识、基本操作、程序设计及简单编程等。基础验证实验比较简单，要求每个学生上课的时候独立完成。一方面让学生学会利用计算机计算验证数学知识，加强对所学知识的理解和掌握。另一方面可以培养学生的工程基础知识。例如我们在讲解极限的时候，先通过Matlab画出曲线的图像，然后再用limit函数求出极限，这样不仅在图形上可以直观的看出曲线的变化趋势，而且计算机也可以很快的计算出结果，学生更容易理解和掌握 2.探索应用实验。探索应用实验是以微积分、线性代数、概率论与数理统计三门课程的知识为背景的应用性实验，通过教师实验案例的讲授和学生实验课题的实际操作，使学生了解数学知识的广泛应用，培养学生应用数学知识解决实际问题的意识及初步能力[6-9]。例如我们的出租汽车实验，实验背景是这样的：出租汽车公司在仅有A城和B城的海岛上，设了A、B两个营业部。如果周一A城有120辆可出租汽车，而B城有150辆。统计数据表明，平均每天A城营业部汽车的10%被顾客租用开到B城，B城营业部汽车的12%被开到了A城。假设所有汽车正常，试计算一周后两城的汽车数量。我们采用启发式教学引导学生抓住事物的主要矛盾设置主要的假