高職數(shù)學教學中滲透專業(yè)學科應(yīng)用

呂宏宇

(浙江國際海運職業(yè)技術(shù)學院 船舶學院,浙江 舟山 316000)

高等職業(yè)教育重在培養(yǎng)應(yīng)用型、技能型人才.專業(yè)課程改革打破了傳統(tǒng)的課程體系和教學模式,按照“工學結(jié)合”培養(yǎng)模式,重新確定了專業(yè)培養(yǎng)目標,構(gòu)建新的課程體系、重組課程內(nèi)容、調(diào)整教學安排.數(shù)學教學如何適應(yīng)專業(yè)課程改革的需要,充分體現(xiàn)針對性和實用性特征,是亟待解決的緊迫課題.從目前高職院校的現(xiàn)狀看，一些基礎(chǔ)學科尤其是數(shù)學，知識與應(yīng)用以及與專業(yè)學科的結(jié)合等問題尚未很好地化解.常聽一些專業(yè)課教師提及學生的數(shù)學知識儲備及應(yīng)用能力不能滿足專業(yè)課學習的需求，因此，高職數(shù)學教育應(yīng)以專業(yè)培養(yǎng)目標為導向在教學內(nèi)容、深廣度上作大刀闊斧的改革——高職數(shù)學教學中滲透專業(yè)學科應(yīng)用.本文就此探討，意在提高和促進高職數(shù)學的教育教學工作.

1 高職數(shù)學教學中滲透專業(yè)學科應(yīng)用的可行性

1.1 分析教學環(huán)境

教學環(huán)境分析主要包含內(nèi)部環(huán)境分析和外部環(huán)境分析兩種.內(nèi)部環(huán)境分析是指要對即將實施“教學變革”的學校教師、學生、辦學條件進行詳細分析，對這三者的要求和現(xiàn)狀進行分析，同時預測“教學變革”實施將會遇到的困難，其中學生分析是最主要的.通過分析，了解學生已經(jīng)具備接受“教學變革”能力和知識基礎(chǔ)，了解學生的學習水平和學習能力，估計學生對學習高職數(shù)學的態(tài)度、興趣點及可能遇到的困難等，達到有的放矢.外部環(huán)境分析是在專業(yè)人才需求分析基礎(chǔ)上進行的，要分析高職數(shù)學與專業(yè)課程的結(jié)合點，說明專業(yè)課程對數(shù)學相關(guān)知識的需要程度.[1]

1.2 明確教學要求

改革的重點,還體現(xiàn)在重新確定教學要求,改進教學方法上.

比如：一元微分學,鑒于學生在高中階段有一定基礎(chǔ),專業(yè)要求不多,極限、導數(shù)、微分了解基本概念和今后專業(yè)課用到的基本知識和方法即可,不須做更高要求.一元積分學,過去對不定積分和定積分的解題技巧、方法分類講解,要求熟練掌握.由于學生在學習過程中感到困難,繁雜的計算專業(yè)也用不上,花費課時較多,因此,對積分學要降低要求,了解基本概念和基本方法、常用結(jié)論即可,對專業(yè)上的應(yīng)用則應(yīng)交代清楚,要求掌握.二元微積分,條件極值,最小二乘法,級數(shù)等知識要根據(jù)專業(yè)需要選講,不做重點要求,但必須在與專業(yè)知識點鏈接上交代清楚,讓學生明白所學知識的用處.這需要任課教師熟悉專業(yè)課相關(guān)內(nèi)容.降低對古典概率的教學要求,了解隨機數(shù)學模型的建立過程,了解事件獨立性的實質(zhì)和基本結(jié)論.理解隨機變量的概念及其數(shù)字特征的意義.簡略了解行列式和矩陣代數(shù)基礎(chǔ),對數(shù)理統(tǒng)計常識類知識和線性規(guī)劃基礎(chǔ)只做簡單介紹.

1.3 制定教學大綱

各專業(yè)對數(shù)學知識的需求不同，要求掌握的層次不同，采取分類、分層制定高職數(shù)學教學大綱，既保證不同專業(yè)的要求，也給教師和學生更多的選擇空間，以適應(yīng)不同人才培養(yǎng)的需求.具體實施可實行模塊化教學，將數(shù)學知識內(nèi)容分為基礎(chǔ)和擴展兩大模塊.其中基礎(chǔ)模塊的內(nèi)容是一元函數(shù)的微積分學(通常在機電類專業(yè)課程用到)，擴展模塊的內(nèi)容包括：微分方程、級數(shù)、空間解析幾何與向量、線性代數(shù)、概率與數(shù)理統(tǒng)計初步(在經(jīng)濟類專業(yè)課程經(jīng)常用到).新的教學大綱使數(shù)學的知識體系保持一定的整體性和靈活性，要求重點掌握概念，強調(diào)概念的實際應(yīng)用，對專業(yè)學習必需的知識加以鞏固，而對專業(yè)學習無關(guān)緊要的內(nèi)容進行刪除，達到更好地與專業(yè)課程銜接，并以其為工具解決后續(xù)專業(yè)課中所遇到的數(shù)學問題.

1.4 整合教學內(nèi)容

整合數(shù)學教學內(nèi)容是專業(yè)教學的需要,應(yīng)從以下幾個方面重點考慮.

(1)從調(diào)研情況看,不同專業(yè)類別,存在一定的差異.相應(yīng)的,數(shù)學教學內(nèi)容應(yīng)該有增有刪,重新整合.刪除與專業(yè)課無關(guān)的部分,增補與專業(yè)課相關(guān)的部分;(2)學生在中學已經(jīng)學過的知識,當專業(yè)教學用到時,學生感到很陌生甚至困難.如航海、機電類專業(yè)常常用到三角函數(shù)和反三角函數(shù),平面解析幾何、極坐標基礎(chǔ)知識等，影響正常教學進程.這些知識需要重新講授;(3)初等函數(shù)的概念和性質(zhì),函數(shù)極限與連續(xù)的理論,求導數(shù)的技巧和復雜類型計算,中值定理等內(nèi)容,專業(yè)用不上,學生學起來困難,應(yīng)刪除;(4)工程數(shù)學應(yīng)刪除較多內(nèi)容,機電類專業(yè)介紹線性代數(shù)的行列式和矩陣代數(shù)基礎(chǔ),經(jīng)管、物流專業(yè)可增加數(shù)理統(tǒng)計常識類知識和線性規(guī)劃基礎(chǔ).

1.5 編寫適用教材

教材作為教學的一個重要的載體，所以我們可以編寫適合本院高職教學特色的教材.編寫教材要體現(xiàn)實用性、創(chuàng)新性特征.要與專業(yè)課教材保持承接關(guān)系,要徹底轉(zhuǎn)變觀念,勇于打破固有的數(shù)學知識體系.真正形成適合專業(yè)教學特點,符合學生實際情況的實用教材.高等數(shù)學、線性代數(shù)、概率論不再單獨成冊,按模塊整合在一起.比如江蘇職業(yè)技術(shù)學院教務(wù)處組織各系將高等數(shù)學與常用工程數(shù)學整合成一門《應(yīng)用高等數(shù)學》，加強了學科間的交融和滲透，也便于學生自學或選學，效果很好.因此，我們也著手開發(fā)《高等數(shù)學講義》、《應(yīng)用高職數(shù)學》等內(nèi)部使用教材.一是開發(fā)數(shù)學知識產(chǎn)生和發(fā)展的背景，蘊涵于其中的數(shù)學思想方法，按數(shù)學知識自身的生長點設(shè)計問題，用問題驅(qū)動教學.二是優(yōu)化教學內(nèi)容，做到著重基礎(chǔ)，對重要、核心的內(nèi)容做到精講多練，淡化系統(tǒng)性和嚴密性，會運用定理解決數(shù)學問題，突出數(shù)學應(yīng)用.三是挖掘其新的內(nèi)涵，創(chuàng)設(shè)在不同專業(yè)上的應(yīng)用情境，體現(xiàn)高職教材的應(yīng)用特色.

1.6 改良教學方法

我們在教學過程中深入研究，加強高等數(shù)學基本思想的理解，與專業(yè)知識緊密聯(lián)系.

具體做法是:①專業(yè)決定例題選取.在講解數(shù)學概念時，從學生熟悉的生活實例或與專業(yè)相結(jié)合的實例中引出，效果會很好.例如：在講導數(shù)概念時，除了舉出書本上變化率問題中介紹的變速直線運動的速度外，還應(yīng)多介紹一些與變化率有關(guān)的問題.例如，在電子技術(shù)類專業(yè)授課時可以介紹質(zhì)量非均勻分布細桿的線密度、變速圓周運動的角速度、非恒定電流的電流強度等變化率問題;②問題驅(qū)動教學.任何一個重大發(fā)現(xiàn)都是由問題的探究開始的.數(shù)學教學離開問題驅(qū)動，數(shù)學在專業(yè)學科中的應(yīng)用也就更加模糊.問題驅(qū)動教學的關(guān)鍵是如何設(shè)計問題，一方面問題能激起學生學習數(shù)學的興趣，又能揭示數(shù)學的本質(zhì)；另一方面學生能將問題與自己認知結(jié)構(gòu)中已有相關(guān)知識建立非人為和實質(zhì)性的聯(lián)系;③班內(nèi)分層教學.分層教學，是一個古老的教學話題，隨著高校擴招，而今又成為具體有實效的教學方法.在不打亂原班級的情況下，把基礎(chǔ)參差不齊的學生分成Ⅰ、Ⅱ兩層，用不同教學目標分層施教，分層測試;[2]④計算機輔助教學.隨著多媒體教室的普及，利用電腦課件輔助數(shù)學教學，可以一改傳統(tǒng)的“黑板+粉筆”的枯燥陳舊的教學模式，充分發(fā)揮其對文本、聲音、圖像的綜合處理的優(yōu)勢，增大課堂容量、突出重點、突破難點，從而提高課堂效益、活躍課堂氣氛、提高學生學習的興趣.[3]

1.7 改進考核方式

考核是檢驗老師的教和學生的學的主要方式.一直以來,數(shù)學課考核方法一成不變,已經(jīng)不適應(yīng)高職教學的特點.過去,數(shù)學考試課總評成績由平時成績與期末成績構(gòu)成.平時考核占20%,期末考試占80%,平時成績占總評成績的比重較小.許多學生平時懶懶散散，到了期末挑夜燈拼及格.應(yīng)加強過程控制,強化學生參與課堂教學的意識，改進考核方法是最有效的.加重平時所占的比例，分別從測驗、作業(yè)、考勤、課堂表現(xiàn)等綜合因素來確定平時成績,使其占期末總評成績比例應(yīng)不少于40%.實踐證明,新的考核方式確實產(chǎn)生了好的效果,調(diào)動了學生的學習積極性.[4]

1.8 鍛煉數(shù)學建模能力

數(shù)學建模，解決實際問題時，首先要把實際事物之間的聯(lián)系抽象為用數(shù)學語言描述的數(shù)學形式.由于數(shù)學建模沒有標準答案，對于同一個問題可以采用不同的方法和思路建模，為培養(yǎng)學生實踐能力提供了廣闊的空間；數(shù)學建模涉及的知識面廣，需要學生自己查閱資料、收集資料，甚至動手實驗，提高了學生解決問題的能力和創(chuàng)新能力，同時增加了學科間的相互滲透和理解.

1.9 找準專業(yè)學科滲透點

授課教師不僅要精通所講授的數(shù)學知識，還要了解所講授的數(shù)學知識與專業(yè)知識的結(jié)合所在.譬如，在講授導數(shù)的概念時，首先提出問題，由勻速直線運動的平均速度引出，啟發(fā)學生運用極限的知識由勻速直線運動的平均速度得出非勻速直線運動瞬時速度，給出函數(shù)的導數(shù)的定義，只有這樣學生才能真正地理解了導數(shù)的概念，同時給出一些物理量，如電流強度，它在電工學中的定義是這樣的：帶電粒子在金屬導線內(nèi)有序地向一個方向運動形成電流，通過某處的電荷量與所需時間之比稱為電流強度.講過了導數(shù)的概念，學生知道了導數(shù)的概念的核心是變化率，是增量比值的極限，而電流強度的定義恰恰滿足了這一要求，因此自然地就會想到此刻的電流強度就是流過的電量關(guān)于時間的導數(shù).

2 滲透專業(yè)學科應(yīng)用給教師帶來挑戰(zhàn)

高職教育要達到我們的教育目標，教師能力素質(zhì)是最關(guān)鍵的一環(huán).在教師的能力結(jié)構(gòu)中，教育教學能力、語言表達能力、科研能力、學習能力、信息能力和駕馭現(xiàn)代教育技術(shù)能力是必備的.培養(yǎng)學生跨學科綜合能力的過程是學生在教師主導作用下的主體參與的過程，教師能否正確啟迪學生的思維就成為綜合能力培養(yǎng)的關(guān)鍵.因此，數(shù)學教師任重而道遠，切實需下大功夫提升自我跨學科專業(yè)水平.

2.1 數(shù)學教師首先要參與專業(yè)課程教學改革

具有綜合素質(zhì)的教師才能培養(yǎng)出具有綜合思維素質(zhì)的學生.數(shù)學教師也需深入了解專業(yè)知識、專業(yè)設(shè)計，了解專業(yè)新知識、新技術(shù)、新方法和新動向，從而擴大教學視野，創(chuàng)設(shè)教學情景，營造創(chuàng)新的課堂氛圍，用已有的教育教學理論指導教學.在教學過程中，教師和學生就有了專業(yè)方面的共同語言，他們可以交流探討，使我們的數(shù)學教學豐富活躍起來，讓學生感受到學習數(shù)學的魅力所在，就會主動發(fā)現(xiàn)問題、探索問題，從而獲得應(yīng)有的學習能力.

2.2 數(shù)學教師也需在職培訓

作為一個教師，不僅要了解所掌握的學科的知識和理論，而且還要更廣泛地學習和了解其他相關(guān)學科與領(lǐng)域的知識和理論以及它們之間的關(guān)系.針對現(xiàn)有教師的專業(yè)結(jié)構(gòu)和自身特點，可以通過搞崗前培訓、有關(guān)專業(yè)的課題研究、寒暑假集訓、下企業(yè)、進工廠以及到先進兄弟院校學習等形式，跨學科、跨專業(yè)學習知識和技能，使教師對其他學科和領(lǐng)域有一定了解和研究，在教學內(nèi)容、教學方法、教學思想上不斷有所創(chuàng)新，才能加強高職數(shù)學與相關(guān)學科的聯(lián)系和滲透，才能創(chuàng)設(shè)高職數(shù)學在相關(guān)學科中的應(yīng)用情景，才能在深度和廣度上開拓學生視野，提高學生的數(shù)學學習興趣和主動性，充分做到數(shù)學素質(zhì)培養(yǎng).

參考文獻:

[1]姜曉明.高職數(shù)學課程教學改革的思路與實踐[J].機械職業(yè)教育,2006(9).

[2]孔亞仙.試論高職數(shù)學分層教學的實施[J].杭州師范學院學報:自然科學版,2006(3).

[3]馮蘭軍.高職數(shù)學教學模式的改革與研究[J].內(nèi)江科技,2009(3).

[4]吳巖.高等職業(yè)教育發(fā)展定位中的若干問題[J].職業(yè)技術(shù)教育:教科版,2004,25(19).