淺議高職機電類專業(yè)數(shù)學(xué)課程內(nèi)容與教學(xué)方法的改革

黃裕建

(廣東輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東廣州510300)

0 引言

高等數(shù)學(xué)是高職機電類專業(yè)的重要基礎(chǔ)課程，學(xué)生通過這一課程的學(xué)習(xí)，可以掌握機電類專業(yè)所必需的數(shù)學(xué)知識，并進一步提升自己的思維能力。然而，目前機電類專業(yè)的數(shù)學(xué)課程還存在著教師教學(xué)方法單一、教學(xué)內(nèi)容多、知識跨度寬、教學(xué)效果不甚明顯等問題，高職數(shù)學(xué)教學(xué)模式的改革勢在必行。

高職數(shù)學(xué)教學(xué)模式的改革，需要在教材和教法上做到“兩個面向”，即面向?qū)I(yè)和面向?qū)W生。面向?qū)I(yè)，就是根據(jù)機電類專業(yè)設(shè)置的要求，使數(shù)學(xué)教學(xué)與專業(yè)設(shè)置的理念、培養(yǎng)目標、教學(xué)計劃等相融合;面向?qū)W生，就是根據(jù)學(xué)生的知識水平、心理特點實施數(shù)學(xué)教學(xué)。

要實現(xiàn)“兩個面向”，在具體的做法上就必須將實際問題作為背景引入課堂教學(xué)中，幫助學(xué)生在解決實際問題的過程中學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識;同時利用數(shù)學(xué)實驗、數(shù)學(xué)活動，豐富教學(xué)方法，將數(shù)學(xué)內(nèi)容與專業(yè)課程內(nèi)容相結(jié)合，增加數(shù)學(xué)知識的實用性和趣味性，使之更符合學(xué)生的學(xué)習(xí)心理和知識水平。以此，降低學(xué)生對這一課程的輕視或畏難情緒，提高數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課程的教學(xué)效果。下面就教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法兩個方面，具體闡述機電類專業(yè)數(shù)學(xué)課程的改革。

1 機電類專業(yè)數(shù)學(xué)課程內(nèi)容的改革

目前，雖然高職數(shù)學(xué)教材的數(shù)量不斷增多，但能夠真正符合高職學(xué)生數(shù)學(xué)基礎(chǔ)特點、適應(yīng)高職教學(xué)模式的仍然不多。部分教材的理論性和系統(tǒng)性過強，理論內(nèi)容過于艱深晦澀，有的教材內(nèi)容只是在本科教材的基礎(chǔ)上做了一些刪減后，簡單地增加了一些操作實踐，沒有進行系統(tǒng)性的整合。筆者認為，機電類專業(yè)的數(shù)學(xué)教材應(yīng)該從高職學(xué)生的認知特點、數(shù)學(xué)基礎(chǔ)出發(fā)，針對高職院校面向應(yīng)用的學(xué)習(xí)特點，一方面要涵蓋數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識理論，一方面也應(yīng)教授學(xué)生如何將所學(xué)的知識運用到專業(yè)中去。

高職機電類專業(yè)數(shù)學(xué)教材應(yīng)把“以應(yīng)用為目的，以必需夠用為度”作為教材內(nèi)容選取的原則，避免過分強調(diào)理論知識。同時，還要體現(xiàn)“注重應(yīng)用，聯(lián)系實際”的理念，力求合理編排課程結(jié)構(gòu)，與專業(yè)課程結(jié)構(gòu)相匹配，體現(xiàn)高職教學(xué)特色。

1.1 數(shù)學(xué)教學(xué)體系的編排，以專業(yè)課進度為依據(jù)

高職學(xué)校學(xué)生數(shù)學(xué)基礎(chǔ)相對薄弱，在數(shù)學(xué)內(nèi)容體系編排上要結(jié)合專業(yè)課程進度，融入有代表性、啟發(fā)性的實例解釋概念，以增強學(xué)科間的交互融通，在幫助學(xué)生理解數(shù)學(xué)基礎(chǔ)的同時，提高專業(yè)課程的學(xué)習(xí)效果。例如，在導(dǎo)數(shù)概念的教學(xué)中，加入變速圓周運動的角速度、非恒定電流的電流強度、質(zhì)量非均勻分布細桿的密度等例子。

1.2 科學(xué)介紹數(shù)學(xué)知識的起源和演變

以往高職機電類專業(yè)的數(shù)學(xué)教材，大都按照定義—定理—公式—性質(zhì)的層次展開，學(xué)生的學(xué)習(xí)以識記為主，重視運算技巧，不利于培養(yǎng)其數(shù)學(xué)思維。面向應(yīng)用的數(shù)學(xué)知識教學(xué)，應(yīng)是以“產(chǎn)生、理解和應(yīng)用”為線路，突出數(shù)學(xué)基本思想和方法，簡化運算技巧的教學(xué)，即更多地引入數(shù)學(xué)知識產(chǎn)生的源頭、背后的思想方法以及對實際問題解決的意義等，從而使數(shù)學(xué)內(nèi)容具體化，以幫助學(xué)生在知其然的同時知其所以然，提高學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)。

1.3 豐富知識練習(xí)內(nèi)容和方式，突出操作實踐和團隊協(xié)作

計算能力是傳統(tǒng)教材練習(xí)的重點內(nèi)容，但是往往忽視了借用專業(yè)背景做應(yīng)用練習(xí)。要提高數(shù)學(xué)課程教學(xué)效果，應(yīng)根據(jù)機電類專業(yè)的課程進度，適當選擇應(yīng)用題、實操題等，從學(xué)生的專業(yè)學(xué)習(xí)和未來職業(yè)發(fā)展的角度出發(fā)，將數(shù)學(xué)知識與專業(yè)理論知識融合。與此同時，可以另外組織小組學(xué)習(xí)，讓學(xué)生共同研討、互助，以強化課后練習(xí)的趣味性，并培養(yǎng)其團隊協(xié)作的能力。

1.4 增強數(shù)學(xué)人文教育，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

機電類數(shù)學(xué)教材中，可以增加對數(shù)學(xué)這一學(xué)科發(fā)展過程中的標志性事件、重要人物和突破性成果的介紹，使數(shù)學(xué)知識更加豐富、立體化，培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)審美能力;使學(xué)生了解數(shù)學(xué)家探索數(shù)學(xué)奧秘的艱辛歷程和閃光智慧，感受數(shù)學(xué)知識的嚴謹性和科學(xué)性，從而激發(fā)其對數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的興趣。

1.5 引入生活案例，力求數(shù)學(xué)理論與實際應(yīng)用相結(jié)合

將數(shù)學(xué)知識中與專業(yè)、實際緊密相關(guān)的內(nèi)容提煉成教學(xué)案例，引入課堂教學(xué)中，引導(dǎo)學(xué)生如何去分析題目，如何聯(lián)系生活中的簡單模型來思考復(fù)雜模型。如人口預(yù)測、傳染病例分析、死亡時間的鑒定等與現(xiàn)代技術(shù)結(jié)合緊密的教學(xué)案例;又如分段計算函數(shù)實例、最優(yōu)的投資方案、建立微分方程的實例等。以此拓寬學(xué)生視野，并讓學(xué)生從中體會到數(shù)學(xué)的巨大作用，促進其數(shù)學(xué)思維方式的培養(yǎng)。

2 機電類專業(yè)數(shù)學(xué)教學(xué)方法的改革

在教學(xué)方法的改革方面，應(yīng)當以數(shù)學(xué)實驗、數(shù)學(xué)活動為載體，提高學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣，提升應(yīng)用數(shù)學(xué)知識的能力和專業(yè)能力。

2.1 減少、簡化推導(dǎo)過程

高職數(shù)學(xué)教學(xué)，應(yīng)注重學(xué)生實際運用數(shù)學(xué)知識能力的培養(yǎng)，要把艱澀、抽象的理論簡化，并應(yīng)用到實際情境中，而不是過分強調(diào)對定理、公式的推論。例如，函數(shù)極值的必要條件、函數(shù)單調(diào)性定理，也不作嚴格的數(shù)學(xué)證明，只要給出幾何圖形，做出幾何說明，學(xué)生也就能接受了;在講求導(dǎo)的四則運算法則時，課堂上可以只推導(dǎo)函數(shù)乘積的求導(dǎo)公式，不推導(dǎo)和、差、商的求導(dǎo)法則;要注重概念、結(jié)論及其應(yīng)用，讓學(xué)生知道學(xué)了有什么用，用在哪里，怎么用。

2.2 建立學(xué)習(xí)情境

將數(shù)學(xué)知識與實際生活或工作中的環(huán)境相結(jié)合，讓學(xué)生在教師的指導(dǎo)下進行觀察、思考，教師不只是向?qū)W生傳授知識，而且要引導(dǎo)學(xué)生去發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)問題或規(guī)律。教師要注重課堂創(chuàng)設(shè)問題環(huán)境，為學(xué)生提供運用知識解決問題的條件。例如，在討論函數(shù)的極值與最值之前，先讓學(xué)生思考:汽車車身為什么是流線型的?蜂窩為什么是六棱柱狀的?為什么水杯等用具是制作成這種形狀，而不是其他的形狀?由學(xué)生自行思考和討論這些問題后，再由教師進行總結(jié)，給出答案，然后再引入極值與最值的概念。

2.3 利用信息技術(shù)，實現(xiàn)課程教學(xué)方法的創(chuàng)新

在信息化時代，教師要善于利用信息技術(shù)來實現(xiàn)課程教學(xué)方法的創(chuàng)新。例如嘗試將高職數(shù)學(xué)的教學(xué)與運用數(shù)學(xué)軟件相結(jié)合，將抽象的問題具體化，幫助學(xué)生理解理論知識的同時，提高學(xué)生使用計算機解決問題的能力。下面試舉兩個例子。

(1)借用數(shù)學(xué)軟件演示數(shù)學(xué)概念。數(shù)學(xué)軟件在課程教學(xué)中可以起到直觀化數(shù)學(xué)概念的作用，例如在講授定積分和二重積分時，可以通過動畫直觀地了解這兩個概念的實質(zhì)和幾何意義，從而幫助學(xué)生通過觀看圖形模擬，來幫助理解定理的實質(zhì)內(nèi)容。

(2)通過軟件編程演示基本數(shù)學(xué)分析與代數(shù)運算。利用軟件可以簡便地進行數(shù)學(xué)實驗和繪制空間曲面、演示傅立葉級數(shù)的生成以及級數(shù)部分和逼近函數(shù)的情況;也可利用數(shù)學(xué)軟件進行積分、求導(dǎo)數(shù)、解微分方程、展開函數(shù)的冪級數(shù)計算等。

2.4 改革考核方式

長期以來，筆試是檢驗高職數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)成果的唯一方式，而考核用的試題基本上是將日常課堂上的例題進行翻版。這種簡單的考核方法，一方面容易誤導(dǎo)學(xué)生機械式地運用知識、套用定理和公式來解決問題;另一方面也不利于綜合考察學(xué)生的學(xué)習(xí)成果。為了全面、客觀地考核學(xué)生的數(shù)學(xué)素質(zhì)，應(yīng)當改革傳統(tǒng)的考核方式。具體來說，就是細化學(xué)生的考評得分，將總評成績分為平時成績(包括習(xí)題作業(yè)、口頭報告作業(yè)、上課積極性等)、開放式考試成績和閉卷考試成績。其中開放式考試成績以小組協(xié)作的方式進行，由教師設(shè)計題目，學(xué)生自行查找資料，研討解決問題，并提交小組報告?？己朔绞降亩鄻踊?，有利于幫助學(xué)生端正數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的態(tài)度，培養(yǎng)自學(xué)能力，減少對考試的恐懼感。

3 結(jié)語

機電類專業(yè)數(shù)學(xué)課程內(nèi)容及教學(xué)方法的改革，能夠扭轉(zhuǎn)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)與學(xué)生所學(xué)專業(yè)不掛鉤、和學(xué)生未來職業(yè)發(fā)展脫節(jié)的局面，改變傳統(tǒng)數(shù)學(xué)教材理論抽象深奧、不利于學(xué)生理解的不足。通過數(shù)學(xué)課程內(nèi)容改革和教學(xué)方法的優(yōu)化，一方面可以強化數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識與專業(yè)課程知識的鏈接，加強學(xué)科間的交叉融合，提高學(xué)習(xí)效果;另一方面，可以提升學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)課程的積極性和自信心，克服畏難情緒。數(shù)學(xué)教師應(yīng)力求將數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)與學(xué)生的專業(yè)知識、職業(yè)發(fā)展結(jié)合在一起，提升學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用能力，培養(yǎng)高素質(zhì)技能型人才。

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