基于“工學結合”的高職數(shù)學教材改革與實踐

王建芳

（西安鐵路職業(yè)技術學院，陜西 西安 710014）

教材是體現(xiàn)一定教學論思想的載體，是師生教學活動的主要工具和基本依據(jù)，是實現(xiàn)課程目標、實施課堂教學最重要的資源，是全面提高教學效率與質(zhì)量的關鍵因素，在學校教育中起著舉足輕重的作用。因此，加強教材改革研究，應當成為教育內(nèi)涵發(fā)展的重要課題。然而，改革卻并非易事，其一，教師已經(jīng)習慣了傳統(tǒng)的數(shù)學課程體系和內(nèi)容，不愿花費力氣進行創(chuàng)新和改革；其二，高職院校對數(shù)學課的重視不夠，隨意刪減課時，專業(yè)課又增加了實習、實訓課，進一步縮減了教學時數(shù)，使得教學質(zhì)量難以保證。面對學時少，內(nèi)容多，學生數(shù)學基礎又較差的情況，如何使學生學有所得，學有所用，能在實際工作中初步應用數(shù)學知識和方法，這是需要認真探索的一個問題。為此，我們必須結合高職培養(yǎng)目標，進一步精選教學內(nèi)容。

一、目前教材存在的主要問題

近年來，我國高職教育得到了迅速發(fā)展，高職教材紛紛問世，但真正適合高職教育的教材卻為數(shù)不多。數(shù)學作為高職教育重要的基礎課和工具課，其教材改革還存在著許多亟待解決的問題。如很多教材不規(guī)范，質(zhì)量參差不齊，內(nèi)容陳舊，沒有針對性等，具體表現(xiàn)在以下幾個方面。

1.內(nèi)容設置陳舊，缺乏高職特色。不少課程內(nèi)容是本、?？平滩牡摹凹糨嫛保础皦嚎s餅干型”，沿用的是舊的高等數(shù)學體系，沒有突破性的創(chuàng)新，與市場、專業(yè)和學生的需求不相適應，存在著“學的內(nèi)容用不上，用的內(nèi)容沒有學”等問題，未形成高職教育獨有的特色。

2.教材形式單一，缺乏時代感。多以紙質(zhì)為主，很少有配套的多媒體課件，對現(xiàn)代信息技術吸收不足，無法體現(xiàn)時代的特征，與現(xiàn)代生活相結合的先進性思想缺失，不能引起學生的共鳴，不利于學生創(chuàng)新意識和能力的培養(yǎng)，導致教學效果差。

3.與“工學結合”模式結合不夠。在教材內(nèi)容設置上，實踐教學環(huán)節(jié)薄弱，過多地考慮學科體系的完整性，滿足于邏輯上的嚴謹，計算上的精確，導致教材內(nèi)容枯燥，與高職人才培養(yǎng)目標有差距，與學生就業(yè)崗位能力要求關系不密切。

4.人文素質(zhì)教育功能缺失。內(nèi)容設置上工具性色彩濃厚，缺乏親和力，科學性與思想性不夠，忽視了數(shù)學的文化素質(zhì)教育功能，不利于學生的全面、協(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展。

可見，教材建設的滯后在一定程度上已經(jīng)影響和制約了學生的知識、技能結構和人才質(zhì)量，影響了高職教育的進一步發(fā)展。因此，必須加快高職數(shù)學教材改革的步伐，積極組織編寫適合高職學生使用的教材，以滿足教學的需要，從而進一步提高教學質(zhì)量。

二、教材改革遵循的基本原則

1.選擇性原則。高職教育的專業(yè)和學生的個性發(fā)展具有多樣性，因此，數(shù)學課程體系必須具有多樣選擇性。教材結構上，要適應學生文化基礎差異大的特點，既要滿足課程基本教學目標和需求，又要留有一定個性化學習空間，為學生以后轉(zhuǎn)崗、深造、終身發(fā)展奠基。實現(xiàn)多樣選擇的有效途徑是采用模塊式構建方法，即選定所有學生必需的數(shù)學知識作為基礎模塊，以此為平臺，為不同學習目的的學生構建若干可供選擇的模塊。

2.淺顯性原則。傳統(tǒng)數(shù)學體系中，非常重視抽象性、嚴密性和精確性這三種特性的保持，教師在上課時，也唯恐講解不嚴密。作為高職教育，我們要打破這一格局，允許知識體系出現(xiàn)缺口，以“必需夠用”為原則，理論選擇適度，不需深究其學理淵源，應注重知識的應用和能力的培養(yǎng)，突出高職教育特色。

3.開放性原則。要打破傳統(tǒng)課程體系的桎梏，突出高職數(shù)學教材的開放性，教材內(nèi)容必須與生活鏈接，從當前人們關心的科技、經(jīng)濟、能源、通信、交通、環(huán)保等社會熱點問題中去尋找案例，構建高職數(shù)學特有的知識體系。

4.發(fā)展性原則。知識和技能的遷移，對學生的發(fā)展尤為重要。在教材內(nèi)容的選取上，應以解決實際問題為目的，注重學生能力的培養(yǎng)和方法的指導，巧妙設置案例，在理論與實踐之間架起橋梁，縮短教學情境與實際生活情境的差距。通過案例教學，既可解決實際生活中產(chǎn)生的問題，又能使學生獲得新知，提高解決問題的技能，還有助于學生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。

5.實踐性原則。自然科學通過實驗和實踐結果的驗證，其科學道理才能更讓人信服。數(shù)學來源于實踐，然后形成理論，因此它本身具有很強的實踐性，高職數(shù)學的工具性也決定了其實踐性很強，它的理論只有接受生活實踐的指導，然后去指導生活，學生對其才能印象深刻。因此，教材內(nèi)容只有與生活實踐緊密結合，才能提高學生的動手操作能力，也會為專業(yè)學習起到奠基的作用。

6.廣泛性原則。數(shù)學課程體系要體現(xiàn)素質(zhì)教育，滿足學生全面、協(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展的要求，就必須把人文素養(yǎng)、誠信教育等相關知識有機滲透或融入教材內(nèi)容中。

三、教材新框架的探索與實踐

由于我們的教學對象是基礎相對薄弱的高職學生，抽象化往往成為他們學習的障礙，而過度嚴密并非他們知識結構的必需。高職教育的目的在于，讓學生了解數(shù)學課程的主脈絡，使他們在適度的數(shù)學環(huán)境中得到潛移默化的熏陶，培養(yǎng)學生運用數(shù)學思維分析和解決實際問題的能力，因此，我們必須定位高職，以工學結合為依據(jù)，以實用性和針對性為出發(fā)點，以解決實際問題為目的，淡化理論，注重能力培養(yǎng)，使學生建立“學以致用”的思想。為了編好教材，我們申報了院級課題《基于“工學結合”的高職數(shù)學教學改革與實踐研究》，并對原有教材內(nèi)容作了較大幅度的改革優(yōu)化，為我院的高等數(shù)學改革奠定了基礎。

我們依據(jù)選擇性原則制定了新的課程標準，并以模塊為單位進行教材的編寫；依據(jù)開放性、實踐性和發(fā)展性原則，在教材內(nèi)容安排上，采用了問題引入——模型建立——數(shù)學軟件應用——能力訓練的組織形式，將數(shù)學建模思想與數(shù)學軟件應用兩大特點有機地貫穿于教學過程中，以達到強化學生對數(shù)學思想和計算機應用相結合的目的；依據(jù)淺顯性和廣泛性原則，在教材內(nèi)容選取上，降低抽象性，強化生動的數(shù)學思維方式，使數(shù)學課成為培養(yǎng)學生數(shù)學思想素質(zhì)，訓練數(shù)學應用技術的平臺。整個教材編寫按照工學結合思想，采用案例教學法編寫，既能使教師創(chuàng)造性地教，又能使學生積極主動地學。具體實施如下：

1.重組內(nèi)容結構，突出模塊化思想。為了使教材適應不同專業(yè)和不同學生的需要，教材的內(nèi)容采用模塊化組織，具有可裁剪性和拼接性。既能適應學制縮短、課時減少的實際狀況，又可根據(jù)行業(yè)崗位對知識的需求，選取合適的內(nèi)容進行教學?？紤]到高職院校生源多樣性的特點，將函數(shù)、極限與連續(xù)設置為預備知識模塊；一元函數(shù)微積分是高職院校各專業(yè)的共同需求，這部分內(nèi)容作為基礎模塊，其他內(nèi)容如常微分方程、向量代數(shù)與空間解析幾何、多元函數(shù)微積分、無窮級數(shù)等作為專業(yè)模塊，供不同專業(yè)選用。

2.以能力培養(yǎng)為主線，設計教材知識體系。數(shù)學是現(xiàn)實的，學生從現(xiàn)實生活中學習數(shù)學，再把學到的數(shù)學知識應用到現(xiàn)實中去，這是數(shù)學教育的必然趨勢。教育心理學研究表明，當學習內(nèi)容與學生已有的知識和生活相聯(lián)系時，可以使學生對數(shù)學產(chǎn)生親近感，激發(fā)學生學習的熱情。因此，我們教材以“問題情境—展現(xiàn)知識—實現(xiàn)應用”的思路呈現(xiàn)教學內(nèi)容，選擇了一些貼近高職生認知水平和生活實際的案例，易于學生理解。如數(shù)學概念的引入從實際問題出發(fā)，突出問題的實際背景，以引例方式呈現(xiàn)。為了強調(diào)數(shù)學理論的實用性，突出運用數(shù)學的方法，列舉了一些具體的應用問題，并以案例方式呈現(xiàn)。其中有涉及人們生活中衣、食、住、行的各種現(xiàn)實問題，還有環(huán)保、運輸、管理、人口控制和資源開發(fā)等諸方面的實際問題，為了兼顧不同專業(yè)的需要，同一教學內(nèi)容還有結合不同專業(yè)實際的多個案例以備選用。

3.淡化深奧理論，加強實踐環(huán)節(jié)。為提高學生“用數(shù)學”的能力，在教材中我們增加了實踐環(huán)節(jié)，安排了不少于10學時的數(shù)學實驗，以提高學生用數(shù)學軟件處理問題的能力。為滿足實踐教學的需要，我們還制作了一套與之相配套的課件，并配有PPT演示文稿，教師可利用多媒體進行教學，讓抽象的問題直觀化，學生可隨時上網(wǎng)下載學習，如果在上機操作時忘記了操作過程，還可根據(jù)課件上機操作的演示逐步進行，使自學變得更加簡捷便利。在教學時數(shù)有限的情況下，為了加強實踐環(huán)節(jié)，淡化了深奧理論，如對“兩個重要極限”的處理，是通過直觀驗證的方法得出的；對“閉區(qū)間上連續(xù)函數(shù)的性質(zhì)”、“定積分的基本性質(zhì)”、“多元復合函數(shù)的微分法”等教學內(nèi)容的處理，是利用幾何直觀加以說明的。而對“極限的性質(zhì)”、“羅必達法則”、“二元函數(shù)極值的條件”等內(nèi)容，只敘述定理不加以證明。這樣的處理，不但便于突出教材的應用性，而且可以節(jié)約寶貴的教學時間，為新增內(nèi)容的教學提供必要的時間保證。

4.挖掘文化底蘊，加強人文教育。為了培養(yǎng)學生的文化素養(yǎng)，在教材每章末都安排了閱讀材料。內(nèi)容涉及一些數(shù)學發(fā)現(xiàn)與數(shù)學史的知識，如某一重要定理的歷史背景，某一概念的提出及演變過程，某一數(shù)學方法的發(fā)現(xiàn)及對科學、經(jīng)濟及社會發(fā)展的推動作用，從而使學生明白，數(shù)學知識的產(chǎn)生與發(fā)展源于生活需要，體會數(shù)學在人類歷史發(fā)展中的作用，激發(fā)學生學習數(shù)學的興趣。在“微積分”中，介紹微積分創(chuàng)立的時代背景和歷史意義，介紹微積分在天文通信、航海、采礦和軍事等技術領域的廣泛應用；在“微分方程”中，介紹人們熟悉的十字路口黃燈時間的設置問題；在“無窮級數(shù)”中，從大家熟悉的寓言故事入手，介紹龜兔賽跑悖論，讓學生通過身邊熟悉的事了解數(shù)學，認識數(shù)學的應用價值和文化價值，提高他們的科學文化素養(yǎng)和應用意識。

這樣的教材布局與安排，既精簡了課時，又注重了數(shù)學知識與現(xiàn)實生活的聯(lián)系，突出了內(nèi)容的針對性和實用性，實現(xiàn)了為專業(yè)課提供學科基礎知識服務的作用，從而使學生學了用得上，使學生的知識和能力結構得到優(yōu)化整合。

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