高職院校機電類專業(yè)數(shù)學(xué)課程改革的探索

李海洋，王 磊

(河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南南陽 473009)

高職類院校，以培養(yǎng)高等技術(shù)應(yīng)用型人才為目標(biāo)，而機電類專業(yè)因其應(yīng)用性強，就業(yè)率高，被眾多高職院校廣泛開設(shè)。高等數(shù)學(xué)，作為機電類專業(yè)一門非常重要的基礎(chǔ)課程，為學(xué)生后繼專業(yè)課程的學(xué)習(xí)提供著必不可少的理論支持，高職數(shù)學(xué)的教學(xué)效果，直接影響著學(xué)生后繼專業(yè)課程的學(xué)習(xí)和專業(yè)能力的養(yǎng)成。根據(jù)機電類專業(yè)的具體需要，對高等數(shù)學(xué)的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法進行改革，是數(shù)學(xué)教師必須解決的一個實際問題。

一、機電類專業(yè)課程所需高等數(shù)學(xué)知識的調(diào)研

教育部在《關(guān)于加強高職高專教育人才培養(yǎng)工作的意見》中明確指出，基礎(chǔ)理論課程的教學(xué)要以應(yīng)用為目的，以“必須、夠用”為度，以“講清概念、強化應(yīng)用”為重點。高等數(shù)學(xué)，作為一門為學(xué)生學(xué)習(xí)后繼專業(yè)而服務(wù)的基礎(chǔ)課、工具課，顯然應(yīng)該與專業(yè)課緊密結(jié)合展開教學(xué)，換言之，職業(yè)崗位的多樣性決定了不同專業(yè)對數(shù)學(xué)知識需求的不同。進一步講，即便是同樣的教學(xué)內(nèi)容，面向不同專業(yè)講授時，側(cè)重也應(yīng)該有所不同，比如同樣是講授導(dǎo)數(shù)的概念，給機電類專業(yè)學(xué)生授課時，可以電流變化率為例，而給經(jīng)管類專業(yè)學(xué)生授課時，可以邊際成本、邊際利潤為例。

鑒于以上分析，我們將高等數(shù)學(xué)課程分解為不同的知識點，與機電類專業(yè)(含機械電子技術(shù)、機械制造及其自動化、機電一體化技術(shù)、數(shù)控技術(shù)等專業(yè))幾位專業(yè)基礎(chǔ)課教師一同討論研究，展開調(diào)研。一方面，對專業(yè)課各主要知識點所需的高等數(shù)學(xué)的教學(xué)內(nèi)容進行了統(tǒng)計，另一方面，進一步探討數(shù)學(xué)知識點在專業(yè)上的應(yīng)用角度和深度，從而幫助我們從教學(xué)內(nèi)容和教法兩方面，對高等數(shù)學(xué)課程做出更適合機電類專業(yè)需求的改革(見表1)。

二、機電類專業(yè)數(shù)學(xué)課程改革的幾點建議

由上述調(diào)研表可以看出，機電類專業(yè)一些主要的專業(yè)課程與高等數(shù)學(xué)尤其是一元函數(shù)微積分的聯(lián)系是十分密切的，另外，隨著后繼學(xué)習(xí)的深入，還會涉及到常微分方程、冪級數(shù)、傅里葉變換、拉普拉斯變換等內(nèi)容。

(一)以“必需、夠用”為原則確定教學(xué)內(nèi)容

基于機電類專業(yè)課程的需要，建議高等數(shù)學(xué)課程開設(shè)兩個學(xué)期，第一學(xué)期學(xué)習(xí)一元函數(shù)微積分，課時以60 左右為宜。第二學(xué)期教學(xué)內(nèi)容根據(jù)各專業(yè)具體需要的不同而定，在常微分方程、冪級數(shù)、傅里葉變換、拉普拉斯變換中選取，學(xué)時依據(jù)內(nèi)容而定。

表1 調(diào)研結(jié)果

在實際教學(xué)過程中，要切實貫徹“必需、夠用”這一原則，對具體教學(xué)內(nèi)容有所取舍，從專業(yè)課程的要求出發(fā)展開教學(xué)，不再強調(diào)數(shù)學(xué)課程的系統(tǒng)性與完整性。對于一些抽象的定理、公式，不必做理論性的推導(dǎo)證明，盡量用具體形象的圖表、例題說明其實際背景與應(yīng)用。比如，從數(shù)學(xué)課的角度看，中值定理，特別是朗格朗日中值定理，是導(dǎo)數(shù)應(yīng)用這一章內(nèi)容的理論基礎(chǔ)，但是專業(yè)課程不會涉及這一知識點，所以完全可以不做講授，或者僅僅用圖形、例題加以解釋而不做推導(dǎo)。而導(dǎo)數(shù)在電工電子技術(shù)中的應(yīng)用，雖然各類數(shù)學(xué)教材上都不會有過多涉及，但是從專業(yè)課程的需要而言，應(yīng)該作為重點加以講授。另一方面，整體而言專業(yè)課程對學(xué)生計算能力需求不高，故可以在保證學(xué)生能夠掌握基本方法和概念的前提下，減少對于計算性題目的技巧要求，以學(xué)生掌握基本的數(shù)學(xué)公式和計算方法為度，必要時可適當(dāng)結(jié)合數(shù)學(xué)軟件來替代一些煩瑣的計算等。

(二)調(diào)整教學(xué)側(cè)重點

在講授基本概念、定義、定理時，要善于使用專業(yè)課的語言去敘述數(shù)學(xué)概念，以滿足數(shù)學(xué)概念性教學(xué)與專業(yè)教學(xué)緊密結(jié)合的需求。例如，在講授導(dǎo)數(shù)的概念時，強調(diào)在工程技術(shù)上更多的被稱為函數(shù)的變化率，這樣可使學(xué)生迅速地接受專業(yè)概念的數(shù)學(xué)描述。

在應(yīng)用性教學(xué)方面，應(yīng)根據(jù)專業(yè)課的需求，對應(yīng)用性教學(xué)內(nèi)容加以調(diào)整，可以刪掉傳統(tǒng)教學(xué)中比較側(cè)重數(shù)學(xué)自身應(yīng)用的內(nèi)容，代之以專業(yè)應(yīng)用相關(guān)內(nèi)容。例如，定積分應(yīng)用這一部分，可以將定積分求面積求體積等內(nèi)容略去不講，重點講授定積分在力學(xué)、電學(xué)中的應(yīng)用。

(三)改革教學(xué)方法，適當(dāng)開展項目教學(xué)法

通過項目引導(dǎo)教學(xué)、為學(xué)習(xí)專業(yè)課程服務(wù)，為直接就業(yè)打基礎(chǔ)，這是高職院校課程改革的重點和方向。作為基礎(chǔ)課程的高等數(shù)學(xué)課，當(dāng)然也可以嘗試開展項目化教學(xué)法。

比如，在學(xué)習(xí)常微分方程時，可以選取“電動機運轉(zhuǎn)后溫度的變化”這一較為簡單且典型的實際問題作為項目，對學(xué)生進行分組，要求學(xué)生以小組為單位，對若干臺電動機運轉(zhuǎn)后分時段進行溫度檢測，整理并分析檢測數(shù)據(jù)，構(gòu)建模型，最終對該模型進行計算求解，然后在課堂上交流，相互評價。在這一項目訓(xùn)練中，學(xué)生需要微分方程基本概念、一階微分方程的解法等數(shù)學(xué)知識作支撐，從而提高了相關(guān)內(nèi)容的教學(xué)效果。

當(dāng)然，開展項目教學(xué)法，重點在于與專業(yè)課教師的溝通與協(xié)商，恰當(dāng)確定項目，使學(xué)生在工程項目訓(xùn)練中，深切體會到高等數(shù)學(xué)的重要性，從而提高其學(xué)數(shù)學(xué)的積極性以及用數(shù)學(xué)知識分析解決實際問題的能力。

(四)以知識應(yīng)用為導(dǎo)向，改革教學(xué)考核方式

高等數(shù)學(xué)課程傳統(tǒng)的教學(xué)評價方式，往往是以期末閉卷筆試為主，最終成績由平時成績和期末筆試成績按一定比例組合而成，閉卷筆試占了較大比重。這種考核方式容易使學(xué)生養(yǎng)成機械的套用定理、公式解題的習(xí)慣，而不利于學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)知識分析問題、解決問題能力的培養(yǎng)。為了更好的達到高等數(shù)學(xué)課程的教學(xué)目標(biāo)，對傳統(tǒng)的考核方式進行改革是必需的，這可以從兩方面進行。

1.改革評價方法。增大平時成績的比例，注重對學(xué)生“動態(tài)”的學(xué)習(xí)過程的考核。而平時成績的評定，一般是到課率和作業(yè)情況相結(jié)合給出，在作業(yè)方面，不妨多用數(shù)學(xué)建模論文、數(shù)學(xué)實驗報告等形式替代傳統(tǒng)的練習(xí)題作業(yè)。比如，一章結(jié)束后，可以讓學(xué)生自己寫出章節(jié)小結(jié)，總結(jié)本章重難點及知識的應(yīng)用，或者在項目教學(xué)法中，要求學(xué)生將分析解決問題的主要方法和計算過程形成規(guī)范的數(shù)學(xué)論文。這樣更容易調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，提高其應(yīng)用數(shù)學(xué)的能力。

2.改革試卷。一份試卷往往由填空題、選擇題、計算題和應(yīng)用題組成。一方面，應(yīng)減少試卷中側(cè)重考查基本概念、定義、公式應(yīng)用的填空題、選擇題和計算題的比重，增大應(yīng)用題、特別是有專業(yè)背景的數(shù)學(xué)應(yīng)用題的比重。另一方面，可以將試題分為基本題和選做題，選做題這一部分以知識應(yīng)用性題型為主，可以多給出幾題，讓學(xué)生選擇其中一題或兩題作答，這樣就給了學(xué)生較大的主動權(quán)，能夠更好的反映出學(xué)生真實的水平，避免考試中一些偶然性，不確定性因素。

總之，高職數(shù)學(xué)教學(xué)只有把握好“以應(yīng)用為目的，以必需夠用為度”的原則，加強與專業(yè)課程的聯(lián)系，在充分了解專業(yè)課程需求的基礎(chǔ)上，積極調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，改革考核方法，才能調(diào)動學(xué)生學(xué)數(shù)學(xué)、用數(shù)學(xué)主動性，增強學(xué)生數(shù)學(xué)應(yīng)用能力的培養(yǎng)，從而提高數(shù)學(xué)課程的教學(xué)質(zhì)量。

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