高職高專數(shù)學(xué)建模項目化教材建設(shè)研究

趙偉良

浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院人文社科部

隨著我國高等職業(yè)教育教學(xué)改革的逐步深入，項目化教學(xué)方法已被廣大高職高專院校廣為接受和使用，與之相應(yīng)的項目化教材也如同雨后春筍般競相開發(fā)。但是，我們稍作觀察就不難發(fā)現(xiàn)這些項目化教材都是針對專業(yè)課而言的，很少有涉及公共基礎(chǔ)課的，甚至可以說找到高職高專數(shù)學(xué)建模項目化教材的范例幾乎為零。事實上，數(shù)學(xué)建模項目化教材是實施項目化教學(xué)的基本條件，也是保證項目化教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵所在，同時還是學(xué)生自主學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)建模的重要參考資料。因此，我們認為開發(fā)高職高專數(shù)學(xué)建模項目化教材十分迫切。

一、現(xiàn)行高職高專數(shù)學(xué)建模教材現(xiàn)狀

隨著項目化教學(xué)改革的逐漸深入，現(xiàn)行的高職高專數(shù)學(xué)建模教材已經(jīng)無法滿足項目化教學(xué)的要求，教材內(nèi)容主要存在以下幾個問題：

（1）、教材內(nèi)容重理論，輕實踐，重心還偏“本”。

現(xiàn)行高職高專數(shù)學(xué)建模教材內(nèi)容普遍存在理論知識偏多、偏難，內(nèi)容難以理解，與現(xiàn)實生活和工廠實際脫節(jié)嚴(yán)重[1]，而且教材中仍然殘留本科院校的諸多痕跡，很多教學(xué)內(nèi)容甚至是由本科教材的簡單刪減編制而成，這顯然無法滿足現(xiàn)代高等職業(yè)教育教學(xué)目標(biāo)的要求。

（2）、教材內(nèi)容內(nèi)容陳舊，軟件使用程度不高。

現(xiàn)行高職高專數(shù)學(xué)建模教材內(nèi)容比較陳舊，沒有及時吸納最新的前沿知識，甚至很多例子是三五十年以前的，這顯然不能滿足職業(yè)教育人才培養(yǎng)的需要。同時，我們還注意到現(xiàn)代數(shù)學(xué)建模往往要處理海量數(shù)據(jù)，其計算過程是要通過數(shù)學(xué)軟件來實現(xiàn)，特別是Matlab、Lingo等軟件的使用，而很多教材以強化理論推導(dǎo)為由，避開軟件的使用。

（3）、教材內(nèi)容與高等數(shù)學(xué)以及各專業(yè)課程的銜接與融合不明顯。

現(xiàn)行高職高專數(shù)學(xué)建模教材內(nèi)容與高等數(shù)學(xué)的內(nèi)容銜接不明顯，與各類專業(yè)課程的融合也不理想。主要是因為數(shù)學(xué)建模課程獨立開發(fā)，自成體系，沒有兼顧高等數(shù)學(xué)的內(nèi)容，不能實現(xiàn)知識的順利過渡和有效拓展，也沒有與各專業(yè)課程體系進行合理的銜接和融合，使得數(shù)學(xué)建模的教學(xué)不能有效地為專業(yè)課程服務(wù)。

（4）、教材立體化程度不高。

現(xiàn)行高職高專數(shù)學(xué)建模教材的立體化程度不高，我們除了看到紙質(zhì)教材外，很難看到與教材配套的電子教案、試題庫、教學(xué)錄像、網(wǎng)絡(luò)課件、數(shù)學(xué)建模網(wǎng)站等。事實上，這些是學(xué)生在課堂之余學(xué)習(xí)和交流的重要的手段，是教材不可分割的重要組成部分。

二、高職高專數(shù)學(xué)建模項目化教材開發(fā)的必要性

根據(jù)教育部提出的高等職業(yè)教育要大力推行工學(xué)結(jié)合、校企合作的人才培養(yǎng)模式，改革的重點是教學(xué)教程的實踐性、開放性和職業(yè)性，課程內(nèi)容應(yīng)該按照實際工作任務(wù)、工作過程和工作情景來組織教學(xué)[2]。然而，傳統(tǒng)高職高專數(shù)學(xué)建模教材是根據(jù)課程培養(yǎng)目標(biāo)和實際需要，嚴(yán)格按照教育規(guī)律和數(shù)學(xué)模型的分類進行編寫，它忽略了教學(xué)內(nèi)容的職業(yè)性和學(xué)生的自主學(xué)習(xí)性，淡化了對學(xué)生職業(yè)能力的培養(yǎng)。同時項目化教學(xué)的實施要求教材的內(nèi)容是以項目為載體，以任務(wù)為驅(qū)動，圍繞職場工作展開，具有很強的實踐操作性。因此，我們認為很有必要開發(fā)高職高專數(shù)學(xué)建模項目化教材，這不僅是高等職業(yè)技術(shù)教育的要求，也是項目化教學(xué)的要求。

三、高職高專數(shù)學(xué)建模項目化教材建設(shè)

根據(jù)高職高專人才培養(yǎng)目標(biāo)以及以項目化教學(xué)理念，結(jié)合我校多年來積累的數(shù)學(xué)建模教學(xué)經(jīng)驗和取得的成果，我們將從教材項目的選取、教材結(jié)構(gòu)的設(shè)計以及教材內(nèi)容的組織[3]來構(gòu)建高職高專數(shù)學(xué)建模項目化教材。

3.1、項目化教材項目的選取

項目的選取是高職高專數(shù)學(xué)建模項目化教材的關(guān)鍵所在，決定著教材的質(zhì)量。在編寫教材的過程中，項目的選取應(yīng)遵循如下原則：項目內(nèi)容要包含數(shù)學(xué)建模課程基本知識和基本技能；項目的主題應(yīng)該與現(xiàn)實生活和工廠實際密切相關(guān)；項目的內(nèi)容要使學(xué)生的學(xué)習(xí)具有針對性和實用性，同時也要使教學(xué)具有可行性；項目內(nèi)容要符合學(xué)生的認知規(guī)律，要有循序漸進性，不可一味求難，扼殺學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望和積極性；項目內(nèi)容要與高等數(shù)學(xué)課程和專業(yè)課程內(nèi)容相銜接，實現(xiàn)知識的順利過渡和有效拓展；項目內(nèi)容還要具有學(xué)科的交叉性以及綜合能力運用的特點。事實上，近幾年的全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽真題正好符合上述教材項目的選取原則，通過適當(dāng)調(diào)整可以作為高職高專數(shù)學(xué)建模項目化教材的項目。

3.2、項目化教材結(jié)構(gòu)的設(shè)計

根據(jù)高職高專專業(yè)課程的優(yōu)秀項目化教材結(jié)構(gòu)以及數(shù)學(xué)建模課程特色，我們構(gòu)建了“模塊—項目—任務(wù)”這種層次遞進的項目化教材結(jié)構(gòu)模式，具體設(shè)計為項目名稱、項目概述、項目學(xué)習(xí)目標(biāo)、項目相關(guān)知識、項目工作計劃、項目實施、項目關(guān)鍵技術(shù)提醒、項目小結(jié)、練習(xí)等[4]，這種教材結(jié)構(gòu)充分體現(xiàn)以項目為載體，以能力為目標(biāo)的項目化教學(xué)理念。

3.3、項目化教材內(nèi)容的組織

高職高專數(shù)學(xué)建模項目化教材共設(shè)計成4個模塊，12個項目，共計38個學(xué)時。其中模塊一是數(shù)學(xué)基礎(chǔ)類模型，分4個項目，主要讓學(xué)生掌握基本初等模型、微分方程模型、概率統(tǒng)計模型等；模塊二是優(yōu)化類模型，分3個項目，主要讓學(xué)生掌握線性規(guī)劃模型、整數(shù)規(guī)劃模型、非線性規(guī)劃模型等，模塊三是數(shù)據(jù)處理類模型，分3個項目，主要讓學(xué)生掌握層次分析法、極差規(guī)范化、數(shù)據(jù)的擬合與插值、數(shù)據(jù)的統(tǒng)計和仿真等常用數(shù)據(jù)處理方法；模塊四是綜合提高類模型，分2個項目，主要讓學(xué)生掌握綜合應(yīng)用模型的能力和處理數(shù)據(jù)的能力。每個項目在實際過程中，要體現(xiàn)數(shù)學(xué)建模知識點和能力要求。具體項目內(nèi)容和課時見下表：

四、項目化教材開發(fā)的初步成果展示

我校從2012年開始編寫高職高專數(shù)學(xué)建模項目化教材，目前已完成數(shù)學(xué)建模競賽培訓(xùn)輔導(dǎo)教材及電子課件、數(shù)學(xué)建模項目化網(wǎng)站以及數(shù)學(xué)建模試題庫。從教學(xué)和學(xué)生使用情況來看，符合項目化教學(xué)要求，教學(xué)效果明顯。同時利用我們自己編寫的數(shù)學(xué)建模培訓(xùn)輔導(dǎo)教材指導(dǎo)學(xué)生參加2013年的全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽獲得2項全國二等獎的好成績。

[1]孫紅艷.職業(yè)教育項目化教材設(shè)計研究[M].華東師范大學(xué)，2010.

[2曹錦、商蕾杰、李娜、辛惠娟.基于工作過程的信息技術(shù)項目化教程教材編寫實踐[J].保定職業(yè)技術(shù)學(xué)院，2011(1).

[3]沈蘊梅.《平面設(shè)計》項目教材開發(fā)的探索與實踐[J].科技信息，2011(33).

[4]蔡錦錦、張枝軍.職業(yè)教育項目化教材結(jié)構(gòu)設(shè)計探討[J].消費導(dǎo)刊，2009(21).