基于算法思維的高職計(jì)算機(jī)專業(yè)數(shù)學(xué)教學(xué)改革探討*

鄒洪俠，李 勝，劉 俞

(馬鞍山職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子信息系，安徽 馬鞍山243031)

引言

高職高專教育是職業(yè)技術(shù)教育的高級(jí)階段，注重培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)技術(shù)應(yīng)用能力．在高職院校的計(jì)算機(jī)專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)中，數(shù)學(xué)是重要組成部分之一，是培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用技術(shù)能力的重要基礎(chǔ)核心課程，肩負(fù)著為后繼課程提供必要的基礎(chǔ)知識(shí)和數(shù)學(xué)思維能力的重要使命．隨著專業(yè)教學(xué)改革的深入，計(jì)算機(jī)專業(yè)的數(shù)學(xué)逐漸演變?yōu)橛?jì)算機(jī)數(shù)學(xué)．雖然計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)教學(xué)取得了一定成績(jī)，但仍然存在著教學(xué)內(nèi)容陳舊、手段單一、定位不明確的問題，計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)名不副實(shí)，當(dāng)前的計(jì)算機(jī)專業(yè)的數(shù)學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀不容樂觀．

1 計(jì)算機(jī)專業(yè)數(shù)學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀及存在的問題

1．1 生源質(zhì)量逐年下降

高等教育的發(fā)展，為高職院校帶來了前所未有的發(fā)展機(jī)遇，同時(shí)也帶來了一個(gè)嚴(yán)重的問題:招生困難［1］．從2009年開始，職業(yè)院校的生源質(zhì)量開始下降．為了解決高職院校生源危機(jī)，2010年國(guó)家頒布了《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要》，各高職院校開始普遍施行自主招生政策，高職院校的生源從以前普通高中畢業(yè)生變?yōu)椤捌胀ǜ咧挟厴I(yè)生+職業(yè)高中畢業(yè)生+職業(yè)中專畢業(yè)生+技校生”，生源結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，高職學(xué)生的整體質(zhì)量在下降．根據(jù)對(duì)計(jì)算機(jī)專業(yè)最近三年的生源統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，學(xué)生的數(shù)學(xué)高考平均成績(jī)?cè)?0～50分，甚至有學(xué)生的成績(jī)低至5分，這無疑給教學(xué)特別是數(shù)學(xué)教學(xué)帶來前所未有的挑戰(zhàn)．

1．2 數(shù)學(xué)課堂教學(xué)舉步維艱

對(duì)于基礎(chǔ)差、接受知識(shí)慢的高考低分生和三校生，他們對(duì)于數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)興趣普遍不高．并且受根深蒂固的學(xué)科化思想影響，數(shù)學(xué)教學(xué)過分追求知識(shí)點(diǎn)的系統(tǒng)性和完整性，教學(xué)內(nèi)容陳舊，始終是函數(shù)、極限、連續(xù)、導(dǎo)數(shù)、積分和級(jí)數(shù)等知識(shí)，多而全、難而深．加之“粉筆+黑板”的單一教學(xué)形式，教學(xué)效果不盡人意．盡管在教學(xué)實(shí)施過程中，授課教師有意識(shí)地降低了教學(xué)難度，但從課堂教學(xué)過程和效果上看，依然是授課教師的一廂情愿．導(dǎo)致了師生的惡性反饋，教師為了教而教，學(xué)生為了考而學(xué)，教學(xué)效果不理想．

1．3 計(jì)算機(jī)專業(yè)數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容存在的問題

面對(duì)這樣的現(xiàn)狀，無論是學(xué)生還是教師和教育教學(xué)領(lǐng)導(dǎo)者都迫切要求改革．要改革，就要由果索因，才能對(duì)癥下藥．究其根源是目前的教學(xué)內(nèi)容不再適合為當(dāng)前的教學(xué)對(duì)象服務(wù)了．計(jì)算機(jī)專業(yè)數(shù)學(xué)課程的授課對(duì)象除了數(shù)學(xué)基礎(chǔ)差的屬性外，另外一個(gè)重要屬性即專業(yè)屬性，他們是以后即將學(xué)習(xí)算法知識(shí)的高職學(xué)生．計(jì)算機(jī)專業(yè)數(shù)學(xué)教學(xué)必須兼顧上述兩種屬性，既要從學(xué)生數(shù)學(xué)基礎(chǔ)差的實(shí)際出發(fā)，又要為算法類專業(yè)課程服務(wù)，教學(xué)內(nèi)容應(yīng)該嚴(yán)格根據(jù)這一要求進(jìn)行合理設(shè)置．但是，目前計(jì)算機(jī)專業(yè)數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置并非如此，存在的問題如下．

首先，教學(xué)內(nèi)容專業(yè)服務(wù)度不強(qiáng)．計(jì)算機(jī)專業(yè)開設(shè)數(shù)學(xué)課程的目的在于為后續(xù)的算法類專業(yè)課程服務(wù)．學(xué)習(xí)算法，大多數(shù)時(shí)候，需要的是較強(qiáng)的邏輯思維能力，是學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)時(shí)所形成的數(shù)學(xué)思維能力和數(shù)學(xué)修養(yǎng)．計(jì)算機(jī)專業(yè)數(shù)學(xué)課程內(nèi)容要從這種算法思維的角度進(jìn)行設(shè)置，但目前的課程內(nèi)容并未解決好這一問題．

其次，教學(xué)內(nèi)容的難易程度和取舍不合理．談到教學(xué)內(nèi)容，我們必須說教材，教材是教師“教”和學(xué)生“學(xué)”的主要依據(jù)，教材的編寫質(zhì)量直接影響教學(xué)質(zhì)量的提高，同時(shí)教材也是引領(lǐng)教師進(jìn)行教學(xué)改革的窗口．高職院校計(jì)算機(jī)專業(yè)數(shù)學(xué)教材大致經(jīng)歷了三個(gè)階段:第一階段，?？聘叩葦?shù)學(xué)教材階段，由于受高職教育是降了檔的普通高等教育的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)的影響，這一時(shí)期的教材在內(nèi)容設(shè)置上，只是對(duì)普通高等學(xué)校的教材進(jìn)行簡(jiǎn)單地刪減，重理論，輕應(yīng)用，根本不符合職業(yè)院校辦學(xué)定位和培養(yǎng)目標(biāo)要求．第二階段，高職高專數(shù)學(xué)系列教材階段，這一階段教材大都強(qiáng)調(diào)淡化理論，強(qiáng)化能力，立足應(yīng)用，越來越體現(xiàn)職業(yè)教育的辦學(xué)特色．遺憾的是，卻遭遇了高職生源質(zhì)量下降及結(jié)構(gòu)組成復(fù)雜化時(shí)期，根據(jù)相關(guān)調(diào)查結(jié)果，60%的學(xué)生仍覺得教學(xué)內(nèi)容偏難［2］，教學(xué)內(nèi)容枯燥，學(xué)生不愛學(xué)、教師難教學(xué)的現(xiàn)象仍然存在．同時(shí)，教材內(nèi)容普適化，沒有專業(yè)針對(duì)性這一新問題凸顯出來．第三階段，專業(yè)類數(shù)學(xué)教材階段．“以應(yīng)用或能力為目的，以知識(shí)必須、夠用為原則”是專業(yè)類數(shù)學(xué)教材的主要編寫依據(jù)［3］，這類教材的出現(xiàn)從一定程度上改善了計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)效果，存在的問題是，教材質(zhì)量參差不齊，為了強(qiáng)調(diào)專業(yè)服務(wù)性，把內(nèi)容削減為支離破碎的概念、定理、公式及如何套用的方法，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，缺乏對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)背景和數(shù)學(xué)規(guī)律的認(rèn)識(shí)，與專業(yè)的對(duì)接也只是簡(jiǎn)單地增加數(shù)學(xué)建模或者算法設(shè)計(jì)等相關(guān)知識(shí)的介紹［4］．學(xué)生學(xué)完后，仍然不能將所學(xué)的數(shù)學(xué)知識(shí)應(yīng)用到算法實(shí)踐中去，達(dá)不到從算法角度培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)思維并解決問題的目的，計(jì)算機(jī)專業(yè)課程教學(xué)效果提升遭遇瓶頸．

2 計(jì)算機(jī)專業(yè)數(shù)學(xué)教學(xué)改革思路

綜合以上分析，當(dāng)前的計(jì)算機(jī)專業(yè)數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)方法已經(jīng)不能夠很好地為專業(yè)課程服務(wù)，逐漸成為擺設(shè)，針對(duì)數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容的改革已經(jīng)刻不容緩．在當(dāng)前的教學(xué)現(xiàn)狀下，我們需要從專業(yè)應(yīng)用性、社會(huì)適應(yīng)性和崗位實(shí)踐性三個(gè)方面進(jìn)行綜合考慮，在數(shù)學(xué)知識(shí)與思維培養(yǎng)和算法知識(shí)與思維培養(yǎng)之間找到一個(gè)契合點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)教學(xué)與計(jì)算機(jī)教學(xué)有機(jī)融合，讓數(shù)學(xué)真正成為算法學(xué)習(xí)者解決問題的工具．

2．1 改革教學(xué)內(nèi)容，增強(qiáng)數(shù)學(xué)課程專業(yè)服務(wù)度

教材是教學(xué)內(nèi)容依附的載體，編寫一本內(nèi)容設(shè)計(jì)合理、能夠給師生帶來優(yōu)質(zhì)閱讀體驗(yàn)的教材，會(huì)對(duì)教學(xué)起到很好的指導(dǎo)作用．而教材內(nèi)容的設(shè)置要契合目前高職高專計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生的數(shù)學(xué)課程學(xué)習(xí)要求，從生活中的趣味故事或問題情境出發(fā)來介紹數(shù)學(xué)知識(shí)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，教材內(nèi)容要回避理論推導(dǎo)過程，對(duì)知識(shí)進(jìn)行定性分析，融入算法思維，從而幫助學(xué)生建立算法學(xué)習(xí)所需的思維模式．做到以改善計(jì)算機(jī)專業(yè)數(shù)學(xué)教學(xué)效果為目的，以培養(yǎng)學(xué)生良好的解決算法問題的數(shù)學(xué)思維方式為中心，起到為后續(xù)算法課程教學(xué)和實(shí)踐奠定良好基礎(chǔ)的作用．

在具體實(shí)施上，首先，我們要考慮算法中具有重要使用價(jià)值的問題類型有哪些，從而確定需要培養(yǎng)學(xué)生的哪些算法思維，然后尋找與之相關(guān)的數(shù)學(xué)知識(shí)，合理地設(shè)定計(jì)算機(jī)專業(yè)數(shù)學(xué)教學(xué)范圍，進(jìn)而確定計(jì)算機(jī)專業(yè)數(shù)學(xué)教材的內(nèi)容．其次，應(yīng)該從目前高職高專學(xué)生的數(shù)學(xué)知識(shí)基礎(chǔ)出發(fā)，進(jìn)行基于算法的數(shù)學(xué)知識(shí)層次研究，以選擇難易適中的教學(xué)內(nèi)容．最后，進(jìn)行基于算法的數(shù)學(xué)思維研究及數(shù)學(xué)思維培養(yǎng)方式研究，用以確定教材內(nèi)容以何種方式展開以及內(nèi)容的前后順序如何安排．

2．2 改革課堂教學(xué)方法，提高教學(xué)效果

教學(xué)內(nèi)容的顛覆性改革，必然引起教學(xué)方法的改革．傳統(tǒng)的講授式教學(xué)顯然不合適，必須進(jìn)行教學(xué)方法的改革，例如可以嘗試采用討論式、研究式、體驗(yàn)式、啟發(fā)式自主學(xué)習(xí)［5］等教學(xué)方法．要注重學(xué)生學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)和提高，以利于入職后的再學(xué)習(xí)，乃至對(duì)終身學(xué)習(xí)起到助推作用．另外，學(xué)生的學(xué)習(xí)方式也要相應(yīng)地變個(gè)體學(xué)習(xí)方式為小組學(xué)習(xí)方式，變被動(dòng)學(xué)習(xí)方式為主動(dòng)學(xué)習(xí)方式，形成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣．這樣才能改善學(xué)生對(duì)專業(yè)數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)興趣，形成學(xué)生“敢學(xué)數(shù)學(xué)，愛學(xué)數(shù)學(xué)”的學(xué)習(xí)氛圍．

2．3 理論與實(shí)踐相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生從算法角度解決問題的思維與能力

好的教學(xué)內(nèi)容可以讓學(xué)生們學(xué)有所需，合適的教學(xué)方法可以讓學(xué)生們學(xué)有所樂，而課程實(shí)驗(yàn)可以讓學(xué)生們學(xué)有所用．通過實(shí)踐環(huán)節(jié)的展開，可以使學(xué)生對(duì)知識(shí)的認(rèn)識(shí)經(jīng)過一個(gè)從理解到深刻體會(huì)到再理解的過程，從而鞏固數(shù)學(xué)知識(shí)、鍛煉算法思維進(jìn)而提高學(xué)生用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力［6］．實(shí)驗(yàn)課程在內(nèi)容設(shè)置上應(yīng)考慮數(shù)學(xué)知識(shí)與計(jì)算機(jī)應(yīng)用的有機(jī)結(jié)合，并且要難易適度，可以考慮為不同層次的學(xué)生設(shè)置不同的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容［7］，同時(shí)設(shè)計(jì)拓展實(shí)驗(yàn)，給部分有能力的同學(xué)提供充分發(fā)揮自身創(chuàng)新能力的機(jī)會(huì)．實(shí)驗(yàn)課程的開設(shè)可以采取單獨(dú)設(shè)置一門計(jì)算機(jī)專業(yè)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的形式，與計(jì)算機(jī)專業(yè)數(shù)學(xué)課程同時(shí)進(jìn)行，由專門的教師指導(dǎo)，在實(shí)驗(yàn)過程中，要遵循以學(xué)生為主導(dǎo)的原則，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性．

2．4 多樣化考核方式，注重綜合素質(zhì)的評(píng)價(jià)

作為教材和教法進(jìn)行重大改革的配套措施，要進(jìn)行相應(yīng)的教學(xué)評(píng)價(jià)改革．要改變傳統(tǒng)的結(jié)果性教學(xué)評(píng)價(jià)為過程性評(píng)價(jià)和綜合性評(píng)價(jià)，重在考察學(xué)生解決問題的思想、方法、過程和能力．可以教師評(píng)價(jià)，也可以學(xué)生互評(píng)，還可以是小組競(jìng)賽的形式評(píng)出小組成員成績(jī)．教學(xué)評(píng)價(jià)方法側(cè)重于客觀評(píng)價(jià)學(xué)生的綜合素質(zhì)與能力，達(dá)到鼓勵(lì)各層次學(xué)生學(xué)習(xí)的目的．

2．5 建設(shè)跨學(xué)科教師隊(duì)伍，為計(jì)算機(jī)專業(yè)數(shù)學(xué)課程教學(xué)提供師資保障

教師是教育教學(xué)活動(dòng)的實(shí)施者．我們的計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)教學(xué)改革需要具有一定的算法思維的數(shù)學(xué)老師，原有的數(shù)學(xué)教師知識(shí)結(jié)構(gòu)單一，缺乏必要的計(jì)算機(jī)專業(yè)知識(shí)和算法思維，短時(shí)間內(nèi)無法勝任本課程的教學(xué)改革．因此改革的同時(shí)，也要培養(yǎng)和建設(shè)一支兼具計(jì)算機(jī)專業(yè)知識(shí)和數(shù)學(xué)專業(yè)素養(yǎng)的跨學(xué)科［8］師資隊(duì)伍，才能保證教學(xué)改革的順利實(shí)施．

3 結(jié)語

在當(dāng)前的高職計(jì)算機(jī)專業(yè)數(shù)學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀下，探索數(shù)學(xué)知識(shí)與計(jì)算機(jī)專業(yè)知識(shí)的融合是必要的．我們期望通過計(jì)算機(jī)專業(yè)數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容及與之相關(guān)的一系列改革，提高教學(xué)效率，優(yōu)化教學(xué)效果，促進(jìn)數(shù)學(xué)教材內(nèi)容的改革，促進(jìn)教師對(duì)教育教學(xué)觀念、方法和實(shí)踐的探索與改革，帶動(dòng)與計(jì)算機(jī)專業(yè)相關(guān)的其它基礎(chǔ)課程的改革．

［1］邱萍，周卓華．高職高專院校生源質(zhì)量現(xiàn)狀及管理對(duì)策研究［J］．管理科學(xué)研究，2009，(9):86－87．

［2］王雅麗．高職高等數(shù)學(xué)教材的研究與探討［J］．教育與職業(yè)，2009，(27):126－128．

［3］曾慶柏．高職數(shù)學(xué)教材改革的探索與實(shí)踐［J］．職業(yè)教育研究，2010，(7):102－104．

［4］吳麗萍．對(duì)高職數(shù)學(xué)內(nèi)容體系模塊化改革的思考［J］．教育與職業(yè)，2011，(8):124－125．

［5］李強(qiáng)．高職院校計(jì)算機(jī)專業(yè)數(shù)學(xué)教學(xué)的改革［J］．科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2011，(15):180．

［6］查志剛．高職院校高等數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課的認(rèn)識(shí)與實(shí)踐［J］．高等職業(yè)教育(天津職業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào))，2010，19(4):65－67．

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［8］劉健華．美國(guó)高?？鐚W(xué)科人才培養(yǎng)模式給我們的啟示［J］．中國(guó)科教創(chuàng)新導(dǎo)刊，2007，(1):3．