基于機電專業(yè)的高職數(shù)學(xué)教學(xué)策略分析

周菲菲

【摘要】新時期高職教育的核心目的是在提升理論素養(yǎng)的基礎(chǔ)上，著重培養(yǎng)學(xué)生的實踐動手能力，因此該階段的課程教育必須面向?qū)嶋H應(yīng)用，在課程構(gòu)建和教學(xué)策略上以崗位適用性為出發(fā)點，力求學(xué)科之間的有機整合，尤其在高職數(shù)學(xué)的施教中注重數(shù)學(xué)知識對機電專業(yè)的實際應(yīng)用特征，本文借助具體的知識元素，初步分析了高職數(shù)學(xué)在機電專業(yè)的滲透，旨在為廣大高職數(shù)學(xué)教學(xué)者提供參考.

【關(guān)鍵詞】高職數(shù)學(xué);機電專業(yè);教學(xué)策略;學(xué)科滲透

一、引 言

經(jīng)濟全球化背景下，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展對機電專業(yè)的需求日益增加，因此新時期社會的發(fā)展對高職教育提出了新的要求.首先，課程整合成為高職教育的核心任務(wù).機電專業(yè)作為一門極強的實用性專業(yè)，在社會發(fā)展中起到舉足輕重的作用，因此教育階段的課程整合從本質(zhì)上符合專業(yè)設(shè)置，也是保證該專業(yè)的學(xué)生具備實際應(yīng)用技能的有效途徑.其次，學(xué)科元素的交叉滲透為機電專業(yè)提供了豐富的知識素材，譬如高職數(shù)學(xué)作為基礎(chǔ)知識在機電專業(yè)中的需求最為廣泛，因此數(shù)學(xué)與其他學(xué)科的滲透式教學(xué)成為現(xiàn)階段高職數(shù)學(xué)教育的主要趨勢，也是新時期培養(yǎng)綜合性人才的關(guān)鍵.

二、高職數(shù)學(xué)在機電專業(yè)中的滲透策略

1.創(chuàng)設(shè)圖形設(shè)計模型，增強數(shù)學(xué)的專業(yè)應(yīng)用性

圖形設(shè)計是機電專業(yè)的基礎(chǔ)內(nèi)容，從設(shè)計理念上來說力求產(chǎn)品集科學(xué)性與實際應(yīng)用性于一體，因此在設(shè)計領(lǐng)域需要很強的機電專業(yè)素養(yǎng).從本質(zhì)上講，機電設(shè)計的靈魂元素離不開數(shù)學(xué)原理的支持，任何科學(xué)的設(shè)計離不開嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)學(xué)推導(dǎo)和演繹過程.然而，現(xiàn)實數(shù)學(xué)教學(xué)的出發(fā)點大多立足于教材設(shè)定的理論范疇，很難將機電專業(yè)對數(shù)學(xué)知識的實際技能型需求體現(xiàn)在課堂上，該現(xiàn)象成為制約高職數(shù)學(xué)教育的重要因素，因此如何將高職數(shù)學(xué)的應(yīng)用性特征滲透到機電專業(yè)，是現(xiàn)階段高職數(shù)學(xué)教育中亟待解決的問題.

譬如，機電設(shè)計中常用的曲面設(shè)計理論，其基本依據(jù)是數(shù)學(xué)理論中微分概念，從本質(zhì)上分析任何曲面可以近似認(rèn)為由無限小的單位平面組成，因此可以認(rèn)為曲面設(shè)計的理論依據(jù)是將該曲面微分化.在該實例中為了通過數(shù)學(xué)理論尋求具體的方法論，該微分思想可以用導(dǎo)數(shù)表示，因為求導(dǎo)本來就是一種微分運算的過程.導(dǎo)數(shù)從本質(zhì)上描述了事物在連續(xù)變化過程中的特征，從數(shù)學(xué)角度講，某條曲線可導(dǎo)表明該曲線連續(xù)，然而該表述的逆命題并非成立，亦即連續(xù)的曲線函數(shù)并非一定可以求出其導(dǎo)數(shù).導(dǎo)數(shù)不為零的特征說明了對自變量求微分以后所導(dǎo)致因變量的變化不為零，因此在機電專業(yè)所用到的機械設(shè)計基礎(chǔ)中對曲面曲率大小的設(shè)計可以通過導(dǎo)數(shù)是否為零來變相思考.

圖1 凸輪設(shè)計實例1：實際高職數(shù)學(xué)課堂中可以通過創(chuàng)設(shè)“凸輪外形線的設(shè)計過程”的模型來深化學(xué)生對數(shù)學(xué)思想的理解，從而增強數(shù)學(xué)在高職教育中的應(yīng)用性.通常情況下，凸輪外形可以視為由不同半徑的圓弧組成，因此將每一小段圓弧視為微分單位變量，該微分變量可以由圓弧對應(yīng)的圓心角θ表示，如圖1所示.整個凸輪外形曲線的變化隨著變量θ的變化而變化.然而該設(shè)計過程中最主要的是確定整個曲線的邊界條件，亦即在凸輪軸的最大處和處于緩沖段與基圓弧銜接處的位置角度θ.根據(jù)數(shù)學(xué)中的導(dǎo)數(shù)思想，可以將整個凸輪的外形曲線設(shè)想為某函數(shù)的曲線，此時凸輪軸的最高點可以視為該函數(shù)曲線的拐點.顯然，該設(shè)計理念的核心是對數(shù)學(xué)導(dǎo)數(shù)的深刻理解，此時數(shù)學(xué)課堂的教師話語已經(jīng)實現(xiàn)了數(shù)學(xué)學(xué)科與設(shè)置專業(yè)的有效整合.根據(jù)數(shù)學(xué)導(dǎo)數(shù)的本質(zhì)含義，在凸輪軸的最高點處應(yīng)該滿足對變量θ求二階導(dǎo)數(shù)以后為零，亦即2Hθ2=0，其中H為凸輪外形線對應(yīng)的半徑.然而在緩沖段與基圓弧連接處，為了保證曲面的連續(xù)過渡性，必須連續(xù)可導(dǎo)，因此可以根據(jù)實際凸輪的應(yīng)用需求可以確定Hθ=M，其中M根據(jù)實際設(shè)計要求相關(guān).

可見，高職數(shù)學(xué)課堂創(chuàng)設(shè)模型能夠有效地將數(shù)學(xué)元素滲透到機電專業(yè)，提升課堂的實際應(yīng)用性，同時也為培養(yǎng)學(xué)生的綜合技能奠定了充實的理論基礎(chǔ).

2.數(shù)學(xué)技巧的滲透為解決專業(yè)課提供了具體的方法論指導(dǎo)

高職機電專業(yè)的課程設(shè)置從本質(zhì)上相輔相成，專業(yè)課的設(shè)置是以基本理論課為基礎(chǔ)，其中數(shù)學(xué)課程是多門專業(yè)課必不可少的理論元素.譬如，電工技術(shù)課程中對電流波形圖的研究本質(zhì)上和數(shù)學(xué)中正余弦函數(shù)密切相通，因此對正弦波電壓、電流特性的認(rèn)識可以通過數(shù)學(xué)正余弦函數(shù)的特征開始.高職數(shù)學(xué)中正弦型函數(shù)是在原有三角函數(shù)的基礎(chǔ)上更加深入地探究正弦波型曲線，對于高職機電專業(yè)來說是學(xué)習(xí)電工技術(shù)的基礎(chǔ)，為解決實際電學(xué)問題提供了具體的方法論指導(dǎo).

高職數(shù)學(xué)課堂與專業(yè)課的有機整合是建立在恰當(dāng)?shù)恼n堂素材基礎(chǔ)之上，只有科學(xué)合理的學(xué)科交叉滲透，才能使得職業(yè)技術(shù)教育向著綜合化、科技化、多元化發(fā)展.數(shù)學(xué)課堂上引入專業(yè)課知識，不僅打破了傳統(tǒng)的課堂觀念，而且能激發(fā)學(xué)生對數(shù)學(xué)在實際應(yīng)用中的興趣，同時調(diào)動了學(xué)生的課堂積極性，為打造高效的數(shù)學(xué)課堂提供了可能.

【參考文獻】

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