高數(shù)與高職通信技術專業(yè)有機融合研究與實踐

朱珺　李珈

摘 要 通過分析學情和課程設置等方面影響高等數(shù)學與高職通信技術專業(yè)融合的因素，結合奧蘇伯爾有意義學習理論探索解決的對策，深化教學改革，提高教學質量。

關鍵詞 通信技術；高等數(shù)學；有意義學習理論

中圖分類號：G712 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2017）04-0074-04

Abstract Through analysis the learning and curriculum and so on had

influenced the combination of the higher mathematics and communi-cation technology， the authors explore the solution with the meaningful

learning theory of the Ausubel， deepen the teaching reform and im-prove the teaching quality.

Key words communication technology； advanced mathematics； mea-ningful learning theory

1 引言

高職通信技術專業(yè)是門復合型專業(yè)，包括通信、電子、計算機等相關內容，旨在培養(yǎng)掌握通信技術基本理論，具有通信系統(tǒng)運維、通信設備安裝調試基本技能的一線高素質技能型人才。通信技術專業(yè)的核心知識點大多依賴數(shù)學理論作為支撐。以“服務專業(yè)，必需夠用”為原則開設高職數(shù)學課程，已成為高職院校廣大數(shù)學教師、專業(yè)教師和學校管理人員的共識[1]。

本文從學情及課程設置方面分析影響高等數(shù)學為通信技術專業(yè)服務的原因，并結合奧蘇伯爾有意義學習理論探索解決的對策。

2 高職通信技術專業(yè)學情分析

高職通信技術專業(yè)一般都開設了電路基礎、信號與線性系統(tǒng)等與高數(shù)密切相關的專業(yè)課。在實際的專業(yè)教學過程中，教師和學生都倍感壓力，原因在于本應助力于專業(yè)學習的高等數(shù)學課程卻成為專業(yè)學習進程中的攔路虎。為此，分析造成這一現(xiàn)象的原因與研究對策是專業(yè)教育教學改革迫在眉睫的事情。

基本情況調研 以筆者所在的湖北科技職業(yè)學院（以下簡稱學院）為例，通信技術專業(yè)開設的系列專業(yè)基礎課、專業(yè)核心課涉及的高數(shù)知識如表1所示。

由表1可知，在通信技術專業(yè)課程體系中，專業(yè)課程的大部分重要知識點都以數(shù)學為基礎，數(shù)學作為上位知識，專業(yè)課作為下位知識。倘若學生不能分辨這種具有上下位關系的新舊概念和命題的異同，則新的有意義的學習就不能出現(xiàn)[2]。

為了獲得數(shù)學與專業(yè)融合程度的第一手資料，筆者對學院2011、2012級通信技術專業(yè)畢業(yè)生142人以及2014級通信技術專業(yè)在校生56人共計198人進行問卷調查。調查問卷分別如表2、表3所示，表3調查結果見圖1。

調研結果分析 調查結果表明，本專業(yè)約90%的畢業(yè)生從事與通信專業(yè)相關的工作，大部分畢業(yè)生認為數(shù)學與通信專業(yè)關系很密切，同時也認為專業(yè)課難學難懂，其中主要原因之一就是專業(yè)課里涉及的數(shù)學知識多、深、難。在校生則覺得數(shù)學和專業(yè)知識關系不大，并且日后工作不一定能用得上，因此，學習數(shù)學課時積極性不高。經過筆者近3年的探索與調研，總結了造成這一現(xiàn)象的幾個原因。

1）學生成長過程中的學習習慣問題。部分高職學生是因為高考失利或者學習成績不佳才進入高職學校學習，他們智商正常，欠缺的是良好的學習習慣。據(jù)調研發(fā)現(xiàn)，很多高職生的家庭教育就是不太讓人滿意的，因此養(yǎng)成的學習習慣不盡如人意。同時，學校的學習氛圍不夠濃厚，在從眾心理的影響下，不少學生漸漸隨波逐流，不再追求積極上進。根據(jù)問卷調查顯示，只有不足10%的學生會在上課時做筆記，約50%的學生能聽懂一半的課堂講授知識，只有約17%的學生會利用課余時間進行預習、復習，能在草稿紙上進行反復演算、作圖、推導的是極少數(shù)。通信技術專業(yè)本身就是有一定學習難度的專業(yè)，所涉及的大部分專業(yè)知識都與電路、計算機有千絲萬縷的聯(lián)系，而數(shù)學又是其根本，若不花時間來預習、復習、演算，上課時能真正理解的知識就會十分的有限。因此，如何從學習習慣的改善方面著手進行教學改革，是教師必須要思考的問題。

2）高數(shù)課程設置情況與專業(yè)課學習問題。近年來，在理論夠用原則的驅使下，各大高職院校對數(shù)學等基礎課進行了系列改革，提高了對數(shù)學的要求，同時縮減了數(shù)學教學的課時。這就加劇了教學內容多而課時少的矛盾，使得教師為了趕上教學進度，對一些重點內容和應當精講細講的內容一筆帶過，影響了教學質量和效果[3]。

在專業(yè)課的學習方面，從第一學期開設的電路基礎到第五學期開設的通信工程項目管理課程，首要的先修課程就是高等數(shù)學。據(jù)統(tǒng)計結果顯示，學院通信技術專業(yè)14級在校學生的高數(shù)成績優(yōu)秀率僅為2.1%，合格率為60%。專業(yè)課教師反映，學生在學習專業(yè)基礎課時有點兒吃力，不能很好地理解一些專業(yè)的計算方法和思維方式。教師會根據(jù)需要適當?shù)匮a充一些相關的數(shù)學知識，此時學生學習積極性還比較高；到了專業(yè)課學習階段，由于課程內容的難度有所上升，并且所需數(shù)學知識也越來越艱深，專業(yè)課教師無法給學生講授難度較大的數(shù)學知識。這就導致專業(yè)課的學習進入舉步維艱的狀況，很多學生到了這一階段學習熱情驟減，學習質量急劇下滑。

3 高等數(shù)學與通信專業(yè)課程有機融合的對策研究與實踐

高數(shù)課如何與專業(yè)課融合的問題存在已久，近年來，各大高職院校為了解決這一問題都進行了大量的課程改革。就高等數(shù)學而言，教學改革從壓縮內容發(fā)展到模塊教學；就通信技術專業(yè)課而言，教學改革引入真實的工作情境。但二者的課改都是分別獨立進行，相互沒有很好地融會貫通，因此對于通信技術專業(yè)學生來說改善不大。成功的教學改革離不開成熟教育理論的指導，在奧蘇伯爾有意義學習理論的指導下，筆者就高數(shù)與通信技術專業(yè)的融合進行了一系列課改探究實踐。

奧蘇伯爾有意義學習理論 奧蘇伯爾（Ausubel）是當代美國著名的認知學派教育心理學家。他在吸取其他心理學家研究成果的基礎上，針對西方傳統(tǒng)的學習理論在不同程度上忽略了人的學習特點的共同缺陷，提出以確認人的學習特點為前提的有意義學習理論，并將其學習理論與教學論有機結合[4]。

奧蘇伯爾所說的有意義學習（有意義接受學習）是與機械學習相對的，其實質在于在以符號（語言文字及其符號）所代表的新知識與學習者認識結構中已有的適當觀念之間，建立起非人為性的和實質性的聯(lián)系[5]。這種聯(lián)系強調的有兩點，一是“非人為性”，二是“實質性”，在專業(yè)學習領域中可以認為是學生已掌握的基礎知識與正在學習中的新專業(yè)知識之間建立起來的因果、主次、遞進、并列等邏輯上的聯(lián)系，并且能夠用平實的語言通過不同的形式來表述。

如在學習信號與線性系統(tǒng)的奇異信號的內容時，在學生已掌握的導數(shù)、積分等數(shù)學知識與單位沖激信號的形成與特點之間建立起邏輯聯(lián)系，當這種邏輯聯(lián)系建立并穩(wěn)固之后，學生就能很好地理解并掌握單位沖激響應與系統(tǒng)函數(shù)之間的傅里葉正反變換的關系，這樣的學習就算是“有意義”的。

高數(shù)與通信技術專業(yè)課程融合的研究與實踐 近年來無論是高數(shù)課還是通信技術的專業(yè)課，教師設計課改的初衷是美好的，但為什么學生參與度不高，效果不好呢？很多教師把達不到預期目標的課改原因歸咎于學生，認為是由于學生的基礎薄弱、自控力不強等原因造成。作為教學一線人員，更應該從學生的角度出發(fā)來考慮課改的問題。因為作為教改的重要利益相關者，任何改革都必須從學生的關切點、焦慮點和爭議點出發(fā)[6]。

1）重視學生情感因素，增強學習動機。教學活動的主體是學生，學生在入學時已經具有了各自獨立的想法，是有著豐富的情感體驗的個體。奧蘇伯爾認為要進行有意義學習，首先，學生得具有有意義學習的心向，即積極把新知識與自己認知結構中原有的適當知識關聯(lián)起來的心理準備狀態(tài)[2]。雖然情感因素不會直接影響知識的學習與智力的提升，但是情感因素當中的學習動機、堅持態(tài)度的強弱都會對后續(xù)的學習產生重大的影響。因此，關注情感因素，增強學習動機，是教學改革首先要考慮的因素。

2）了解學生的認知結構，合理安排教學。奧蘇伯爾認為，在有意義的學習中，新的學習總是建立在原先的學習基礎之上，人們總是利用原先的學習來促進后續(xù)的學習，而后續(xù)的學習又可以鞏固和加深原先的學習[2]。為了促進學生的有意義學習，教師首先必須了解學生的認知結構、知識的掌握情況，即學生學過了哪些知識，對這些知識的掌握情況。

據(jù)調查發(fā)現(xiàn)，學院通信技術專業(yè)安排的36學時的高數(shù)學習是無法滿足學生后續(xù)知識學習要求的，經過高數(shù)教師和專業(yè)教師的反復研究后決定，在36學時的高數(shù)教學中，講授函數(shù)、一元微積分、常微分方程這些基礎理論，稱之為“基礎模塊”；另在第二學期開設專業(yè)的通信數(shù)學36學時，講授線性代數(shù)、概率統(tǒng)計、積分變換等與通信工程實際密切相關的專業(yè)數(shù)學，稱之為“專業(yè)模塊”。同時，在數(shù)學課教學過程中，任課教師引入數(shù)學實驗的內容，利用現(xiàn)代信息技術來改良教學方法，從多個方面讓學生“體驗”到數(shù)學，學會利用數(shù)學知識解決一些簡單的專業(yè)問題。

3）利用信息化技術，促進高數(shù)與專業(yè)的融合。在激發(fā)學生的學習動機，了解學生的認知結構后，接下來思考如何在專業(yè)教學中融入數(shù)學的思想。傳統(tǒng)的板書加PPT教學的方式是遠遠不夠的，可以借助各種現(xiàn)代化信息技術促進高數(shù)與專業(yè)的融合，可利用MATLAB、Simulink等軟件進行仿真實驗。

MATLAB是美國MathWorks公司推出的科技應用軟件，可以進行數(shù)值計算和符號計算[7]。如在信號與系統(tǒng)課程中，在講解工程上用得較多的“調制”的概念時，首先利用軟件觀察原信號的頻譜F（w）的波形，接著觀察已調信號的頻譜波形，從仿真結果來看，已調信號的頻譜是原信號頻譜的線性平移，即將原信號的頻譜圖左右各平移到中心的位置上，圖形由一項變成兩項。這樣學生先會有一個感性的認識，了解調制的本質就是頻譜的搬移，為接下來的理論講解奠定基礎。最后從數(shù)學公式上分析調制的實現(xiàn)方法，通過MATLAB軟件仿真，將數(shù)學知識、專業(yè)知識以及工程實際有效地結合在一起，引導學生進行有意義學習。

4）系列課改實踐效果。筆者在學院從學生情感因素、高數(shù)與專業(yè)課課程設置、利用信息化技術等方面進行高數(shù)與通信專業(yè)融合的系列課改探索，從學生的高數(shù)成績以及部分專業(yè)課成績的統(tǒng)計情況來看，課改達到預期目標，如表4、表5所示。

4 結束語

筆者結合奧蘇伯爾有意義學習理論，在通信技術專業(yè)進行了近3年的高數(shù)與專業(yè)課程教學改革，從高數(shù)課程的設置到專業(yè)課程的調整，做了一系列積極的探索。通過改革，學生的學習興趣日益濃厚，專業(yè)課成績逐年見長，就業(yè)競爭力不斷增強，課改成效明顯。

參考文獻

[1]賴展翅.基于專業(yè)服務的高職院校高等數(shù)學教學改革研究[D].陜西：西北農林科技大學，2014.

[2]皮連生.奧蘇伯爾的教學論思想[J].外國教育資料，

1991（1）：35-44.

[3]王詠芳.高職機電類專業(yè)高等數(shù)學課程改革與實踐[D].蘇州：蘇州大學，2007.

[4]王惠來.奧蘇伯爾的有意義學習理論對教學的指導意義[J].天津師范大學學報：社會科學版，2011（2）：67-70.

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[6]周光禮，黃露.為什么學生不歡迎先進的教學理念？：基于科教融合改革的實證研究[J].高等工程教育研究，

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[7]張尤賽，馬國軍，黃煒嘉，周穩(wěn)蘭.“信號與系統(tǒng)”Matlab實驗仿真教學系統(tǒng)設計[J].現(xiàn)代電子技術，2010（18）：57-59.