程序設(shè)計(jì)視角下高職計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)教材建設(shè)探討

鄒洪俠+劉志高+李勝

摘要：對(duì)高職計(jì)算機(jī)專業(yè)數(shù)學(xué)在教學(xué)內(nèi)容方面存在的問(wèn)題進(jìn)行深入分析，探討了高職計(jì)算機(jī)專業(yè)數(shù)學(xué)教材建設(shè)的改革方向，并對(duì)高職計(jì)算機(jī)專業(yè)數(shù)學(xué)教材編寫提出了幾點(diǎn)設(shè)想。

關(guān)鍵詞：高職教育；計(jì)算機(jī)專業(yè)數(shù)學(xué)；算法思維，問(wèn)題導(dǎo)向；教材建設(shè)

程序設(shè)計(jì)的核心是算法設(shè)計(jì)，而算法設(shè)計(jì)能力的高低是由數(shù)學(xué)素養(yǎng)的優(yōu)劣來(lái)決定的。因此，對(duì)于計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生來(lái)講，高等數(shù)學(xué)制約著其專業(yè)發(fā)展?jié)摿?。目前，高職?jì)算機(jī)專業(yè)的數(shù)學(xué)教學(xué)正陷入一個(gè)棘手的困境：大部分學(xué)生認(rèn)為數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)并沒(méi)有為專業(yè)課程的學(xué)習(xí)帶來(lái)幫助，甚至覺(jué)得可有可無(wú)。顯然，目前的數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容無(wú)法適應(yīng)高職計(jì)算機(jī)專業(yè)教學(xué)需求，需要改進(jìn)。筆者結(jié)合自身研究實(shí)踐，剖析教學(xué)內(nèi)容上存在的問(wèn)題，進(jìn)而提出改革思路與建議。

1教材內(nèi)容與專業(yè)人才培養(yǎng)需求不協(xié)調(diào)的現(xiàn)狀分析

對(duì)于高職院校的計(jì)算機(jī)專業(yè)來(lái)說(shuō)，主要涉獵算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，編程方法與編程語(yǔ)言兩個(gè)領(lǐng)域，并且更關(guān)注應(yīng)用。計(jì)算機(jī)專業(yè)數(shù)學(xué)的教學(xué)定位應(yīng)該是計(jì)算機(jī)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)工具，在教授學(xué)生必要數(shù)學(xué)知識(shí)的同時(shí)，更應(yīng)注重從算法設(shè)計(jì)的角度培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)意識(shí)和數(shù)學(xué)思維，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題的能力。但是，目前我國(guó)的數(shù)學(xué)教材內(nèi)容的專業(yè)目的性缺失。

首先，從整體構(gòu)思上看，過(guò)分強(qiáng)調(diào)數(shù)學(xué)知識(shí)本身的系統(tǒng)性和完整性，忽視專業(yè)培養(yǎng)過(guò)程中所需要數(shù)學(xué)知識(shí)結(jié)構(gòu)，沒(méi)能站在專業(yè)服務(wù)的角度選擇教材內(nèi)容。計(jì)算機(jī)專業(yè)的數(shù)學(xué)教材與其他專業(yè)的教材通用，與計(jì)算機(jī)結(jié)合的少之又少。

其次，在數(shù)學(xué)知識(shí)呈現(xiàn)方面，概念引人生硬，不問(wèn)來(lái)源背景，灌輸式內(nèi)容多，啟發(fā)式內(nèi)容少；強(qiáng)調(diào)定理證明，一題多解，運(yùn)算技能訓(xùn)練多，思維能力訓(xùn)練少，忽視了專業(yè)學(xué)習(xí)必備的邏輯推理能力和抽象歸納能力的培養(yǎng)，沒(méi)有知識(shí)的縱向延伸和橫向拓展；忽視了數(shù)學(xué)知識(shí)在專業(yè)問(wèn)題中的實(shí)際應(yīng)用，學(xué)生對(duì)理論知識(shí)死記硬背，不能向?qū)I(yè)領(lǐng)域遷延，學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)積極性，缺乏提高數(shù)學(xué)素養(yǎng)的自覺(jué)性和進(jìn)取心，束縛了學(xué)生創(chuàng)造能力的發(fā)展，影響專業(yè)能力和綜合素質(zhì)的提高。

2高職計(jì)算機(jī)專業(yè)數(shù)學(xué)教材建設(shè)的改革建議

2.1以專業(yè)需求為導(dǎo)向優(yōu)化教材內(nèi)容，響應(yīng)創(chuàng)新發(fā)展高等職業(yè)教育要求

高等職業(yè)教育是以培養(yǎng)高等技術(shù)應(yīng)用型專門人才為根本任務(wù)，以適應(yīng)社會(huì)需要為目標(biāo)，以培養(yǎng)技術(shù)應(yīng)用能力為主線設(shè)計(jì)學(xué)生的知識(shí)、能力、素質(zhì)培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)方案，畢業(yè)生應(yīng)具有基礎(chǔ)理論知識(shí)適度、技術(shù)應(yīng)用能力強(qiáng)、知識(shí)面較寬、素質(zhì)高等特點(diǎn)。因此，課程的教學(xué)內(nèi)容體系應(yīng)以職業(yè)需求為導(dǎo)向，以實(shí)踐能力培養(yǎng)為重點(diǎn)，從而與經(jīng)濟(jì)建設(shè)、科技進(jìn)步和社會(huì)發(fā)展要求想適應(yīng)，與人的全面發(fā)展需求相適應(yīng)，與高等教育課程改革要求相適應(yīng)。

編寫具有專業(yè)特色并符合高職人才培養(yǎng)需要的優(yōu)化數(shù)學(xué)教材，可以從以下兩方面著手：

一方面，確保教材內(nèi)容難易程度適中。在明確計(jì)算機(jī)專業(yè)辦學(xué)定位的基礎(chǔ)上，深入研究行業(yè)企業(yè)程序設(shè)計(jì)崗位對(duì)人才的專業(yè)知識(shí)、創(chuàng)新能力、技能和素質(zhì)要求，由此分析確定學(xué)生應(yīng)具備的數(shù)學(xué)知識(shí)廣度和深度、思維高度和實(shí)踐深度，分析學(xué)生自身數(shù)學(xué)知識(shí)基礎(chǔ)和學(xué)習(xí)能力情況，確保教材內(nèi)容深度適中，廣度合理。

另一方面，做到數(shù)學(xué)思維與算法問(wèn)題深度融合。需要對(duì)程序設(shè)計(jì)中常用的數(shù)學(xué)思維進(jìn)行歸納總結(jié)和深度剖析，對(duì)程序設(shè)計(jì)相關(guān)課程中典型常用算法問(wèn)題類型進(jìn)行收集、整理、系統(tǒng)分析和編撰，對(duì)這些問(wèn)題背后涉及的相關(guān)數(shù)學(xué)知識(shí)進(jìn)行深度挖掘，并將得出的數(shù)學(xué)知識(shí)和算法問(wèn)題進(jìn)行組織關(guān)聯(lián)，章節(jié)安排遵循知識(shí)學(xué)習(xí)的循序漸進(jìn)規(guī)律，從而確定教材的總體內(nèi)容。

2.2以編程解題的思維過(guò)程為主線，重構(gòu)教材體例結(jié)構(gòu)

編程解題的一般思維過(guò)程可以概括為“觀察一聯(lián)想一變換”，通過(guò)對(duì)問(wèn)題的觀察，認(rèn)識(shí)并理解問(wèn)題；通過(guò)聯(lián)想，確定問(wèn)題同已有知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)之間的聯(lián)系；通過(guò)變換，把問(wèn)題轉(zhuǎn)化為另一個(gè)問(wèn)題或者幾個(gè)易于解決的新問(wèn)題，最終解決問(wèn)題。

編寫教材時(shí)，可以遵循此邏輯過(guò)程，按照“引入背景知識(shí)的案例，呈現(xiàn)算法問(wèn)題一闡述數(shù)學(xué)知識(shí)一定性分析的問(wèn)題求解思路一算法分析”的順序展開(kāi)章節(jié)內(nèi)容，將數(shù)學(xué)知識(shí)、算法分析融入各個(gè)問(wèn)題之中，在分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的過(guò)程中，逐步引人相應(yīng)的數(shù)學(xué)知識(shí)，闡述數(shù)學(xué)思想。以問(wèn)題驅(qū)動(dòng)數(shù)學(xué)的教與學(xué)，對(duì)與問(wèn)題有關(guān)的數(shù)學(xué)知識(shí)進(jìn)行定性分析，以便有效激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，使數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)變得不再枯燥乏味，讓學(xué)生學(xué)得津津有味，興趣盎然。更重要的是使學(xué)生在獲得一定的高等數(shù)學(xué)知識(shí)（如：極限、導(dǎo)數(shù)、積分、排列組合、圖論、概率、邏輯推理）的同時(shí)，提高分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)思想和程序設(shè)計(jì)思維。

2.3以素質(zhì)和能力培養(yǎng)為目標(biāo)，充分體現(xiàn)教材內(nèi)容的應(yīng)用性和發(fā)展性

數(shù)學(xué)是一種普適性工具，在數(shù)據(jù)處理、表達(dá)計(jì)算、演繹推理等方面為其他學(xué)科提供了一種特有的語(yǔ)言、思想和方法。高等職業(yè)技術(shù)教育中，計(jì)算機(jī)專業(yè)數(shù)學(xué)更應(yīng)注重其專業(yè)服務(wù)性、應(yīng)用性和發(fā)展性，應(yīng)遵循“學(xué)有所需，學(xué)有所用”的原則。應(yīng)從專業(yè)素質(zhì)和專業(yè)能力出發(fā)，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，開(kāi)發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維。所以，在計(jì)算機(jī)專業(yè)數(shù)學(xué)教材中增加和優(yōu)化教學(xué)實(shí)踐內(nèi)容，必不可少。

計(jì)算機(jī)專業(yè)數(shù)學(xué)教材的內(nèi)容應(yīng)當(dāng)根據(jù)學(xué)生實(shí)際和需求實(shí)際進(jìn)行調(diào)整，以滿足多樣化的學(xué)習(xí)需要。探索和引進(jìn)學(xué)生容易接受的、有效的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，包括課堂教學(xué)內(nèi)容和課后作業(yè)思考題目?？梢圆痪心嘤谛问?，例如可以是計(jì)算解答題、論述題或者程序設(shè)計(jì)題；分層次設(shè)置問(wèn)題，調(diào)動(dòng)各層次學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性；可以恰當(dāng)引進(jìn)數(shù)學(xué)分析軟件，給學(xué)生提供充分參與數(shù)學(xué)活動(dòng)的機(jī)會(huì)，在解決應(yīng)用性問(wèn)題的過(guò)程中打開(kāi)創(chuàng)新思維的空間，勇于挑戰(zhàn)自我，戰(zhàn)勝自我，引導(dǎo)他們?cè)谧灾魈剿骱秃献鹘涣鞯倪^(guò)程中，真正理解和掌握數(shù)學(xué)知識(shí)與方法，鍛煉數(shù)學(xué)思維和技能，體會(huì)團(tuán)隊(duì)合作精神的重要性，為本專業(yè)后續(xù)學(xué)習(xí)和實(shí)踐提供良好的知識(shí)基礎(chǔ)、思維素質(zhì)基礎(chǔ)和職業(yè)素質(zhì)基礎(chǔ)。

2.4以通俗性和趣味性的闡述方式提高教材內(nèi)容的可讀性和吸引力

根據(jù)一份對(duì)高職院校數(shù)學(xué)教材中的語(yǔ)言通俗易懂性調(diào)查結(jié)果顯示，有45.45%的教師覺(jué)得比較差，分別有48.91%和17.47%的理科生表示較差和很差，數(shù)學(xué)教材中語(yǔ)言的晦澀難懂程度由此數(shù)據(jù)可以窺見(jiàn)一斑。通俗易懂的表達(dá)方式和趣味性的描述語(yǔ)言可以減少讀者閱讀時(shí)的不適感，增強(qiáng)教材內(nèi)容的可讀性，讓閱讀變得生動(dòng)有趣，更好地吸引讀者。因此，教材建設(shè)中語(yǔ)言是否通俗易懂逐漸成為影響教材質(zhì)量的重要因素。

3結(jié)束語(yǔ)

高職院校的數(shù)學(xué)教材雖然在不斷謀求變革，但各專業(yè)教材通用的現(xiàn)象并沒(méi)有發(fā)生根本性改變，計(jì)算機(jī)專業(yè)數(shù)學(xué)教材專業(yè)服務(wù)度和應(yīng)用性缺失，因此，建設(shè)一本切合計(jì)算機(jī)專業(yè)需求的數(shù)學(xué)教材顯得尤為必要，是優(yōu)化整體教學(xué)改革的關(guān)鍵步驟。筆者認(rèn)為，教材的建設(shè)應(yīng)該以程學(xué)設(shè)計(jì)為視角，側(cè)重學(xué)生算法思維和數(shù)學(xué)思維的培養(yǎng)，側(cè)重?cái)?shù)學(xué)知識(shí)的在程序設(shè)計(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用。教材內(nèi)容要強(qiáng)調(diào)重構(gòu)性，突出實(shí)用性，賦予趣味性。教材內(nèi)容在設(shè)置上應(yīng)該是模塊化的、彈性的、互動(dòng)的、多層次的，以滿足不同層次的學(xué)生學(xué)習(xí)要求，提高教學(xué)質(zhì)量。