基于學(xué)生核心素養(yǎng)提升的高等數(shù)學(xué)信息化教材開發(fā)研究

孫少平 羅慶麗 張娟

摘 要：高職院校的高等數(shù)學(xué)課程是機電一體化技術(shù)專業(yè)必修的核心素養(yǎng)提升領(lǐng)域課程之一，為提升工作崗位核心能力和適應(yīng)新世紀(jì)對人才素質(zhì)全面發(fā)展的要求，本文闡述了信息化教材開發(fā)的設(shè)計理念，并針對機電一體化技術(shù)專業(yè)的課程改革現(xiàn)狀，從高等數(shù)學(xué)信息化教材設(shè)計研究方面提出了一些可行性策略。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng) 高等數(shù)學(xué) 信息化教材開發(fā)

課 題：本文系2018年度山東勞動職業(yè)技術(shù)學(xué)院人文社科類立項課題《基于學(xué)生核心素養(yǎng)提升的高等數(shù)學(xué)課程設(shè)計與信息化教材開發(fā)研究》（編號：2018RW02，主持人：孫少平）的階段性研究成果。

一、調(diào)查高職機電一體化技術(shù)專業(yè)教學(xué)現(xiàn)狀，形成調(diào)研報告

本課題組設(shè)計了《高職高等數(shù)學(xué)教學(xué)調(diào)研問卷（數(shù)學(xué)課教師）》《高職高等數(shù)學(xué)教學(xué)調(diào)研問卷（在校學(xué)生）》《高職高等數(shù)學(xué)教學(xué)調(diào)研問卷（專業(yè)課教師）》3調(diào)查問卷，通過對回收到的860余份調(diào)查問卷的分析研究，基本掌握了高職機電一體化技術(shù)專業(yè)的高等數(shù)學(xué)課堂教學(xué)現(xiàn)狀，特別是對信息化的課程開發(fā)與教學(xué)設(shè)計進行了深入研究。在調(diào)研過程中，通過統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)高等數(shù)學(xué)課程的開設(shè)學(xué)時、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式（方法）、教材選編等方面存在不合理。由于學(xué)時的限制，高職高等數(shù)學(xué)知識點的深度和廣度還不夠，無法學(xué)以致用。高職數(shù)學(xué)教師對機電一體化技術(shù)專業(yè)的了解情況不容樂觀，該專業(yè)學(xué)生普遍反映所學(xué)的數(shù)學(xué)知識太難，學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)自信心不強。

基于調(diào)查研究和分析，針對高職數(shù)學(xué)教學(xué)在教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)、課程設(shè)置、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法以及教材選編等方面需要改進的地方，結(jié)合在實踐中的經(jīng)驗，我們制定了科學(xué)的研究思路和目標(biāo)，研究制定高職高等數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)。課程標(biāo)準(zhǔn)的界定是在相關(guān)的課程采取信息化的設(shè)計，與信息化開發(fā)過程中課程自身需要達(dá)到的具體規(guī)范和要求。課程標(biāo)準(zhǔn)的確立有助于建立課程與學(xué)科教育目的之間的銜接，更有助于課程內(nèi)容的模塊化選擇和分層化組織，并可以作為課程具體化實施的依據(jù)和進行課程詳細(xì)評價的準(zhǔn)則，是課程及其教學(xué)的核心和關(guān)鍵。根據(jù)專業(yè)確定教學(xué)內(nèi)容，在高職院校，高等數(shù)學(xué)作為一門基礎(chǔ)學(xué)科，重在為專業(yè)課服務(wù)，需要根據(jù)機電一體化技術(shù)專業(yè)的需求設(shè)置教學(xué)模塊，根據(jù)生源狀況確定教學(xué)模式（方法）。根據(jù)學(xué)生自身存在的差異性，在遵循學(xué)生認(rèn)知發(fā)展規(guī)律和教學(xué)規(guī)律的基礎(chǔ)上，依據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)的要求，針對不同層次的學(xué)生因材施教，讓學(xué)生在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)上都能有所提高。

根據(jù)學(xué)期確定考核評價機制。學(xué)期考核評價機制對于高等數(shù)學(xué)的教與學(xué)有著明確的導(dǎo)向作用，目的是為了考察教學(xué)結(jié)果的詳細(xì)完成情況，更重要的是能夠準(zhǔn)確地、及時地向師生反饋詳細(xì)的信息，更有效地促進教學(xué)相長，提高教師的教學(xué)成效，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，促進學(xué)生的持續(xù)性發(fā)展。例如，按百分制計算最終成績，學(xué)生最終成績=平時成績×40%+期末卷面成績×60%。其中，期末考試采用限時閉卷筆試形式，命題依據(jù)高職數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)所提出的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)要求，試題題型包括填空題、選擇題、計算題、證明題、應(yīng)用題，具體參照學(xué)院有關(guān)理論課筆試考試的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。在期末考試部分試題中設(shè)置二選一題目，難度大者分值較高，可以讓學(xué)生根據(jù)自己的學(xué)習(xí)情況，選擇其中一題作答（超過100分按100分計算）。這樣，可以讓不同層次的學(xué)生都嘗到成功的喜悅，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。

高職高等數(shù)學(xué)教材選編。結(jié)合教學(xué)需要優(yōu)先選用國家級獲獎教材或高質(zhì)量的國家級規(guī)劃教材。以課程標(biāo)準(zhǔn)為基本依據(jù)編選教材，鼓勵教師結(jié)合教學(xué)改革，編寫補充教材，提高所選教材的適用性，教師可以依據(jù)本課程標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)以及后續(xù)各專業(yè)課的需求對現(xiàn)有教材進行二次信息化開發(fā)設(shè)計，要注意以下原則。

一是內(nèi)容結(jié)構(gòu)的建立要合理化，構(gòu)建整合項目導(dǎo)向式實用型內(nèi)容模塊。二是教學(xué)素材的選擇要典型化，體現(xiàn)出典型性、容易接受性、專業(yè)性、應(yīng)用性。三是知識的發(fā)展過程要可視化，教材模塊知識的呈現(xiàn)，從實例考察出發(fā)，需要創(chuàng)設(shè)情景，展現(xiàn)數(shù)學(xué)知識的發(fā)生、發(fā)展過程，使學(xué)生在使用教材時，先發(fā)現(xiàn)、提出問題，再分析、解決問題，全身心地經(jīng)歷創(chuàng)新的創(chuàng)造過程。四是符合培養(yǎng)目標(biāo)，高職教育的培養(yǎng)目標(biāo)是：培養(yǎng)適應(yīng)一線需求的高技術(shù)和高技能人才，應(yīng)堅持“以培養(yǎng)素質(zhì)為目標(biāo)，以應(yīng)用為重點，以能力培養(yǎng)為主線”的基本原則。五是積極運用現(xiàn)代信息技術(shù)，實施信息化教學(xué)，逐步推進教學(xué)環(huán)境的生態(tài)化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化，教學(xué)內(nèi)容的數(shù)字化，教學(xué)方法的現(xiàn)代化;將復(fù)雜的數(shù)學(xué)理論用數(shù)學(xué)軟件編程設(shè)計交互動畫，讓學(xué)生直觀理解;將繁冗的數(shù)學(xué)推導(dǎo)和計算公式，讓學(xué)生借助數(shù)學(xué)軟件進行解決，因材施教，徹底地將高職學(xué)生從學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)理論的困境中解放出來，贏得更多的時間和精力訓(xùn)練職業(yè)技能;注意開發(fā)多媒體教材、網(wǎng)絡(luò)教材、微課程等信息化教學(xué)資源，實現(xiàn)教材的立體化，提供給學(xué)生混合式的自主學(xué)習(xí)、積極探索開放式教學(xué)平臺，提升學(xué)生的個性化發(fā)展，提高教學(xué)效率。

二、基于學(xué)生專業(yè)核心素養(yǎng)提升的課程改革

高等職業(yè)教育主要是采用以能力培養(yǎng)為核心的教學(xué)模式，高職教育教學(xué)改革之路主要就是提升學(xué)生專業(yè)核心素養(yǎng)，利用現(xiàn)代實用生產(chǎn)技術(shù)，適應(yīng)經(jīng)濟建設(shè)發(fā)展需求，培養(yǎng)生產(chǎn)第一線需要的高技能人才。筆者學(xué)院按照職業(yè)成長規(guī)律與認(rèn)知規(guī)律，以服務(wù)“山東新舊動能轉(zhuǎn)換綜合試驗區(qū)建設(shè)”為宗旨，與日立電梯山東分公司、濟南機床二廠集團有限公司、濟南西門子變壓器有限公司、山東開泰集團有限公司、山東齊魯電機制造有限公司等大型企業(yè)合作，將機電一體化技術(shù)專業(yè)建成機電設(shè)備高技能人才培養(yǎng)基地。

機電一體化技術(shù)專業(yè)以崗位分析為依據(jù)，形成核心素養(yǎng)能力循序漸進的工學(xué)交替人才培養(yǎng)模式。按照筆者學(xué)院“三六一”信息化課程操作方案，包括三個實施階段：制定人才培養(yǎng)方案、課程開發(fā)與實施、評價與反饋;六個過程步驟：明確典型工作任務(wù)、歸納行動領(lǐng)域、轉(zhuǎn)換學(xué)習(xí)領(lǐng)域、教學(xué)情境設(shè)計、行動導(dǎo)向教學(xué)實施、教學(xué)評價與反饋;一個后勤保障：組織機構(gòu)、機制保障、校企合作、教學(xué)團隊、教學(xué)環(huán)境、教學(xué)資源庫、教育科研等資源建設(shè)。構(gòu)建了基于工作過程系統(tǒng)化課程體系，開發(fā)了多門學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程，為打造資訊、決策、計劃、實施、檢查、評價這一完整的思維訓(xùn)練過程，成立了企業(yè)與學(xué)院共同組成的多門課程開發(fā)建設(shè)團隊，編著活頁教學(xué)材料，編寫的信息單內(nèi)容大都以該情境中完成工作過程的經(jīng)驗性、過程性知識為主，以陳述性知識為輔，從而使得學(xué)生的工作經(jīng)驗慢慢地積累提高，學(xué)生的綜合職業(yè)能力（即專業(yè)能力、方法能力和社會能力）得到提升。

機電一體化技術(shù)專業(yè)課程改革的突出特點是實現(xiàn)了三個“三”。即企業(yè)為學(xué)校實現(xiàn)了三提供：一是企業(yè)提供一線英才參與課程開發(fā);二是企業(yè)提供真實生產(chǎn)性產(chǎn)品與任務(wù);三是企業(yè)提供典型任務(wù)學(xué)習(xí)情境案例。實現(xiàn)了三結(jié)合：一是實際崗位素質(zhì)要求結(jié)合基本素質(zhì)學(xué)習(xí)領(lǐng)域;二是實際崗位典型工作任務(wù)結(jié)合本專業(yè)學(xué)習(xí)領(lǐng)域;三是實際生產(chǎn)工作過程結(jié)合課堂上的學(xué)習(xí)情境。實現(xiàn)了三突破：一是課程體系——建立了以產(chǎn)品制作、故障排除等典型工作任務(wù)為載體的工作過程系統(tǒng)化課程新體系;二是基礎(chǔ)課改革——開發(fā)的基本素質(zhì)學(xué)習(xí)情境，與專業(yè)崗位要求及專業(yè)學(xué)習(xí)相適應(yīng)，教學(xué)相長立竿見影;三是教材模式新突破——開發(fā)了以任務(wù)單、資訊單、信息單等13張單子構(gòu)成的新型活頁教材。

三、高等數(shù)學(xué)信息化教材的設(shè)計研究

高等數(shù)學(xué)課程是機電一體化技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)框架教學(xué)計劃中必修的基本素質(zhì)學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程之一，它定位于課程內(nèi)容體系結(jié)構(gòu)化、與專業(yè)課程改革緊密結(jié)合、采取實踐性教學(xué)設(shè)計，對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力、空間想象能力、邏輯推理能力、數(shù)學(xué)思維能力和自主學(xué)習(xí)能力，以及熟練地綜合運用所學(xué)數(shù)學(xué)知識分析問題和解決問題的能力，還有專業(yè)后續(xù)課程的學(xué)習(xí)提供保障。為適應(yīng)崗位需求和新世紀(jì)對人才素質(zhì)全面發(fā)展的要求，我們在信息化教材編寫中做了一些探索與創(chuàng)新，貫徹了以下幾點想法：不片面追求理論的系統(tǒng)性和完整性，在基本理論和聯(lián)系實際的內(nèi)容取舍上，均以“必需、夠用”為度，突出數(shù)學(xué)思想和方法的引導(dǎo)，增強分析、解決實際問題的能力;強調(diào)理論聯(lián)系實際，增強應(yīng)用性，讓學(xué)生意識到“數(shù)學(xué)就在身邊”;力圖做到語言流暢、簡練、便于學(xué)生在做中學(xué)。

高等數(shù)學(xué)信息化教材設(shè)計參考學(xué)時為60學(xué)時（第一學(xué)期），設(shè)置五個學(xué)習(xí)情境：第一單元刀具的角度計算（三角函數(shù)），第二單元電工向量的計算（向量計算），第三單元電流變化率與誤差計算（導(dǎo)數(shù)和微分），第四單元電路物理量的計算（積分及微分方程），第五單元最優(yōu)化問題數(shù)模模型構(gòu)建（數(shù)學(xué)建模）。通過五個單元遞進式學(xué)習(xí)情境的學(xué)習(xí)，使學(xué)生具備從事機電一體化技術(shù)工作所需的數(shù)學(xué)知識、數(shù)學(xué)能力和數(shù)學(xué)素質(zhì)，提升綜合職業(yè)核心素養(yǎng)，提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，這樣便于采用引導(dǎo)教學(xué)法組織教學(xué)，每個學(xué)習(xí)情境都包含有任務(wù)單、資訊單、案例單、信息單、反饋單等教學(xué)材料元素。

本課題的研究成果，可以促進高職高等數(shù)學(xué)課堂教學(xué)的改革，切實提高學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)和學(xué)習(xí)質(zhì)量，提升課堂教學(xué)質(zhì)量，提高網(wǎng)絡(luò)教育資源的利用效率。本課題組教師輔導(dǎo)學(xué)生參加全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽和山東省大學(xué)生數(shù)學(xué)競賽，取得了三項全國一等獎、三項全國二等獎、八項山東省特等獎以及多項省級獎勵，在提升學(xué)生核心素養(yǎng)方面做出了很多有益的探索和實踐。

參考文獻：

[1]姜大源.論高等職業(yè)教育課程的系統(tǒng)化設(shè)計——

關(guān)于工作過程系統(tǒng)化課程開發(fā)的解讀[J].中國高教研究，2009（4）.

[2]孫少平.翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式在高職數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用[J].職業(yè)，2015（4）.

[3]朱立明.基于深化課程改革的數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)體系構(gòu)建[J].中國教育學(xué)刊，2016（5）.

（作者單位：山東勞動職業(yè)技術(shù)學(xué)院）