高职数学教学中渗透专业学科应用

吕宏宇

(浙江国际海运职业技术学院 船舶学院,浙江 舟山 316000)

高等职业教育重在培养应用型、技能型人才.专业课程改革打破了传统的课程体系和教学模式,按照“工学结合”培养模式,重新确定了专业培养目标,构建新的课程体系、重组课程内容、调整教学安排.数学教学如何适应专业课程改革的需要,充分体现针对性和实用性特征,是亟待解决的紧迫课题.从目前高职院校的现状看，一些基础学科尤其是数学，知识与应用以及与专业学科的结合等问题尚未很好地化解.常听一些专业课教师提及学生的数学知识储备及应用能力不能满足专业课学习的需求，因此，高职数学教育应以专业培养目标为导向在教学内容、深广度上作大刀阔斧的改革——高职数学教学中渗透专业学科应用.本文就此探讨，意在提高和促进高职数学的教育教学工作.

1 高职数学教学中渗透专业学科应用的可行性

1.1 分析教学环境

教学环境分析主要包含内部环境分析和外部环境分析两种.内部环境分析是指要对即将实施“教学变革”的学校教师、学生、办学条件进行详细分析，对这三者的要求和现状进行分析，同时预测“教学变革”实施将会遇到的困难，其中学生分析是最主要的.通过分析，了解学生已经具备接受“教学变革”能力和知识基础，了解学生的学习水平和学习能力，估计学生对学习高职数学的态度、兴趣点及可能遇到的困难等，达到有的放矢.外部环境分析是在专业人才需求分析基础上进行的，要分析高职数学与专业课程的结合点，说明专业课程对数学相关知识的需要程度.[1]

1.2 明确教学要求

改革的重点,还体现在重新确定教学要求,改进教学方法上.

比如：一元微分学,鉴于学生在高中阶段有一定基础,专业要求不多,极限、导数、微分了解基本概念和今后专业课用到的基本知识和方法即可,不须做更高要求.一元积分学,过去对不定积分和定积分的解题技巧、方法分类讲解,要求熟练掌握.由于学生在学习过程中感到困难,繁杂的计算专业也用不上,花费课时较多,因此,对积分学要降低要求,了解基本概念和基本方法、常用结论即可,对专业上的应用则应交代清楚,要求掌握.二元微积分,条件极值,最小二乘法,级数等知识要根据专业需要选讲,不做重点要求,但必须在与专业知识点链接上交代清楚,让学生明白所学知识的用处.这需要任课教师熟悉专业课相关内容.降低对古典概率的教学要求,了解随机数学模型的建立过程,了解事件独立性的实质和基本结论.理解随机变量的概念及其数字特征的意义.简略了解行列式和矩阵代数基础,对数理统计常识类知识和线性规划基础只做简单介绍.

1.3 制定教学大纲

各专业对数学知识的需求不同，要求掌握的层次不同，采取分类、分层制定高职数学教学大纲，既保证不同专业的要求，也给教师和学生更多的选择空间，以适应不同人才培养的需求.具体实施可实行模块化教学，将数学知识内容分为基础和扩展两大模块.其中基础模块的内容是一元函数的微积分学(通常在机电类专业课程用到)，扩展模块的内容包括：微分方程、级数、空间解析几何与向量、线性代数、概率与数理统计初步(在经济类专业课程经常用到).新的教学大纲使数学的知识体系保持一定的整体性和灵活性，要求重点掌握概念，强调概念的实际应用，对专业学习必需的知识加以巩固，而对专业学习无关紧要的内容进行删除，达到更好地与专业课程衔接，并以其为工具解决后续专业课中所遇到的数学问题.

1.4 整合教学内容

整合数学教学内容是专业教学的需要,应从以下几个方面重点考虑.

(1)从调研情况看,不同专业类别,存在一定的差异.相应的,数学教学内容应该有增有删,重新整合.删除与专业课无关的部分,增补与专业课相关的部分;(2)学生在中学已经学过的知识,当专业教学用到时,学生感到很陌生甚至困难.如航海、机电类专业常常用到三角函数和反三角函数,平面解析几何、极坐标基础知识等，影响正常教学进程.这些知识需要重新讲授;(3)初等函数的概念和性质,函数极限与连续的理论,求导数的技巧和复杂类型计算,中值定理等内容,专业用不上,学生学起来困难,应删除;(4)工程数学应删除较多内容,机电类专业介绍线性代数的行列式和矩阵代数基础,经管、物流专业可增加数理统计常识类知识和线性规划基础.

1.5 编写适用教材

教材作为教学的一个重要的载体，所以我们可以编写适合本院高职教学特色的教材.编写教材要体现实用性、创新性特征.要与专业课教材保持承接关系,要彻底转变观念,勇于打破固有的数学知识体系.真正形成适合专业教学特点,符合学生实际情况的实用教材.高等数学、线性代数、概率论不再单独成册,按模块整合在一起.比如江苏职业技术学院教务处组织各系将高等数学与常用工程数学整合成一门《应用高等数学》，加强了学科间的交融和渗透，也便于学生自学或选学，效果很好.因此，我们也着手开发《高等数学讲义》、《应用高职数学》等内部使用教材.一是开发数学知识产生和发展的背景，蕴涵于其中的数学思想方法，按数学知识自身的生长点设计问题，用问题驱动教学.二是优化教学内容，做到着重基础，对重要、核心的内容做到精讲多练，淡化系统性和严密性，会运用定理解决数学问题，突出数学应用.三是挖掘其新的内涵，创设在不同专业上的应用情境，体现高职教材的应用特色.

1.6 改良教学方法

我们在教学过程中深入研究，加强高等数学基本思想的理解，与专业知识紧密联系.

具体做法是:①专业决定例题选取.在讲解数学概念时，从学生熟悉的生活实例或与专业相结合的实例中引出，效果会很好.例如：在讲导数概念时，除了举出书本上变化率问题中介绍的变速直线运动的速度外，还应多介绍一些与变化率有关的问题.例如，在电子技术类专业授课时可以介绍质量非均匀分布细杆的线密度、变速圆周运动的角速度、非恒定电流的电流强度等变化率问题;②问题驱动教学.任何一个重大发现都是由问题的探究开始的.数学教学离开问题驱动，数学在专业学科中的应用也就更加模糊.问题驱动教学的关键是如何设计问题，一方面问题能激起学生学习数学的兴趣，又能揭示数学的本质；另一方面学生能将问题与自己认知结构中已有相关知识建立非人为和实质性的联系;③班内分层教学.分层教学，是一个古老的教学话题，随着高校扩招，而今又成为具体有实效的教学方法.在不打乱原班级的情况下，把基础参差不齐的学生分成Ⅰ、Ⅱ两层，用不同教学目标分层施教，分层测试;[2]④计算机辅助教学.随着多媒体教室的普及，利用电脑课件辅助数学教学，可以一改传统的“黑板+粉笔”的枯燥陈旧的教学模式，充分发挥其对文本、声音、图像的综合处理的优势，增大课堂容量、突出重点、突破难点，从而提高课堂效益、活跃课堂气氛、提高学生学习的兴趣.[3]

1.7 改进考核方式

考核是检验老师的教和学生的学的主要方式.一直以来,数学课考核方法一成不变,已经不适应高职教学的特点.过去,数学考试课总评成绩由平时成绩与期末成绩构成.平时考核占20%,期末考试占80%,平时成绩占总评成绩的比重较小.许多学生平时懒懒散散，到了期末挑夜灯拼及格.应加强过程控制,强化学生参与课堂教学的意识，改进考核方法是最有效的.加重平时所占的比例，分别从测验、作业、考勤、课堂表现等综合因素来确定平时成绩,使其占期末总评成绩比例应不少于40%.实践证明,新的考核方式确实产生了好的效果,调动了学生的学习积极性.[4]

1.8 锻炼数学建模能力

数学建模，解决实际问题时，首先要把实际事物之间的联系抽象为用数学语言描述的数学形式.由于数学建模没有标准答案，对于同一个问题可以采用不同的方法和思路建模，为培养学生实践能力提供了广阔的空间；数学建模涉及的知识面广，需要学生自己查阅资料、收集资料，甚至动手实验，提高了学生解决问题的能力和创新能力，同时增加了学科间的相互渗透和理解.

1.9 找准专业学科渗透点

授课教师不仅要精通所讲授的数学知识，还要了解所讲授的数学知识与专业知识的结合所在.譬如，在讲授导数的概念时，首先提出问题，由匀速直线运动的平均速度引出，启发学生运用极限的知识由匀速直线运动的平均速度得出非匀速直线运动瞬时速度，给出函数的导数的定义，只有这样学生才能真正地理解了导数的概念，同时给出一些物理量，如电流强度，它在电工学中的定义是这样的：带电粒子在金属导线内有序地向一个方向运动形成电流，通过某处的电荷量与所需时间之比称为电流强度.讲过了导数的概念，学生知道了导数的概念的核心是变化率，是增量比值的极限，而电流强度的定义恰恰满足了这一要求，因此自然地就会想到此刻的电流强度就是流过的电量关于时间的导数.

2 渗透专业学科应用给教师带来挑战

高职教育要达到我们的教育目标，教师能力素质是最关键的一环.在教师的能力结构中，教育教学能力、语言表达能力、科研能力、学习能力、信息能力和驾驭现代教育技术能力是必备的.培养学生跨学科综合能力的过程是学生在教师主导作用下的主体参与的过程，教师能否正确启迪学生的思维就成为综合能力培养的关键.因此，数学教师任重而道远，切实需下大功夫提升自我跨学科专业水平.

2.1 数学教师首先要参与专业课程教学改革

具有综合素质的教师才能培养出具有综合思维素质的学生.数学教师也需深入了解专业知识、专业设计，了解专业新知识、新技术、新方法和新动向，从而扩大教学视野，创设教学情景，营造创新的课堂氛围，用已有的教育教学理论指导教学.在教学过程中，教师和学生就有了专业方面的共同语言，他们可以交流探讨，使我们的数学教学丰富活跃起来，让学生感受到学习数学的魅力所在，就会主动发现问题、探索问题，从而获得应有的学习能力.

2.2 数学教师也需在职培训

作为一个教师，不仅要了解所掌握的学科的知识和理论，而且还要更广泛地学习和了解其他相关学科与领域的知识和理论以及它们之间的关系.针对现有教师的专业结构和自身特点，可以通过搞岗前培训、有关专业的课题研究、寒暑假集训、下企业、进工厂以及到先进兄弟院校学习等形式，跨学科、跨专业学习知识和技能，使教师对其他学科和领域有一定了解和研究，在教学内容、教学方法、教学思想上不断有所创新，才能加强高职数学与相关学科的联系和渗透，才能创设高职数学在相关学科中的应用情景，才能在深度和广度上开拓学生视野，提高学生的数学学习兴趣和主动性，充分做到数学素质培养.

参考文献:

[1]姜晓明.高职数学课程教学改革的思路与实践[J].机械职业教育,2006(9).

[2]孔亚仙.试论高职数学分层教学的实施[J].杭州师范学院学报:自然科学版,2006(3).

[3]冯兰军.高职数学教学模式的改革与研究[J].内江科技,2009(3).

[4]吴岩.高等职业教育发展定位中的若干问题[J].职业技术教育:教科版,2004,25(19).