浅谈技工院校机电类专业应用数学的课程构建

陈冲

摘 要：文章阐述了技工院校机电类专业应用数学教学内容的构建过程，秉承教师在教育教学中的主导作用与学生在学习中的主体地位理念 ，根据学生专业特点，设置与专业结合的教学内容，提出了应用数学在机电类专业教学的课程构建思路。

关键词：应用数学；机电专业；职业教育；课程构建

应用数学是机电类专业必修的一门公共基础课程，是学生学习专业知识必不可少的工具，更是开拓学生思维、增强其分析问题和解决问题不可替代的训练课程。但传统的应用数学教学内容往往只重在培养学生知识的记忆、做题，而缺少专业技能和实践能力在数学教学中的渗透。因此导致相当一部分学生对应用数学不感兴趣。在此背景下，应用数学的教学内容的改革尤为重要。

一、课程的定位

机电专业的应用数学前修课程包括初等数学及其它数学相关的课程，后续的专业课程包括《机械零件数控加工》、《电机控制系统安装调试》、《电路元件连接与测量》、《公差与测量技术》都需要数学基础；应用数学定位为文化基础课程、素质拓展课程、工作岗位服务课程、专业课程服务课程。

二、课程的分析与设计理念

构建机电应用数学课程的体系为：调研、分析、提炼三个阶段。其中调研阶段主要面向的是机电专业教学团队老师及机电专业学生，调研目的主要为第二阶段的分析提供依据；分析阶段主要分析岗位的职业活动、职业活动必备的能力、专业课程对数学的需求、学生的数学水平与合适的教学方式；提炼阶段主要根据分析的结论，提炼出机电专业学生需要培养的数学能力、支撑数学能力的数学知识体系、社会能力、情感能力。调研的结果可以得出机电类毕业的常见就业岗位包括：机械设计与制造、设备安装调试、技术改造、产品营销等；机电类专业毕业常见的工作岗位与数学相关的必备能力包括：加工工具与设备的正确选择能力（机类）、数控机床的操作能力（机类）、加工零件的能力（机类）、机械设备的元器件选择组装与检修能力（电类）、产品的质量检验与设备状态判断能力（综合）、企业决策与管理能力（综合）；机电类专业毕业常见的工作岗位与发展相关的必备条件包括：良好的沟通能力、团队合作能力、环境适应能力、对企业的忠诚度、自信阳光的心态；机电类专业课程学习与数学相关的必备能力包括：零件尺寸计算、刀具角度计算、零件加工（数控机床）的参数计算、机床电流向量的认识与计算、数学概念与专业相关概念的对接、导数与积分计算、零件数据处理与分析。

三、课程教学设计

应用数学的课程目标包括四大项：应用数学能力目标、应用数学知识目标、应用数学社会能力目标、应用数学情感目标。

（一）应用数学能力目标

（1）应用数学通用能力目标。概念互译能力（会将机电问题相关概念与数学概念相互转换）；模型构造能力（会将机电实际问题转换成数学问题，并构建出数学模型；数学计算能力（会计算机电实际问题的数学模型的数学解）；解释能力（会将数学解转换成实际问题的解决方案）；迁移能力（会将一个实际问题的解决过程迁移转换成其它问题的解决方案）；逻辑思维自学能力（会将问题进行逻辑分析，问题表述具有逻辑性）。

（2）应用数学的专项能力目标。基点与节点计算能力（会计算简单零件的基点与节点坐标）；电工向量的计算与分析（会分析机电设备的电流变化规律）；电流强度变化分析（会利用导数与微分概念分析机电设备电流变化率）；电路物理量的分析与计算（能利用微分与积分分析计算设备电流强度、电压及平均值等）；零件的测量数据分析（会机械零件的测量数据，并进行精度分析）；产品质量与设备状态分析（会根据设备加工的零件数据对全体产品质量进行分析和检验）。

（二）应用数学的知识目标

（1）导数与微分（导数的概念与计算在电流中的应用）；（2）积分（积分的概念与计算在电路中的应用）；（3）随机变量（随机变量的概念与性质、正态分布的计算在零件测量中的应用）；（4）假设检验（假设检验的概念与方法在零件质量、设备工作状态分析中的应用）；（5）三角函数与向量计算与应用（三角函数、向量在机械车床操作中的应用）。

（三）应用数学社会能力和情感能力目标：沟通能力、表述能力、敬业精神

根据以上能力目标要求，基于真实任务，但又不完全是真实任务的构建原则下，应用数学的教学项目整体设计为两个项目：岗位服务项目和专业服务型项目。其中岗位服务项目包括：技术服务型项目（刀具角度的计算、零件关键点的计算、电工向量计算、设备电流变化率与误差计算、电路物量计算等）和管理服务项目（零件测量精度分析与产品质量检验）；专业服务型项目为专业课程问题解决需要的各类教学项目。而各个教学项目可细化分解为若干个子项目或具体任务，如零件关键点的计算可细化为：直线与直线构成的基点计算、圆与圆构成的基点计算等。

课程的整体设计遵循数学的由简到难以及岗位的工作需求流程：生产前：初等数学在机床操作中的应用（初等数学）；生产中：设备中电流变化率与误差（导数与微分）、设备中电路物理量的计算（积分与应用）；生产后：零件精度测量与产品检验（随机变量与假设检验）。

课程的教学方法与活动设计遵循以学生为中心，以实际工作为导向的項目教学法，主要使用的教学方法有：案例教学法、问题导向教学法、任务驱动教学法。

四、课程构建效果

通过对机电类专业教学内容的重新构建，学生的学习目的变得明确，学习热情大大提高，解决问题能力明显提高，所授内容由单纯的数学知识变为与专业相结合的项目，因此知识结构由枯燥变丰富，由单一变综合，由闭塞到开放，从过去以推演、证明为主的数学操作转变为以专业软件为主进行运算的数学操作。对数学教师也提出了更高的要求，数学教师不近要求熟悉自己的数学知识，还要了解机电行业的专业知识。

参考文献：

[1]黄裕建.关于数学课程与高职机电类专业关联度的调查分析.吉林省教育学院学报，2012.

[2]王莉.如何对“机电专业应用数学”进行项目化教学设计.中国校外教育，2015.

[3]何超，张琦.职业院校学生数学应用能力的培养初探.教师，2010.