职业本科院校高等数学课程融合专业需求的教学 改革研究

许文翠 陈忠

[摘 要]自2019年6月教育部正式批准首批15所本科职业教育试点高校开始，职业本科大学从零开始，走上了探索属于职业本科办学特色的课程改革发展之路。职业本科以培养高层次技术技能型人才为根本任务。高等数学课程作为一门职业本科院校的公共基础课程，因院校的属性改变，教学大纲、教学模式、教学方法及考核方法也应发生改变。由于职业本科的“职业”特点及其有别于高职的“高层次”特点，职业本科高等数学课程改革应融合专业需求为学生后续专业课的学习做好准备，也要提升学生分析问题、解决问题的能力。基于此，本文以机械类专业为例，探讨高等数学课程融合专业需求的教学改革，以期达到更好地为专业服务的目的。

[关键词]职业本科；高等数学；专业需求；教学改革；能力为本；学以致用

随着国家设立本科层次职业教育并在部分院校试点，新的课程体系——职业本科课程体系建设已成为研究的重点课题。职业本科要培养具有一定专业知识的高层次技术技能型人才，有别于普通本科大学“应用型”“高技术”的人才培养目标。高等数学作为职业本科大学一年级开设的公共基础课，以培养高层次技术技能型人才为根本任务，一方面作为基础课程为学生后续专业课的学习做好准備，另一方面能够提升学生的分析问题、解决问题等能力，并培养学生的刻苦学习和勤奋向上的学习态度和不畏艰难、永攀高峰的科学精

神[1]。因此，职业本科高等数学教师一方面要找出高等数学课程融合专业需求的切入点，达到使高等数学课程更好地为各专业类课程教学服务的目的，为提升理工类专业技术技能型人才培养质量助力[2]；另一方面，职业本科高等数学教师也要分析职业本科的学生特点，结合职业本科人才培养定位，就学习态度、价值取向、人生观等方面给予引导，培养学生的刻苦学习和勤奋向上的学习态度和不畏艰难、永攀高峰的科学精神，达到立德树人的目标。融合专业需求的高等数学教学改革，要与专业课程紧密协作，才能在培养技术技能型人才中更充分地发挥作用。下面以职业本科机械类专业为例，探讨职业本科融合专业需求的高等数学课程内容及教学改革策略。

一、高等数学在职业本科机械类专业课程中的应用

高等数学教师应该改变思想，打破数学专业的限制，本着为专业服务的思想，深度挖掘专业课程中与数学相关知识，整理大量的教学素材，并在教学中加以运用，使学生明白数学的应用性，激发学生学习数学的兴趣。通过与专业课老师座谈、网上查阅文献、翻阅专业课书籍等渠道，共调查专业基础课与专业课近30门，发现与数学有密切关系的相关知识[3]。如：专业基础课程“大学物理”“电工电子技术”需要应用导数的概念，电流表示单位时间电荷的变化量——电荷的瞬时变化率，即，功率表示单位时间功的变化量——功的瞬时变化率，即；“公差与测量技术”及“机械工程测量技术基础”课程需要应用微分的概念进行误差计算；“材料力学”课程需要应用积分概念中的“元素法”计算圆轴扭转时的变形、圆轴扭转时的应力直杆内力等科学量；在“液压与气压传动”课程中，计算液体的流量需要用到积分概念中的“元素”法，电路的计算、控制系统的数学模型、电压方程和运动方程等都需要用到微分方程模型[4]。高等数学教师在探讨将高等数学课程与专业融合时，也要考虑职业本科院校的学生层次。不同于普通本科大学，职业本科院校的学生数学基础相对较弱，专业课中涉及一些初等数学的知识，需要予以补充。如：三角函数知识，其运用于机床操作中的数据估算、测量、角度计算等；复数知识，其运用于专业课程中电路分析问题；向量知识，其运用于向量的概念，向量的和、差、数乘、叉积与内积，电学中的电流向量计算等问题。在职业本科机械类专业高等数学的教学改革中，笔者主张将数学课程与专业课程融合，以提高学生的数学能力，使学生能够运用所学的知识解决在专业课程中出现的数学问题。在教学中按照“必需够用”的原则，强调所学知识在专业课程中的应用性，定理中的高深逻辑推理过程要尽量避开，侧重点在于数学知识在解决问题中的运用，注重培养学生运用所学的数学知识解决实际问题的能力。

二、高等数学融合专业需求的教学策略

（一）以“专业”为导向，整合课程内容

明确专业需求之后，笔者整理出高等数学在职业本科机械类专业课程上的需求，积累了大量的教学素材，并对高等数学课程与专业课程融合进行了系统研究，整合了高等数学课程内容，以达到学生能够运用所学的知识解决在专业课程中出现的数学问题的目的。在高等数学的教学中采用模块化教学，教学模块要融合专业需求、学生发展的要求和学生在未来职业上的需求设计，以全面配合培养高质量技术技能型人才发展的需要。模块化教学打破了传统的教学模式，其基于培养专业人才的需要，从教学整体去规划，围绕培养技术技能型人才展开教学。高等数学课程采用模块化教学的优点在于能够使学生在学习高等数学的过程中掌握与其专业知识息息相关的基本知识和计算方法，同时也能使学生学习到如何利用数学知识解决专业问题。按照突出实践性、应用性的标准，在高等数学中融合专业需求，并按照一定的逻辑体系及知识的前后关系，职业本科融合专业需求的高等数学课程构建“基础+专业”的课程体系，课程内容保留高等数学课程中的基础知识，如极限、导数、微分、积分等知识，同时又强调与专业课程的衔接，将数学与专业紧密结合，与专业人才培养目标相统一。

高等数学课程中“基础必修模块”的内容为各专业所需的共性知识和必需的数学能力，包括函数极限与连续、一元函数微分学和一元函数积分学及微分方程，本着以能力为本位的理念，按照“必需够用”的原则，强调数学知识在专业课程中的应用性，把一些重点内容进行更加透彻的讲解，不需要讲解晦涩难懂的定理证明，侧重讲解所学数学知识在专业课程中的应用，最好举出专业课程中应用数学问题的实例，以便学生学习后续专业课程能够得心应手。

高等数学课程中“专业应用模块”在基础模块知识的基础上，将所对应专业及职业岗位需求的数学知识和能力进行拓展。职业本科人才培养不同于高职院校的“技能型”，还强调“高技术”，因此职业本科学生在学好技能的同时也要具备解决实际的问题的能力。高等数学课程中“专业应用模块”课程内容设计融合专业需求，以专业课程所需的数学知识为主旨，设计出适合机械类专业课程的数学教学内容，以达到与机械类专业人才培养目标相融合的目的。基于职业本科高等数学在机械类专业课程中的应用实际，设计出机械类专业数学课程内容。1.三角函数知识模块：学生运用三角函数的概念及运算解决正弦交流电合成及分析RLC电路等问题；2.复数知识模块：学生学习复数的概念及运算能够解决专业课程如“电工电子”课程中的电路分析等问题；3.向量知识模块：学生运用向量的知识解决力及电场力做功等实际问题；4.导数知识模块：学生通过学习导数的概念及运算解决计算机电设备中瞬间电流强度，利用导数知识计算曲率半径等问题；5.微分及微分方程知识模块：学生利用微分的概念及运算解决专业课程中的误差分析方面的问题，学生运用微分方程计算能够求出电路中的物理量；6.积分知识模块：学生通过学习定积分的计算能够求出电路中的相关物理量。

（二）融入专业典型案例，加强应用能力培养

大部分職业院校的高等数学课程内容沿用本科的课程内容，严谨的理论证明、环环相扣的递进关系使基础较差的学生无从下手，而职业院校的学生因生源问题数学基础差是共性问题。结合职业院校的培养目标，传统的课程内容不能达到职业院校的人才培养目标。改革教学方法，提高学生兴趣是职业本科高等数学融合专业需求的教学改革必须研究的问题。职业本科高等数学课程改革采用模块化教学，课程内容要结合专业实际，因此高等数学教师不应按原有的教材体系整合职业本科高等数学课程内容。课程内容中使学生理解所学的数学知识的同时还应让学生体会到数学与生活的联系，因此应在职业本科高等数学的教学中融入专业典型案例，将理论与实际联系起来，激发学生学习数学的积极性[5]。例如，在概念教学中，导数的概念、微分的概念及积分的概念的给出都是源于实际问题，具有实际的意义，那么教师可以选取与所教学生专业课程相关的实例作为引出概念的例子，从专业课程的角度提出数学问题，再从数学的角度给出概念。再如：导数的实际意义就是“瞬时变化率”，“大学物理”课程中的瞬时速度问题及“电工电子技术”课程中的瞬时电流强度都是导数概念的应用，因此在讲解导数概念时可以将瞬时速度和瞬时电流强度的问题作为引例；定积分概念的讲解中可以用“无限细分、无限求和”的思想及方法引导学生求变力做功问题，也就是在讲解数学概念时从专业问题出发，在从数学角度给出问题，接下来再引导学生运用数学概念解决专业问题。上面所提到的三角函数、复数及向量的知识模块，不要照搬照抄初等数学的知识，应引入专业案例，让学生感到数学在生活中所起的作用，使其真正体会学以致用的精神。值得注意的是“专业典型案例”选取也不能照搬照抄专业课程的例题，这是因为专业课程中的例子具有很强的专业性，教师不是专业的老师，很多专业上的问题理解不到位，讲解难度大，学生也很难理解，反而给学生以后学习专业课程造成困扰。

（三）改进课程考核评价体系

在高等数学课程教学过程中，考核评价在整个教学设计中有着重要的地位。职业本科高等数学课程因其融合专业需求，课程内容及教学模式等有很大的改变，因此考核体系也应因此而改变，从而推进教学设计的实效性。目前，高等数学的考核评价形式单一，考核方式大部分以书面考试成绩为主，这种方式只考查学生对理论基础知识的掌握情况，忽略了对学生所学数学知识的应用能力考核，从而使学生在实际生活和工作中缺乏运用数学理论知识去解决相关问题的能力。因此，改革高等数学课程考核评价体系势在必行。考核方式应参考职业本科高等数学模块化教学的课程内容及教学大纲，分为基础知识考核及知识应用考核。基础知识考核主要考核学生对数学基础知识的掌握情况，如导数、微分、积分等概念及计算方法，以一张考卷的形式呈现，题型可以为填空题、选择题、判断题、计算题等类型。知识应用考核则是对学生应用能力的考核，可以考查学生对相关文献的查阅能力、相关数学软件的使用程度，以及能否运用所学的数学知识、通过互联网进行数学建模的能力，题型可以为几道应用题或者是一道数学建模题。知识应用考核由各专业的培养目标及各专业的阶段性任务的需求而定，考核方式可以多种多样，不拘泥于只有平时成绩和卷面成绩这样的方式，考核内容与专业需求相联系，争取做到考核有时效性。这样的考核方式不仅关注学生，还关注学生对知识的实践应用能力，符合职业本科技术技能型人才的培养要求。

（四）融合专业需求的同时也要达到育人目标

教书育人是课堂教学的主题，职业本科高等数学融合专业需求的课程改革也要注重学生的素质教育，应把培养学生的刻苦学习和勤奋向上的学习态度和不畏艰难、永攀高峰的科学精神作为育人目标。笔者从以下几点着手：首先，数学教师可以通过对中国古代数学成就的回顾，对当代中国科技飞速发展的展望，让学生感受祖国的繁荣昌盛，激发学生的爱国热情，增强学生的民族自豪感，强化学生的强国意识；其次，教师可以在讲授数学概念和定理的同时，穿插数学家的故事，从中让学生感受科学家刻苦学习和勤奋向上的学习态度，不畏艰难、不断探索、勇于创新的科学品质，潜移默化地培养学生的个人素养，在今后的工作中具有严谨的职业操守，也能够有积极的创新意识；最后，通过揭示微积分的辩证法原理，培养学生建立辩证唯物主义和历史唯物主义的世界观和方法论。

结束语

职业院校的高等数学课程受本科高等数学课程教学的影响颇深，在课堂教学中注重知识的连贯性和严谨性，从而忽视了数学在实际问题上的应用。这种教学理念并不适合职业院校的学生，职业院校的学生由于学生具有的“职业”属性，应用数学的能力应用有明显的提高。要想职业院校的教师从本科教学的影子中脱离开来，必须改变现有的照搬照抄本科教学的局面，更新职业院校教师的教学观念，改变职业院校学生的学习方式，使学生在解决实际问题的过程中去学习数学知识，逐渐形成运用所学数学知识解决问题的意识和能力。职业院校高等数学课程改革的道路任重道远，职业本科高等数学课程改革刚刚起步，高等数学教师应打破原有的教学模式和教学方法，挖掘高等数学在专业课程中的应用性，将用数学知识解决实际问题的意识植入高等数学课程改革中。

参考文献

[1]李春梅.面向新工科的高等数学教学改革探索[J].教育教学论坛，2022，（31）：57-59.

[2]袁学帅.基于经济类专业需求的高等数学教学改革探究[J].高等数学研究，2021（24）：120-123.

[3]杨永富等.新工科导向下大学数学课程创新能力培养体系的构建与实践[J].大学数学，2022（5）：45-48.

[4]赵秉成.高职高等数学与专业结合的教学方法分析[J].科教导刊，2020（32）：46-48.

[5]张芳.课程思政视角下职业本科高等数学课程改革路径研究[J].大学，2020（11）：140-141.

作者简介：许文翠（1978— ），女，汉族，黑龙江大庆人，黑龙江农业工程职业学院，副教授，硕士。研究方向：高等数学教学研究。

陈忠（1978— ），男，汉族，黑龙江双城人，黑龙江农业工程职业学院，讲师，本科。研究方向：高等数学教学研究。

基金项目：黑龙江省教育厅“黑龙江省高等职业教育教学改革研究”课题“职业本科‘高等数学融合专业需求和课程思政的课程改革研究与实践”（课题编号：JGZY20220162）。