浅析高职学院《计算机数学》课程教材改革

高经芳

[摘要]《计算机数学》课程改革是高职院校建设和发展的一个不可忽略的环节,而教材改革是课程改革的第一步。搞好《计算机数学》课程教材改革,必须立足于高等职业教育的培养目标等,打破传统数学教材的结构,从计算机专业方面出发,实例引出概念,用通俗简洁的语言阐明概念的内涵和实质,采用加强基础、突出应用、知识宽泛,增加选择弹性的方法,让《计算机数学》有机地融入到职业教育的专业技能课程。

[关键词]教材改革 案例教学 内容宽泛 数学建模

高职院校计算机类专业都把《计算机数学》课程作为重要基础课程和重点建设课程。一般院校在课程开设之初,使用的教材多是工科高等数学的简单翻版。依据2004年教育部颁发的《高职高专教育基础课程教学基本要求》和《高职高专教育专业人才培养目标及规格》,很多学院相应地出台了课程改革方案。但通用的教材在内容及结构依然存在着以下三个方面的缺点:一是注重数学学科的系统性、完整性,割裂了数学理论和方法与实际问题的联系。二是注重经典学科内容,缺乏现代数学方法及其应用,因而很难体现为专业技术提供数学工具的教学目的。三是过多地注重了数学自身解题技巧的训练,忽视了运用数学方法解决实际问题能力的培养。四是多数教材在课程的案例引入上沿用工程数学的部分,例习题的选择也缺乏专业特点。因此《计算机数学》教材原有的问题还相当部分地存在。《计算机数学》课程教材的改革,首先必须考虑以下三个方面的情况:

第一,高等职业教育计算机类专业学生面向的职业岗群;第二,课程针对的专业特点;第三,课程针对的学生自身素质。

考虑到以上因素,《计算机数学》课程教材改革脉络就清晰了。应以情境性原则为主、科学性原则为辅,即以实践的行动内容为主、理论的学科内容为辅,按照典型的职业工作过程逻辑编排课程内容。《计算机数学》课程教材改革要注重以下几点。

一、尊重学科,但不恪守学科

数学是学习一切自然科学和社会科学的基础。一方面,作为高层次的职业教育,学生要学习掌握现代化的生产、管理或服务技术,就必须在已有高中阶段数学知识的基础上进一步拓宽。另一方面,数学教育也为高职后续技能课程学习,乃至终生发展奠定一个再提高的“平台”。而传统自成一体的数学教育体系不是一个友好的使用“平台”,而是高高在上,让其他应用学科削足适履来迎合数学。因此打破传统数学教材的结构,让她溶入到职业教育的专业技能课程的“寻常百姓家”是问题的关键所在,将几个基本知识块有机地结合在一起,根据数学的认知规律和教学规律,组织和编排《计算机数学》教材。特别是在设计教材内容方面,力求实现基础性、实用性和发展性三方面的和谐与统一。这样才能适应专业基础理论知识宽泛,但不要求系统严谨的要求。

二、以案例驱动的方式,用现实的专业实例引出数学概念

高职教育的一个显著特色就是职业方向明确、教学目标的针对性强,使培养的学生具备从事某一职业岗位(或岗位群)所必须的基本理论和熟练的实践能力与较强的创新能力。这就要求各门课程必须体现某一职业岗位(群)对知识、能力的需求特点。但在《计算机数学》教学中,数学与专业课程的脱节让学生对数学学习产生了茫然。究其原因,一方面是传统数学教育讲求概念的严谨性、理论的完整性、过程的逻辑性制约专业课程对数学的渗透和肢解应用;另一方面从数学金字塔里走出的数学教师由于对后续专业课程的慒然无知,自身也无法完成数学到专业课的完美转身,更谈不上做一名合格的数学与专业之间桥梁的建设者。加拿大大不列颠哥伦比亚技术学院的计算机专业教材《Introductory Mathematics for Computer Science》中第一章《Boolean Algebra and ?Design of Digital Logic Circuits》,直接把布尔代数与计算机数学逻辑电路的设计结合起来,开篇也不是用数学概念,而是用冯•诺依曼计算机结构电子元件的设计思想切入的,真正让学生感觉到数学与专业的联系和结合。

三、用通俗简洁的语言阐明概念的内涵和实质

高职数学概念的阐述是以传统严谨方式为佳,还是努力与专业结合为首选目标?目前大量使用的《计算机数学》教材在数学概念的阐述上还是从数学出发,很多数学概念内容在数学上无可挑剔,但理解却让人望而却步。理解概念花费了学生学习数学的大量时间,也造成学生对数学学习的抵触和厌倦。它可以用于极限的定义证明,但定义的理解却难度很大,很多非数学专业学生学习微积分都在此触礁折戟,现在非数学专业的微积分教学都已经摒弃这个说法,改用数学上不严谨、不能作为证明依据,但更易于理解的描述性定义,为微积分的普及和应用迈出了关键性的一步。如果基础理论和结论尽量用几何图形、数表、案例说明其实际背景和应用价值,由此来加深对基本理论和概念的理解。对高职层次计算机类的学生来说真是一大福祉。

四、注重数学的计算机应用,在教学中合理体现数学建模教育

随着终生学习社会的形成,也要求每个人都必须具备再学习的能力,高职教育对于每个学生都只能作为终身学习的一个环节,教学目标还必须考虑到学生今后的可持续发展,为接受更高层次的教育和终生学习预留出一定的发展空间。因此,高职数学课必须恰当地处理好职业针对性与终生发展需求性的关系。为此,教学内容需要采用加强基础、突出应用、内容宽泛,增加选择弹性的方法,以达到其在高职人才培养中三大功能的整体实现。在基础、应用和宽泛三者之间,必须是针对专业的应用为先,它的提出还有赖于专业教师的悉心选择,其次才是数学教师对宽泛的数学内容的甄选,最后才是基础的加强和巩固。这些可以通过对某个课题的数学建模教育在教学中体现出来,而不是像现行通过单纯增加一门数学学科课程来提高学生可持续发展的能力。

高职数学教师只有准确把握高职教育的培养目标,正确认识数学课在高职人才培养中的地位和作用,下功夫搞好大纲和教材建设,才能使数学课程体现高职教育的特色,充分发挥其在高职人才培养中的作用。

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