高职院校高等数学模块化教学研究——以滁州职业技术学院机电系为例

黄金超

（滁州职业技术学院，安徽滁州239000）

高职院校高等数学模块化教学研究
——以滁州职业技术学院机电系为例

黄金超

（滁州职业技术学院，安徽滁州239000）

为了满足机电类专业教学的需要，使高等数学教学更好地为专业教学服务，构建支撑机电类专业核心能力的数学教学模块。模块化教学可以解决高数教学与专业课教学当中存在的矛盾问题，同时也使得高职数学教学更具实效。

高职；高等数学；模块化；教学

近几年来，随着培养一线技术应用型人才的职业教育准确定位，基础课的地位弱化，课时减少的趋势日益明显，高职院校高等数学如何在这种新趋势下更好地发挥“教育和实用”这两大功能是非常值得我们去研究的。一方面，作为数学学科，应该培养学生基本的数学知识和逻辑能力，为其他学科和专业服务；另一方面，作为高职数学，又不能忽视其本身的“实用与够用”的原则，否则就会失去高职数学的特色。为此，我们借鉴模块化教学的基本理念，以专业课程结构为主线，为专业课服务的原则，选择高数模块化课程内容体系，构建了以支撑机电类专业核心能力的数学教学模块。

一、高职高等数学模块的研究背景

（一）当前机电高等数学教学中存在的主要问题

由于滁州职业技术学院机电系一年级上学期所有开高等数学的专业，每周开四学时与六学时，第二学期高等数学课每周均四学时，根据机电系专业的要求，由数学教研室全体老师确定该系所学的内容，其中上学期六学时学习《一元微积分》中的极限与连续，导数与微分，导数的应用，不定积分，定积分等五章内容和《微分方程》；上学期四课时学习《一元微积分》中的极限与连续，导数与微分，导数的应用，不定积分等四章内容，其中下学期原六课时学习《线性代数》和《多元函数微积分》两部分，原四课时学习《线性代数》和《微积分》中一元函数定积分，并采用统一的教学计划，统一的教学内容，课程的内容基本上还只停留在对传统课程的压缩及删减上，没有真正建立适应职业教育的《高等数学》课程体系。没有真正使模块化发挥实效。对于机电系各专业来说，现在高等数学课程是在一学年之内完成教学，需要掌握的内容比较多，时间比较紧，学时数相对比较少。教学内容，进度相当快，大部分同学感觉难以消化，吸收。因此，如何围绕教育目标进行教学模块化已成为当务之急。同时，在模块化中，应该注意够用的原则，为专业服务的原则，充分体现了数学知识的针对性和实用性。

（二）模块化教学独具优势

模块化教学相对于传统教学具有以下优势：①从教育观念上来看，传统教学是以知识为中心，重在知识传授；模块化教学是以素质为核心、以能力为本位，重在知识和技能的实际灵活应用。②从教学内容上来看，传统教学方式是先知识后技能，有知识与技能两条教学脉胳；模块化教学只有能力一条脉胳。③从教学方法上来看，传统教学方式侧重于知识传授，以讲授法为主；模块化教学侧重于能力和素质培养，更多地要采用案例教学法、讨论式教学法、情景式教学法以及合作学习、研究性学习、发现式学习等符合认知规律和情感认同规律的先进教法与学法。能够突出高职高等数学知识的针对性和应用性，提高教学质量。模块化课程体系可以有效地节约了教学时间和人力资源等，各专业可以自主选取适合于本专业特点的教学模块以及“研究性的学习”课题，真正达到“必需、够用、适度”，能将数学教学与专业学习紧密结合起来，这不仅可以使他们能在有限的教学时间内掌握必要的和有用的数学知识，为学生运用数学知识分析、解决实际问题奠定基础，而且培养了学生的学习兴趣，消除了学生学习数学的畏惧心理，使之从“要我学”变成“我要学”，真正做到因材施教，学以致用。④从教学效果上来看，传统教学侧重于数学严密理论体系，模块化教学挣脱传统数学教学模式的束缚，突出培养学生的应用能力，体现高职的教育特色。通过选取灵活的教学方式，采用多媒体辅助教学、实例教学法、讨论教学法以及合作学习、研究学习、发现式学习等符合认知规律和情感认同规律的先进教法与学法，多种教学方法的灵活运用，使学生在理论学习的基础上，开动脑筋独立思考并具体实践，能够从中发现问题，并在教师的启发和引导下分析问题和解决问题。这样，激发了学生学习数学的积极性，提高了学生动手能力，促使他们更好地掌握专业技能。

（三）模块化教学已成为高职院校教学改革的一个重要方向

高职院校高等数学课程教学内容的模块化设计与教学改革的实施，能更好地为专业课服务，采用模块化教学能够节省了教学时数。在2010年9月9日的滁州职业技术学院高等数学研讨会上，通过调研机电系各专业教研室主任及专业带头人，机电系各个专业对高等数学的需求分别提出一些建议，各自对照《高等数学课程改革调查表》对于具体的专业提出了授课内容的要求。由于专业不同提出的要求也不尽相同，因此必须通过高等数学模块化教学来满足不同专业的需求，即把机电专业的数学教学模块化，把数学教学分为三个模块，一个是基础模块，二个是应用模块，三是选修模块。基础模块讲授高等数学的一些基本理论，应用模块讲授机电专业专门应用的数学知识。选修模块供专升本和自考同学选学，基础模块在大一上学期学习，应用模块在大一下学期学习。选修模块在大二或大三上学期学习。

（四）模块化教学可以更合理地利用教学资源

当前，数学教学任务分配不均，每学年上学期的教学任务非常繁重，每位数学教师一周16节学时左右，而且均为大班上课；而每学年下学期大多数专业不开数学课，教学任务偏少。为了更有效地利用教学资源，需要把教学内容做适当的分割，在上、下学期进行合理的分配。进行模块化教学可以合理分配和协调学时与教学任务之间的关系。

二、高等数学模块化教学的制定基础

（一）满足专业课程教学内容的需要

在“以就业为导向，以素质为本位，以能力为核心”的办学思想指导下，数学作为公共基础学科，就要更好地为专业教学服务，满足专业课程教学内容的需要。在制定数学模块化教学内容时，首先根据机电系各专业实际教学需求，总结出机电类专业课程中所需的数学知识点，并通过调研与专业课教师进行沟通，对数学知识点进行优化整理，使制定的数学模块含盖各专业所需的数学知识点，最后制定机电类各专业模块化的教学大纲。

（二）学生的知识背景

学生是教学过程中的主体，数学模块化的制定应当充分考虑高职学生已有的知识基础。一方面，机电系各专业学生一部分是普通高中毕业的学生，另一部分是职业高中毕业的对口招收学生。另一部分是五年一贯制学生，他们的数学基础有所不同，职业高中毕业和五年一贯制的学生相对基础比较差，在专业课程的学习中运用到的有些数学知识，如基本初等函数中的指数函数、对数函数、三角函数、反三角函数及二次曲线相关性质和正余，弦定理等，都需要复习或者讲授，因此需要把中学的一些数学内容添加到数学模块中。另一方面，近年来高中学生的知识结构发生了变化，高中数学中一些内容被削减了，如在高考中，复数虽然作为考试要求，但是复数乘法以及其乘法的几何意义高中数学没有介绍，而复数的乘法在机电系学生的专业学习中涉及很多，因此必须进行补充。

（三）满足专业课教师教学的需要

教师是整个教学过程的主导，专业课教师对专业课程有一个系统整体把握，与专业教师多进行沟通，可以使数学教学更具有针对性，往往能达到事半功倍的效果。在2010年9月和10月期间，我们数学教研室全体教师分别与全院各系不同专业和机电类各专业进行两次专门调研，并与系主任各专业学科带头人进行交流、探讨，听取不同专业意见和建议，为我院高等数学第三轮教学改革奠定了坚实的基础，一方面，在传统教学模式当中，专业课教学与高等数学课程的教学进度并不完全一致，高数教学存在一定的滞后性。在确定高数模块内容时，要根据各专业学年教学计划，把专业课程按照教学进度进行归类梳理，提出第一、二学期的专业课程需要讲授的数学知识点，以及后面的学期需要讲授的教学内容，以尽量满足不同专业课程教学进度的要求。另一方面，专业课程对数学内容的要求和传统数学教育存在较大的差异，通过与专业课教师进行沟通，了解专业课对数学知识点的要求程度。如哪些是仅限于了解概念、哪些需要运用结论、哪些需要掌握推导过程、哪些要求熟练计算等等。通过我们数学教研组对我们学院机电各专业的调研，其中机制专业需要学生熟练掌握极坐标变化，了解曲线的拐点及曲率半径的计算及插值公式的思想等，电气自动化专业需要学生熟练地掌握复数及向量运算，学习运用傅里叶级数，会用拉普拉斯变化公式等，因此，我们制定模块化教学大纲时必须把以前我们没有讲授的知识增加上去，对高数书上没有的内容进行必要的补充，对数学知识体系深浅程度把握以后，数学模块就更有针对性和应用性，从而真正地做到为专业服务。

三、数学模块教学的实施

机电类专业高等数学教学模块形成以后，高数教学可以更好地为不同的专业课程教学服务，要充分地发挥好为专业课程服务的功能，模块化的实施还需要做好以下几个方面的工作。

（一）重新修订教学大纲，编写适用于数学模块化教学的教材和指导书

当前数学教学中所使用的教材，大都是根据传统高等数学体系编写而成，主要体现的是数学的完备性和系统性，而专业针对性和应用性不强。为此，在实施模块化教学时，就需要编写与高等数学模块化教学的大纲相一致的教材。数学知识模块确定后，就需要重新修订教学大纲。我们针对机电类不同专业的专业核心课程进行了认真的分析研究，对有些专业的技能课程只用到某个知识点，用逆推的方法确定前面的先修数学知识。在先修知识点部分利用实际案例作为背景引进数学概念及原理，取消繁锁的证明和计算技巧的演算，同时利用数学实验以MATLAB为工具来架接计算机技术的应用，以此来确定教学大纲和选择合适的教材。到目前，我们已经编写出版了安徽省高职高专规划教材（高等数学）一本、根据机电类专业的要求，全体数学教研室教师正在制定新的教学大纲，并根据新的大纲逐步编写相应的校本教材和实验指导书。

（二）灵活运用多种教学方法

在模块化教学过程中，教师可依据机电类不同专业要求、不同内容要求、不同教学环境要求的课程特点，灵活地运用多种教学方法。在公共基础模块部分，大部分利用讲授、启发式、探究式、讲与练教学法，再加上数形结合和适当的应用，让学生对数学知识背景有更加深入的了解，突出数学知识源于生活，了解数学知识的形成过程。在分专业模块阶段大部分利用案例教学法、演示法、参观法，直接选择各专业的实际案例或利用与各专业紧密相关的案例，让学生在实践中学习操作。多种不同教学方法的灵活运用，使学生在学习数学理论的基础上，开动自己的脑筋独立思索并进行具体的实践，使高数理论和实践密切的结合，能够从中发现问题并在教师的启发和指导下学会分析和解决问题。这样，不仅激发了学生学习高等数学的积极性。而且也提高了学生动手能力，促使他们更好地掌握专业知识和技能。

（三）运用计算机数学软件及多媒体技术

随着MATLAB，MATHEMATIC，SAS，SPSS等数学软件的开发应用，为高等数学进一步学习提供了一些新的工具。如MATHEMATIC的图形工具，可以使数学教学内容更加直观，使学生对所学高数知识有更深刻的理解。其次，使用数学软件可以大大节省数学教学的学时数，在一定程度上可以加快教学进度，缓解数学课时少的矛盾，从而使高数教学进程满足不同专业课教学进度的需要。再次，运用数学计算机软件可以进行数学实验，把专业中遇到的一些不能解决的问题，通过数学手段加以很好地解决，促进数学教学内容与专业课教学的进一步融合，使高等数学教学能更好地为专业教学服务。计算机辅助教学（CAI）进入课堂，计算机快速准确地运算和灵活输出的功能，使得复杂的问题可以适当地简化，抽象的问题用数学模型可以具体化。根据现代教育理论，只要建立相应的数学模型，使抽象的概念基于具体的几何形象，就可以帮助学生深入浅出地领悟并掌握所学知识和内容，并且能促使学生把所学知识和具体形象的信息结合，快速进入长时记忆系统。例如，利用PPT进行文字、数学符号和静态图像的传输、利用FLASH软件对切线等动态概念的演示、可以更加形象地让学生掌握平面曲线切线的定义及数学极限的思想，以及利用Maple的二维和三维Graphic功能对空间图形的多角度动态观察……多种媒体软件的结合会在课堂教学中收到非常良好的效果。实施模块化教学，教师有比较充足的时间和精力进行多媒体教学设计和制作，可以充分合理利用学院的教学多媒体设备，发挥现代化先进教学工具的作用，不会因时间紧和教学内容多、机器资源少而发生冲突，也能为教师的精心备课、提供相对充分地时间去制作优秀课件。所以，高等数学模块化教学与CAI的结合，不但可以有效地解决常规教具所不能完成的复杂教学任务，揭示问题的本质和内在联系，而且可以优化高等数学课程结构，提高高等数学教学质量。

四、结束语

在当前高职院校的高等数学教学中，普遍存在着高等数学教学与专业教学的进程及内容选取不相吻合的情况。数学教学模块化的建立充分考虑了学生的知识背景、专业教师的教学需求，在对机电类各专业课程进行专门调研的基础上，构建了针对机电类专业教学的高等数学教学模块，根据不同专业对高等数学的要求，有针对性的采用不同的教学模块，从而使高等数学教学满足机电类专业教学的需要，更好地为专业教学服务。进一步提高职业院校高等数学模块化教学的实效性，并合理有效地突破传统教学模式。以模块化的研究成果为指导，使以后的高职院校高等数学教学工作更加科学、高效。

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G712

A

1671-5993（2011）01-0020-04

2011-02-06

2010年度安徽省职成教学会教育规划项目《高职院校高等数学模块化教学问题研究》（BCB10021）研究成果。

黄金超（1974-），男，安徽凤阳人，硕士研究生，滁州职业技术学校教师，研究方向：应用统计与风险决策.