基于专业需求的高职《工程数学》教学探索

王 岳 济南职业学院基础部

基于专业需求的高职《工程数学》教学探索

王 岳 济南职业学院基础部

本文以高职《工程数学》教学必须“以应用为目的，满足专业需求”为指导思想，通过对现有教学存在问题的分析，对教学改革提出了基于专业需求的“案例教学”、“模块化教学”等方式进行教学探索。

高职；工程数学；案例教学；模块教学

引 言

在当前社会全球化发展的背景下，数学应用的领域在急剧扩大，数学已渗透到自然、经济、金融、工程、技术等各个领域，影响着社会的发展和进步。同时，随着高等职业教育各专业的不断细化，《工程数学》课程成为高职大多数理工专业学生的一门专业基础课，高职学院开设《工程数学》，正是为了适应社会发展要求，更好地为专业服务。由于不同专业的专业重点和使用的数学工具不同，因此，不同专业对《工程数学》的教学需求是不一样的，所以我们对于不同专业学生《工程数学》的教学模式应有所不同。

相对于各相关专业学生的认知结构和理解能力而言，《工程数学》这门课程相对《高等数学》而言，很多内容更加枯燥难懂。所以，如何改进《工程数学》教学模式，尽快提高教学质量，使原本枯燥的工程数学更好地为专业服务，满足专业需求，是我们需要认真思考和探索的重要课题。因此，在各高职院校更新教育观念，深化教学改革的同时，《工程数学》课程的教学改革也是一个重要课题。

一、教学内容和目标体系

《工程数学》以《高等数学》为基础，一般是在学完《高等数学》上下册内容以后开设，其实质是《高等数学》后继数学课程的通称。因此，《工程数学》的教学内容比较广泛，主要包括了《线性代数》、《概率论与数理统计》、《复变函数与积分变换》等几门课程，每一门都是数学的一大分支，既具有独立性又具有继承性，是工科专业不可缺少的基础课程。

高职教育的培养目标是培养生产、建设、管理、服务等一线的技术应用型人才，因此其基础课的内容要按专业的需要确定，一般以“必需”和“够用”为度。根据这一要求，《工程数学》课程不能过分强调自己的学科系统，必须重视培养学生应用工程数学的知识和技能来解决实际问题的能力。

本文认为，高职《工程数学》课程改革必须以“以应用为目的，满足专业需求”作为教学的指导思想，重视数学思想能力与专业实践应用相结合，结合生活实践和专业实例，大量应用案例教学，并在教学内容选择上实行 “模块化”教学，教学中针对不同专业的不同需求，选择不同的教学内容和模块。

二、 当前教学主要存在的问题

1.理论多，计算繁

当前的《工程数学》课由于包含多门数学分支，导致了数学定义定理繁多，计算繁杂。没有很好地体现出数学在解决实际问题中的工具性，这与现代信息时代应与时俱进、不断创新发展的趋势不免背道而驰。

2.课程安排不合理

很多高职院校为压缩基础课课时，不开设《高等数学》下册直接开设《工程数学》，或将《高等数学》下册与《工程数学》同时开设，这都影响了正常的《工程数学》教学。因为《工程数学》的很多内容要以《高等数学》下为基础，因此根据专业需求，该课程一般安排在《高等数学》上下册知识学完之后讲授才比较合理。

3.没有真正做到数学理论与专业应用有机结合

当前《工程数学》教学虽然已经不再过分强调严密的理论推导和证明，加强了计算能力的培养和数学方法的传授，但还是以基础理论和方法的讲授为重点，而真正与专业知识相结合的例题和练习较少，实践应用更少。学生动手能力的培养也仅限于解题能力和技巧的训练而忽视了它作为工具为各专业服务的基本属性。

4.不同专业所学数学内容没有区别和针对性

不同专业对数学知识的要求是不同的，而当前大部分高职院校的《工程数学》教学是对本校所有开设此课程的专业使用相同的教材、大纲和教学进度，这并不利于为专业服务，学生所学知识过多，负担过重，也不能很好的突出应用性。

5.高职生数学基础差，信心不足

由于高职学生数学基础相对薄弱，加上多数学生《高等数学》知识的学习也不够牢固，而该课程中部分知识内容较抽象、难理解，因此，学生在进一步学习《工程数学》时困难重重、缺乏足够的信心，从而不能牢固掌握必要的基础知识和方法技能。

三、 高职《工程数学》课程教学改革分析探索

作者以“以应用为目的，满足专业需求”为指导思想对高职《工程数学》课教学内容和教学模式进行了如下探索。

1.结合专业背景，进行案例教学

部分数学概念讲授时，可以和专业中的实例相结合，以具体专业案例作为引例引出概念，或在给出定义后，以专业实例作为例题，进一步对概念进行实践阐述和应用性挖掘，使学生结合专业背景理解掌握概念。教学中还可以设计跨章节跨学科的综合案例，按照数学内容体系设计对应的生活案例；这样既能学生帮助学生加深对概念的理解，减少对新知识的陌生感和排斥心理，还能让学生从学习中体会到工程数学学习的必要性。大多数学知识点均源于生活或专业实例，通过案例驱动学习相关的数学知识，再回到生活或专业案例中去，使所学的知识得以应用，正所谓“从实践中来，到实践中去”。

2.加强数学工具的应用，减少过于繁杂的计算推导

对于高职教育培养的技能应用型人才而言，数学是他们从事专业工作的工具，学数学主要目的是为了解决工作中出现的具体问题，这种人才培养规格决定了加强数学工具应用的重要性。

教学中除数学概念和性质等必要的基础理论外，大量的计算、推导、应用等内容可教给学生利用“Matlab 数学软件包”来解决。比如讲解《拉普拉斯变换的概念》这一节，首先换角度引入定义化解难点，其次教会学生用定义求简单函数的拉普拉斯变换，而繁杂的则应用Matlab 数学软件包来完成，并让学生自己去实践。这既增强了学生的应用能力和动手能力，又避免了过于繁杂的费时费力的计算。同时，还增强了他们的成就感和自信心，把本来难理解、无兴趣的课程有效的转化成了易掌握、感兴趣的课程，并能学以致用，真正为专业课上的应用打下良好基础。另外，除了数学软件作为有效工具外，还可以训练学生利用数表、计算器等数学工具充分达到基础为专业服务的目的。

3.引入模块化教学模式

由于《工程数学》课程体系较大，内容繁多，包含了数学中的很多分支，如果面面俱到的带学生一一学习体验，不免太

表1 各专业《工程数学》课程模块

例如电子、电气专业的核心课程中，除大量用到一元微积分之外，《电路分析基础》中用到线性方程组、傅里叶级数以及拉普拉斯变换；在《无线电技术》、《自动控制理论》大量用到积分变换；在《数控技术》、《电机及拖动》里用到级数，在其他几个核心课程中都用到复数和复变函数的基础知识。所以在对该专业进行《工程数学》教学模块设计时，我们重点选择《线性代数》、《复变函数》和《积分变换》这几部分内容。

下面以电子、电气专业，机械、机电专业，计算机应用和网络技术几个主流常见理工类专业为例，根据我们对这几个专业课程的调查分析并结合各专业老师的建议，我们将《工程数学》分为A、B、C三大模块，教学章节内容、侧重点和安排学时都有所不同。模块教学根据各专业实际需要确定，实用性强、应用性强，也有很大的灵活性。

4.课堂内外培养学生应用能力

我们多次强调，《工程数学》教学的原则是“以应用为目的，满足专业需求”，因此，教学中我们在传授知识的同时，更应重点培养学生的应用能力，提高他们根据实际问题，建立数学模型，应用数学方法和工具问题，分析问题、解决问题的能力，也就是我们常说的数学建模能力。教学中，学生不仅仅靠老师教来学习，老师要多结合专业背景，给学生多创设问题情境，提供更多机会让学生参与到教学过程中来，使学生有自己探索发现的过程，有自己动手解决问题的过程，也有在实际应用中不断碰壁、不断学习、不断寻找新方法途径的过程。

不仅仅是课堂教学如此，课下作业也是培养数学应用能力的大好机会，《工程数学》的课后作业不应该仅仅局限于课本习题，教师还可以通过布置模拟型作业培养学生独立工作、查阅资料、寻找突破口的自学能力， 通过综合性作业，让学生分组合作，集思广益，可充分利用数学软件，分析解决问题，最后提交数学建模报告，这既培养了数学应用能力，又增强了学生的团队合作精神。

综上所述，高职《工程数学》教学应实现专业案例与课程模块的一体化，将数学与专业有机结合，通过模块选择提高教学的有效性和针对性，并通过数学软件提高学生处理复杂计算的能力和问题解决能力，从而达到培养学生应用能力，满足专业需求的教学目标。

[1] 云连英，汪荣伟，陶正娟.以应用为主线的高职数学课程改革实践[J].职业技术教育.2009,17:5-7

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10.3969/j.issn.1001-8972.2011.08.180

山东省高等学校教学改革研究项目：基于“2+1”人才培养模式下的数学课程改革浪费时间，也没有必要。我们应该进行系统分析选择知识模块，进行专业调研确定模块组合。结合几大类专业特点，把《工程数学》课程内容分为几大模块，每个模块包括《工程数学》中不同的课程和章节，有不同的侧重。这样，根据各专业对数学知识的需求，结合该课程安排的学时，不同专业可以相应选择不同模块去学习。模块化教学既能很好地为专业服务，也能突出重点，避免学生章章都去学，样样不会用。同时教学章节的选择和减少，也能有效降低他们对数学的畏惧感。