高职院校数学课实践教学体系的研究

2012-08-15 00:44陈宇李亮郑丽
邯郸职业技术学院学报 2012年3期
关键词:数学课程建模高职

陈宇李亮郑丽

(邯郸职业技术学院基础部,河北邯郸056005)

随着高职教育的迅速发展,高职数学课程的改革也更加迫切。在诸多专业的人才培养方案中,数学课程既是文化基础课又是专业基础课,它对学生后继专业课的学习及思维能力的拓展起着重要作用。实践教学是高职教育过程中的主要环节和特色部分,为了使数学课能够充分发挥课程作用、更好地为专业课服务,我们急需将高职院校数学实践教学模式做出改革,并不断地进行完善与创新。

1 高职数学实践教学模式的现状

实践教学是高职教育教学过程中的主要环节和特色部分,在高职人才培养过程中有着不可替代的作用,结合实践教学的特点,笔者对当前高职院校数学实践教学模式的现状做调研,发现存在以下几个问题。

1.1 数学实践教学仍需明确发展方向

通过调查发现,大部分高职院校都在教学计划中设置出实践教学学时,而在实际教学过程中,实践教学环节少之又少,基本上是传统的习题课等,称不上数学实践活动;有些高职院校,虽在学生使用的教材上增加了数学实验课程,但在实际教学中,由于课时及硬件实训室的客观条件限制,未能开设数学实验课程;也有一些高职院校已将数学实验融入其他数学基础课程教学过程中(如微积分、高等数学、线性代数和概率统计),但实验内容与学生的专业联系较少,导致针对性较差,对提高学生数学应用能力的效果不算明显。所以对于数学实践教学,我们需要进一步明确它的发展方向,制定一个统一规范的教学标准。

1.2 缺乏实践教学的具体项目,应注重与实际专业联系

高职院校的数学教育必须注重培养学生如下三方面的能力:一是用数学思想、概念、方法消化吸收专业(工程)概念和工程原理的能力;二是把实际问题转化为数学模型的能力;三是求解数学模型的能力。目前,数学实践课程的教学与实际专业联系还不够,课程内容脱离专业需求,应针对于不同专业,设置与专业联系密切的实验内容。在教会学生使用数学软件的同时,提升学生将专业问题转化为数学模型的能力,使数学实践教学发挥真正的作用。

1.3 数学课程评价机制较为单一

数学实践教学目前缺乏统一的评价机制,一直以来数学的考核方式就是限时笔试,基本上就是机械的套用定义、定理解决数学题,而且以计算为主,这并不是高职数学的教学目的,在考核内容中无法考察出学生应用数学实践的能力,这样会导致学生认为数学实践并不重要从而忽视了对它的学习。我们急需建立对数学实践环节的考核评价机制,制定出便于操作和实施的成绩评定办法,使实践教学形成规范化管理,使学生对实践教学环节有足够的重视,以促进数学实践教学质量的提高。

结合上述高职数学实践教学模式的现状,我们高职数学教师应从教学结构、内容、数学实验的实践性等方面着手,做出进一步的改革与创新,来促进数学实践教学模式的发展,以便更好地为专业课做好服务。

2 高职数学实践教学模式的创新

2.1 优化改革数学课程教学的结构,搭建数学应用平台

数学课程具有典型的抽象性和严密性,对于基础相对薄弱的高职学生来说,学习起来有以下困难:一是抽象化往往是学生理解的障碍;二是过度严密的知识结构体系并非是他们专业知识结构的必需。因此,数学课程的教学目的也就应作出相应的改变,对课程内容、体系、结构作出改革优化。构建与专业需求相结合的数学课程体系,应使学生明白哪些数学知识一般是解决专业上的哪些问题。采用专业问题引入——数学模型的建立——应用数学软件包进行计算——回顾与思考的组织方式,将数学建模的思想与数学软件应用两大特点有机地贯穿于教学过程中,达到强化学生对数学思想和计算机工具应用相结合的目的。在教学内容的安排上,降低抽象性,突出操作性,使数学课成为培养数学思想素质、训练数学应用技术的平台。

2.2 高职数学课程内容编排创新及加强专业案例驱动教学

高职数学教师应根据专业需求,将高职数学课程分为基础、应用和提高三个模块,进行模化块教学。所谓基础模块,是以教师讲授课程中最基本的内容为主,以介绍简单的数学建模应用思想及方法为辅的教学模式;应用模块部分,以采用专业建模案例分析讲解为主,以数学软件应用为辅的教学模式;提高模块,主要以选修课为主,以课外辅导为辅的教学模式,同时利用数学实验并结合数学建模的思想方法,系统地学习数学软件的应用等等。教师应根据数学应用能力培养的基本规律和工作岗位的要求,确定教学内容模块。通过典型工作任务(专业中建模案例),以任务引领教学。这就需要高职数学教师多懂得一些学生相关专业的知识,可以通过自学或向专业课教师请教等途径,了解必要的专业内容,设置好专业案例驱动教学,使学生学会用数学方法解决专业的实际问题。如讲授微元法时,求物体侧面所受液体压力、求解建筑结构在荷载作用下产生的位移等都与之相关。教师可以从建筑工程系的专业资料中选取合适的案例,进行任务驱动教学,使学生掌握该用怎样的数学思想来解决专业上的问题,以便于学生在日后专业课学习过程里,提升应用数学模型思想解决实际问题的能力。

2.3 开设与专业相关的数学实验课程

“数学实验”是一门顺应时代需求而开设的新型数学基础课程,它的主要特点是让学生结合使用计算机解决实际问题的过程来学习数学和应用数学,它对培养学生的创新意识和应用能力能够产生积极的作用。通过开设数学实验课,让学生体会到数据处理和科学计算可以依靠计算机来完成,真正改变传统的数学学习过程。数学实验课不仅使学生掌握必要的数学软件应用的知识,更重要地在于让学生独立参与,提高学习数学的积极性和主动性,提升应用数学解决专业问题的意识。有些院校虽然已开设了数学实验课程,但全院不同专业的学生上同一门数学实验课,这与学生各自实际专业的要求并不相符,例如,让经济管理专业的学生去研究类似电流强度等数学实验内容,其意义并不大。所以数学实验课程的设置,应当结合不同的专业选取不同的问题进行实验,例如经济系、管理系应开设一些用数学软件解决利润最大化、最优解等实验;机械加工制造系的学生多做一些关于微分方程的数学实验以解决各种充电、放电等问题。

2.4 用模块化教学方式开展数学建模课程

数学建模活动的目的就是培养、训练和提高学生运用数学知识解决各种实际问题的能力,它也是最为有效的数学实践教学活动,涉及的数学学科知识非常广泛,如微分方程、线性代数、概率统计、规划论、拟合差值以及数学软件的使用与编程等。在高职院校,可以根据学生的特点采用模块化教学方式,以提高数学建模课程开设的教学效果,提升学生应用数学解决实际问题的能力。例如可以开设如下模块:微分方程在数学建模中的应用,概率分布与概率法建模、差值拟合与回归分析方法的建模应用、矩阵线性方程组的建模应用、整数规划与运筹学模型等等。在模块教学中,不要求学生去背公式,更不需要去做证明,只需要学生学会将现实问题从数学的角度去理解并能将其归纳成数学问题,即是用数学语言表达实际的问题,从而增强学生对数学的应用能力。

2.5 运用现代化教学手段,完善综合评价机制

教师应当充分运行现代化教学手段改革教学模式,运用多媒体辅助教学改善数学教学的结构与组织形式,收到事半功倍的效果。利用多媒体课件呈现事物的时间顺序、空间结构和运动过程,简化学生对事物的认知过程。通过网络教学平台,可以实现信息资源和设备资源的共享,为学生提供多层次、多方位的学习资源。如使用讲义课件自学、网上答疑、题库等。在考核方式上,应侧重考核学生的动手能力和应用能力,而不是计算能力,因而需要完善评价机制。例如,可以采用平时成绩、数学实践、理论测试相结合的考核评价方法。平时成绩包括作业、上课发言、课堂练习等,占20%;数学实践采用开放式测试,根据不同的授课专业,教师事先准备好若干与专业相关的数学实践问题,让班级学生分成若干组,随机抽选,通过查找资料、统计数据并进行分析,最终提出可行性建议并以论文的形式提交,这项成绩占40%;第三部分是传统的闭卷考试,主要考核学生的基本概念和基本计算能力,此项成绩占40%。通过完善综合评价机制,进一步提升数学实践在教学中的比重,增强学生应用数学解决实际问题的能力,为专业课的学习夯实基础,全方位提升解决专业问题的能力。

[1]胡秀平,魏俊领.高职数学面向专业应用的教学探索与实践[J].中国科教创新导刊,2009,(07):55

[2]王富彬.高职数学基于教学模块的任务引领式教学法的研究与实践[J].职业技术教育论文,2009,(02):80

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