电类专业高职数学课程体系构建研究

臧文琼

（黑龙江省经济管理干部学院，哈尔滨 150080）

一、有效整合教学内容，创建“情-境”教学氛围

要根据专业的不同而重新设置教学内容，授课时所举实例最好是与学生专业相关的题型，使数学服务于专业，让学生深切的感受到数学就在身边，所以对基本概念、基本定理的引入要充分结合电类专业，采用具有电类专业背景的案例讲解，创建“情-境”教学氛围，例如：在函数中引入电学中常用函数：单位阶跃函数、简谐波、矩阵波函数；极限教学中，提出电感电流、电容电压的变化趋势；导数教学中，提出速度、加速度、比热等计算，更应提出电流变化率、电压变化率及温度变化率概念，还可同时指出它们与电感电压、电容电流及晶体管参数的关系，加入低频跨导的计算；定积分中提出电流、电压有效值；而在微分方程教学中，求解一阶电路的零输入响应的数学模型等等。数学课程中渗透电类专业背景的实例，贴近学生所学专业，增强学生应用数学知识解决实际问题的意识和能力，使学生感到高职数学确实在为电类专业服务，增加学生学习数学的兴趣与动力，也使数学课程彰显电类专业的特点，教学过程可归结如下图所示。

二、TOPCARES-CDIO模式下的电类专业数学课程

TOPCARES-CDIO模式是让学生主动地参与到理论到实践的转化过程中来，是一种倡导“做中学”和“基于项目的教育和学习”的新型教学模式。CDIO既注重抽象理论知识的“教”和“学”，又强调了教学过程中“做”的重要意义；既增强了学生的动手能力，又培养了学生的创新意识、项目设计的能力和团队协作的精神。CDIO是一种产品导向的教育机制，对运作的细节并没有作出硬性规定，在具体实施过程中，可以根据实际情况进行灵活调整。

《应用数学》作为大学的公共基础课程，教学对象都是传统教学模式下长大的大一新生，照搬CDIO所列出的“以团队综合设计型大项目为主要载体”的思想并不合适。案例教学直观生动，容易激发学生学习的热情，而且案例规模可大可小，在教学上具有良好的可操作性，同时也符合CDIO构建主义学习理论，所以，按照电类专业需求调整教学内容，在教学内容的选取上，力求选择与专业相关的实际项目设计教学案例。例如：在教学中引入电类专业相关数学建模，可以从一个电类专业问题开始，由实际电类专业问题到数学问题，由具体问题到抽象概念，由解决问题到更进一步应用的教学全过程，而不是方程函数等等之类的具体的数学素材。由于遇到的实际电类专业数学应用性问题往往是不能通过某一节某一章所能解决的，需要更多的数学知识，教师可以把一些较小的数学应用和数学建模问题按照过程分解，放到教学的各局部环节上去做，这样学生在慢慢积累数学知识的同时可以培养其自身的数学应用意识，即“化整为零，积零为整”的方法过程，也可以在学习各章节的理论知识之后，选择一些具有相关专业实际背景的简单应用问题，引导学生加以分析，通过抽象、简化、假设、建立和求解数学模型，提高学生解决实际问题的能力。

比如，在讲到一阶线性微分方程时引入电学的具体实例：设电路如图所示，C（常数）是电容器电容，R为电阻，其中R=，E=6为电源电动势，K是开关，设开始时的电容器上没有电荷，两端电压为零，当开关合上时，电源就会向电容充电，电路中有电流i流过，求电容器上的电压UC随时间t的变化规律，应用到一阶线性微分方程数学知识求解，这是一阶线性微分方程，且初始条件，UC│t=0=0，有通解公式求得通解，UC=6+Ce-10t，将UC│t=0=0代入得C=-6，所以，UC=6-6e-10t。

这样一来，紧密联系电学知识，有助于学生将所学内容与实际相结合，真正让学生做到会学习，学好习，充分了解所学知识对今后学习专业基础课的重要性，做到理论和实际相结合，避免了知识学了很多，但却不知道如何使用的问题。

三、模块式教学法，构建新体系

电类学科的特点是发展速度快、覆盖面广、综合性强，特别是以计算机技术为核心的现代信息技术的发展，对计算科学的要求越来越高。因此，课程体系整合要结合专业背景和相关的软件工具，建立了包括公共基础模块、专业基础模块和应用拓展模块的数学课程新体系。

公共基础模块主要包括：函数、极限、导数与微分、不定积分、定积分等电类专业学科所需的基础数学理论。该模块注重夯实学生的数学基础，为后续专业课程作准备。

专业基础模块主要包括：可分离变量的微分方程、一阶线性非齐次微分方程、电类专业中常用的函数、逻辑代数基础（数制与码制）。这些内容主要为电路分析、信号分析、单片机编程提供必备的数学理论基础。

应用拓展模块主要包括：Matlab数学软件、建模与仿真等内容。通过构造具体的与信息相关的诸如信号处理、最优控制等工程实例，借助于计算方法、计算机辅助教学等手段。将应用数学中的基本理论、相应的数学软件技术和信息类专业知识结合起来，提高学生综合运用所学数学知识解决实际工程问题的能力。

该课程新体系充分发挥了应用数学的桥梁与纽带作用，在课程设置、教学内容、教学素材及习题选择上均结合学生的专业兴趣，突出了专业特色，逐步培养了学生综合利用数学方法和数学软件解决实际问题的能力。

四、改革考试制度，加强学习过程评价

长期以来，数学课考试重理论、轻能力，重结果、轻过程，考试形式单一，安排极不合理。为此，必须进行考试改革，建立完善的考试考核制度。对学生的考核评价应是立体的、多方面的、形式多样的。为了全面了解学生的数学学习状况，激励学生的学习热情，促进学生数学素养的全面发展，教师对学生数学的学习评价，既要关注学生知识的理解，更要关注他们数学能力的培养。

（一）定量评价（笔试考核）

基础能力评价：主要考核数学的基础知识。

实践能力评价：结合电类专业特点，在考试内容上适当增加一些与电类专业相关的数学应用问题，但要注意难度的掌控。

（二）定性评价（平时考核）

平时考核可采用课外作业、数学建模、撰写小论文、交预习作业、精心挑选一些与所学内容密切相关的实际应用性题目供学生选做等形式，关注学生在发展过程中所付出的努力、体验和取得的进步，这不仅有利于学生学习方式的调整与改进，还能促进学生全面主动地发展。

[1] 王培光，高春霞，赵 璞.电气信息类工程数学教学改革的探索与实践[J].教育与职业，2010(26).

[2]高万学.高职机电一体化专业应用数学课程的整体设计[J].湖北职业技术学院学报，2012(4).