□富伯亭
( 山西工程職業技術學院,山西 太原 030009)
作為高等教育發展的一個類型,社會對高等職業教育的要求是:培養具有系統的應用知識和持續發展的技術應用型、技術技能型或操作型的高技能人才。這就要求高職院校必須探索與“教學、科研、服務”類院校不同的人才培養模式,使得學生畢業后能適應崗位需求,真正成為應用型人才。作為基礎學科的數學,如何改變原有的教學理念和課程體系,如何調整教學方法和課程內容,使之既能為各專業教學提供必要的理論工具,又能培養出具有較強實踐能力、較高技術運用素質的應用型人才,這是高職數學課程改革迫切需要解決的問題。
目前職業技術院校高等數學教學的內容、知識和實際應用需要嚴重脫節,內容的實用性偏頗,教材、教學體系中理論要求過于嚴謹,計算繁雜。面對高等職業技術教育的迅速發展,學生對數學知識的需求多樣化的今天,陳舊的數學教學觀念、系統的教學內容與職業技術教育、教學需求是不相適應的。實際狀況是:一方面數學教師感覺課時不夠用,專業急需的數學知識又無法講授,另一方面不少知識、內容與高中數學重疊,造成教學時間上的浪費。學生急需的多元微積分、線性規劃、統計、近似計算等數學知識又無時間進行講授;教學中只講理論和細節及計算技巧,不求數學思想的融會貫通及數學廣泛的應用性、工具性。基本上是:上不與高中教學相承,下不與專業要求相符。在實際中已形成對學生數學能力培養的嚴重障礙。在2004年參加大學生全國數學建模比賽活動中,許多教師和學生感到學了大量的“數學知識”,而對比賽試題(具有實際背景的數學問題)又感到束手無策,大家深感現行的教學存在問題。從2005年開始,我們對數學內容、教學方法進行逐步的探索性改革。在教學中大膽強化數學思想、引導知識的運用、增強數學的實踐性功能,努力與專業知識相結合。經過不斷探索,各院校的數學教學狀況得到很大改觀,教學效果有了明顯提高,得到學校與社會的普遍認可。在2005-2009五年的大學生全國數學建模比賽中,學生能夠熟練的應用數學知識、方法、思想去解決實際問題,并且前后共獲得國家級獎近20項。以上情況表明:高職數學的內容切實急需整合,數學知識應用的需求急需擴展。
強調知識技能的掌握和創新意識的培養是高等職業教育的主要內涵。高職數學課程改革要在保證專業知識夠用的前提下,對高等數學現行的內容進行整合,刪去與中學重復的內容,最大限度減少繁瑣的計算,精簡推導、降低理論要求,增加直觀,擴展更新與學生應用能力培養相適應的數學內容,加強數學應用的功能,適當增加數學軟件的應用,使之適合高職院校對高等數學知識和思想方法的需求。使學生在實際問題中自如使用數學的知識去解決實際問題。通過以上改革,徹底改變高職數學教材是本科數學教材的簡單壓縮,改變現行數學教學與需求相脫節的現狀,在保證夠用的條件下,根據專業對數學的需要和數學自身體系的取舍,使之更加符合高職教育的特點,確保與中學教材做到很好的銜接,使數學真正起到基礎、應用功能。
根據不同專業對數學知識的需求,教學內容的設計和安排必須與專業課程相結合,使學生擁有與專業培養目標緊密結合的高等數學知識,突出培養專業人才的能力。在內容上,壓縮大量的、重復的、繁瑣的計算,精簡了復雜的推理,把建模(數學應用)的思想滲透到課程中去,盡量做到教學內容從實際中來到實際中去。在離散的問題中提取數學的思想,提煉數學方法,形成數學知識;課后安排項目,學生用數學的知識、方法、思想解決之。我們把一元與多元微積分、定積分與不定積分結合講解,增加專業中急需的近似計算等。把線性規劃壓縮成8課時重點建立模型;刪去單純型法的推導講解,簡單介紹了單純型法的思想。直接介紹lingo語言,通過8課時的講解,學生不僅能建立優化模型,而且通過lingo程序的解決,對0-1規劃、整數規劃等問題理解得很透徹。這是以前幾十課時的學習效果都無法達到的。2005年全國大學生數學建模比賽中,有一題目是關于DVD租賃的問題,學生恰好運用優化方法解決,當年成績突出。有兩個隊獲國家建模二等獎。在2009年的全國大學生數學建模比賽中,學生也是應用這些知識、方法獲得建模的最高獎—“高教社”杯,實現山西在這個方面的突破。
傳統的教學模式教出來的學生已經越來越不適應現在的工作環境,學生的學習完全依賴于老師,不會主動積極地去學習,這樣畢業的學生在實踐技能和創新能力方面嚴重欠缺。在教學中我們以問題解決為實破口進行教學改革。“問題解決”教學模式的核心在于傳統教學中的以老師為中心轉變為以學生為中心, 以課程為中心轉變為以問題為中心,由此在整個教學過程中真正體現了學生是認知的主體。從學生熟悉的生活實例或與專業相結合的實例中引出問題,以問題為引線,注意概念及其實際意義、定理及其實際內涵、數學思想方法及其應用的教學。這就要求我們不要過多地追求復雜的公式推導、理論計算,要根據學生的基礎、實際去安排教學內容。所以在職業技術教育教學中,一次課堂教學的信息量和難度不宜過大,重點要邊做邊學。這樣學生才能把看到的、聽到的和手上做到的結合起來,在頭腦中形成映象,并通過自主學習學會思考,進而想辦法解決遇到的問題。一個問題解決后,學生會有滿足感、成就感,這種感覺進而激發他們的求知愿望和學習信心,使良性循環的學習過程逐步形成。
開展數學實驗。鑒于計算機的廣泛應用以及數學軟件的日臻完善,為提高學生用計算機解決數學問題的意識和能力,充分利用現代化的教學手段,開設數學實驗課。這樣突破黑板二維空間的局限,加強計算機信息技術向數學課程的滲透,培養學生應用數學的能力。選擇交互式計算機系統,以MathCAD作為支撐環境,將一些抽象的難以理解的概念和分析過程在計算機上以動態方式顯示給學生,讓學生在微機室里完成求函數值、導數、定積分等數值計算等。數學實驗課從問題出發,在教師的指導下,以學生自己動手、動腦為主,利用合適的軟件,分析、解決實際問題。其意義不僅僅在于使學生掌握必要的數學知識,更重要的在于學生的獨立參與,從而提高學生學習數學的積極性,提高學生對數學的應用意識,培養學生的動手能力、獨立思考問題的能力和應用數學的能力。
通過對教學內容、教學模式和方法的改革,山西工程職業技術學院近幾年的實踐取得了很好的效果:第一,大大提高了高職學生學習數學的興趣和積極性;第二,將數學思想融入各自專業課學習的能力,受到了專業課老師的認可,數學課程成為了方法課;第三,學生就業越來越好,因為學生把數學課作為了工具課;第四,專升本大幅度提高;第五,至今在已參加的六屆全國大學生數學建模賽事中,共獲得“全國大學生數學建模競賽”賽區一等獎5個、二等獎10個、三等獎8個;國家一等獎3個、二等獎6個; 國家建模最高獎“高教社杯”1個。取得了全省乃至全國同類院校少有的驕人成績。
總之,高等數學教學是一項任重而道遠的任務,其改革與創新也是無止境的,教師應立足高職特色,根據高職高專各專業對數學的基本要求,以知識為基礎,突出能力目標,強化實際應用,以培養具有系統的應用知識和持續發展的技術應用型、技術技能型或操作型的高技能人才。
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