高職數(shù)學與專業(yè)知識融合教學改革的研究

【摘 要】以廣西建設職業(yè)技術學院的數(shù)學教學為例，分析了高職數(shù)學教育現(xiàn)狀，提出高職數(shù)學教育在教學目標、內(nèi)容、方法以及評價方式等方面的改革思路，把專業(yè)課知識融合于數(shù)學教學中，為提高和促進高職數(shù)學的教育教學工作提供了一個新的視角、具體策略和有益的思路。

【關鍵詞】數(shù)學 專業(yè)知識 融合 教學 改革

【中圖分類號】G【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2012）11C-0049-03

一、問題的提出

新時期高職教育的培養(yǎng)目標是為國家和地方經(jīng)濟發(fā)展培養(yǎng)高等技術應用型人才。數(shù)學教育對工科高職院校學生的專業(yè)課程學習及應用能力提高、終身學習能力的培養(yǎng)不可或缺，高等數(shù)學是工科類高職院校必開的重要基礎課程。

目前工科類高職院校普遍存在數(shù)學教學與專業(yè)課程內(nèi)容沒能有機地融合、數(shù)學知識無法在專業(yè)課教育中發(fā)揮其應有的工具作用、數(shù)學課的教學模式和教學內(nèi)容不利于高職培養(yǎng)目標實現(xiàn)和學生終身學習能力的培養(yǎng)、數(shù)學基礎知識及數(shù)學應用能力不足以支撐學生們的繼續(xù)教育學習和今后的工作實踐等問題。這些問題對新時期高職教育進一步發(fā)展的制約已日漸顯現(xiàn)。

為此，我們應根據(jù)新時期高職教育的特點，在數(shù)學教育教學中深度融合專業(yè)知識內(nèi)容，大力改革數(shù)學教育現(xiàn)有的教學目標、內(nèi)容、方式，以適應新時期高職教育發(fā)展的需要。本文以廣西建設職業(yè)技術學院為例，對新時期高職的高等數(shù)學教育教學改革進行探討，為提高和促進高職數(shù)學的教育教學工作提供一個新的視角、具體策略和有益的思路。

二、建筑類高職數(shù)學教育現(xiàn)狀分析

建筑類高職的專業(yè)培養(yǎng)計劃中把高等數(shù)學列為重要的基礎課程。廣西建設職業(yè)技術學院是廣西示范性高職院校，其幾乎所有的專業(yè)都開設了高等數(shù)學課程，如建筑工程技術、工程造價、工程管理、路橋工程、房地產(chǎn)開發(fā)等專業(yè)。目前建筑類高職教育對數(shù)學教育的要求出現(xiàn)新的特點。一是隨著“2+1”教學模式的實施和專業(yè)教學計劃的調(diào)整，數(shù)學課程學時銳減，同時專業(yè)學習對數(shù)學應用能力需求卻更高。二是隨著建筑市場的不斷擴大和完善，對學生的職業(yè)能力、數(shù)學運算能力、數(shù)學工具應用能力、應用數(shù)學解決實際問題的能力提出更高的要求，這對數(shù)學課程教學提出了嚴峻的挑戰(zhàn)。

由于當前的高職數(shù)學還不能完全擺脫系統(tǒng)化課程模式的影響，建筑類高職數(shù)學教育的培養(yǎng)效果遠遠不能滿足專業(yè)需求，這不僅使學生產(chǎn)生“數(shù)學與所學專業(yè)脫節(jié)，學了也沒用”的想法，也是數(shù)學課時遭到“砍了再砍”的主要原因之一。除此之外建筑類高職還存在諸如學生的數(shù)學基礎及學習能力較差、教師的教學方式方法單一落后、數(shù)學教師與專業(yè)課教師之間缺乏交流與溝通等問題。

進行數(shù)學課程改革，應精選符合各專業(yè)要求的教學內(nèi)容，以專業(yè)案例引出概念及進行數(shù)學應用，以項目引領學生學習數(shù)學知識，將專業(yè)實際應用中的數(shù)學知識納入數(shù)學課堂教學中，最大限度地使數(shù)學課與專業(yè)課融合，構建以就業(yè)為導向的新的高職數(shù)學課程體系。

三、數(shù)學與專業(yè)知識融合的教學改革探索

（一）改革目標定位

高等數(shù)學教育教學改革應以先進的高職教育思想為載體，以學生的認知驅(qū)動、能力驅(qū)動、發(fā)展驅(qū)動為出發(fā)點，打造高素質(zhì)應用型、創(chuàng)造型的高職人才，培養(yǎng)學生“用數(shù)學知識思考、解決實際問題”的能力，建立“用數(shù)學知識服務學習、生活、工作”的良好習慣。課程改革后，能滿足不同學生的個性學習需求，為學生提供“提出問題、探索思考和實踐應用”的空間。

（二）教學內(nèi)容整合改革

導致課堂教學枯燥、缺乏新鮮感、學生失去學習興趣的主要原因在于傳統(tǒng)的高等數(shù)學課程內(nèi)容設置。因此必須對目前的數(shù)學課程內(nèi)容進行整合，將專業(yè)知識融合到數(shù)學的教學當中。建筑類高職院校的培養(yǎng)目標就是培養(yǎng)建筑業(yè)生產(chǎn)、建設、管理、服務第一線的技術應用型人才。許多建筑工程（技術）問題歸根結底是數(shù)學問題。數(shù)學融合專業(yè)知識，可以讓數(shù)學教師真正了解自己課堂教學的不足，及時修正課堂教學的漏洞，使教學內(nèi)容更具有針對性；數(shù)學融合專業(yè)知識，可以調(diào)動學生學習數(shù)學的自覺性，培養(yǎng)學生學以致用的良好習慣，極大地提高數(shù)學的教學效果。

以廣西建設職業(yè)技術學院建筑工程管理專業(yè)為例，我們將該專業(yè)高等數(shù)學課程的教學內(nèi)容分為3大模塊。

1.數(shù)學基礎模塊：包括一元微積分學基礎，向量與空間幾何初步，線性代數(shù)初步，概率及數(shù)理統(tǒng)計基礎，線性規(guī)劃基礎等。該模塊是為了滿足和保證專業(yè)課對數(shù)學的基本要求而設定的，該模塊可使學生了解數(shù)學的最基礎知識，學得一定的數(shù)學思維，掌握建筑工程實踐中最需要的數(shù)學工具，并為學生學習專業(yè)課程、培養(yǎng)應用數(shù)學的能力和終身學習的能力打下基礎。

2.數(shù)學應用模塊：該內(nèi)容主要包括數(shù)學基礎理論在建筑專業(yè)中的應用和相關案例、數(shù)學建模基本理論方法及應用案例、數(shù)學軟件的使用及案例等。例如應用定積分求大跨度屋架腹桿長度、拋物弧形墻面面積，曲率及曲率半徑的專業(yè)應用，線性規(guī)劃在土方調(diào)配中的數(shù)學建模應用，Mathematica軟件中的矩陣運算及其應用等。該模塊第一部分為所有專業(yè)通用的應用內(nèi)容，第二部分則根據(jù)不同專業(yè)的特點和要求設置不同的應用內(nèi)容，具體由數(shù)學教師和專業(yè)課教師共同研討確定。在設置應用模塊時應廣泛吸收專業(yè)老師和一線企業(yè)的工程師參與。

3.素質(zhì)拓展模塊：包括數(shù)學與思維發(fā)展、數(shù)學對世界觀的影響、知名建筑中的數(shù)學原理、建筑中的數(shù)學美學、數(shù)學文化的幽默娛樂功能等，該模塊的教學不單列進行而是穿插融入前兩個模塊的教學當中。例如在介紹定積分在拱橋等拱形建筑設計中的應用時，穿插介紹世界著名的拱形建筑設計美學理念等內(nèi)容。該模塊的學習，重在增強數(shù)學課程的趣味性和吸引力，增強學生數(shù)學思維觀和數(shù)學應用觀，為專業(yè)課程的學習提供重要的思想、方法和語言。

（三）更新教學方法

1.采用新的教學組織形式，積極滲透數(shù)學的思想方法。

打破過去“滿堂灌”數(shù)學知識的教學模式，以行動為導向，以項目為驅(qū)動，建立課堂講授、課堂討論及動手實踐相結合，知識傳授與學習方法傳授并舉的教學模式。以學生為主體，提高學生數(shù)學素質(zhì)，發(fā)掘數(shù)學能力，歸納解題思路，強化解決問題的方法。

2.淡化運算技巧，強化數(shù)學方法、結論應用、軟件使用。建筑類專業(yè)課程中的計算是不太復雜的，專業(yè)上的應用也不需要太多的數(shù)學運算技巧而更多的是借助于數(shù)學的方法、思維和結論。因此數(shù)學教學中要淡化運算的技巧，將更多的時間用于數(shù)學方法、數(shù)學結論應用、數(shù)學軟件使用。我們在教學中介紹基本的運算之后馬上向?qū)W生介紹常用的數(shù)學軟件的應用，例如，建筑結構常用到矩陣工具，我們在介紹完矩陣的運算后，則馬上介紹Mathematica軟件中的矩陣運算及其在建筑結構中的應用，使學生及時掌握先進的數(shù)學計算工具，提高解決專業(yè)實際問題的能力。

3.實用為主，突顯數(shù)學在專業(yè)中的“有用”。數(shù)學對學生的吸引力在于其對學專業(yè)知識“有用”。數(shù)學有用了，學生也就感覺到數(shù)學學習重要了。我們應該深入了解學生所學專業(yè)，熟悉專業(yè)中涉及的數(shù)學知識，將專業(yè)知識融入數(shù)學教學，結合專業(yè)實際問題精心設計一些有適當難度的題目，引導學生解決問題，實現(xiàn)數(shù)學課程和專業(yè)課程的交融，滿足學生的實用需求。例如講授“導數(shù)與微分”，在建筑力學中常需考慮如何選擇矩形截面梁的寬和高以保證達到抗彎剛度最大的問題，這是一個導數(shù)的應用問題，為此在介紹導數(shù)的應用時可引入該例子。定積分在建筑工程中應用也非常廣泛，例如工程預算中需要計算鵝蛋型異型屋面面積、拋物型曲面墻體面積、大跨度屋架腹桿的長度等特殊結構部位的工程量，而這些都沒有現(xiàn)行的公式套用，而用定積分就可以較圓滿地解決這些問題。又如工程測量很多問題需要用到正、余弦定理，建筑施工中很多問題需要用到線性規(guī)劃知識；建筑結構中很多問題需要用到數(shù)學建模及矩陣知識等，這些例子都成了我們進行數(shù)學與專業(yè)融合教學中的案例。

（四）課程評價體系的改革

本課程評價體系推行理論、應用技能雙考核制度，注重過程考核。只有理論、應用技能考核都通過了，該門課程才合格。應用技能考核以過程考核為主，不僅考核最后成果的質(zhì)量，同時考核學生完成任務過程中表現(xiàn)出的各類能力。如“土方調(diào)配數(shù)學建模”的應用技能小組考核中，除了對“數(shù)學建模論文報告、案例工程土方調(diào)配方案”等成果進行評價外，還要對小組成員完成任務時的工作態(tài)度、溝通能力、表達能力、資料查詢能力、團隊協(xié)作情況等進行綜合評價。

四、數(shù)學與專業(yè)知識融合的教學改革給數(shù)學教師帶來的機遇和挑戰(zhàn)

數(shù)學與專業(yè)融合的教學改革過程是培養(yǎng)學生跨學科綜合能力的過程，是在教師主導下學生為主體參與的過程，因此需要“數(shù)學老師專業(yè)化”。數(shù)學老師需要了解和熟悉專業(yè)課程知識，提高跨學科專業(yè)水平和數(shù)學融合專業(yè)教學的能力。這是高職數(shù)學老師提高跨學科專業(yè)水平和綜合素質(zhì)能力的一次機遇，同時也給自身帶來了挑戰(zhàn)。

（一）數(shù)學教師要學習了解專業(yè)知識、參與專業(yè)課程設計

數(shù)學教學深度融合專業(yè)教育，需要數(shù)學老師熟悉專業(yè)課程的大綱設計、專業(yè)課程基礎內(nèi)容和發(fā)展方向，了解專業(yè)領域的新知識、新技術、新材料、新工藝、新設備。在數(shù)學教學中，數(shù)學與專業(yè)將成為老師和學生的共同語言和探討話題，老師和學生還可以進一步進行專業(yè)知識的交流探討互動。如此的數(shù)學教學將是豐富多彩的，富有吸引力的，營造和創(chuàng)設數(shù)學與專業(yè)融合的課堂氛圍和教學情景將讓學生感受到數(shù)學的魅力，也會激發(fā)學生們發(fā)現(xiàn)問題、探索未知的好奇心，從而進一步提高學生學習數(shù)學的興趣和解決問題的能力。例如，筆者憑借數(shù)學和結構工程雙專業(yè)高職稱的特長，成了能同時上基礎課和專業(yè)課的多面手，履職以來，先后在學院上三門基礎課和三門專業(yè)課，教學中結合工程實例將專業(yè)課與數(shù)學課融會貫通，給學生講授，獲得了事半功倍的教學效果。

（二）數(shù)學教師需參加專業(yè)進修培訓，提高跨學科專業(yè)水平和綜合素質(zhì)

數(shù)學與專業(yè)知識互相滲透融合的教學改革將促使“數(shù)學老師專業(yè)化”，促使數(shù)學老師學習和進修專業(yè)領域基礎知識及新理論。根據(jù)數(shù)學老師的工作特點，我們可以通過組織脫崗專業(yè)進修培訓、假期專業(yè)進修培訓、專業(yè)課題聯(lián)合研究、到企業(yè)一線掛職鍛煉、到兄弟院校進修學習等形式，為數(shù)學老師提供跨學科、跨專業(yè)學習專業(yè)理論知識和操作技能的平臺，促使數(shù)學教師對專業(yè)學科領域有（下轉(zhuǎn)第53頁）（上接第50頁）足夠的了解和研究，在傳統(tǒng)的數(shù)學教育教學上有所創(chuàng)新和突破，才能做到數(shù)學教學與專業(yè)的融合和滲透，創(chuàng)設出數(shù)學知識在專業(yè)中的應用情景，拓展學生們的視野，提高學生的數(shù)學應用水平和解決實際問題的能力。

五、改革的效果

通過探索和實踐，我們進行的數(shù)學與專業(yè)融合的教學改革取得了很好的成效，具體體現(xiàn)在：

采用模塊化教學，專業(yè)任務引導，數(shù)學與專業(yè)滲透融合，教學富有應用性、實用性及趣味性，促進了學生將數(shù)學與專業(yè)學習結合的良性互動，達到事半功倍的效果，學生應用數(shù)學知識解決實際問題的能力大幅度提高。教師是幫助者、引導者、參與者的角色，學生更多時候是主動思考、探索知識、發(fā)現(xiàn)問題、分析問題與解決問題，培養(yǎng)了實踐技能和終身學習能力。

考核評價貫穿于整個教學過程中，避免了單一理論考試定成績的弊端。這種學習與考核形式，使學生每一次課都得到成就感的體驗，激勵了學生不斷探索進步。

教學雙方共同提高。數(shù)學教學融合專業(yè)知識，促使教師自覺進修專業(yè)知識、下企業(yè)溝通鍛煉，數(shù)學教師的跨學科專業(yè)水平和綜合素質(zhì)能力上了一個新臺階。學生完成任務的同時，也學會了根據(jù)任務查閱或獲取相關資料，培養(yǎng)了終身學習能力。

經(jīng)統(tǒng)計分析，廣西建設職業(yè)技術學院2010和2011級建筑工程管理專業(yè)學生與其他專業(yè)的學生比較：高等數(shù)學與數(shù)學建模兩門課程考核的及格率、平均分，專業(yè)課程學習成績及格率及各類職業(yè)上崗證考證通過率均有不同程度的提高。建筑工程管理專業(yè)的學生初次就業(yè)率2006～2011年連續(xù)6年均在98%以上。這也進一步證明了本課程的數(shù)學與專業(yè)融合教學改革是成功的，最大的受益者是廣大學生。

【參考文獻】

[1]周瑋.融數(shù)學實驗于高職數(shù)學教學的實踐與研究[J].數(shù)學教育學報，2010（6）

[2]馮蘭軍.高職數(shù)學教學模式的改革與研究[J].內(nèi)江科技，2009（3）

[3]姜曉明.高職數(shù)學課程教學改革的思路與實踐[J].機械職業(yè)教育，2006（9）

【項目課題】2011年新世紀廣西高等教育教改工程項目（2011JGB242）

【作者簡介】馬南湘（1965- ），男，廣西建設職業(yè)技術學院圖書館副館長，廣西大業(yè)建設集團副總經(jīng)理、總工程師，副教授，高工，研究方向：土木工程、數(shù)學應用。

（責編 丁 夢）