高職院校機電一體化專業的數學教學

童念慈

（武昌職業學院 機電學院，湖北 武漢 430202）

高等職業教育（簡稱高職教育）是高等教育的重要組成部分，是以培養具有一定理論知識和較強實踐能力，面向基層、面向生產、面向服務和管理第一線職業崗位的實用型、技能型專門人才為目的職業技術教育，是職業技術教育的高等階段。而高等數學是高等職業教育必不可少的基礎課程。一方面它為學生后繼課程的學習做好鋪墊，另一方面它對學生科學思維的培養和形成具有重要意義。因此，它既是一門重要的基礎課，又是一門重要的專業工具課。在本著“必需、夠用”原則前提下，確立高等數學教學的任務是努力適應“對人的素質要求的變化，不僅是知識、技能的提高，更重要的是能應變、生存、發展”。針對這種形勢，下面是筆者對高等數學教學的幾點思考。根據多年來的教學反饋，在實施專業課教學之前，學生們必須開設高等數學作為機電專業課學習的基礎，因此我院增開了機電專業數學和工程數學兩門課程。在制定人才培養方案之前對我院機電一體化專業主干課程所需要的數學知識開展了調研以及課程教學改革研究，總結了高職類機電專業數學課最重要的幾類知識點，并就此設計了高職高等數學的教學思路。

機電學院現有機電一體化（含機電一體化機械制造方向）和電機與電器共2個專業，面向湖北地區制造業，主要為重型裝備制造、汽車制造、機械零部件制造等行業，培養適應社會主義現代化建設的需要，德、智、體、美全面發展，具有良好的職業道德和敬業精神，具備與本專業技術領域相適應的文化水平與素質，掌握本專業必備的基礎理論知識，具有本專業相關領域工作的崗位能力和專業技能，具有一定的可持續發展能力的能從事機床操作，設備維修，工裝設計與制造，以及自動控制等崗位一線的生產、安裝調試、維護、維修等高端技能型專門人才。

機電類高等數學作為機電專業基礎課，應根據機電專業高職人才培養目標和專業課程的需求來確定教學內容和方法，為此筆者進行了如下的調研工作。

1 調查

（1）機電學院各專業課程對高等數學知識的需求。此次調研重點考察分析了機電一體化專業、機電一體化（機械制造方向）的主干課程所需高等數學知識。（見表1、表2）：

表1 機電一體化專業課所需的高等數學知識

表2 機電一體化（機械制造方向）專業課所需的高等數學知識

機電一體化專業所培養的是崗位一線高端技能型專門人才，學生以后將在生產一線從事生產、安裝調試、維護、維修等工作，這就要求高職教育所培養的學生應具有一定的知識層次。學生作為機電一體化專業高級應用人才，在工作崗位中需要應用某些高等數學知識去思考和解決問題，比如概率等實用性較強的知識也應在教學中加以講授。

（2）專業課程和核心課程對高等數學知識的需求角度和深度。此次調研不僅對專業課所需的高等數學的教學內容進行了統計，而且還注重了數學知識點在專業上的應用角度和深度,從而幫助我們對數學教學在講授方向和深度、廣度上做出更加切合高職教學需求的改革。需求角度：一般地,專業課程對于數學知識的使用有兩個角度,一是用數學解析表達式表述專業概念和定律;二是在建立專業的計算方法時必須用數學知識去推導分析問題。

例如：

角度一：用數學解析表達式表述專業概念和定律。

電工基礎中的電流強度定義為：“很小時間間隔dt內，通過導體橫截面的電荷量dq”，在橫截面處的瞬時通過電流的強度就是恰好用的導數的解析定義式去表述。

電工基礎中元件吸收的電能的定義為：“在t0～t的時間內電場力將單位正電荷由a點移動到b點時所做的功”，這就是恰好用定積分的解析定義式來表述的。

工程力學中的線應變定義為：“單位長度的變形量。”當拉壓桿變形非均勻時，就相應地有一點處的線應變的定義，顯然,在一點處的線應變恰好用導數的解析定義式表述。

角度二：建立專業的計算方法時必須用數學知識去推導分析問題。

需求深度：數學概念的實質和思想常被觸及；數學判定定理的結論常被使用；數學計算所涉較淺，只用到較基本的計算。還有一些內容只要求學生了解，因此所需數學知識也只是單純的公式和簡單的計算而已,從這一點來說，數學教學習題訓練應該化繁難為簡易，不應追求復雜。

2 分析

（1）確立高等數學課程的能力培養目標。機電類專業所需要的高等數學知識較多，所以高等數學知識的掌握程度對于學生能否學好專業課有著至關重要的作用。本著基礎課為專業服務的原則,可以確定高等數學教學中學生基本能力培養的方向是:使學生能夠具有運用所學的數學知識去讀懂相關專業教材的能力、具有完成專業中比較簡單的數學運算的能力、具有應用數學解決專業問題的能力。

為達到上述能力培養目標，根據專業課對高等數學需求的角度、深度及廣度，遵循“必須”、“夠用”的原則，我們認為有必要對高等數學的教學方法和教學環節做適當的調整。

（2）機電類高等數學的教學側重點及方法的調整。概念性教學及應用性教學側重點的調整：在概念教學上，一方面要更加注重使用專業課的語言去敘述和強化數學概念，以滿足數學概念性教學與專業教學緊密結合的需求。例如：導數概念在工程技術上更多地是被稱為在一點的變化率，在數學課上強調這一點，可使學生迅速地接受專業概念的數學描述；另一方面還要對數學概念的實質分析透徹，以使學生能夠意識到哪類專業問題可以使用相應的數學概念去表述。

在應用性教學方面，有必要對應用性教學內容加以調整，刪掉與專業課無關的一類內容，增加數學在專業上的應用，例如導數在工程技術中的應用及定積分的應用，概率論的應用等內容，并作為考核內容。

計算性教學深度及定理講授方法的調整：專業課對數學計算的需求不深，因此在高等數學教學中要在保證學生能夠掌握基本方法和概念的前提下，減少對于計算性題目的技巧要求，以學生掌握基本的計算方法為度，必要時可適當結合數學軟件來替代一些繁瑣的計算。對于數學上的定理和結論盡量用直觀方法引出，刪減理論推導，以適合高職教學的實用性要求。

（3）考核方式上注重應用能力的培養。為加強高等數學在專業上的應用性知識的教學，培養學生運用高等數學學習專業課程的能力，對于某些應用性內容可以在考試方式上進行單獨的考核，比如嘗試以完成研究性小課題的方式進行考核等。

3 結語

綜上所述，高等數學的教學內容和課程設置必須做出適合于專業需求的改進，具體結論如下：

（1）總體教學內容的設置建議。機電類各專業的高等數學需求基本相同，教學內容可分為：微積分、空間解析幾何、概率論的應用。

（2）課程設置的建議。課程性質：為滿足機電類各專業對高等數學知識點的需求，我們認為機電類高等數學課程可設為必修課和選修課兩個部分。微積分部分設為必修課，它是機電類專業基礎課必須學習的內容，應在第一學期開設，設為考試課較合適。

空間解析幾何、概率論與數理統計可設為選修課，它一方面在有些專業基礎課上有所應用，另一方面是比較實用的課程，因此適合作為選修課開設，可在第二、三學期開設，并設為考查課。

[1]陳水林，秦少武，張緒林.高等數學［M］.武漢：湖北科學技術出版社，2007.

[2]郭明普，羅萍.概率論與數理統計初步［M］.北京：機械工業出版社，2009.

[3]（美）喬治·波利亞數學的發現:對解題的理解研究和講授［M］.北京：科學出版社，2009.

[4]王武賓.論數學在機電一體化專業的應用［J］.現代企業文化，2008，（ 33）：139-140.