高職機電專業數學教學中數學應用能力的培養

崔春燕

【摘要】高職教育的目標是培養技術應用型人才，數學作為一門重要的基礎課，在培養學生的創新能力和應用能力方面具有非常重要的作用.然而，目前高職學生的數學應用能力普遍較低，難以滿足現代社會對技術應用型人才的要求.因此，培養高職學生的數學應用能力成為人們越來越關注的重要問題.本文針對目前高職數學教育中存在的問題，結合機電專業需求，提出了一些培養高職學生數學應用能力的措施.

【關鍵詞】高職機電專業；數學教學；應用能力

數學是一門重要的基礎課，它為高職學生專業課的學習提供重要的數學基礎理論和計算工具.數學課不僅要傳授給學生數學思維、數學理論和數學方法，更重要的是培養學生應用數學解決實際問題的能力.那么如何培養高職學生的數學應用能力呢？下面結合自己多年講授機電專業數學課程的教學經驗，談幾點粗淺看法.

一 通過課堂教學培養學生的數學應用意識和能力

1.在教學內容上，加強應用環節教學，突出知識的應用性

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，我們可以確定高等數學教學中學生基本能力培養的方向：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.為此，要探求專業所需的具體教學內容，著重探求數學知識點在專業上的應用角度和深度，同時要探求如何在教學中不斷地滲透數學應用的意識和思想，挖掘數學知識與專業知識的內在聯系，盡可能地從專業課教材中選取一些具體實例.

（1）教學側重點

在概念教學上，一方面要對數學概念從提出、發現、抽象到概括的整個過程的實質分析透徹，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；另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，以滿足數學概念教學與專業教學緊密結合的需求.例如：學習定積分時，先提出問題：求曲邊梯形的面積和變力所做的功.學生對求圖形面積和力所做的功并不陌生，只不過以前熟悉的是求直邊梯形的面積和恒力所做的功.這兩個問題會激發學生強烈的好奇心.教師可引導學生積極發揮主觀能動性，實現問題的解決，然后引出定積分的概念.這樣學生會自然體會到數學的應用價值.

在應用性教學方面，必須重視傳授數學思想和解題方法，把培養學生解決實際問題的能力作為教學內容的重點.密切聯系專業，盡力采用機電專業知識，講解應用實例，努力實現數學知識模塊與工程技術案例的融合，縮短數學課與專業知識間的距離.

（2）教學深度

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，教學內容力求深入淺出，注意培養學生的抽象思維、邏輯推理，以及分析、解決問題的素質和能力.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.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，可把現代計算工具——計算機運用到數學中來，介紹功能強大的數學軟件（如mathematica、matleb等）知識的實際運用，把復雜的計算問題運用計算機來快速實現.

2.在教學方法上，適時創設應用情境，培養學生數學應用意識

要提高高職學生的數學應用能力，首先必須強化學生面對專業實際問題時的數學應用意識，然后再運用相應數學知識進行簡單應用.因此，在課堂教學中，應注重多種教法的整合，把培養學生解決實際問題的能力作為教學內容的主線.從實際當中介入新課，激發高職學生學習的求知欲望，通過“問題情景——建立模型——解釋與應用”的基本體系，多角度、多層次地編排數學應用的內容，才能更有效地激發學生的學習興趣.

3.在教學手段上，適當運用現代技術解決實際問題

（1）發揮多媒體的直觀性和多樣性

高等數學存在著大量現成的數學模型，如導數、微分、定積分的概念及它們的應用等.教師在教學過程中可將現代信息技術有機地滲透到課堂教學中來展現知識建立的過程.如：在講授“微元法”時，借助多媒體的教學手段，結合機電專業課程“機械設計基礎”中設計盤形凸輪輪廓的模型實例進行分析和應用，直觀展現微元法建立的過程，明確微元法解決實際問題的共性特點，培養學生應用數學現有模型解決實際問題的能力和意識，為學生專業課及專業基礎課的學習打下基礎.

（2）將數學實驗作為高等數學教學的輔助課程

現代數學軟件技術的發展和學校上機條件的改善，為通過數學實驗詮釋數學應用問題提供了數字化的教學環境和實驗環境.通過數學實驗，學生不僅能直觀的感受聽起來枯燥抽象的數學原理和數學理論，還能從枯燥的機械運算中解脫出來，無形中降低了學習難度.在機電專業的數學實驗課中，通過引入數學軟件，幫助學生在解決繁雜數學運算的同時實現專業實際問題的數學建模與求解，增強學生數學學習興趣和學習信心.教學實踐顯示，學生在機房學習的狀態明顯好于在教室的數學理論課學習，學生普遍感到數學軟件既好學又有用.

二、通過課外活動培養學生的數學應用意識和能力

1.探究性實踐作業

在數學應用意識和能力的培養中，尤其應重視學生探索精神和創新能力的培養，把數學應用問題設計成探索和開放性試題，讓學生積極參與.在解題過程中充分體現學生的主體地位.我們可以改造課本上一些常規性題目，打破模式化，使學生不僅僅是簡單的模仿.

2.重視數學建模能力的訓練

要突出數學應用，就應站在構建數學模型的高度來認識并實施教學.要更加強調如何從實際問題中發現并抽象出數學問題，然后試圖用已有的數學模型（如方程、不等式、函數、統計量等）來解決問題，最后用其結果來闡釋這個實際問題.教師可以選擇學生感興趣的實際問題（如利息、人口、股票等）作為數學建模的對象，引導學生大膽猜測，開拓思維，合理定義.從看似雜亂無章的現象中，抽象出恰當的數學問題，提出各種建立解決問題方案的思想，比較其優劣，建立該問題的數學模型，再利用計算機等數學工具把模型解出來，讓學生領悟運用數學知識求解模型的內在過程.通過數學建模的教學，引導學生從單純的知識學習向學習知識、運用知識、創新方面轉化，使學生真正受到理論和實踐相結合的綜合性教育.

三、把應用能力納入考核范圍

傳統的數學課是以期末考試分數作為衡量學生數學成績的唯一標準，試卷的內容基本全是純粹的計算題.即使是數學成績好的學生，也常常是“高分低能”.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，這種考核方式既可以考查學生對所學知識的理解、掌握程度，又可以改變考試成績不及格率逐年增加的現象.

總之，在數學教學中，根據專業的需要，合理安排數學課程的結構和內容，從數學應用的角度把抽象的、繁瑣的數學理論直觀化、簡單化.加強數學的應用實踐環節，注重用數學解決學生身邊的問題，注重用學生容易接受的方式展開數學教學，注重學生的親身實踐，重視在應用數學中傳授數學思想和方法.只有讓學生深刻體會數學的應用性，真正學會用數學的思想和思維去理解生活，分析問題，處理問題，才能培養學生應用數學的能力.

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