高職數控專業學生數學應用能力培養的策略研究

數學作為數控專業必修的一門文化基礎課，應該更多的強調學生數學應用能力培養，以實踐應用為目標，為數控專業課服務，從而進一步提高學生的綜合文化素質和職業技能水平。本文從創設問題情境，體會數學的現實價值；通過問題解決，強化數學應用能力及開展綜合實踐活動，拓展數學應用能力三個方面，提出培養數控專業學生數學應用能力的具體策略。

高等職業院校的數學課程應以專業必需、夠用的原則來確定教學內容，以服務專業課的學習來確定教學目標。根據專業的教學要求和學生特點，筆者認為高職各專業的數學課程教學中學生數學應用能力的培養，應側重于以下幾點：（1）數學在實際生活中應用能力；（2）數學與專業數據處理的聯系能力；（3）數學在專業學習中的建模能力。在教學中既注意提高學生的數學文化素養，又為學生的專業課程學習提供較系統的數學工具。

在這種想法的驅動下，筆者力求探究出一套適合高職數控專業學生數學應用能力的培養方案，并且能有效的提高學生的數學素養。

一、創設問題情境，體會數學的現實價值

情境認知理論強調：學習者應處在它所建構的情境脈絡之中，學習不可能脫離具體的情境而產生，情境是整個學習中的重要組成部分。高職數控專業學生學習數學的目的是為學好數控專業技能服務。數學教師要將必學的數學知識滲透到數控專業知識中，多講與數控問題相關的數學知識，使學生體會到學習數學知識的重要性和實用性，提高學習的效果。通過講解數控專業中運用數學知識的實例，可以開闊學生的思維視野，提高學生對所學數學知識的理解與運用的能力。

例如，在《數控編程》這門課中，構成零件輪廓的不同曲線的交點或切點稱為基點，基點坐標是編程中重要的數據，編程時數值計算的主要任務就是求出各個基點的坐標，基點計算的快慢決定零件的加工效率，在基點計算中三角函數應用比較多，但有些圖形的編程與基點計算采用極坐標的方式比較方便快捷。

如圖1，正六邊形加工過程中，如何求各基點的坐標？

法二：根據正六邊形的性質，我們知道正六邊形可以分成過中心6個全等的正三角形，那么正六邊形的中心到各個頂點的長度相等，并且任意兩條交線的夾角也相等，可以用長度和角這兩個量來度量這幾個基點，由此引導學生用極坐標的知識解決。這樣的設計，既可以讓學生充分認識三角函數和極坐標求基點坐標的優缺點，也可以使學生以后在銑床編程時針對類似的圖形能靈活的運用兩種方法，提高學生的應用能力。

二、通過問題解決，強化學生數學應用能力

現行選用的高職數學教材，是江蘇職業學校數學教材編寫組編寫，由江蘇教育出版社出版的《數學》，該教材由于考慮數學本身的系統性，把主要著重點置于數學內部的理論結構，目的是通過公式變形培養學生運算能力和邏輯推理能力，弱化了培養學生把實際問題轉化成數學問題的能力。為了培養學生的數學應用能力，在教學中就有必要增加數學建模的教學，即培養學生用數學知識解決實際專業問題，把具體專業問題轉化為數學模型能力。

讓學生在專業實際問題中，按步驟把相關的應用問題轉化成數學模型。如在數控機床中大量存在齒輪傳動裝置，需準確確定各齒輪的中心距，這對于齒輪傳動裝置的裝配、維修具有重要意義。下面以平面連桿機構中計算活塞移動的距離為例，進一步闡述建模的具體過程：

如圖2所示平面連桿機構，當曲桿CB繞C點旋轉時，通過連桿AB的傳遞，活塞做直線往復運動。當曲柄在CB0位置時，曲柄和連桿成一條直線，連桿的端點A在A0處。設連桿AB的長為340毫米，曲柄CB的長為85毫米，曲柄自CB0按順時針方向旋轉 ，求活塞移動距離？

如圖3只要求出 的長，問題就解決了，于是問題轉化為解三角形問題。

在教學中教師同樣可以用現實生活中的實際問題，引導學生觀察、分析題中的數據關系，構造數學模型。因此，對于生活中應用題的解決，同樣滲透著建模思想，具有培養學生數學應用能力的作用。

三、開展數學綜合實踐活動，拓展數學應用能力

綜合實踐活動按內容可分為調查報告、探究活動、實際操作等，具體實施過程中，教師可通過課堂教學和課外活動兩種途徑完成。課堂教學中，教師可設置一些應用性、實踐性較強的題目，面向全體學生，課堂上完成；課外活動中，教師可結合近期教學內容，開發一些有趣又有意的開放性課題，使學生積極參與，逐漸提高學生探究和應用的能力。

下面筆者結合數控專業特點，以圓錐曲線的內容，設定數學實踐活動，以幫助理解數學實踐活動的開展：

調查性實踐活動：圓錐曲線的應用調查

1.調查時間： 課外活動、星期六、星期日。

2.題材來源： 圓錐曲線是日常生活中常見曲線，它們在生產、生活中有著廣泛應用，利用身邊的資源，調查、整理每種曲線在實際生活中應用和在數控專業中的應用。

3.調查形式： 4 ～ 6 人為1組，可以通過網絡、圖書館、數學和專業課本、教師等。

4.成果的展示：

（1） 匯報整理的具體應用，并說明原理。

（2） 心得與感受的交流。

探究性實踐活動：門把手的設計

主題背景： 在日常生活中，有很多物體都是由曲線組成的，學生充分開拓思維，利用學過的解析幾何相關曲線，設計一個門把手，并利用仿真軟件做出實物。

活動目標：

1.培養學生利用數學知識解決問題的能力。

2.在活動過程中，發揮學生的想象力，培養學生的創新思維。

活動形式： 小組活動（ 以四人或六人為一組），每個組設立一個小組長，各組員間共同合作完成任務。

活動過程：

1.活動前的準備：學生分好組后，各小組要制訂活動計劃。

2.實施活動：

（1）小組成員收集整理關于門把手的相關資料。

（2）小組討論，選擇本組設計的門把手圖形方案。

（3）利用仿真軟件做出實物。

3.活動成果的展示：

（1）門把手仿真實物的展示。

（2）心得與感受的交流。

綜上，在實踐中嘗試應用，讓學生親歷一個再認識過程，培養學生運用數學知識解決問題的能力。

總之，高等職業院校數控專業學生數學應用能力的培養是社會發展和學生自身發展的要求，也是現代教育發展的趨勢。數學教師要在教學過程中有意識創設數控專業情境，在專業問題的解決過程中培養學生數學應用能力， 提高學生的數學素養， 以培養出適應社會發展需求的應用型人才。

（作者單位：江蘇安全技術職業學院）