“工學(xué)結(jié)合”模式下的高職數(shù)學(xué)教學(xué)改革研究

趙巧蓉

（山西職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西 太原 030006）

高等職業(yè)教育是高等教育體系的一部分，與主要培養(yǎng)研究和設(shè)計(jì)人才的學(xué)術(shù)型的普通高校不一樣，高職教育一開始就將培養(yǎng)目標(biāo)定位于培養(yǎng)生產(chǎn)、服務(wù)和管理的應(yīng)用型人才，強(qiáng)調(diào)應(yīng)用性和專業(yè)設(shè)置的職業(yè)性，其教學(xué)過程更強(qiáng)調(diào)通過實(shí)踐教學(xué)，著力提高學(xué)生的動(dòng)手能力和解決實(shí)際問題的能力。而工學(xué)結(jié)合正是培養(yǎng)這些能力的有效途徑。

高職數(shù)學(xué)作為一門重要的基礎(chǔ)課，如何適應(yīng)“工學(xué)結(jié)合”人才培養(yǎng)模式，使學(xué)生在學(xué)中做、在做中學(xué)，增強(qiáng)數(shù)學(xué)應(yīng)用能力；如何更加注重服務(wù)性，使數(shù)學(xué)與各專業(yè)更為融合；如何更多地采用多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，提高數(shù)學(xué)教學(xué)的效率和水平等，這些都是數(shù)學(xué)教師一直在思考的問題。為了適應(yīng)高職院校工學(xué)結(jié)合的人才培養(yǎng)模式，作為基礎(chǔ)理論之一的數(shù)學(xué)教育，必須構(gòu)建新的數(shù)學(xué)課程體系，改革舊的教學(xué)模式和教學(xué)手段。筆者從三個(gè)方面重點(diǎn)談?wù)勛约旱慕虒W(xué)體會(huì)。

一、數(shù)學(xué)建模教學(xué)進(jìn)課堂

隨著高職教育的不斷發(fā)展，數(shù)學(xué)聯(lián)系實(shí)際和加強(qiáng)數(shù)學(xué)的應(yīng)用已經(jīng)成為數(shù)學(xué)教學(xué)改革的一個(gè)重要方面，數(shù)學(xué)建模是數(shù)學(xué)理論與實(shí)際問題結(jié)合的橋梁和媒介。數(shù)學(xué)建模已經(jīng)在高等教育中逐步開展起來，學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)建模有利于培養(yǎng)和提高學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)知識分析問題和解決問題的能力，數(shù)學(xué)建模的出現(xiàn)適應(yīng)了科技和教育發(fā)展的新形勢，所以，設(shè)置數(shù)學(xué)建模課程也是高職院校自身發(fā)展的必然要求。

數(shù)學(xué)建模并不是什么新東西，可以說，用數(shù)學(xué)去解決實(shí)際問題的過程就是一個(gè)數(shù)學(xué)建模的過程。但是數(shù)學(xué)建模教學(xué)以及大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽卻是新生事物，數(shù)學(xué)建模教學(xué)以及大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽之所以成為國際國內(nèi)數(shù)學(xué)教育的熱點(diǎn)，是因?yàn)閿?shù)學(xué)建模是數(shù)學(xué)在實(shí)際中的應(yīng)用，是對現(xiàn)實(shí)問題進(jìn)行分析、歸納和提升的結(jié)果，是以數(shù)學(xué)的語言來精確地揭示現(xiàn)實(shí)對象的內(nèi)在特征。通過數(shù)學(xué)的演繹推理和分析求解深化認(rèn)識實(shí)際現(xiàn)象，學(xué)習(xí)和掌握數(shù)學(xué)建模的思想和方法，已經(jīng)成為培養(yǎng)21世紀(jì)富有競爭力的人才不可缺少的組成部分。同時(shí)，在高等院校開設(shè)數(shù)學(xué)建模課程和組織學(xué)生參加大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽，已成為高校教學(xué)的組成部分，是高校教學(xué)改革的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。

數(shù)學(xué)建模雖然如此重要，但是它引起人們重視是從參加大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽開始的。為了提高競賽成績，各高校紛紛開設(shè)數(shù)學(xué)建模選修課程，我們學(xué)校也不例外，但只是為了參加數(shù)學(xué)建模競賽，沒有認(rèn)識到數(shù)學(xué)建模教育對提高人才培育質(zhì)量的重要性。而選修課教學(xué)又只能為一小部分同學(xué)服務(wù)，涉及面積太小，達(dá)不到我們教學(xué)的目標(biāo)。所以，必須在高職數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中進(jìn)行數(shù)學(xué)建模教學(xué)，讓所有的學(xué)生都了解數(shù)學(xué)建模，積極參加全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模大賽，真正發(fā)揮數(shù)學(xué)的作用。

傳統(tǒng)的教學(xué)模式是以教師為中心，以課堂講授為主，以知識傳授為主。與傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)課程不同，數(shù)學(xué)建模課程的指導(dǎo)思想是：以學(xué)生為中心、以問題為主線、以培養(yǎng)能力為目標(biāo)來組織教學(xué)工作，這正好符合高職院校的工學(xué)結(jié)合培養(yǎng)模式。通過教學(xué)，使學(xué)生了解利用數(shù)學(xué)理論和方法去分析和解決問題的全過程，培養(yǎng)學(xué)生對復(fù)雜問題的分析研究和歸納總結(jié)的能力，培育學(xué)生的抽象思維能力和創(chuàng)新能力；提高學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣和應(yīng)用數(shù)學(xué)的意識與能力，使他們在以后的工作中能經(jīng)常性地想到用數(shù)學(xué)去解決問題，提高他們盡量利用計(jì)算機(jī)軟件及當(dāng)代高新科技成果的意識，能將數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)有機(jī)地結(jié)合起來去解決實(shí)際問題。

數(shù)學(xué)建模的過程是一個(gè)很復(fù)雜的過程。在建立模型時(shí)，需要用到諸如數(shù)理統(tǒng)計(jì)、微分方程、最優(yōu)化、層次分析法、圖論、計(jì)算方法、模糊數(shù)學(xué)等知識，以及對數(shù)學(xué)軟件包的使用等，而這些知識有一些是我們在教學(xué)中講不到的，只能在教師的指導(dǎo)下靠學(xué)生的自學(xué)來完成，這樣不僅拓寬了學(xué)生的視野，而且提高了學(xué)生的自學(xué)能力。

二、加大對數(shù)學(xué)軟件的使用力度

高職學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)不是為了研究數(shù)學(xué)本身，學(xué)生對數(shù)學(xué)教育的需求重點(diǎn)正在從手工演繹和運(yùn)算能力的培養(yǎng)轉(zhuǎn)變到結(jié)合計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行建模、求解和論證能力的培養(yǎng)，數(shù)學(xué)建模與數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程為數(shù)學(xué)理論聯(lián)系實(shí)際開創(chuàng)了道路。如何借助計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)信息教育的支持，把注重傳授數(shù)學(xué)知識的傳統(tǒng)教學(xué)模式轉(zhuǎn)變?yōu)樽⒅嘏囵B(yǎng)數(shù)學(xué)素質(zhì)的新教學(xué)模式，是數(shù)學(xué)教學(xué)改革的關(guān)鍵。

解決各類工程數(shù)學(xué)問題時(shí)，建立數(shù)學(xué)模型是十分重要的一步。然后我們要利用數(shù)學(xué)模型計(jì)算得到的結(jié)果來解釋實(shí)際問題，并接受實(shí)踐的檢驗(yàn)?？梢灶A(yù)見的是，由于實(shí)際問題的復(fù)雜性，這個(gè)求解數(shù)學(xué)模型的過程往往是非常復(fù)雜的，必須借助數(shù)學(xué)軟件才能得出結(jié)論。同時(shí)，將數(shù)學(xué)軟件應(yīng)用于工程數(shù)學(xué)的教學(xué)中，與工程數(shù)學(xué)的教學(xué)內(nèi)容有機(jī)地結(jié)合可以解決各類工程數(shù)學(xué)問題。

MATLAB軟件就是其中最重要的一種，MATLAB是矩陣實(shí)驗(yàn)室（Matrix Laboratory）的簡稱，和Mathematica、Maple并稱為三大數(shù)學(xué)軟件。它在數(shù)學(xué)類科技應(yīng)用軟件中的數(shù)值計(jì)算方面首屈一指。MATLAB可以進(jìn)行矩陣運(yùn)算、繪制函數(shù)和數(shù)據(jù)、實(shí)現(xiàn)算法、創(chuàng)建用戶界面、連接其他編程語言的程序等，主要應(yīng)用于工程計(jì)算、控制設(shè)計(jì)、信號處理與通訊、圖像處理、信號檢測、金融建模設(shè)計(jì)與分析等領(lǐng)域。

LINGO軟件是用來求解線性規(guī)劃和非線性優(yōu)化問題的重要工具，LINGO軟件內(nèi)置了一種最優(yōu)化模型的語言，可以簡便地表達(dá)大規(guī)模問題，利用高效的求解器可快速求解并分析結(jié)果。

在高職數(shù)學(xué)課程教學(xué)中，利用計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)和計(jì)算機(jī)輔助數(shù)學(xué)的軟件，形象生動(dòng)地講解與展示數(shù)學(xué)課程中較為抽象或復(fù)雜的內(nèi)容，有利于學(xué)生接受數(shù)學(xué)課程中的難點(diǎn)與重點(diǎn)，有利于提高課堂教學(xué)質(zhì)量。比如，在線性代數(shù)的教學(xué)中使用MATLAB軟件的實(shí)驗(yàn)，在線性規(guī)劃的教學(xué)中使用LINGO軟件等，都可以使學(xué)生擺脫繁重乏味的數(shù)學(xué)演算和數(shù)值計(jì)算。而且在軟件的使用中還需要學(xué)生根據(jù)自己的需要編輯計(jì)算機(jī)語言，那么對一些不熟悉的知識，學(xué)生就會(huì)查閱各種資料進(jìn)行編程，這樣不僅能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)對學(xué)生計(jì)算機(jī)水平的提高也有一定的幫助。

所以，通過對各種數(shù)學(xué)軟件的學(xué)習(xí)和使用，使得更多的學(xué)生能夠?qū)W習(xí)和參與數(shù)學(xué)實(shí)踐，從而完成高職院?！白鲋袑W(xué)，學(xué)中做”的教學(xué)目標(biāo)，使他們的綜合素質(zhì)和能力得到更好的發(fā)展和提高。

三、分層次教學(xué)是最重要的教學(xué)手段

分層次教學(xué)，就是在現(xiàn)代教學(xué)思想指導(dǎo)下，根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)水平和能力不同，開展不同層面的教學(xué)活動(dòng)。教師對不同層次的學(xué)生確立不同的培養(yǎng)目標(biāo)，提出不同層次的要求，并針對不同發(fā)展層次學(xué)生的需求給予相應(yīng)的學(xué)法指導(dǎo)，使不同層次的學(xué)生都能得到最充分的發(fā)展，從而較好地完成學(xué)習(xí)任務(wù)，全面提高每個(gè)學(xué)生的素質(zhì)。

高等教育飛速發(fā)展，使得精英教育逐漸成為大眾教育，生源的情況發(fā)生了深刻的變化，高職的生源成了一個(gè)特定的群體。學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)普遍較差，個(gè)別差異明顯，這對教師特別是數(shù)學(xué)教師的教學(xué)造成很大的困難。如果教師仍是對所有的學(xué)生講同一個(gè)內(nèi)容，也不管學(xué)生能否接受，也不論這些內(nèi)容對學(xué)生今后的學(xué)習(xí)有無幫助，勢必造成學(xué)生厭學(xué)不聽課，或者是同一個(gè)老師講課，同一個(gè)教室聽課，有的學(xué)生沒“吃飽”，有的學(xué)生沒“消化”的局面，嚴(yán)重影響著教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果。而且由于高職各專業(yè)對數(shù)學(xué)知識的需求各不相同，所以為了符合專業(yè)建設(shè)要求，與“工學(xué)結(jié)合”培養(yǎng)模式相適應(yīng)，滿足不同專業(yè)類別對數(shù)學(xué)教學(xué)的具體要求，教師必須因材施教，實(shí)施分層次教學(xué)。

[1]李江云.數(shù)學(xué)建模教學(xué)在高等職業(yè)教育中的作用[J].昆明冶金高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào)，2000，（9）.

[2]倪漫.論高職院校高等數(shù)學(xué)課程的定位與改革[J].職業(yè)教育研究，2007，（2）.