[摘 要]高職數學的教學改革應該將數學能力和素養的培養與職業教育的特點與人才培養目標相結合,使兩者有機融合,服務整體高等職業教育教學目標。文章就高職數學學生能力與素質培養的高職數學教學改革作了一些探討。

[關鍵詞]能力 素質培養 高職數學 教學改革 中圖分類號:N91 文獻標識碼:A

高職數學課是高職學生必修的一門重要基礎理論課程,主要包含高等數學、線性代數等內容。它是培養學生數學思維、數學素質和數學知識應用能力的基本載體,是培養學生自主學習能力、創新能力和團隊協作精神的基本載體,在培養高素質科學技術人才中具有其獨特的不可替代的重要作用,對學生思維品質的培養和學生后繼課程的學習起著重要作用,同時也是一門工具課、核心能力課,主要為學生提供分析和計算工具,為專業基礎課和專業課服務,培養學生職業核心能力中數字應用能力。

我國的高等職業教育經歷數次教學改革,但高職數學課程的改革,目標不明確,定位不清晰,教學內容一再被壓縮,課時一再被刪減,甚至被取消,使高職數學的教學陷入了困境。

數學能力是高職人才培養的重要內容之一,是高職數學教學的核心目標和學生終身學習的基本要素。結合高等職業教育的教學目標和理念,筆者認為以下幾方面的能力與素養對高職學生需要重點培養與強化。

1.嚴謹的科學素養

數學的重要性,在于數學是人類文明進步的標志,可以培養一個現代人的科學精神和素養,而這種培養是潛移默化的,不論從事何種職業,都需要學習一些數學,了解一些數學知識。更重要的是數學思維方式,它可以鍛煉敏銳的理解能力,訓練全面,系統和科學的思考問題的能力,即數學給予人們的不只是知識,更重要的是能力,這種能力包括直觀思維、邏輯推理、精確計算和準確判斷能力。高職學校的教育目標是培養高素質,高技能的人才。高技能型人才在將來工作中,一定要有嚴謹的科學態度,掌握一定的數學知識尤為重要,它是學生將來工作和個人發展方面的基礎。

2.計算能力

計算能力是傳統數學教學和考查的核心任務和目標。在教學中費時費力最多,在教材中占據很大的篇幅。數學教育的根本目的是素質教育,培養學生解決實際問題的應用能力以及數學的思維習慣。從解決問題的過程來看,先要把實際問題模型化,建立數學模型,然后才是計算或解答問題,計算幾乎是最后一步,不可否認,計算能力在數學教育中十分重要,是解決問題不可或缺的一環,但它不應是問題的全部。高職學生數學成績普遍較差的主要原因是計算能力不強,計算推理不夠完善。隨著科學計算工具的飛速發展,數學中各種復雜的計算技巧和無限的演算空間是否讓學生一一經歷值得思考。過去的數學教育重點強調計算、演算能力的傳授,但結果是學生在解決實際問題時,恰恰是人工的計算能力不足。當然這種能力也不是與生俱來的,需要教師有意識的培養。在教學中,針對學生軟件計算能力的培養制訂課程目標和標準,在教材中編入數學軟件的使用章節,并將其納入教學計劃。

3.建模能力

建模能力是將復雜的事物或聯系表達為數學模型的能力,是傳統數學教育的薄弱點和難點,半個世紀以來,數學的形象有了很大的變化,已經不再單純是數學家、物理學家與天文學家手中的神秘武器,而被廣泛應用到各行各業中,幾乎在人類社會生活的每個角落都顯示它無窮的威力。

建模能力是一個難度很大的問題,傳統數學多從概念的內涵出發,由一兩個例子引出數學概念,重點放在概念的數學含義上,對其背景及其應用范圍介紹相對薄弱,這是學科體系劃分的必然結果。這樣做,教師固然好教,但學生的建模能力并未得到提高。所以改變傳統教材與教法已迫在眉睫,從培養學生建模能力這一點出發,對每個數學概念的背景,以及在專業和實際中的應用,應作為教學的重點。例如,極限概念的背景與應用,導數概念的建立——變化率模型、極值、最值的應用,定積分的概念——無限個無窮小量求和模型、微分方程模型、線性代數模型,這些問題演變為數學概念的過程以及用這些概念和模型解決實際問題的例子,應作為數學的主要任務。當然,數學過程不可能直接使學生解決復雜的系統性問題,建立復雜的數學模型,但可以結合每個模塊的數學內容,建立一些實際問題的簡單模型,隨著所學內容的增多,學生建立模型的能力也會逐漸增強,建模能力的提高是一個螺旋式上升的過程,只有通過不斷地重復訓練,逐漸提高。

成功的教學改革必須有正確的符合我國高等職業教育實際情況的改革理念和指導原則作引導,同樣,科學合理的高職數學教學改革理念和指導原則是高職院校數學教學改革成功與否的關鍵。

一、深刻理解“必須、夠用”的原則

依據教育部制訂的《高職高專教育高等數學課程課程教學基本要求》,提出了“在基礎課的教學中,要求以應用為目的,以必須夠用為度”的原則。所謂“必須”是指高職數學課和思想政治課一樣,是必須要開設的,這是由高等教育的培養目標所決定的;“夠用”是指不同于本科教育,要求學習過多的數學知識,不強調推理、證明,重在應用基本的數學知識解決各專業的問題,重在學生能力、素質的培養。

二、將學生的能力培養當作首位目標

高職學校培養的是高素質、高技能的人才。高技能人才在當今社會的生產活動中日益重要,特別是理工科學生,對今后所從事的工作,一定要有嚴謹科學的態度,高職數學對學生能力和科學素養培養至關重要,它教會學生按規則做事,按規則執行,通過數學課的學習,提高數學運算能力、數形結合能力、邏輯思維能力、基本計算工具使用能力、建模能力,進而提高學生運用數學方法分析問題和解決問題的能力。通過以職業過程為導向的“應用數學能力”培訓,形成職業核心能力。

在以上科學合理的高職數學教學改革理念的引導下,結合我國高等職業院校數學教育的實際情況,筆者院校在高職數學的教學改革中作了以下幾點改革實踐與嘗試。

(1)編寫適合高職學生的新教材。當下眾多的數學教材內容仍是本科高數的簡略版,已不適高職學生使用,必須精簡內容和習題,加入數學建模的實例,強調了數學思想、數學方法。堅持概念講清講透,人工運算適當減少的原則,使教師好教,學生好學,同時編寫了《數學軟件的使用》,供實訓周專用。

(2)將數學建模思想融入日常教學。注重學生建模能力的培養,重視數學概念、方法、思想與建模的聯系。譬如,講極限章節時,可以引入養老金的計算模型或N級混聯電路模型。再如,在講解微分方程教學內容時,可以將人口模型作為教學案例。這些與現實生活密切相關的模型案例既簡單典型,又具有廣泛性,學生容易掌握,可以極大地激發學生的數學學習興趣并培養學生解決實際問題的數學能力。

(3)把數學計算軟件融入到數學教學中去。傳統的數學教學中有大量繁雜的運算,比如微積分的運算,教學時需要花費很多時間與精力。教師難教,學生難學。目前許多軟件包(如Matlab或 Maple)都能完成數學里各種各樣的運算。Math pert軟件能在每一步給出提示,引導學生給出解答。因此,在學生掌握了運算的基本思路、基本方法的前提下,將數學計算軟件的使用方法教給學生,使得高數、線性代數、矩陣運算等內容在計算機上得以求解和處理,為數學的思想與方法注入更多、更廣泛的內容,發展學生的計算能力,增加了學習興趣,從而使學生有時間去做更多的創造性工作。

高職院校的高職數學教學改革要以學生的數學能力和素養的培養為目標,服務專業建設和課程改革,服務于學院的辦學特色和理念。高職數學的教學改革是一個循序漸進的過程,高職數學教育工作者要以新一波的高職院?;诠ぷ鬟^程的教學改革和國家示范院校建設為契機,不斷探索更為科學有效的高職數學課程體系和教學方法。

參考文獻:

[1]沈繼紅.數學建模[M].北京:清華大學出版社,2011.

[2]胡紅亮,趙芳玲.數學建模與競賽輔導[M].西安:西北大學出版社,2011.

[3]石嵐.淺談如何培養學生學習數學的興趣[J].中國科學教育,2005,12.

[4]張小紅,張建勛.數學軟件與數學實驗[M].北京:清華大學出版社,2005.

[5]雷田禮.高職數學核心能力要素構成初探[J].高等理科教育,2011.

[6]楊杰,趙曉輝.數學軟件與數學實驗[M].北京:清華大學出版社,2011.