“工學結合”模式下的高職數學教學改革研究

趙巧蓉

（山西職業技術學院，山西 太原 030006）

高等職業教育是高等教育體系的一部分，與主要培養研究和設計人才的學術型的普通高校不一樣，高職教育一開始就將培養目標定位于培養生產、服務和管理的應用型人才，強調應用性和專業設置的職業性，其教學過程更強調通過實踐教學，著力提高學生的動手能力和解決實際問題的能力。而工學結合正是培養這些能力的有效途徑。

高職數學作為一門重要的基礎課，如何適應“工學結合”人才培養模式，使學生在學中做、在做中學，增強數學應用能力；如何更加注重服務性，使數學與各專業更為融合；如何更多地采用多媒體技術和網絡技術，提高數學教學的效率和水平等，這些都是數學教師一直在思考的問題。為了適應高職院校工學結合的人才培養模式，作為基礎理論之一的數學教育，必須構建新的數學課程體系，改革舊的教學模式和教學手段。筆者從三個方面重點談談自己的教學體會。

一、數學建模教學進課堂

隨著高職教育的不斷發展，數學聯系實際和加強數學的應用已經成為數學教學改革的一個重要方面，數學建模是數學理論與實際問題結合的橋梁和媒介。數學建模已經在高等教育中逐步開展起來，學習數學建模有利于培養和提高學生應用數學知識分析問題和解決問題的能力，數學建模的出現適應了科技和教育發展的新形勢，所以，設置數學建模課程也是高職院校自身發展的必然要求。

數學建模并不是什么新東西，可以說，用數學去解決實際問題的過程就是一個數學建模的過程。但是數學建模教學以及大學生數學建模競賽卻是新生事物，數學建模教學以及大學生數學建模競賽之所以成為國際國內數學教育的熱點，是因為數學建模是數學在實際中的應用，是對現實問題進行分析、歸納和提升的結果，是以數學的語言來精確地揭示現實對象的內在特征。通過數學的演繹推理和分析求解深化認識實際現象，學習和掌握數學建模的思想和方法，已經成為培養21世紀富有競爭力的人才不可缺少的組成部分。同時，在高等院校開設數學建模課程和組織學生參加大學生數學建模競賽，已成為高校教學的組成部分，是高校教學改革的一個重要環節。

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

傳統的教學模式是以教師為中心，以課堂講授為主，以知識傳授為主。與傳統的數學課程不同，數學建模課程的指導思想是：以學生為中心、以問題為主線、以培養能力為目標來組織教學工作，這正好符合高職院校的工學結合培養模式。通過教學，使學生了解利用數學理論和方法去分析和解決問題的全過程，培養學生對復雜問題的分析研究和歸納總結的能力，培育學生的抽象思維能力和創新能力；提高學生學習數學的興趣和應用數學的意識與能力，使他們在以后的工作中能經常性地想到用數學去解決問題，提高他們盡量利用計算機軟件及當代高新科技成果的意識，能將數學、計算機有機地結合起來去解決實際問題。

數學建模的過程是一個很復雜的過程。在建立模型時，需要用到諸如數理統計、微分方程、最優化、層次分析法、圖論、計算方法、模糊數學等知識，以及對數學軟件包的使用等，而這些知識有一些是我們在教學中講不到的，只能在教師的指導下靠學生的自學來完成，這樣不僅拓寬了學生的視野，而且提高了學生的自學能力。

二、加大對數學軟件的使用力度

高職學生學習數學不是為了研究數學本身，學生對數學教育的需求重點正在從手工演繹和運算能力的培養轉變到結合計算機軟件進行建模、求解和論證能力的培養，數學建模與數學實驗課程為數學理論聯系實際開創了道路。如何借助計算機技術和網絡信息教育的支持，把注重傳授數學知識的傳統教學模式轉變為注重培養數學素質的新教學模式，是數學教學改革的關鍵。

解決各類工程數學問題時，建立數學模型是十分重要的一步。然后我們要利用數學模型計算得到的結果來解釋實際問題，并接受實踐的檢驗。可以預見的是，由于實際問題的復雜性，這個求解數學模型的過程往往是非常復雜的，必須借助數學軟件才能得出結論。同時，將數學軟件應用于工程數學的教學中，與工程數學的教學內容有機地結合可以解決各類工程數學問題。

MATLAB軟件就是其中最重要的一種，MATLAB是矩陣實驗室（Matrix Laboratory）的簡稱，和Mathematica、Maple并稱為三大數學軟件。它在數學類科技應用軟件中的數值計算方面首屈一指。MATLAB可以進行矩陣運算、繪制函數和數據、實現算法、創建用戶界面、連接其他編程語言的程序等，主要應用于工程計算、控制設計、信號處理與通訊、圖像處理、信號檢測、金融建模設計與分析等領域。

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

在高職數學課程教學中，利用計算機多媒體技術和計算機輔助數學的軟件，形象生動地講解與展示數學課程中較為抽象或復雜的內容，有利于學生接受數學課程中的難點與重點，有利于提高課堂教學質量。比如，在線性代數的教學中使用MATLAB軟件的實驗，在線性規劃的教學中使用LINGO軟件等，都可以使學生擺脫繁重乏味的數學演算和數值計算。而且在軟件的使用中還需要學生根據自己的需要編輯計算機語言，那么對一些不熟悉的知識，學生就會查閱各種資料進行編程，這樣不僅能提高學生的學習興趣，同時對學生計算機水平的提高也有一定的幫助。

所以，通過對各種數學軟件的學習和使用，使得更多的學生能夠學習和參與數學實踐，從而完成高職院校“做中學，學中做”的教學目標，使他們的綜合素質和能力得到更好的發展和提高。

三、分層次教學是最重要的教學手段

分層次教學，就是在現代教學思想指導下，根據學生的學習水平和能力不同，開展不同層面的教學活動。教師對不同層次的學生確立不同的培養目標，提出不同層次的要求，并針對不同發展層次學生的需求給予相應的學法指導，使不同層次的學生都能得到最充分的發展，從而較好地完成學習任務，全面提高每個學生的素質。

高等教育飛速發展，使得精英教育逐漸成為大眾教育，生源的情況發生了深刻的變化，高職的生源成了一個特定的群體。學生的數學基礎普遍較差，個別差異明顯，這對教師特別是數學教師的教學造成很大的困難。如果教師仍是對所有的學生講同一個內容，也不管學生能否接受，也不論這些內容對學生今后的學習有無幫助，勢必造成學生厭學不聽課，或者是同一個老師講課，同一個教室聽課，有的學生沒“吃飽”，有的學生沒“消化”的局面，嚴重影響著教學質量和教學效果。而且由于高職各專業對數學知識的需求各不相同，所以為了符合專業建設要求，與“工學結合”培養模式相適應，滿足不同專業類別對數學教學的具體要求，教師必須因材施教，實施分層次教學。

[1]李江云.數學建模教學在高等職業教育中的作用[J].昆明冶金高等專科學校學報，2000，（9）.

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