電類專業高職數學課程體系構建研究

臧文瓊

（黑龍江省經濟管理干部學院，哈爾濱 150080）

一、有效整合教學內容，創建“情-境”教學氛圍

要根據專業的不同而重新設置教學內容，授課時所舉實例最好是與學生專業相關的題型，使數學服務于專業，讓學生深切的感受到數學就在身邊，所以對基本概念、基本定理的引入要充分結合電類專業，采用具有電類專業背景的案例講解，創建“情-境”教學氛圍，例如：在函數中引入電學中常用函數：單位階躍函數、簡諧波、矩陣波函數；極限教學中，提出電感電流、電容電壓的變化趨勢；導數教學中，提出速度、加速度、比熱等計算，更應提出電流變化率、電壓變化率及溫度變化率概念，還可同時指出它們與電感電壓、電容電流及晶體管參數的關系，加入低頻跨導的計算；定積分中提出電流、電壓有效值；而在微分方程教學中，求解一階電路的零輸入響應的數學模型等等。數學課程中滲透電類專業背景的實例，貼近學生所學專業，增強學生應用數學知識解決實際問題的意識和能力，使學生感到高職數學確實在為電類專業服務，增加學生學習數學的興趣與動力，也使數學課程彰顯電類專業的特點，教學過程可歸結如下圖所示。

二、TOPCARES-CDIO模式下的電類專業數學課程

TOPCARES-CDIO模式是讓學生主動地參與到理論到實踐的轉化過程中來，是一種倡導“做中學”和“基于項目的教育和學習”的新型教學模式。CDIO既注重抽象理論知識的“教”和“學”，又強調了教學過程中“做”的重要意義；既增強了學生的動手能力，又培養了學生的創新意識、項目設計的能力和團隊協作的精神。CDIO是一種產品導向的教育機制，對運作的細節并沒有作出硬性規定，在具體實施過程中，可以根據實際情況進行靈活調整。

《應用數學》作為大學的公共基礎課程，教學對象都是傳統教學模式下長大的大一新生，照搬CDIO所列出的“以團隊綜合設計型大項目為主要載體”的思想并不合適。案例教學直觀生動，容易激發學生學習的熱情，而且案例規模可大可小，在教學上具有良好的可操作性，同時也符合CDIO構建主義學習理論，所以，按照電類專業需求調整教學內容，在教學內容的選取上，力求選擇與專業相關的實際項目設計教學案例。例如：在教學中引入電類專業相關數學建模，可以從一個電類專業問題開始，由實際電類專業問題到數學問題，由具體問題到抽象概念，由解決問題到更進一步應用的教學全過程，而不是方程函數等等之類的具體的數學素材。由于遇到的實際電類專業數學應用性問題往往是不能通過某一節某一章所能解決的，需要更多的數學知識，教師可以把一些較小的數學應用和數學建模問題按照過程分解，放到教學的各局部環節上去做，這樣學生在慢慢積累數學知識的同時可以培養其自身的數學應用意識，即“化整為零，積零為整”的方法過程，也可以在學習各章節的理論知識之后，選擇一些具有相關專業實際背景的簡單應用問題，引導學生加以分析，通過抽象、簡化、假設、建立和求解數學模型，提高學生解決實際問題的能力。

比如，在講到一階線性微分方程時引入電學的具體實例：設電路如圖所示，C（常數）是電容器電容，R為電阻，其中R=，E=6為電源電動勢，K是開關，設開始時的電容器上沒有電荷，兩端電壓為零，當開關合上時，電源就會向電容充電，電路中有電流i流過，求電容器上的電壓UC隨時間t的變化規律，應用到一階線性微分方程數學知識求解，這是一階線性微分方程，且初始條件，UC│t=0=0，有通解公式求得通解，UC=6+Ce-10t，將UC│t=0=0代入得C=-6，所以，UC=6-6e-10t。

這樣一來，緊密聯系電學知識，有助于學生將所學內容與實際相結合，真正讓學生做到會學習，學好習，充分了解所學知識對今后學習專業基礎課的重要性，做到理論和實際相結合，避免了知識學了很多，但卻不知道如何使用的問題。

三、模塊式教學法，構建新體系

電類學科的特點是發展速度快、覆蓋面廣、綜合性強，特別是以計算機技術為核心的現代信息技術的發展，對計算科學的要求越來越高。因此，課程體系整合要結合專業背景和相關的軟件工具，建立了包括公共基礎模塊、專業基礎模塊和應用拓展模塊的數學課程新體系。

公共基礎模塊主要包括：函數、極限、導數與微分、不定積分、定積分等電類專業學科所需的基礎數學理論。該模塊注重夯實學生的數學基礎，為后續專業課程作準備。

專業基礎模塊主要包括：可分離變量的微分方程、一階線性非齊次微分方程、電類專業中常用的函數、邏輯代數基礎（數制與碼制）。這些內容主要為電路分析、信號分析、單片機編程提供必備的數學理論基礎。

應用拓展模塊主要包括：Matlab數學軟件、建模與仿真等內容。通過構造具體的與信息相關的諸如信號處理、最優控制等工程實例，借助于計算方法、計算機輔助教學等手段。將應用數學中的基本理論、相應的數學軟件技術和信息類專業知識結合起來，提高學生綜合運用所學數學知識解決實際工程問題的能力。

該課程新體系充分發揮了應用數學的橋梁與紐帶作用，在課程設置、教學內容、教學素材及習題選擇上均結合學生的專業興趣，突出了專業特色，逐步培養了學生綜合利用數學方法和數學軟件解決實際問題的能力。

四、改革考試制度，加強學習過程評價

長期以來，數學課考試重理論、輕能力，重結果、輕過程，考試形式單一，安排極不合理。為此，必須進行考試改革，建立完善的考試考核制度。對學生的考核評價應是立體的、多方面的、形式多樣的。為了全面了解學生的數學學習狀況，激勵學生的學習熱情，促進學生數學素養的全面發展，教師對學生數學的學習評價，既要關注學生知識的理解，更要關注他們數學能力的培養。

（一）定量評價（筆試考核）

基礎能力評價：主要考核數學的基礎知識。

實踐能力評價：結合電類專業特點，在考試內容上適當增加一些與電類專業相關的數學應用問題，但要注意難度的掌控。

（二）定性評價（平時考核）

平時考核可采用課外作業、數學建模、撰寫小論文、交預習作業、精心挑選一些與所學內容密切相關的實際應用性題目供學生選做等形式，關注學生在發展過程中所付出的努力、體驗和取得的進步，這不僅有利于學生學習方式的調整與改進，還能促進學生全面主動地發展。

[1] 王培光，高春霞，趙 璞.電氣信息類工程數學教學改革的探索與實踐[J].教育與職業，2010(26).

[2]高萬學.高職機電一體化專業應用數學課程的整體設計[J].湖北職業技術學院學報，2012(4).