高等數學與高職電子類專業融合的教學研究

馮秀琴 李 珈

高等數學與高職電子類專業融合的教學研究

馮秀琴 李 珈

（湖北廣播電視大學，湖北武漢430073）

高等數學課程是高職院校電子類專業的一門重要基礎課，幾乎每一門電子類基本技能課程和職業技能課程都需要用到高等數學的知識、方法及思維邏輯能力。本文分析了電子專業課中對高等數學相關知識點的需求以及作為公共基礎課的高等數學課程教學現狀，提出高等數學課程與專業融合的教學改革方向。

高等數學;電子類專業;融合;課程改革

一、高等數學在電子類專業中的應用分析

電子類專業涉及物理學、電子技術、電路分析、電子測量、軟件編程等多門學科，而這些學科與數學密不可分。在電子類專業后續專業課程中，隨處可見《高等數學》中的知識點。

經過筆者初步梳理，從電子信息類的幾門專業課：《工程力學》、《電路基礎》、《電子技術基礎》、《信號與系統》、《通信原理》，羅列出其專業知識點所對應的高等數學知識，如下表。

表1 電子信息類專業課知識點與高等數學知識對應表

從以上表格可以看出，《高等數學》課程與電子類專業關聯甚密。不僅是具體知識點，更是體現在數學方法和邏輯思維能力上，可以說，《高等數學》對專業課的學習影響較大。

目前，《高等數學》在電子類專業人才培養中已明確定位為：為后續專業課程打下必要的數學基礎，提供必需的數學概念、理論、方法、運算技能；有效培養學生的抽象思維、邏輯推理、類比分析等思維能力，為學生的可持續學習提供方法。[6]

所以，深入研究《高等數學》課程與該專業的融合教學是非常有必要的。

二、高等數學課程現狀分析

目前，大部分高職院校的電子類專業，甚至大部分工科專業，《高等數學》的教學，在與專業融合方面，普遍會遇到以下幾個問題，使高等數學對專業課應有的價值得不到發揮。

（一）教材、教學內容與專業沒有融合

我們發現同一所高職院校工科專業選擇的《高等數學》教材都是一樣的，并沒有按照專業類別有所區別。不同的高職院校所選用的《高等數學》教材雖然不同（高職高專系列或者是學校自編教材），但教材內容大同小異，一般都可看成是本科教材的刪減版，前面五章一般是：1.函數、極限與連續；2.導數與微分；3.導數的應用；4.不定積分；5.定積分及其應用。每個章節的編排也差不多，例題、習題基本也是類似。

教材是教學的基本依據，所以高等數學的教學內容幾乎每個專業都是一樣的，電子類專業與其他工科專業無異，教學內容傳統，教學模式固定，每章節內容幾乎都是定義、性質，定理、證明，計算、應用，[2]并且習慣從數學學科的角度去講解它們。[3]概念的提出，要么是純數學定義，要么是經典的引例，很少有概念實際應用或相關專業應用；定理及其證明，完全按照數學邏輯來證明，雖對培養學生思維能力很重要，但同時也比較難懂；例題與練習題，也都是經典的數學題目，與中學所做的題目類似，給學生應試教育的錯覺。整個教學過程都很少涉及與學生所學專業相關的問題。[1]可以說，教學內容缺乏針對性、實用性和應用性，是目前《高等數學》課程最大的通病。[5]

（二）課時減少無法融合專業教學

隨著高職專業人才培養的不斷改革，人才培養方案中課程設置修訂很大，主要是：引進職業技能教育，增加人文教育，壓縮基礎課、純理論課[3]。高等數學既是基礎課，又是純理論課，被大幅消減課時在所難免。據筆者與其他高職高等數學教師交流，面臨這種問題的高職不在少數。有的高職由之前的2個學期改為1個學期；有的課時由原來的72課時減到54課時。以筆者所在學校為例，高等數學教學課時，從最初的90個學時，一減再減，到目前為止，只有36個學時。

課時銳減，自然給教學帶來一定困難，使得與專業進行融合教學的想法更不易實現。高等數學的內容具有內在的聯系性，課時少卻又不可唐突的刪掉某些章節。第一章函數和極限是后面章節的基礎內容；第二章導數和第三章導數的應用，是微分的主要內容；第四章的不定積分，又與導數這一概念密不可分，同時又是第五章定積分計算的基礎。這五章內容（一元函數的微積分），高等數學的基本內容，不得不講，在少課時的情況下，要將這些內容講完本身就很困難，更別說針對電子類專業組織教學內容。正如前面表格所列，電子類專業課程，除了一元函數的微積分，還涉及微分方程、曲線積分、級數、傅里葉變換等其他高等數學的內容，在少課時的情況下，根本就無法講授這些內容。于是在很多專業課程教學中，數學課本應具有的理論和工具支持作用沒有得到體現，數學對專業學習、專業發展的作用得不到施展。

（三）學生不能將高等數學應用于專業

高職學生的數學基礎總體來說很弱。大多數學生在中學就對數學有恐懼心理，沒有良好的學習習慣和學習方法，學習態度也不好。加上上文提到的高等數學目前高高在上、不接地氣地教學，使學生對這門抽象、枯燥、難懂的課程，有一種畏難情緒。教學過程中也不涉及專業相關內容，學生也看不見高等數學對專業學習的重要性。所以大多數學生對高等數學不感興趣，也覺得自己學不會。

還有少數《高等數學》學得較好的學生，他們能聽懂課，能解數學題，但不能用所學的數學知識、方法解決專業中的實際問題。學生僅把《高等數學》當純粹的一門基礎課，只是追求解答題目、考試過關、拿得學分，不明白為什么要學數學，不知道高等數學與自己所學專業之間的聯系，更不能運用所學高等數學知識解決相關專業問題。

所以在與專業課教師溝通中，他們通常表示：學生學習《高等數學》的效果非常不明顯，專業課中需要用到的基本數學知識都沒有學會，有些連基本的概念、數學符號都不知道，對專業課的教學帶來一定影響。

三、高等數學課程改革思路

經過上文分析，我們可以發現：一方面，電子類專業對于高等數學知識的需求較強，對于其他工科類專業而言亦是如此；另一方面，高等數學的教學現存問題較多，課程效果不明顯，對于專業課程的作用沒有充分發揮。由此，高等數學的教學急需改革，改革的方向很多，比如：引進信息化教學手段、突出教學引導、介紹數學文化等，以提高學生的學習興趣，抑或改革考核方式，增強學生的學習動力，等等。鑒于實際情況，本文主要談教學改革中一個核心方向：高等數學實現與學生的專業相融合，體現數學知識的可用性。具體來講，可進行以下四個方面的改革：

（一）高等數學教師樹立為專業服務的理念

教學理念是教學的思想指揮，首先要從教師的課程教學理念進行改革。高等數學課程在高職院校越來越被邊緣化：課程性質由公共必修課改為公共選修課，課時銳減，還有不少工科專業直接取消了《高等數學》課程。這些變化對于《高等數學》課程教師沖擊較大。高等數學課程到底該如何定位，如何發揮自身學科優勢，是我們應該思考的。

《高等數學》教學要打破課程自成體系的狀況，不能再停留在數學學科里，一定要走出去，走進專業里，引導學生利用數學知識解決相關專業問題，能為專業所用，發揮出《高等數學》課程在高職電子類專業中的工具性價值。

（二）教學內容貼近專業

《高等數學》教師需要與專業課老師深入交流溝通，看看在專業課中需要用到哪些數學知識、怎么用。筆者了解到，各專業對數學的需求點并不一樣，比如有些專業用到很多三角函數的知識，有些專業主要是一元函數微積分。在教學中應當根據具體專業類別，在不影響內容連貫性上對內容有所取舍，教學重點可以因專業而異。

同時，在教學中引入與專業有關的實例，培養學生應用數學知識的能力，還能提高學生學習興趣[1]。比如，在導數的教學中，一般都是通過變速直線運動的瞬時速度問題和平面曲線過一點的切線斜率問題引出導數概念，那對于電子類專業的學生，教師就可以順便可介紹電容元件的電壓與電流關系模型、頻率相角關系、感應電動勢模型等。再比如，在講解定積分在電路分析上的應用時，可以把電路的平均功率計算和鎖相環的工作原理兩個例子介紹給學生。

（三）計算繁簡應與專業要求相符

高職院校的《高等數學》課程，計算占了很大一部分。筆者與電子類專業、機械類專業等專業課教師溝通，了解專業課需要學生掌握的高等數學知識到什么程度，發現這些專業只要求基本的、簡單的運算，甚至有些專業只要求學生掌握基本概念。而在高等數學傳統教學中，除了一些理論，經常會講很多的例題、習題，形式復雜，或者計算需要一定的技巧。

例如,求函數導數這個知識點,復合函數和隱函數的求導,難度較大。而在電子類專業課程中,一般只要求學生會求簡單常見的函數導數即可[1]。還有，積分的計算，也是學生學習的難點，換元積分法方法靈活，需要大量的計算才能體會其奧妙。而很多專業課，只是簡單的計算或者能查積分公式表即可。

《高等數學》教學側重于復雜計算，不僅受課時限制，還會增加課程的難度。因此，在教學中，我們應重視基本方法的訓練，不追求復雜的符號計算，降低難度。如有必要，可將計算的延伸留給專業的數學軟件解決。

（四）選擇適合的教材

如前文所述，目前高職院校選用的《高等數學》教材通用性強，與特定專業的融合度弱。教材作為教學的主要依據，也應該跟上課程改革的步伐。

選擇教材，要突出數學知識應用的特點，體現數學知識可以服務專業課程的作用[2]。如前面的第（二）、（三）點所提出，教材應當注重概念的理解、運用，強調基本的運算方法，盡量選取與專業相關的實例。筆者認為，有條件的高職，可以組織高等數學老師和專業教師共同編寫教材，對現有教材可以有較大突破。

另外，課時比較充實的高職，教材可以分模塊，一些基本內容，如：極限與連續、導數與微分、不定積分與定積分等，是各工科專業學習高等數學都需要的知識，作為高等數學的公共模塊。常微分方程、無窮級數、積分變換等內容，可以根據具體的專業類別需要，作為選修的模塊，這種做法在某些高校中（就筆者所知的南京工業職業技術學院）已得到體現，效果尚佳。

四、小結

高等數學是高職院校電子類專業的公共基礎課程，更是專業基礎課。本文首先研究了電子類專業課程與高等數學課程相關知識點的聯系，接著陳述了高等數學課程與相關專業融合的教學現狀，最后提出將高等數學與電子類專業相融合的教學改革方法。筆者認為，將高等數學課程內容與電子類專業進行融合，不僅能激發學生的學習動力，讓學生不再覺得數學無用，同時也為學生的專業課程學習打下了一定的基礎，在后續的專業學習中遇到數學的相關知識時，就不會感覺那么陌生。

高職除了電子類專業外，其他工科專業以及經濟類專業，對于《高等數學》知識都是有一定的需求?！陡叩葦祵W》課程定位為專業服務，就需要去挖掘和相關專業類別的融合點。本文以高等數學與電子類專業融合研究為例，提出的高等數學教學改革思路，也可以推廣到高等數學課程與其他類專業融合研究中。

[1]梁凱毓.高職電子類專業高等數學課程教學內容研究[J].吉林省教育學院學報，2010(9)：61—63．

[2]劉沈榮.高職電子類專業數學課程教材的框架研究[J].淮海工學院學報，2011(3)：64—66．

[3]初東麗.高職數學與專業融合的研究與實踐[J].中國成人教育(專業教學研究),2011：141—142．

[4]石勇.高職高數課緊貼專業需要的必要性與教學探索[D].濟南：山東師范大學，2011．

[5]賴展翅.基于專業服務的高職院校高等數學教學改革研究[D].陜西：西北農林科技大學，2014．

[6]張洪安，寧海成.高職工科類高等數學教學改革探索[J].中國成人教育(專業教學研究),2014：139—141．

Teaching Research on Higher Mathematics Applying to Electronic Specialty in Higher Vocational Colleges

FENG Xiu-qin,LI Jia
(Hubei Radio&Television University,Wuhan,Hubei 430074)

Higher Mathematics is an important fundamental course of electronic specialty in higher vocational college.Almost all the electronic specialized courses need the mathematics knowledge,method and logic thinking.This paper firstly analyzes the knowledge point demand of higher mathematics in electronic specialized courses,and then analyzes the curriculum present situation of higher mathematics as the public basic courses,finally proposes teaching reform direction of higher mathematics applying to other engineering specialties.

Higher Mathematics;electronic specialty;teaching reform

G642.42

A

1008—7427（2017）06—0032—04

2016-12-06

湖北省教育廳人文社會科學研究項目“高等數學與高職電子類專業的融合研究與實踐”（14G555）。

馮秀琴（1984—），女，湖北黃岡人，碩士，湖北廣播電視大學講師，研究方向：數學與應用數學。

郝 銳）