高職計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)課程教學(xué)改革

陳浩　張曉芳　郭欣欣

摘要：研究了高職計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)的教學(xué)現(xiàn)狀，分析了計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)課程改革的重要意義，在此基礎(chǔ)上，提出一種以培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)技能為基礎(chǔ)，以培養(yǎng)計(jì)算思維能力為核心，以培養(yǎng)算法設(shè)計(jì)與分析能力為著力點(diǎn)的課程改革模式；從革新教學(xué)內(nèi)容、創(chuàng)新教學(xué)方法、加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)和轉(zhuǎn)變考核評價(jià)方式等方面實(shí)施改革，培養(yǎng)學(xué)生解決計(jì)算機(jī)專業(yè)問題所需的數(shù)學(xué)思維、算法思維、創(chuàng)新能力和程序設(shè)計(jì)能力，實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)專業(yè)的深度融合。

關(guān)鍵詞：高職院校；計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)；教學(xué)改革

計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)課程的基本功能是幫助學(xué)生建構(gòu)計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)基本理論知識，培養(yǎng)學(xué)生以數(shù)學(xué)思維解決計(jì)算機(jī)問題的能力，從而提高學(xué)生的邏輯推理、算法優(yōu)化和計(jì)算機(jī)編程能力。其對學(xué)生后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)有較大影響。計(jì)算機(jī)專業(yè)課程需要概率論、矩陣論、集合論和圖論等多方面數(shù)學(xué)知識作為鋪墊，但大部分高職院校的計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)課程僅僅把本科院校的高等數(shù)學(xué)課程或者離散數(shù)學(xué)課程簡單化，造成高職院校計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)教學(xué)不能滿足計(jì)算機(jī)專業(yè)對數(shù)學(xué)的需求。因此，應(yīng)對高職計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)教學(xué)進(jìn)行改革，以適應(yīng)數(shù)學(xué)課程為計(jì)算機(jī)專業(yè)服務(wù)的需要。

一、高職計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)課程教學(xué)現(xiàn)狀

（一）學(xué)生基礎(chǔ)薄弱

據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計(jì)，近年來高職院校學(xué)生高考數(shù)學(xué)成績，及格率不到40%，這意味著超過60%學(xué)生數(shù)學(xué)基礎(chǔ)較弱。其次，大多數(shù)高職院校計(jì)算機(jī)專業(yè)課程雖然注重提高學(xué)生的專業(yè)技能和實(shí)踐能力，但弱化了“數(shù)學(xué)知識和數(shù)學(xué)邏輯思維”的作用，忽略了數(shù)學(xué)方法和數(shù)學(xué)思維在提高編程技能方面的作用，而計(jì)算機(jī)專業(yè)恰恰需要嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)學(xué)邏輯來編寫算法和程序，這就導(dǎo)致學(xué)生的數(shù)學(xué)能力與計(jì)算機(jī)專業(yè)課程要求之間的差距越來越大。再次，計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)要求學(xué)生能夠從數(shù)學(xué)邏輯的角度理解程序編寫，而數(shù)學(xué)抽象性強(qiáng)、計(jì)算繁瑣，算法理論又晦澀難懂，這就給學(xué)生掌握數(shù)學(xué)方法造成一定的困難，使學(xué)生在心理上產(chǎn)生畏懼。

（二）師資隊(duì)伍結(jié)構(gòu)不夠合理

一方面，高職院校計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)教學(xué)主要由獨(dú)立的數(shù)學(xué)教研室教師承擔(dān)，他們與專業(yè)院系之間缺乏必要的溝通，也缺乏計(jì)算機(jī)科學(xué)的必要背景知識，不能將數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)專業(yè)知識緊密結(jié)合，往往只講授高等數(shù)學(xué)的相關(guān)理論知識，不講授數(shù)學(xué)在計(jì)算機(jī)學(xué)科中的應(yīng)用。另一方面，計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)是計(jì)算機(jī)學(xué)科的理論基礎(chǔ)，既需要教師具有嚴(yán)密的數(shù)學(xué)邏輯思維和系統(tǒng)的數(shù)學(xué)知識體系，又需要教師具有較好的編程能力。同時(shí)，高職院校數(shù)學(xué)課時(shí)減少甚至被邊緣化，數(shù)學(xué)教師計(jì)算機(jī)相關(guān)知識體系不完整，優(yōu)秀數(shù)學(xué)教師匱乏，教學(xué)任務(wù)繁重，缺乏編程經(jīng)驗(yàn)等問題的存在，造成計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)課程達(dá)不到預(yù)期的教學(xué)要求和效果。

（三）數(shù)學(xué)課程教材編制不合理

與高職院校其他專業(yè)課改相比，計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)課程變革相對滯后，多數(shù)高職院校計(jì)算機(jī)專業(yè)的數(shù)學(xué)教學(xué)一般是以傳統(tǒng)高等數(shù)學(xué)為藍(lán)本，以“微積分”為主線，教學(xué)內(nèi)容與計(jì)算機(jī)專業(yè)偏離，不能滿足需求。造成此種現(xiàn)象的原因在于，高職院校數(shù)學(xué)教材一般由數(shù)學(xué)教師負(fù)責(zé)，過于側(cè)重?cái)?shù)學(xué)課程的系統(tǒng)性與學(xué)科性，反而忽略了其特殊性與實(shí)踐性。

二、高職計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)課程教學(xué)改革設(shè)想

（一）教學(xué)內(nèi)容改革

以微積分、線性代數(shù)、概率論、集合論、圖論、數(shù)理邏輯等基礎(chǔ)知識為主要載體，在此基礎(chǔ)上，把數(shù)學(xué)文化與數(shù)學(xué)內(nèi)容相融合，滲透數(shù)學(xué)精神與理念，培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣。在計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)教學(xué)中，應(yīng)突出數(shù)學(xué)思想方法的滲透和應(yīng)用，關(guān)注算法思維培養(yǎng)，從而為之后的算法課程教學(xué)夯實(shí)基礎(chǔ)。在教學(xué)過程中，可引入相關(guān)數(shù)學(xué)軟件，如MATLAB，在每個(gè)章節(jié)后面設(shè)計(jì)相應(yīng)的數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)，將數(shù)學(xué)知識與數(shù)學(xué)軟件相結(jié)合，增強(qiáng)學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用意識，提高學(xué)生的實(shí)踐操作能力，為數(shù)學(xué)建模打好基礎(chǔ)。

（二）教學(xué)方法改革

與傳統(tǒng)的以邏輯演繹為主的講授法相比，高職計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)課程教學(xué)適宜選擇項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)方法和形象直觀教學(xué)方法。項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法主要采用啟發(fā)式教學(xué)，由教師設(shè)計(jì)出具體問題。問題不局限于數(shù)學(xué)方面，可以是專業(yè)問題，也可以來自現(xiàn)實(shí)生活，由此引發(fā)學(xué)生思考，激發(fā)學(xué)生興趣。形象直觀性教學(xué)法多應(yīng)用于具體概念的講解。根據(jù)數(shù)學(xué)抽象的特點(diǎn)和高職學(xué)生數(shù)學(xué)基礎(chǔ)比較薄弱的學(xué)情，教學(xué)中可借助教具使用、實(shí)驗(yàn)操作、語言描述等手段，讓抽象知識直觀化，用“直觀”作為橋梁和基礎(chǔ)，調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和主動(dòng)性，從而吸引學(xué)生注意力，使學(xué)生通過感性認(rèn)識來掌握理性的數(shù)學(xué)知識。

（三）實(shí)驗(yàn)課教學(xué)

數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)以問題為載體，應(yīng)用數(shù)學(xué)知識建立數(shù)學(xué)模型，以計(jì)算機(jī)為手段，以數(shù)學(xué)軟件為工具，以學(xué)生為主體，通過實(shí)驗(yàn)解決實(shí)際問題。首先，根據(jù)專業(yè)課程的要求，合理設(shè)置教學(xué)內(nèi)容。計(jì)算機(jī)學(xué)科所需的數(shù)學(xué)知識可分為三個(gè)模塊：基礎(chǔ)模塊、專業(yè)模塊、實(shí)踐模塊。基礎(chǔ)模塊是指每個(gè)專業(yè)都需要掌握的常用基礎(chǔ)數(shù)學(xué)知識，如微積分、線性代數(shù)等；專業(yè)模塊是專指計(jì)算機(jī)專業(yè)使用頻率較高的數(shù)學(xué)知識，如概率論、集合論、圖論等；實(shí)踐模塊是指用來解決實(shí)際問題的應(yīng)用型數(shù)學(xué)知識，如數(shù)學(xué)建模、數(shù)值分析等。其次，針對不同模塊的特點(diǎn)選擇不同的數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ健τ诨A(chǔ)知識模塊學(xué)習(xí)，可采用體驗(yàn)式數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)，即利用MATLAB軟件求解，使學(xué)生體驗(yàn)運(yùn)用數(shù)學(xué)軟件求解數(shù)學(xué)問題的過程。對于專業(yè)模塊，可采用探究式數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)，即精選與計(jì)算機(jī)專業(yè)相關(guān)的案例進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，如算法優(yōu)化、系統(tǒng)仿真、線性方程組求解等。對于實(shí)踐模塊，可采用實(shí)踐性實(shí)驗(yàn)，即選擇與計(jì)算機(jī)專業(yè)相關(guān)的實(shí)際問題進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，培養(yǎng)學(xué)生編程能力。

（四）教學(xué)評價(jià)

教學(xué)評價(jià)以培養(yǎng)學(xué)生核心專業(yè)能力為目標(biāo)，以計(jì)算機(jī)專業(yè)課程體系為基礎(chǔ)，重視過程評估和成果評估，把評價(jià)結(jié)果分為5個(gè)部分：平時(shí)出勤（10%）、課堂表現(xiàn)（10%）、日常作業(yè)（10%）、數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)（30%）、期末考試（40%）。此種評價(jià)方法可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)的積極性，有效提升學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用能力，促進(jìn)學(xué)生數(shù)學(xué)素養(yǎng)和計(jì)算機(jī)專業(yè)能力的進(jìn)一步提升。

綜上所述，高職院校計(jì)算機(jī)專業(yè)數(shù)學(xué)課程教學(xué)需要廣大教師大膽開拓，以教材內(nèi)容、教學(xué)方法、實(shí)驗(yàn)課以及評價(jià)形式等為著手點(diǎn)，結(jié)合實(shí)踐教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)教學(xué)模式的創(chuàng)新。