產(chǎn)教融合背景下高職數(shù)學與專業(yè)融合的教學實踐研究

一、引言

近年來，國家對職業(yè)教育的改革與發(fā)展高度重視。2019年國務(wù)院發(fā)布《國家職業(yè)教育改革實施方案》，指出應(yīng)大力發(fā)展職業(yè)教育改革，以社會改革發(fā)展的需求為目標，培養(yǎng)綜合性職業(yè)教育人才。2022年教育部發(fā)布《中國職業(yè)教育發(fā)展白皮書》，強調(diào)國家應(yīng)高度重視職業(yè)教育的改革與發(fā)展，始終將職業(yè)教育的發(fā)展作為教育和社會改革發(fā)展的重中之重。深化職業(yè)教育教學改革、優(yōu)化教學結(jié)構(gòu)和創(chuàng)新教學模式與方法，從而提高教學質(zhì)量，培養(yǎng)出具有創(chuàng)新能力和實踐能力的全能型職教人才迫在眉睫。

《江蘇省五年制高等教育數(shù)學課程標準（試行）》指出，應(yīng)根據(jù)職業(yè)崗位對職校畢業(yè)生的要求，將數(shù)學知識與專業(yè)課程知識有機地結(jié)合，充分發(fā)揮數(shù)學為專業(yè)學習服務(wù)的功能。目前，高職數(shù)學作為高職院校的基礎(chǔ)課程，主要側(cè)重于培養(yǎng)學生的邏輯思維和數(shù)學核心素養(yǎng)。然而，傳統(tǒng)的數(shù)學教學以理論知識為主，未能與專業(yè)課程深度融合，導致學生難以理解數(shù)學在專業(yè)中的應(yīng)用價值。此外，數(shù)學課程在支撐專業(yè)課程的學習以及提升學生的創(chuàng)新思維與專業(yè)實踐能力方面，也存在明顯的不足。因此在產(chǎn)教深度融合的背景下，教師如何將數(shù)學與專業(yè)課程有機融合，成為亟待解決的問題。

二、高職數(shù)學與專業(yè)融合的教學現(xiàn)狀

（一）教學課程內(nèi)容缺乏針對性

首先，教學內(nèi)容側(cè)重于講解基礎(chǔ)理論知識，缺乏實踐教學環(huán)節(jié)，在知識的應(yīng)用方面沒有充分考慮與專業(yè)相結(jié)合，難以體現(xiàn)職業(yè)教育的特色。例如，在立體幾何中，教學內(nèi)容僅局限于公理和證明，而沒有涉及其在專業(yè)中的應(yīng)用。其次，數(shù)學教師沒有系統(tǒng)地梳理數(shù)學知識在專業(yè)中的應(yīng)用，無法激發(fā)學生的學習興趣。最后，數(shù)學課教師與專業(yè)課教師之間缺乏有效的溝通，課程設(shè)計也缺乏有效的銜接，導致學生在學習專業(yè)課程時難以將數(shù)學知識有效地應(yīng)用。

（二）教師缺乏專業(yè)背景

學校高職數(shù)學教師大多畢業(yè)于數(shù)學相關(guān)專業(yè)，對專業(yè)知識的了解有限。而專業(yè)課教師專注于講解專業(yè)知識，很難根據(jù)專業(yè)問題抽象出數(shù)學模型，也無法用數(shù)學的方法解決專業(yè)問題。同時，學校缺乏數(shù)學教師與專業(yè)教師交流學習的機制，難以形成跨學科教學的團隊。在教學過程中，教師難以將數(shù)學知識與專業(yè)知識有機融合，無法為學生提供具有針對性的教學指導。

（三）評價體系單一

目前，學校高職數(shù)學課程的考核評價主要是以數(shù)學知識的掌握情況以及期中、期末考試成績?yōu)橹鳎]有注重對學生創(chuàng)新能力、解決問題能力等素質(zhì)的評價，而且缺乏企業(yè)的參與，無法體現(xiàn)產(chǎn)教融合理念。這種評價方式無法全面考核學生，也難以提升學生的專業(yè)學習能力。

三、高職數(shù)學與專業(yè)融合的教學實踐案例

江蘇聯(lián)合職業(yè)技術(shù)學院積極探索將數(shù)學知識與專業(yè)課程相融合的有效途徑。在無人機專業(yè)中，江蘇聯(lián)合職業(yè)技術(shù)學院蘇州工業(yè)園區(qū)分院（以下簡稱本院）通過實際項目引導學生運用向量坐標、三角函數(shù)等數(shù)學知識解決無人機定點投放和最優(yōu)路徑規(guī)劃的問題。在智能醫(yī)療裝備技術(shù)專業(yè)中，下面以計算人工關(guān)節(jié)假體體積為例。

案例一：以無人機定點投放為例，無人機定點投放是無人機應(yīng)用中最常見的任務(wù)，要求無人機能夠從一個位置飛行到另外一個位置，這個過程需要運用向量的坐標、三角函數(shù)等數(shù)學知識。在教學實踐中，教師首先引導學生從植保無人機噴灑農(nóng)藥的實際問題中抽象出數(shù)學模型，通過小組討論，學生運用向量坐標的運算來解決無人機在平面中的定點投放問題。接著，教師從平面向量拓展到空間向量，通過建立三維直角坐標系，運用空間向量的坐標和三角函數(shù)的知識來計算無人機的飛行方向角和姿態(tài)角，最后，學生運用Python編程實現(xiàn)飛行路徑的模擬。通過案例教學，學生不僅鞏固了平面向量、空間向量、三角函數(shù)的數(shù)學知識，還掌握了無人機路徑規(guī)劃和姿態(tài)建模的方法。在Python編程實現(xiàn)操作過程中，學生學會了建模并掌握了編程技能，提升了學生解決實際問題的能力。通過這一教學實踐，本院無人機專業(yè)學生對數(shù)學課程的學習興趣明顯提高。學生更傾向于在課堂上學習與專業(yè)相關(guān)的理論知識，以便更好地解決無人機飛行的專業(yè)問題。

案例二：在智能醫(yī)療裝備技術(shù)專業(yè)中，本院利用定積分的知識來計算人工關(guān)節(jié)假體的體積。在解決這個專業(yè)問題時，學生需要運用定積分的微元法，并結(jié)合專業(yè)的數(shù)學軟件MATLAB進行數(shù)據(jù)采集和數(shù)學建模，同時還需要3D打印等專業(yè)技術(shù)。通過這一過程，學生鞏固了數(shù)學基礎(chǔ)知識，提升了解決專業(yè)問題的能力，并提前了解了醫(yī)療企業(yè)前沿的技術(shù)，為將來就業(yè)打下了堅實的基礎(chǔ)。

在教學過程中，教師發(fā)布任務(wù)，要求學生設(shè)計膝關(guān)節(jié)假體的零件。學生分小組進行獨立思考和合作探究，獲取膝關(guān)節(jié)醫(yī)學影像數(shù)據(jù)，并通過MATLAB采集數(shù)據(jù)進行三維建模。這個過程對學生的獨立思考能力和團隊協(xié)作精神進行了培養(yǎng)。接下來，教師引導學生在直角坐標系中運用微元法計算假體膝關(guān)節(jié)的體積。最后，學生使用3D建模軟件進行建模，進一步驗證計算結(jié)果，并對比計算結(jié)果與軟件計算結(jié)果之間的差異，進行誤差分析，找出差異的原因，并優(yōu)化計算過程。

在整個教學過程中，本院采用AI技術(shù)對課程學習進行評價，該技術(shù)能夠動態(tài)反饋結(jié)果，確保對學生的知識技能、專業(yè)實踐能力和創(chuàng)新能力進行有效評估。通過這種方式，學生不僅鞏固定積分的知識，還內(nèi)化了分割的思想，數(shù)學與專業(yè)的結(jié)合提升了學生的建模素養(yǎng)和專業(yè)實踐的能力，推動了高職數(shù)學與智能醫(yī)療專業(yè)的深度融合。

上述案例展示了在產(chǎn)教融合背景下，高職數(shù)學與無人機專業(yè)及智能醫(yī)療專業(yè)相融合的教學實踐成果。通過項目驅(qū)動的方法，學生能在解決專業(yè)問題的過程中運用數(shù)學建模的方法，解決了醫(yī)療專業(yè)的實際問題，深人理解了數(shù)學概念及其應(yīng)用。后續(xù)，本院將繼續(xù)加強與企業(yè)的緊密合作，確保教學內(nèi)容的有效性和針對性，同時讓學生了解專業(yè)發(fā)展的前沿動態(tài)，為他們將來就業(yè)做好充分準備。

四、高職數(shù)學與專業(yè)融合的教學實踐策略

（一）基于專業(yè)需求的教學內(nèi)容整合

在產(chǎn)教深度融合的大背景下，本院數(shù)學教師積極與專業(yè)教師和企業(yè)導師進行交流，深入學生的專業(yè)課學習，以專業(yè)需求為導向，確保數(shù)學知識與專業(yè)的緊密結(jié)合。例如，數(shù)學教師與無人機專業(yè)的教師合作，將三角函數(shù)、坐標變換等數(shù)學知識融入無人機的飛行控制和路徑規(guī)劃課程中，使學生能夠更好地理解和應(yīng)用這些數(shù)學工具。同時教師也可以借助AI技術(shù)，更新知識庫，建立數(shù)學課程與專業(yè)課程融合的知識體系，在解決專業(yè)問題的過程中對學生的數(shù)學核心素養(yǎng)進行培養(yǎng)。

（二）多樣化教學方法促進融合

本院教師可以通過案例教學法和項目驅(qū)動教學法，有效促進數(shù)學教學與專業(yè)教學的融合。例如，在教授空間直角坐標系時教師設(shè)計了機器人三維空間定位的項目任務(wù)。學生通過自主學習和小組討論，掌握了點、線、面的位置關(guān)系和坐標表示，并將其應(yīng)用于描述機器人在三維空間中的位置和姿態(tài)。通過這樣的項目驅(qū)動教學，學生在思考、質(zhì)疑和驗證的過程中，深入理解了數(shù)學的本質(zhì)，培養(yǎng)了高階思維、團隊協(xié)作和解決實際問題的能力。

（三）加強師資隊伍建設(shè)

為了提升教師的專業(yè)實踐能力，本院鼓勵數(shù)學教師參與產(chǎn)教融合的科研項目，特別是與數(shù)學相關(guān)的課題。例如，數(shù)學教師參與無人機飛行控制算法的優(yōu)化項目，通過企業(yè)實習了解崗位需求和專業(yè)技能，掌握了前沿的發(fā)展動態(tài)，并將這些實踐經(jīng)驗融入課堂教學。此外，本院還鼓勵數(shù)學教師參與專業(yè)課程的聽課、評課活動，通過跨學科的學習，更好地理解專業(yè)知識，找到數(shù)學與專業(yè)的結(jié)合點，改進教學方法，提高教學效率。為了進一步提升教師的綜合能力，本院支持數(shù)學教師通過培訓等方式獲得專業(yè)教師資格證書或技能等級證書，培養(yǎng)“雙師型”教師；同時，引進具有跨專業(yè)背景的教師，充實教師隊伍，為開展數(shù)學與專業(yè)融合的教學工作提供了更有力的支持。

（四）構(gòu)建多元化的評價體系

首先，本院注重對學生學習過程的評價，可以采用AI技術(shù)輔助評價，包括課堂表現(xiàn)、小組合作、作業(yè)完成情況、項目實踐等方面。例如，在小組合作項目中，教師根據(jù)學生在小組中的表現(xiàn)、團隊協(xié)作能力進行評價；在作業(yè)評價中，除了關(guān)注學生對數(shù)學知識的掌握程度外，還注重考查學生運用數(shù)學知識解決專業(yè)問題的能力。

其次，本院通過設(shè)置與專業(yè)相關(guān)的實際問題的考核，考查學生運用數(shù)學知識解決實際問題的能力。例如，本院組織學生完成專業(yè)問題的數(shù)學建模項目，從問題分析、模型建立、求解過程到結(jié)果分析等方面進行全面評價。此外，還鼓勵學生參加數(shù)學建模競賽，根據(jù)競賽成績和學生在競賽中的表現(xiàn)進行評價。

最后，本院將期末考試成績、過程性評價成績和實踐能力評價成績進行綜合評定，全面、客觀地評價學生的學習成果。其中，期末考試內(nèi)容應(yīng)適當增加與專業(yè)實際應(yīng)用相關(guān)的題目，考查學生對數(shù)學知識的綜合運用能力。

五、結(jié)語

在產(chǎn)教融合背景下，高職數(shù)學與專業(yè)融合，培養(yǎng)了學生的數(shù)學核心素養(yǎng)，也提升了學生的專業(yè)能力。數(shù)學的學習應(yīng)該服務(wù)于專業(yè)，以企業(yè)需求為導向，培養(yǎng)高質(zhì)量的人才。通過實施基于專業(yè)需求整合教學內(nèi)容、采用多樣化教學方法、加強師資隊伍建設(shè)和構(gòu)建多元化評價體系等一系列教學實踐策略，可以有效提升數(shù)學教學對專業(yè)學習的支撐作用，提高學生的學習興趣和學習效果，增強學生運用數(shù)學知識解決專業(yè)問題的能力和職業(yè)素養(yǎng)。然而，數(shù)學與專業(yè)融合的教學改革是一個長期的過程，需要學校、教師和企業(yè)的共同努力。在今后的教學實踐中，還需要深化產(chǎn)教融合，運用人工智能，加強數(shù)學教學與專業(yè)教學的融合，為我國高職教育和專業(yè)的持續(xù)發(fā)展作出貢獻。

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基金項目：江蘇聯(lián)合職業(yè)技術(shù)學院蘇州工業(yè)園區(qū)分院2023年度校級科研項目“產(chǎn)教融合背景下智能醫(yī)療專業(yè)學生職業(yè)核心素養(yǎng)培養(yǎng)策略研究”，項目編號：ITSKY-YB202303。

（作者單位：江蘇聯(lián)合職業(yè)技術(shù)學院蘇州工業(yè)園區(qū)分院）