高等數(shù)學(xué)與機(jī)電一體化論文
時(shí)間:2022-04-06 03:26:36
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1高等數(shù)學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀及原因
目前高等數(shù)學(xué)教學(xué)的現(xiàn)狀不容樂(lè)觀,現(xiàn)就機(jī)電一體化專(zhuān)業(yè)情況提出以下問(wèn)題:機(jī)電一體化專(zhuān)業(yè)課程的學(xué)習(xí)究竟用到哪些高等數(shù)學(xué)知識(shí)?會(huì)用到什么數(shù)學(xué)思想,怎樣用?課堂教學(xué)中怎樣才能將高等數(shù)學(xué)與機(jī)電一體化專(zhuān)業(yè)相結(jié)合?這些是目前學(xué)生和老師都非常關(guān)心并感到困惑的問(wèn)題。這些問(wèn)題的出現(xiàn)與我們的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式有很大關(guān)系:一方面,教學(xué)內(nèi)容不能充分體現(xiàn)數(shù)學(xué)的工具性。長(zhǎng)期以來(lái),我國(guó)現(xiàn)行高等數(shù)學(xué)教材大多都重理論、輕實(shí)踐,重基礎(chǔ)、輕應(yīng)用,這些教材適應(yīng)研究型本科院校的教學(xué)需要,但卻不能滿(mǎn)足應(yīng)用型本科院校的教學(xué)要求。應(yīng)用型本科院校旨在培養(yǎng)有較強(qiáng)專(zhuān)業(yè)技能和專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)的高水平應(yīng)用型人才,這就要求學(xué)生不僅能夠掌握專(zhuān)業(yè)知識(shí),還要能將所學(xué)知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際工作中去。那么,我們?cè)谶x擇教材時(shí)就要求具有實(shí)用性,能夠?qū)?shù)學(xué)知識(shí)與專(zhuān)業(yè)知識(shí)銜接起來(lái)。
另一方面,進(jìn)行課堂教學(xué)的教師普遍缺乏與專(zhuān)業(yè)相關(guān)的知識(shí),不了解機(jī)電一體化專(zhuān)業(yè)的課程內(nèi)容。由于數(shù)學(xué)教師的知識(shí)結(jié)構(gòu)較單一,對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)比較熟練,但是對(duì)機(jī)電一體化的專(zhuān)業(yè)知識(shí)卻知之甚少,這就導(dǎo)致教師在講授高等數(shù)學(xué)時(shí)只注重一些數(shù)學(xué)概念、數(shù)學(xué)公式和定理,不能將高等數(shù)學(xué)知識(shí)與專(zhuān)業(yè)課相結(jié)合,也把握不好該講解的重點(diǎn)。而在機(jī)電一體化專(zhuān)業(yè)課程中,用到相當(dāng)多的高等數(shù)學(xué)知識(shí)和數(shù)學(xué)思想,專(zhuān)業(yè)課教師也不能清晰地進(jìn)行講解,有的甚至跳過(guò)不講。目前在課堂教學(xué)中,沒(méi)有具體的案例訓(xùn)練學(xué)生的分析、解決問(wèn)題的能力,學(xué)生在課堂上從事數(shù)學(xué)活動(dòng)的機(jī)會(huì)太少。這就導(dǎo)致學(xué)生難以將數(shù)學(xué)知識(shí)運(yùn)用到專(zhuān)業(yè)課程中去,在后續(xù)學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)課時(shí),常常出現(xiàn)不會(huì)用基本數(shù)學(xué)知識(shí)與技能、數(shù)學(xué)思想和方法解決專(zhuān)業(yè)問(wèn)題的現(xiàn)象。甚至是同一類(lèi)問(wèn)題,專(zhuān)業(yè)課程中換了個(gè)變量表示,學(xué)生就無(wú)法適從了。但是現(xiàn)在社會(huì)的發(fā)展對(duì)高等數(shù)學(xué)課的要求已不能僅停留在向?qū)W生傳授基本理論知識(shí)的層面上了,如何在課堂上有效地引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)方法和知識(shí)解決問(wèn)題、體會(huì)數(shù)學(xué)的應(yīng)用價(jià)值是對(duì)課堂教學(xué)提出的新要求。
2機(jī)電一體化專(zhuān)業(yè)高等數(shù)學(xué)教學(xué)改革的基本思路與方法
針對(duì)以上問(wèn)題,我們應(yīng)該探索適合我院學(xué)生學(xué)習(xí)的教學(xué)方法,重新把握課程的定位,結(jié)合專(zhuān)業(yè)課對(duì)所用教材重新整合,加強(qiáng)基本數(shù)學(xué)思想和應(yīng)用意識(shí)的滲透,突出數(shù)學(xué)課程的工具性及實(shí)用性,運(yùn)用先進(jìn)的教學(xué)手段,提高學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣和積極性,有效改善教學(xué)效果。下面以機(jī)電一體化專(zhuān)業(yè)為例,從知識(shí)體系設(shè)計(jì)和課程教學(xué)實(shí)施兩個(gè)方面入手分析高等數(shù)學(xué)作為基礎(chǔ)課程在應(yīng)用型本科院校機(jī)電類(lèi)專(zhuān)業(yè)中的教學(xué)應(yīng)用。
2.1按照專(zhuān)業(yè)及課程類(lèi)型對(duì)高等數(shù)學(xué)課程重新定位,合理組織教學(xué)內(nèi)容機(jī)電一體化專(zhuān)業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)具備專(zhuān)業(yè)技能的高素質(zhì)的技能型專(zhuān)門(mén)人才。高等數(shù)學(xué)作為機(jī)電一體化專(zhuān)業(yè)一門(mén)重要的公共基礎(chǔ)課,旨在為學(xué)生后續(xù)學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)課程打下堅(jiān)實(shí)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。主要講授內(nèi)容有:極限,一元函數(shù)微積分學(xué),常微分方程,行列式及矩陣等。在教學(xué)過(guò)程中要堅(jiān)持“必需,夠用”的原則,體現(xiàn)為專(zhuān)業(yè)服務(wù)的思想。在此基礎(chǔ)上對(duì)教材內(nèi)容進(jìn)行整合分劃,應(yīng)該根據(jù)專(zhuān)業(yè)需求合理地選擇教材上的內(nèi)容,刪除一些理論性太強(qiáng)的數(shù)學(xué)證明,增添與專(zhuān)業(yè)有關(guān)的概念、案例。例如:在函數(shù)部分,可以引入機(jī)電專(zhuān)業(yè)常用的幾個(gè)函數(shù),如階躍函數(shù)、簡(jiǎn)諧波和矩形波等;在導(dǎo)數(shù)及其應(yīng)用部分,引入電流強(qiáng)度、電動(dòng)勢(shì)及最大輸出功率計(jì)算的例子;在常微分方程部分,也可以引入與電學(xué)相關(guān)的例子等等。在課堂教學(xué)中,可以加入大量與專(zhuān)業(yè)相關(guān)的例子,同時(shí),教師在課堂教學(xué)中要注意多講解引入數(shù)學(xué)概念的實(shí)例,培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)思想及運(yùn)用數(shù)學(xué)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。教師在課堂教學(xué)中對(duì)于后續(xù)專(zhuān)業(yè)課要用到的內(nèi)容需著重強(qiáng)調(diào),精講精練,幫助學(xué)生打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),而對(duì)于一些理論性太強(qiáng)的定理及證明過(guò)程,則可以簡(jiǎn)單帶過(guò)或者直接不講。
2.2課堂教學(xué)與專(zhuān)業(yè)實(shí)踐相結(jié)合機(jī)電一體化專(zhuān)業(yè)對(duì)高等數(shù)學(xué)知識(shí)的需求主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面:一是要會(huì)用數(shù)學(xué)解析式表示專(zhuān)業(yè)課程中的相關(guān)概念和定律,二是利用數(shù)學(xué)工具進(jìn)行專(zhuān)業(yè)課中的一些計(jì)算,能用數(shù)學(xué)方法分析和解決專(zhuān)業(yè)問(wèn)題。從這兩個(gè)方面,高等數(shù)學(xué)要想達(dá)到為機(jī)電一體化專(zhuān)業(yè)服務(wù)的教學(xué)目的,在課堂教學(xué)中,教師必須做到要加強(qiáng)數(shù)學(xué)教學(xué)與專(zhuān)業(yè)實(shí)踐相結(jié)合。那么如何做到課堂教學(xué)與專(zhuān)業(yè)相結(jié)合呢?首先,課堂教學(xué)中在講解數(shù)學(xué)概念時(shí),要與專(zhuān)業(yè)課中的相關(guān)概念結(jié)合起來(lái)。理解數(shù)學(xué)概念是學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)的前提,而數(shù)學(xué)教材中對(duì)于數(shù)學(xué)概念的描述是較抽象的,學(xué)生難以將其運(yùn)用到所學(xué)專(zhuān)業(yè)中去。這就要求教師在講解數(shù)學(xué)概念時(shí)不僅要用數(shù)學(xué)語(yǔ)言來(lái)描述,而且要用專(zhuān)業(yè)的語(yǔ)言來(lái)描述,通過(guò)專(zhuān)業(yè)例子解釋數(shù)學(xué)概念,用數(shù)學(xué)概念結(jié)合專(zhuān)業(yè)知識(shí)去分析、認(rèn)識(shí)一些專(zhuān)業(yè)問(wèn)題。也就是說(shuō),要使學(xué)生能夠?qū)C(jī)電類(lèi)專(zhuān)業(yè)中的相關(guān)概念與對(duì)應(yīng)的數(shù)學(xué)概念進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換。
例如,導(dǎo)數(shù)概念與電流變化率之間的相互轉(zhuǎn)換等。其次,課堂教學(xué)中要注重培養(yǎng)學(xué)生的模型構(gòu)建能力,使學(xué)生能根據(jù)專(zhuān)業(yè)中的實(shí)際問(wèn)題建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型,然后用數(shù)學(xué)工具來(lái)解決問(wèn)題。將數(shù)學(xué)建模思想融入到數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中去,這就要求教師在講解一些數(shù)學(xué)概念時(shí)要聯(lián)系它的實(shí)際背景,同時(shí)注重知識(shí)的應(yīng)用。高等數(shù)學(xué)不僅要教授學(xué)生一些數(shù)學(xué)知識(shí),更重要的是要培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)思想、數(shù)學(xué)素養(yǎng),使他們能夠運(yùn)用數(shù)學(xué)來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題。最后,在課堂教學(xué)中要培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)計(jì)算能力、利用數(shù)學(xué)方法解決實(shí)際問(wèn)題的能力。高等數(shù)學(xué)作為一門(mén)重要的工具課,它在專(zhuān)業(yè)課中的一個(gè)非常重要的應(yīng)用就是計(jì)算。在課堂上,教師要結(jié)合具體的專(zhuān)業(yè)實(shí)例,分析并講解各個(gè)數(shù)學(xué)知識(shí)點(diǎn)在專(zhuān)業(yè)中的應(yīng)用,例如,利用導(dǎo)數(shù)、微分等概念進(jìn)行電流強(qiáng)度、測(cè)量誤差的近似計(jì)算等。這些都要求教師打破傳統(tǒng)的教學(xué)觀念,改變固有的教學(xué)模式,根據(jù)應(yīng)用型本科院校培養(yǎng)高質(zhì)量應(yīng)用型技能人才的培養(yǎng)目標(biāo),形成新的教育理念。不能一味地講解數(shù)學(xué)理論,只注重知識(shí)的傳授,而忽視學(xué)生應(yīng)用能力的培養(yǎng),偏離高等數(shù)學(xué)的教學(xué)目標(biāo)。同時(shí)也對(duì)數(shù)學(xué)教師提高自身素質(zhì)提出更高的要求,要求數(shù)學(xué)教師在熟練把握數(shù)學(xué)理論體系的同時(shí),還應(yīng)該不斷擴(kuò)大自己的知識(shí)面,與專(zhuān)業(yè)課教師多多交流,熟悉相關(guān)專(zhuān)業(yè)的重要概念及需用數(shù)學(xué)思維解決的實(shí)際問(wèn)題。
3結(jié)語(yǔ)
機(jī)電一體化專(zhuān)業(yè)課程學(xué)習(xí)中用到的高等數(shù)學(xué)知識(shí)非常多,學(xué)好高等數(shù)學(xué)是學(xué)好專(zhuān)業(yè)課的重要理論基礎(chǔ)。知識(shí)體系設(shè)計(jì)和課堂教學(xué)實(shí)施是高等數(shù)學(xué)教學(xué)改革的兩個(gè)重要環(huán)節(jié),二者相輔相成,缺一不可。在合理地對(duì)高等數(shù)學(xué)知識(shí)體系進(jìn)行設(shè)計(jì)的前提下,有效地將課堂教學(xué)與專(zhuān)業(yè)實(shí)踐相結(jié)合,才能真正實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)為專(zhuān)業(yè)服務(wù)的目標(biāo),為培養(yǎng)應(yīng)用型高技能人才奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
作者:王炳濤單位:山東英才學(xué)院基礎(chǔ)部