高职院校机电一体化专业的数学教学

童念慈

（武昌职业学院 机电学院，湖北 武汉 430202）

高等职业教育（简称高职教育）是高等教育的重要组成部分，是以培养具有一定理论知识和较强实践能力，面向基层、面向生产、面向服务和管理第一线职业岗位的实用型、技能型专门人才为目的职业技术教育，是职业技术教育的高等阶段。而高等数学是高等职业教育必不可少的基础课程。一方面它为学生后继课程的学习做好铺垫，另一方面它对学生科学思维的培养和形成具有重要意义。因此，它既是一门重要的基础课，又是一门重要的专业工具课。在本着“必需、够用”原则前提下，确立高等数学教学的任务是努力适应“对人的素质要求的变化，不仅是知识、技能的提高，更重要的是能应变、生存、发展”。针对这种形势，下面是笔者对高等数学教学的几点思考。根据多年来的教学反馈，在实施专业课教学之前，学生们必须开设高等数学作为机电专业课学习的基础，因此我院增开了机电专业数学和工程数学两门课程。在制定人才培养方案之前对我院机电一体化专业主干课程所需要的数学知识开展了调研以及课程教学改革研究，总结了高职类机电专业数学课最重要的几类知识点，并就此设计了高职高等数学的教学思路。

机电学院现有机电一体化（含机电一体化机械制造方向）和电机与电器共2个专业，面向湖北地区制造业，主要为重型装备制造、汽车制造、机械零部件制造等行业，培养适应社会主义现代化建设的需要，德、智、体、美全面发展，具有良好的职业道德和敬业精神，具备与本专业技术领域相适应的文化水平与素质，掌握本专业必备的基础理论知识，具有本专业相关领域工作的岗位能力和专业技能，具有一定的可持续发展能力的能从事机床操作，设备维修，工装设计与制造，以及自动控制等岗位一线的生产、安装调试、维护、维修等高端技能型专门人才。

机电类高等数学作为机电专业基础课，应根据机电专业高职人才培养目标和专业课程的需求来确定教学内容和方法，为此笔者进行了如下的调研工作。

1 调查

（1）机电学院各专业课程对高等数学知识的需求。此次调研重点考察分析了机电一体化专业、机电一体化（机械制造方向）的主干课程所需高等数学知识。（见表1、表2）：

表1 机电一体化专业课所需的高等数学知识

表2 机电一体化（机械制造方向）专业课所需的高等数学知识

机电一体化专业所培养的是岗位一线高端技能型专门人才，学生以后将在生产一线从事生产、安装调试、维护、维修等工作，这就要求高职教育所培养的学生应具有一定的知识层次。学生作为机电一体化专业高级应用人才，在工作岗位中需要应用某些高等数学知识去思考和解决问题，比如概率等实用性较强的知识也应在教学中加以讲授。

（2）专业课程和核心课程对高等数学知识的需求角度和深度。此次调研不仅对专业课所需的高等数学的教学内容进行了统计，而且还注重了数学知识点在专业上的应用角度和深度,从而帮助我们对数学教学在讲授方向和深度、广度上做出更加切合高职教学需求的改革。需求角度：一般地,专业课程对于数学知识的使用有两个角度,一是用数学解析表达式表述专业概念和定律;二是在建立专业的计算方法时必须用数学知识去推导分析问题。

例如：

角度一：用数学解析表达式表述专业概念和定律。

电工基础中的电流强度定义为：“很小时间间隔dt内，通过导体横截面的电荷量dq”，在横截面处的瞬时通过电流的强度就是恰好用的导数的解析定义式去表述。

电工基础中元件吸收的电能的定义为：“在t0～t的时间内电场力将单位正电荷由a点移动到b点时所做的功”，这就是恰好用定积分的解析定义式来表述的。

工程力学中的线应变定义为：“单位长度的变形量。”当拉压杆变形非均匀时，就相应地有一点处的线应变的定义，显然,在一点处的线应变恰好用导数的解析定义式表述。

角度二：建立专业的计算方法时必须用数学知识去推导分析问题。

需求深度：数学概念的实质和思想常被触及；数学判定定理的结论常被使用；数学计算所涉较浅，只用到较基本的计算。还有一些内容只要求学生了解，因此所需数学知识也只是单纯的公式和简单的计算而已,从这一点来说，数学教学习题训练应该化繁难为简易，不应追求复杂。

2 分析

（1）确立高等数学课程的能力培养目标。机电类专业所需要的高等数学知识较多，所以高等数学知识的掌握程度对于学生能否学好专业课有着至关重要的作用。本着基础课为专业服务的原则,可以确定高等数学教学中学生基本能力培养的方向是:使学生能够具有运用所学的数学知识去读懂相关专业教材的能力、具有完成专业中比较简单的数学运算的能力、具有应用数学解决专业问题的能力。

为达到上述能力培养目标，根据专业课对高等数学需求的角度、深度及广度，遵循“必须”、“够用”的原则，我们认为有必要对高等数学的教学方法和教学环节做适当的调整。

（2）机电类高等数学的教学侧重点及方法的调整。概念性教学及应用性教学侧重点的调整：在概念教学上，一方面要更加注重使用专业课的语言去叙述和强化数学概念，以满足数学概念性教学与专业教学紧密结合的需求。例如：导数概念在工程技术上更多地是被称为在一点的变化率，在数学课上强调这一点，可使学生迅速地接受专业概念的数学描述；另一方面还要对数学概念的实质分析透彻，以使学生能够意识到哪类专业问题可以使用相应的数学概念去表述。

在应用性教学方面，有必要对应用性教学内容加以调整，删掉与专业课无关的一类内容，增加数学在专业上的应用，例如导数在工程技术中的应用及定积分的应用，概率论的应用等内容，并作为考核内容。

计算性教学深度及定理讲授方法的调整：专业课对数学计算的需求不深，因此在高等数学教学中要在保证学生能够掌握基本方法和概念的前提下，减少对于计算性题目的技巧要求，以学生掌握基本的计算方法为度，必要时可适当结合数学软件来替代一些繁琐的计算。对于数学上的定理和结论尽量用直观方法引出，删减理论推导，以适合高职教学的实用性要求。

（3）考核方式上注重应用能力的培养。为加强高等数学在专业上的应用性知识的教学，培养学生运用高等数学学习专业课程的能力，对于某些应用性内容可以在考试方式上进行单独的考核，比如尝试以完成研究性小课题的方式进行考核等。

3 结语

综上所述，高等数学的教学内容和课程设置必须做出适合于专业需求的改进，具体结论如下：

（1）总体教学内容的设置建议。机电类各专业的高等数学需求基本相同，教学内容可分为：微积分、空间解析几何、概率论的应用。

（2）课程设置的建议。课程性质：为满足机电类各专业对高等数学知识点的需求，我们认为机电类高等数学课程可设为必修课和选修课两个部分。微积分部分设为必修课，它是机电类专业基础课必须学习的内容，应在第一学期开设，设为考试课较合适。

空间解析几何、概率论与数理统计可设为选修课，它一方面在有些专业基础课上有所应用，另一方面是比较实用的课程，因此适合作为选修课开设，可在第二、三学期开设，并设为考查课。

[1]陈水林，秦少武，张绪林.高等数学［M］.武汉：湖北科学技术出版社，2007.

[2]郭明普，罗萍.概率论与数理统计初步［M］.北京：机械工业出版社，2009.

[3]（美）乔治·波利亚数学的发现:对解题的理解研究和讲授［M］.北京：科学出版社，2009.

[4]王武宾.论数学在机电一体化专业的应用［J］.现代企业文化，2008，（ 33）：139-140.