機(jī)電專業(yè)數(shù)學(xué)教學(xué)窘境與對策

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本文作者：高偉成 單位：廣州市中山技師學(xué)院

一、機(jī)電類專業(yè)數(shù)學(xué)教學(xué)中的困惑

（一）教學(xué)質(zhì)量不高

隨著我國教育改革的不斷深化，機(jī)電類各專業(yè)課程設(shè)置和教學(xué)內(nèi)容也隨之作出了相應(yīng)的調(diào)整，在提高數(shù)學(xué)教學(xué)要求的同時(shí)，極大地縮減了數(shù)學(xué)教學(xué)課時(shí)，從而激化了教學(xué)內(nèi)容偏多與教學(xué)課時(shí)有限之間的矛盾。教師為了完成教學(xué)進(jìn)度和教學(xué)任務(wù)，難以深入對重點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行講解，教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效率偏低，致使學(xué)生對數(shù)學(xué)概念的理解過于膚淺，難以應(yīng)用數(shù)學(xué)方法去解決本專業(yè)的實(shí)際問題。

（二）教學(xué)內(nèi)容缺乏針對性

機(jī)電類專業(yè)數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容沒有充分考慮到職業(yè)院校學(xué)生的特點(diǎn)和教育目標(biāo)，教材內(nèi)容因循守舊、知識更新速度較慢，缺乏針對機(jī)電類專業(yè)教學(xué)需求的教材。此外，教學(xué)內(nèi)容以書本為主，枯燥地遵循“概念——定理證明——例題習(xí)題”這一固定模式進(jìn)行講解，沒有將數(shù)學(xué)理論與專業(yè)知識相結(jié)合，導(dǎo)致教學(xué)內(nèi)容應(yīng)用性不足。

（三）教學(xué)方法單一

當(dāng)前，部分機(jī)電類數(shù)學(xué)教師的教學(xué)觀念陳舊、教學(xué)方法單一、教學(xué)手段落后。教師仍然采取“滿堂灌”的傳統(tǒng)教學(xué)方式，使學(xué)生處于被動的學(xué)習(xí)地位。教師在課堂教學(xué)中過于強(qiáng)調(diào)數(shù)學(xué)基本理論知識教學(xué)，忽視了學(xué)生專業(yè)應(yīng)用能力培養(yǎng)，講授的知識偏多，缺乏系統(tǒng)性和嚴(yán)密性的整合、歸納。加之，教師在教學(xué)中未考慮學(xué)生差異性因素和專業(yè)應(yīng)用對數(shù)學(xué)教學(xué)的需求，從而降低了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使得大部分學(xué)生感到數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)枯燥乏味。

二、改善機(jī)電類專業(yè)數(shù)學(xué)教學(xué)的對策

（一）優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，提高教學(xué)實(shí)效性

機(jī)電類專業(yè)數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容應(yīng)當(dāng)充分體現(xiàn)以應(yīng)用于專業(yè)為目的的原則，使教學(xué)內(nèi)容聯(lián)系于實(shí)際，深化對數(shù)學(xué)概念的講解和剖析，重視學(xué)生創(chuàng)新能力和實(shí)際應(yīng)用能力的培養(yǎng)。首先，改革課程教學(xué)體系，將理論教學(xué)與教學(xué)活動和數(shù)學(xué)實(shí)踐相結(jié)合，打破傳統(tǒng)的教學(xué)模式，以豐富多彩的教學(xué)內(nèi)容激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；其次，及時(shí)更新教學(xué)內(nèi)容，使其與機(jī)電類專業(yè)發(fā)展方向相適應(yīng)，處理好知識傳授與能力培養(yǎng)之間的關(guān)系，同時(shí)可以在課程教學(xué)過程中穿插數(shù)學(xué)史內(nèi)容，以加深學(xué)生對數(shù)學(xué)的認(rèn)知；再次，在教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)上突出數(shù)學(xué)思想和數(shù)學(xué)方法的應(yīng)用，讓學(xué)生深入理解基本概念的實(shí)質(zhì)，形成良好的思維品質(zhì)和應(yīng)用意識，杜絕出現(xiàn)教師隨意刪減和壓縮教學(xué)內(nèi)容的現(xiàn)象。

（二）運(yùn)用有效的教學(xué)方法，提高教學(xué)質(zhì)量

教師應(yīng)當(dāng)根據(jù)機(jī)電類不同專業(yè)要求，靈活運(yùn)用多種教學(xué)方法，使學(xué)生在學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)理論知識的基礎(chǔ)上，能夠通過獨(dú)立思考解決機(jī)電專業(yè)問題，將數(shù)學(xué)教學(xué)緊密聯(lián)系于本專業(yè)實(shí)踐。

其一，在理論教學(xué)中要以啟發(fā)式教學(xué)方法為主，將教學(xué)思想和教學(xué)方法融入到教學(xué)過程中，通過引入問題、啟發(fā)思維來引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究。例如，在向量的應(yīng)用教學(xué)時(shí)，可以做如下教學(xué)設(shè)計(jì)：

1.確定教學(xué)目標(biāo)：結(jié)合機(jī)電類專業(yè)特點(diǎn)，將本節(jié)課的教學(xué)重點(diǎn)確定為向量在正弦量的表示和加、減運(yùn)算中的應(yīng)用。

2.明確教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)：教學(xué)重點(diǎn)為平面向量知識的綜合應(yīng)用；教學(xué)難點(diǎn)為應(yīng)用平面向量來表示《電工技術(shù)基礎(chǔ)》課中的正弦交流電。

3.做好課前準(zhǔn)備：了解《電工技術(shù)基礎(chǔ)》課中對正弦交流電中正弦量的向量表示和同頻率正弦量的加減運(yùn)算要求具備的數(shù)學(xué)知識。

4.教學(xué)過程設(shè)計(jì)：①課堂導(dǎo)入：教師簡單地向?qū)W生介紹向量學(xué)習(xí)的重要性，及其在數(shù)學(xué)、力學(xué)和機(jī)電專業(yè)中的廣泛應(yīng)用。使學(xué)生了解到在電工電子專業(yè)中，向量知識可以應(yīng)用于正弦量的表示、同頻率的正弦量加減運(yùn)算、三相交流電的三相電壓求和以及RL、RC、RLC串聯(lián)電路中。②提出問題：已知兩個(gè)正弦交流電流的瞬時(shí)值表達(dá)式為 ，。求：。學(xué)生的常規(guī)解題思路為 + =?，顯然這種解題思想不可行。淺析機(jī)電類專業(yè)數(shù)學(xué)教學(xué)中的困惑及對策廣州市中山技師學(xué)院高偉成③引導(dǎo)思考：教師通過引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突來激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從復(fù)習(xí)向量相關(guān)知識入手，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用數(shù)形結(jié)合的方法解決此問題。④解題方法講解：利用向量圖畫出每一個(gè)正弦電流的向量圖，引入平行四邊形法則或三角形法則進(jìn)行求解，將和向量轉(zhuǎn)化為電流瞬時(shí)值表達(dá)式。

其二，在數(shù)學(xué)實(shí)踐教學(xué)中，可以引入案例教學(xué)法，從解決專業(yè)實(shí)際問題的角度出發(fā)，提高學(xué)生數(shù)學(xué)應(yīng)用能力。例如，在教學(xué)正弦型函數(shù)時(shí)，可將其與單相交流電的知識相結(jié)合。首先，教師可以在課堂導(dǎo)入環(huán)節(jié)創(chuàng)設(shè)專業(yè)教學(xué)情境，對交流電進(jìn)行概述。在交流電路中，電壓和電流的方向、大小會隨著時(shí)間發(fā)生周期性變化。正弦交流電是隨著時(shí)間按照正弦規(guī)律變化的交流電，教師要讓學(xué)生明確學(xué)習(xí)正弦交流電是學(xué)好機(jī)電類專業(yè)課程的基礎(chǔ)；其次，教師結(jié)合單項(xiàng)交流電引入正弦型函數(shù)知識。教師以正弦型函數(shù)的實(shí)際意義，及其在電學(xué)中扮演的角度這一問題為切入點(diǎn)，引出正弦交流電的瞬時(shí)值表達(dá)式，如、。同時(shí)，結(jié)合瞬時(shí)值表達(dá)式對周期T、振幅、頻率f、角頻率ω、相位與初相0等相關(guān)知識進(jìn)行講解；再次，將學(xué)生分成若干小組，通過實(shí)驗(yàn)來進(jìn)一步研究和探討正弦函數(shù)的性質(zhì)。一方面讓組內(nèi)同學(xué)通過觀察示波器、單頻發(fā)生器等實(shí)驗(yàn)儀器的顯示變化，來探尋參數(shù)A、ω、、k對函數(shù)變化的影響，另一方面引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合正弦交流電的相位、初相、相位差的相關(guān)知識，通過函數(shù)圖像平移來探討正弦交流電超前與滯后的關(guān)系。最后由教師對本節(jié)課的教學(xué)作出歸納總結(jié)。

（三）充分利用計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)軟件和多媒體教學(xué)手段，提升數(shù)學(xué)教學(xué)效率目前，在軟件研發(fā)人員的不斷努力下，數(shù)學(xué)軟件開發(fā)取得了長足進(jìn)步，如SAS、MATHEMATIC、SPSS等軟件的開發(fā)應(yīng)用，為高等數(shù)學(xué)問題的解決提供全新的工具。如MATHEMATIC軟件的應(yīng)用，能夠使機(jī)電類專業(yè)數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容變得更加直觀，從而使學(xué)生對課堂上所學(xué)到的數(shù)學(xué)知識理解更為深刻。數(shù)學(xué)軟件的應(yīng)用能夠極大程度地縮短教學(xué)學(xué)時(shí)，這樣不僅有利于提高教學(xué)進(jìn)度，而且還能進(jìn)一步緩解數(shù)學(xué)課時(shí)較少的矛盾。同時(shí)運(yùn)用軟件還能夠進(jìn)行一些數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)，從而使機(jī)電專業(yè)中一些難以解決的問題變得簡單，使數(shù)學(xué)教學(xué)能夠更好地為專業(yè)教學(xué)服務(wù)。通過多媒體技術(shù)和教學(xué)軟件的應(yīng)用，不僅可以解決一些常規(guī)教學(xué)用具無法實(shí)現(xiàn)的教學(xué)任務(wù)，而且還能使數(shù)學(xué)課程結(jié)構(gòu)體系得以優(yōu)化，有利于數(shù)學(xué)課堂教學(xué)質(zhì)量的提高。

四、結(jié)論

總而言之，在機(jī)電類專業(yè)數(shù)學(xué)教學(xué)中，教師應(yīng)當(dāng)通過改革傳統(tǒng)的教學(xué)模式，徹底改善數(shù)學(xué)教學(xué)與專業(yè)教學(xué)相脫節(jié)的現(xiàn)狀。數(shù)學(xué)教師要在全面了解機(jī)電類專業(yè)課程的基礎(chǔ)上，構(gòu)建滿足人才培養(yǎng)需求的新型教學(xué)模式，重視學(xué)生數(shù)學(xué)能力的培養(yǎng)，使數(shù)學(xué)教學(xué)真正服務(wù)于專業(yè)教學(xué)，從而為學(xué)生學(xué)好本專業(yè)課程奠定良好基礎(chǔ)。