機電專業(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，極大地縮減了數(shù)學(xué)教學(xué)課時，從而激化了教學(xué)內(nèi)容偏多與教學(xué)課時有限之間的矛盾。教師為了完成教學(xué)進度和教學(xué)任務(wù)，難以深入對重點內(nèi)容進行講解，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)的實際問題。

（二）教學(xué)內(nèi)容缺乏針對性

機電類專業(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)實效性

機電類專業(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，及時更新教學(xué)內(nèi)容，使其與機電類專業(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)的認知；再次，在教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計上突出數(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)機電類不同專業(yè)要求，靈活運用多種教學(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，能夠通過獨立思考解決機電專業(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)生進行探究。例如，在向量的應(yīng)用教學(xué)時，可以做如下教學(xué)設(shè)計：

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

2.明確教學(xué)重點與難點：教學(xué)重點為平面向量知識的綜合應(yīng)用；教學(xué)難點為應(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算要求具備的數(shù)學(xué)知識。

4.教學(xué)過程設(shè)計：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：已知兩個正弦交流電流的瞬時值表達式為 ，。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正弦電流的向量圖，引入平行四邊形法則或三角形法則進行求解，將和向量轉(zhuǎn)化為電流瞬時值表達式。

其二，在數(shù)學(xué)實踐教學(xué)中，可以引入案例教學(xué)法，從解決專業(yè)實際問題的角度出發(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，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，對交流電進行概述。在交流電路中，電壓和電流的方向、大小會隨著時間發(fā)生周期性變化。正弦交流電是隨著時間按照正弦規(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)好機電類專業(yè)課程的基礎(chǔ)；其次，教師結(jié)合單項交流電引入正弦型函數(shù)知識。教師以正弦型函數(shù)的實際意義，及其在電學(xué)中扮演的角度這一問題為切入點，引出正弦交流電的瞬時值表達式，如、。同時，結(jié)合瞬時值表達式對周期T、振幅、頻率f、角頻率ω、相位與初相0等相關(guān)知識進行講解；再次，將學(xué)生分成若干小組，通過實驗來進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)生器等實驗儀器的顯示變化，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）充分利用計算機數(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，這樣不僅有利于提高教學(xué)進度，而且還能進一步緩解數(shù)學(xué)課時較少的矛盾。同時運用軟件還能夠進行一些數(shù)學(xué)實驗，從而使機電專業(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)。