技师学院数学教学与机械专业结合


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摘 要:数学在职业院校中是学习专业课的工具,本文以任意角三角比数学知识为基础,解决数控加工五角星中编程求顶点坐标问题,采用一体化教学设计,使数学与机械类专业有机结合,让学生运用所学数学知识解决实际专业问题。

关键词:数学;机械专业;坐标;一体化

数学是技工院校开设的一门公共基础课,扎实的数学基础是学生进一步学习专业知识与技能的需要,尤其是机械专业的学生。职业教育不仅要培养会机械操作的人,更要培养能够创造性做工作的人。教师在教学中不仅要教会学生知识与技能,还应培养学生的创新意识与创新能力[1]。数学是一门思维严密的学科,我们要让数学思维与专业结合,提高学生的专业水平,从而使技工院校教育培养出服务生产、建设、管理需要的优秀高技能型专门人才[2]。如何做到数学与专业有机结合,是目前我们数学教学的重点工作,也是一个亟需解决的问题。

一、技工院校数学教学存在的问题

1.数学课重视不够

数学作为职业院校公共基础课程,在很多学校中的定位模糊,有的学校将数学置于可有可无的地位[3]。由于学生数学基础差,不愿意学习数学,一些学校或者部分专业取消了数学课,即使开数学课的学校,数学只开设一个或两个学期课程;数学课时普遍偏少,學校存在专职数学教师少,任课教师中数学专业出身教师少,学生与数学教师的比例达到几百比一,不能满足专业课对数学知识的需要。

2.数学采用传统教学

传统教学强调教师课堂灌输学生被动接受,教学活动以教师为中心,形式单一,学生缺少独立思考、合作交流和自我表达的机会。这种教学模式不仅束缚了学生思维的发展,也使学生渐渐丧失了学习的积极性,产生抗拒心理,教学效果不理想[4]。

3.学生数学基础差

职业院校学生生源结构复杂,基础参差不齐。初中阶段学过的数学知识掌握不牢固,理论知识相对薄弱,部分学生甚至没有完成初中阶段的学习。学生学习积极性和主动性不够,知识整合能力较为欠缺,计算能力较弱,缺乏对细节的关注,很多学生学习中抱有差不多就行的态度。

二、数学教学与数控加工专业结合的实施

数控专业学生加工五角星零件时,坐标是数控加工编程的关键点,用任意角的三角比数学知识能方便计算五角星的五个顶点坐标,下文采用一体化教学方法。

1.学情分析

学生活泼好动且动手能力强,班级学习气氛活跃,喜欢网络交流,擅长利用手机搜集资源;期待学以致用,有一定团队合作意识,具备查阅资料的能力。初中阶段学过平面几何的基础知识,学过直角三角形中锐角的三角比值定义,前一节学习了任意角的扩展和象限角,掌握了正负角的画法,能够判定象限角和坐标轴上的角;学过制图,具备绘制数学图型的能力。

2.学习价值

数控铣床加工零件时需要编程,通过手动编程需要找关键点,而五角星的五个顶点坐标是加工的关键点,任意角的三角函数比值可以用其终边上点的坐标来计算,反过来,利用角的三角函数比值、终边上的点和原点的距离可以求出坐标值。用此方法计算坐标能够解决数控专业计算问题,做到数学和机械专业课学习相结合,提高学生学习数学的兴趣。

3.学习目标

根据教学策略的需要,系统地把教学目标分为课前、课中和课后三部分。课前目标:学生能自主学习微信群及蓝墨云班课平台上的知识,完成课前任务单内容。课中目标:学生根据直角三角形的三角比定义写出锐角正弦、余弦、正切的比值式,在老师的引导下,写出直角坐标系里锐角三角比,扩展到任意角的三角比定义;能通过小组合作和教师的引导,制定计算五角星顶点坐标方案,计算出五角星的顶点坐标。课后目标:学生能独立计算出不同大小五角星的坐标,根据小组展示情况,进行评价总结;利用求出的坐标值,手工编写程序,进行五角星的加工。

4.学习内容

(1)直角三角形的锐角比值定义式;

(2)直角坐标系里锐角的三角比,扩展到任意角的三角比定义;

(3)把五角星的五个顶点连线构成正五边形,根据平面几何知识得出每边所对应的圆心角度;

(4)以x轴正半轴为始边,以顶点所在边为终边,根据正负角的定义,计算出每个顶点所在边的角度大小,五角星的图纸如图所示,计算五个顶点的坐标。

5.学习重点和难点

重点:学生能用类比方法写出直角坐标系里锐角的三角比;理解任意角的三角比定义。

难点:用终边上任意一点坐标比值来表示锐角三角函数值;计算五角星每个顶点所在终边的角度大小,坐标计算。

6.学习资源

硬件资源:多媒体投影仪白板、计算机、手机、A4纸、胸牌、计算器、学习资料、绘图工具;

软件资源:蓝墨云班课、微信。

7.一体化教学实施过程

课前准备:学生通过手机或电脑观看教学视频,完成学习PPT等素材,通过微信群向老师或其他学习小组提出解答疑问;教师通过数字化教学资源上传视频、PPT等素材,在微信群里与学生互动交流,为学生答疑解惑。

环节一:明确任务,课前习题讲解。学生通过分析讨论,明确学习任务,小组成员根据任务按角色分工,填写工作页;教师利用任务驱动法播放PPT导入任务,发放工作页引导学生明确任务,教师巡回检查,指导小组明确任务分工。

环节二:获取信息制定计划。学生通过头脑风暴法进行小组协作分析五角星设计图,完成旧知识复习和新知识的学习并填写工作页,小组通过上网、翻阅书籍查阅资料分析讨论五角星的外接圆直径;教师采用行动导向法巡回检查各小组完成情况,准备随时给学生进行理论讲解,根据评价指标做好评价,提高学生利用网络查询使用工具的能力,锻炼学生团结合作的能力。

环节三:做出决策。各小组讨论后,选出代表阐述计算方案策划思路,展示并讲解,然后做出补充;教师利用信息化教学手段引导各组展示计算方案,及时做出点评,引导各组间相互讨论。

环节四:实施计划。小组运用所学数学知识解直角三角形和角度值,用计算器计算三角值,进而计算五角星顶点坐标,学生代表讲解运算过程及结果。教师巡回检查各小组完成情况,准备随时给学生进行理论讲解,引导各组展示运算成果,讲解运算过程。

环节五:评价反馈。各小组成员自评,填写自评表;小组互评,认真听取建议,填写修改意见;教师组织学生自评、互评,最后点评总结,并提出反馈建议,教师采用微信群投票修改工作页。

环节六:课后任务布置。学生根据计算的五角星顶点坐标值,编写程序。小组探究利用数控车床加工五角星,教师与数控专业课教师做好工作衔接。

三、结合的优点

1.增强学生学习数学愿望

传统教学模式只是教师讲解,以学习数学知识为主,课堂比较枯燥。数学教学与专业相结合,整个教学采用一体化教学设计,以工作页为引导,实际工作任务为驱动,通过学生自主探究、合作学习,培养学生的团队合作意识和沟通交流能力。使学生感受到学习数学的作用和快乐,以至于产生极大的数学学习愿望。

2.发挥学生的主体作用

采用一体化教学设计使数学教学与专业结合,任务选择具有新颖性及时效性,以任务为驱动,把专业应用在实践上,实现有效教学及生动教学;让课程内容与职业标准对接,充分利用信息化教学,实现从课内到课外的延伸,学生参与度高,体现学生的主体地位。

四、结论

数学是辅助专业学习的重要课程,既培养学生基本素养和思维能力,也服务于专业学习。本文以数学知识为基础,结合数控专业对数学知识的需要,以实际的数控专业加工应用为案例,使数学与专业结合,让抽象的数学转化为实际的应用,以服务于他们的终身职业发展。

参考文献

[1]张梅.浅谈技校数学教学与专业的结合[J].科技创新导报,2014(9).

[2]陈嘉琳.关于技校数学教学与专业结合的思考[J].职业,2018(4).

[3]谢小宁.技校数学教学与专业相结合的策略探究[J].兰州教育学院学报,2016(8).

[4]孙丽华.传感器与检测技术一体化课程的微课程开发与应用研究[J].职业,2018(12).

作者简介:蔡四龙(1983-),男,河南省開封市,硕士研究生,助理讲师,郑州大学,单位:开封技师学院。