浅谈高职高专通信类专业的数学课程设计

Discussion about Mathematics Curriculum Design for Communication Major in Vocational College

Wang Ke

(Chengdu Electromechanical College,Chengdu 611730,China)

摘要: 文章探讨了高职高专通信类专业数学课程的设计。为了改进数学课程的教学效果,提高学生的学习积极性,文章结合教学中的经验,通过模块化、与专业课程相结合、优化课程内容、引入专业实例、采用多种教学手段等方法进行尝试,并提出一些心得体会。

Abstract: The article discusses mathematics curriculum design for communication major in vocational college. In order to improve teaching quality and encourage students" learning activity the author combines teaching experience with specialty course through modularing, optimizes curriculum content, introduces professional examples by using a variety of teaching methods.

关键词:数学 课程设计 模块化

Key words: mathematics;curriculum design;modular

中图分类号:G71文献标识码:A文章编号:1006-4311(2011)19-0273-02

1数学课程设计的重要性及存在问题

随着当今职业教育的蓬勃发展,高职高专数学课程的设计显得尤为重要。数学课程设计作为数学改革的中心问题,一方面需兼顾数学思想、数学素质的形成,另一方面强调“数学为专业服务”、“以应用为主”,“必需、够用”为度的指导思想。然而当前绝大多数高职院校还是采用传统的教学形式,[4]即以科学的知识为基础编排课程和教学内容,强调基本概念和原理等知识的讲授。传统的教学方式虽然具有很強的科学性、系统性、完整性、连贯性等优点,但是较少与其他学科相关联,忽视了教学内容的横向联系和纵向应用,造成重科学理论、轻技术理论,重教师、轻学生,使得学生学习缺乏主动性,影响了学生求异思维和个性发展。

从教学内容看,教学计划中数学课与专业课设置界线分明,内容自成体系,缺少学科之间的知识渗透。事实上,专业课中很多地方用到数学知识。学生知识面窄,知识之间不易迁移,束缚了学生的思维,达不到人才培养的目标。数学课程的内容设置沿袭普通中学教育课程的设计或者直接搬用,学生不知学以所用,普教色彩较浓,基本是单一的学科性课程,不能体现高职高专教育的特色,忽略了职业教育的功能。

从教学实际情况来说,数学与专业教学严重脱节,导致学生学习目的性不明确,对所学数学知识不知道要用在哪里,学的知识与专业要求有何关系,学生知之甚少,并且由于数学课开设一般先于专业课,等到专业教学中用到某一部分数学知识时,后悔已经晚了。可以说,数学课教学没有发挥出应有的功能。

从教学手段看,数学课的教学方法比较单一,以课堂纯理论教授为主,“满堂灌”现象普遍,教学辅助手段缺乏。高职高专学生的生源决定了学生的基础知识相对薄弱,对现有基础课程设置与教学方法产生排斥和惧怕心理,学习被动,觉得学习无用,脱离实际,因此,厌学的情况越来越严重。教师为了完成教学任务,只好强行灌输,这种单一的教学方式使学生却越发反感,从而进入了恶性循环。

基于以上的原因,改变传统的数学教育方式和方法已迫在眉睫。

2分专业进行教学课程设计的必要性

各个专业对数学的需求大相径庭.数学课程只是简单按理工类专业、经管类专业的来进行划分,已远远不能满足专业对数学课程的需求。机械类专业、电子电工类专业、计算机类专业、通讯类专业同为理工类,但它们对数学的需求相差很大。例如机械类专业需要空间解析几何与线性代数等;电子电工专业需要向量的坐标、内积等;计算类专业需要集合论、图论、数理逻辑、线性代数、概率统计等;而通信类专业需要傅里叶级数、傅里叶变换和拉普拉斯变换等。

3通信类专业的数学课程设计

以“用”立课,以应用为出发点,也以应用为归宿,以通信类专业目标作为数学教学的指导思想,必须结合通信类专业的要求来制定授课计划。

3.1 模块化教学为了突出相关专业后续课程特色,以学生所学后续专业课程相关数学知识为教学模块内容组织为依托,针对各专业教学计划有针对性地设计教学模块,建立相应的教学模块库,以模块为构架,模块内采取案例驱动的模式,内容要体现“应用为体”的思想,一般来说把数学知识划分成八个模块,即A、B、C、D、E、F、G、H模块,具体内容为:A模块——导数与微分、不定积分和定积分(此部分是高等数学的基础和精髓,为以后数学课程的展开做好铺垫,为公共模块,其余模块根据专业不同进行搭配);B模块——常微分方程;C模块——线性代数初步;D模块——概率论与统计初步;E模块——空间解析几何与向量代数;F模块——无穷级数,傅里叶级数及拉普拉斯变换;G模块——多元函数微积分及其应用;H模块——曲线曲面积分及其简单应用。

各个专业根据自己的需要选取相应的模块,通信类专业可选取“A+B+F+G”模块。[1]

3.2 优化教学内容,注重知识之间渗透为了突出数学知识的针对性和实用性,学校教育中学生所接受的知识基本上取决于教师的教学规划和设计,因此,教师通过对数学内容的全面分析,明确各章的重点、难点,发掘内容的共性和相互渗透的知识点,以便前后呼应,形成知识的系统网络。例如多元微积分与一元微积分的类比,定积分与不定积分的异同,它们之间由牛顿—莱布尼茨公式架起一座桥梁,由此加深学生对这两个概念的认识,经济的迅速发展,需要越来越多的数学语言;各种统计图表,数学符号向各行各业的人们传递着大量信息。数学方法也越来越多地被应用于环境科学、自然资源模拟、经济学、社会学、心理学和认知科学。通过这种学生耳闻目睹的社会现象入手,为学生提供接触生活和解决生活中实际问题的必要空间,然后再引入数学概念、原理,这种课程内容的构建体系,能激发学生的学习积极性,有效增强学生主动建构知识的意义。[3]

3.3 与专业课程结合,缩短数学与专业的距离数学课程是融知识、情感、意志、社会习俗诸多因素为一体的事物,不是纯粹的知识。谈到数学,大多数学生恐怕想起的只有一些公式、符号等。所以在设计数学课程教学时应强调以学生为中心,围绕学生的专业课程来展开数学课程的教学。以数学内容为本的基础上,精选出与专业课程相关联的内容,然后构建数学课程的学习情景。例如,同样是讲解导数的应用,管理类专业讲解边际收入、边际成本和边际利润等边际函数,机械类专业讲解箱子的最优设计、求角度、设计窗户等图形的应用,计算机专业讲解Newton法进行数值模拟计算,通信类专业讲解电路中电感、电容等变化对系统的影响。

3.4 通过专业实例,提升学生的学习兴趣专业实例的讲解不仅在知识的应用部分,还可以在知识的导入部分,也可以在知识理解部分。例如在通信类专业的重要课程“模拟电子”要求学生了解正弦波、余弦波、以及波形的叠加,而这些在数学中基本的函数及级数求和都有相应的介绍;“信号与系统”要求学生学会信号分析与系统分析的基本方法,而信号分析与系统分析主要用到很多数学方面的知识,连续系统的时域分析、频域分析、复域分析、系统函数分析,离散系统的时域分析、z域分析这些都与数学中的微分方程、差分方程、拉普拉斯正、逆变换、因式分解、留数定理等联系非常紧密;“自动控制原理”也是通讯类专业较为重要的课程,该课程主要阐述经典控制理论的有关原理及基本分析方法,而控制理论最根本的需要先了解控制系统的数学模型,然后运用时域分析法、根轨迹法、频域分析法等方法对控制系统进行分析。其他的课程用到数学的更是不胜枚举,这里只是做一个简单介绍,其他我们就不再做深入探讨了。

作为数学教师,并不是要求每位教师对通讯类的专业课非常了解,而是在数学课程的教学过程中结合专业的课的一些思想和理论,让学生学习的不是纯理論的数学,而是实实在在为他们的专业课程来进行服务的。

3.5 采用多种教学手段相结合,促进学生对知识的理解主导教学方式采取主动构建、多媒体和案例驱动,教学方法包括案例法、设疑、演示和讨论法。在傅里叶级数的教学中采用Simulink对正弦波(或余弦波)分析和叠加,整个过程方便、简单、快捷和灵活,且形象、直观、交互性好,能促进对傅里叶级数概念、原理、意义的理解,满足了教学的需要,极大地调动了学生的积极性。

[2]例如把周期为2π的脉冲矩形波信号函数f(x)=-1,-π?燮x<01, 0?燮x<π展开成傅里叶级数的教学中,首先算出函数f(x)展开成傅里叶级数为:

f(x)=■sinx+■sin3x+■sin5x+…+■sin(2n-1)x+…

并在Matlab/Simulink中逐步给学生演示如图1,2所示。

3.6 建立科学的考评体系在数学课程设计中应突出数学应用,不能单纯的通过做几道试题的考核来决定学生学习数学的好坏,而是要体现学生对数学知识掌握、数学思想的理解和数学知识的应用。所以,以下列三个原则来建立科学的考评体系:①基础知识与综合应用能力相结合的原则;②形成性考核与目标性考核相结合的原则;③规范要求与鼓励创新相结合的原则。

考核方法可以是多种多样的,如闭卷、开卷、口试、笔试、技能操作、论文、报告、调研等。

4教学中的一点体会

作为一名高专院校数学教师,我不断的改进自己的教学方法,以期达到较好的教学效果,通过以上的一些尝试,我深深地感到学生不再害怕数学,而是非常乐意接受数学,希望通过本文与大家共同探讨,为我国培养更多更好的高素质人才做出贡献。

参考文献:

[1]杨伟传.高职高等数学课程设计实践与认识.高等教育科学,2008,(4).

[2]王科.Matlab/Simulink在傅里叶级数教学中的应用.成都电子机械高等专科学校学报,2010,(2).

[3]金环.数学课程的探讨与设计.商丘职业技术学院学报,2006,(2):25-26.

[4]冯家英,卢家林,付伟.基于行动导向教学法的高等数学课程设计.柳州职业技术学院学报,2009,(4):141-143.