探讨应用数学在机电类专业教学的课程构建思路

　　摘要：文章阐述了技工院校机电类专业应用数学教学内容的构建过程, 秉承教师在教育教学中的主导作用与学生在学习中的主体地位理念, 根据学生专业特点, 设置与专业结合的教学内容, 提出了应用数学在机电类专业教学的课程构建思路。

　　关键词：应用数学; 机电专业; 职业教育; 课程构建;

　　应用数学是机电类专业必修的一门公共基础课程, 是学生学习专业知识必不可少的工具, 更是开拓学生思维、增强其分析问题和解决问题不可替代的训练课程。但传统的应用数学教学内容往往只重在培养学生知识的记忆、做题, 而缺少专业技能和实践能力在数学教学中的渗透。因此导致相当一部分学生对应用数学不感兴趣。在此背景下, 应用数学的教学内容的改革尤为重要。

　　一、课程的定位

　　机电专业的应用数学前修课程包括初等数学及其它数学相关的课程, 后续的专业课程包括《机械零件数控加工》、《电机控制系统安装调试》、《电路元件连接与测量》、《公差与测量技术》都需要数学基础;应用数学定位为文化基础课程、素质拓展课程、工作岗位服务课程、专业课程服务课程。

　　二、课程的分析与设计理念

　　构建机电应用数学课程的体系为:调研、分析、提炼三个阶段。其中调研阶段主要面向的是机电专业教学团队老师及机电专业学生, 调研目的主要为第二阶段的分析提供依据;分析阶段主要分析岗位的职业活动、职业活动必备的能力、专业课程对数学的需求、学生的数学水平与合适的教学方式;提炼阶段主要根据分析的结论, 提炼出机电专业学生需要培养的数学能力、支撑数学能力的数学知识体系、社会能力、情感能力。调研的结果可以得出机电类毕业的常见就业岗位包括:机械设计与制造、设备安装调试、技术改造、产品营销等;机电类专业毕业常见的工作岗位与数学相关的必备能力包括:加工工具与设备的正确选择能力 (机类) 、数控机床的操作能力 (机类) 、加工零件的能力 (机类) 、机械设备的元器件选择组装与检修能力 (电类) 、产品的质量检验与设备状态判断能力 (综合) 、企业决策与管理能力 (综合) ;机电类专业毕业常见的工作岗位与发展相关的必备条件包括:良好的沟通能力、团队合作能力、环境适应能力、对企业的忠诚度、自信阳光的心态;机电类专业课程学习与数学相关的必备能力包括:零件尺寸计算、刀具角度计算、零件加工 (数控机床) 的参数计算、机床电流向量的认识与计算、数学概念与专业相关概念的对接、导数与积分计算、零件数据处理与分析。

　　三、课程教学设计

　　应用数学的课程目标包括四大项:应用数学能力目标、应用数学知识目标、应用数学社会能力目标、应用数学情感目标。

　　(一) 应用数学能力目标

　　(1) 应用数学通用能力目标。概念互译能力 (会将机电问题相关概念与数学概念相互转换) ;模型构造能力 (会将机电实际问题转换成数学问题, 并构建出数学模型;数学计算能力 (会计算机电实际问题的数学模型的数学解) ;解释能力 (会将数学解转换成实际问题的解决方案) ;迁移能力 (会将一个实际问题的解决过程迁移转换成其它问题的解决方案) ;逻辑思维自学能力 (会将问题进行逻辑分析, 问题表述具有逻辑性) 。

　　(2) 应用数学的专项能力目标。基点与节点计算能力 (会计算简单零件的基点与节点坐标) ;电工向量的计算与分析 (会分析机电设备的电流变化规律) ;电流强度变化分析 (会利用导数与微分概念分析机电设备电流变化率) ;电路物理量的分析与计算 (能利用微分与积分分析计算设备电流强度、电压及平均值等) ;零件的测量数据分析 (会机械零件的测量数据, 并进行精度分析) ;产品质量与设备状态分析 (会根据设备加工的零件数据对全体产品质量进行分析和检验) 。

　　(二) 应用数学的知识目标

　　(1) 导数与微分 (导数的概念与计算在电流中的应用) ; (2) 积分 (积分的概念与计算在电路中的应用) ; (3) 随机变量 (随机变量的概念与性质、正态分布的计算在零件测量中的应用) ; (4) 假设检验 (假设检验的概念与方法在零件质量、设备工作状态分析中的应用) ; (5) 三角函数与向量计算与应用 (三角函数、向量在机械车床操作中的应用) 。

　　(三) 应用数学社会能力和情感能力目标:沟通能力、表述能力、敬业精神

　　根据以上能力目标要求, 基于真实任务, 但又不完全是真实任务的构建原则下, 应用数学的教学项目整体设计为两个项目:岗位服务项目和专业服务型项目。其中岗位服务项目包括:技术服务型项目 (刀具角度的计算、零件关键点的计算、电工向量计算、设备电流变化率与误差计算、电路物量计算等) 和管理服务项目 (零件测量精度分析与产品质量检验) ;专业服务型项目为专业课程问题解决需要的各类教学项目。而各个教学项目可细化分解为若干个子项目或具体任务, 如零件关键点的计算可细化为:直线与直线构成的基点计算、圆与圆构成的基点计算等。

　　课程的整体设计遵循数学的由简到难以及岗位的工作需求流程:生产前:初等数学在机床操作中的应用 (初等数学) ;生产中:设备中电流变化率与误差 (导数与微分) 、设备中电路物理量的计算 (积分与应用) ;生产后:零件精度测量与产品检验 (随机变量与假设检验) 。

　　课程的教学方法与活动设计遵循以学生为中心, 以实际工作为导向的项目教学法, 主要使用的教学方法有:案例教学法、问题导向教学法、任务驱动教学法。

　　四、课程构建效果

　　通过对机电类专业教学内容的重新构建, 学生的学习目的变得明确, 学习热情大大提高, 解决问题能力明显提高, 所授内容由单纯的数学知识变为与专业相结合的项目, 因此知识结构由枯燥变丰富, 由单一变综合, 由闭塞到开放, 从过去以推演、证明为主的数学操作转变为以专业软件为主进行运算的数学操作。对数学教师也提出了更高的要求, 数学教师不近要求熟悉自己的数学知识, 还要了解机电行业的专业知识。

　　参考文献
　　[1]黄裕建.关于数学课程与高职机电类专业关联度的调查分析.吉林省教育学院学报, 2012.
　　[2]王莉.如何对“机电专业应用数学”进行项目化教学设计.中国校外教育, 2015.
　　[3]何超, 张琦.职业院校学生数学应用能力的培养初探.教师, 2010.