機電專業(yè)數(shù)學教學窘境與對策

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本文作者：高偉成 單位：廣州市中山技師學院

一、機電類專業(yè)數(shù)學教學中的困惑

（一）教學質量不高

隨著我國教育改革的不斷深化，機電類各專業(yè)課程設置和教學內容也隨之作出了相應的調整，在提高數(shù)學教學要求的同時，極大地縮減了數(shù)學教學課時，從而激化了教學內容偏多與教學課時有限之間的矛盾。教師為了完成教學進度和教學任務，難以深入對重點內容進行講解，教學質量和教學效率偏低，致使學生對數(shù)學概念的理解過于膚淺，難以應用數(shù)學方法去解決本專業(yè)的實際問題。

（二）教學內容缺乏針對性

機電類專業(yè)數(shù)學教學內容沒有充分考慮到職業(yè)院校學生的特點和教育目標，教材內容因循守舊、知識更新速度較慢，缺乏針對機電類專業(yè)教學需求的教材。此外，教學內容以書本為主，枯燥地遵循“概念——定理證明——例題習題”這一固定模式進行講解，沒有將數(shù)學理論與專業(yè)知識相結合，導致教學內容應用性不足。

（三）教學方法單一

當前，部分機電類數(shù)學教師的教學觀念陳舊、教學方法單一、教學手段落后。教師仍然采取“滿堂灌”的傳統(tǒng)教學方式，使學生處于被動的學習地位。教師在課堂教學中過于強調數(shù)學基本理論知識教學，忽視了學生專業(yè)應用能力培養(yǎng)，講授的知識偏多，缺乏系統(tǒng)性和嚴密性的整合、歸納。加之，教師在教學中未考慮學生差異性因素和專業(yè)應用對數(shù)學教學的需求，從而降低了學生的學習興趣，使得大部分學生感到數(shù)學學習枯燥乏味。

二、改善機電類專業(yè)數(shù)學教學的對策

（一）優(yōu)化教學內容，提高教學實效性

機電類專業(yè)數(shù)學教學內容應當充分體現(xiàn)以應用于專業(yè)為目的的原則，使教學內容聯(lián)系于實際，深化對數(shù)學概念的講解和剖析，重視學生創(chuàng)新能力和實際應用能力的培養(yǎng)。首先，改革課程教學體系，將理論教學與教學活動和數(shù)學實踐相結合，打破傳統(tǒng)的教學模式，以豐富多彩的教學內容激發(fā)學生的學習興趣；其次，及時更新教學內容，使其與機電類專業(yè)發(fā)展方向相適應，處理好知識傳授與能力培養(yǎng)之間的關系，同時可以在課程教學過程中穿插數(shù)學史內容，以加深學生對數(shù)學的認知；再次，在教學內容的設計上突出數(shù)學思想和數(shù)學方法的應用，讓學生深入理解基本概念的實質，形成良好的思維品質和應用意識，杜絕出現(xiàn)教師隨意刪減和壓縮教學內容的現(xiàn)象。

（二）運用有效的教學方法，提高教學質量

教師應當根據(jù)機電類不同專業(yè)要求，靈活運用多種教學方法，使學生在學習數(shù)學理論知識的基礎上，能夠通過獨立思考解決機電專業(yè)問題，將數(shù)學教學緊密聯(lián)系于本專業(yè)實踐。

其一，在理論教學中要以啟發(fā)式教學方法為主，將教學思想和教學方法融入到教學過程中，通過引入問題、啟發(fā)思維來引導學生進行探究。例如，在向量的應用教學時，可以做如下教學設計：

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

2.明確教學重點與難點：教學重點為平面向量知識的綜合應用；教學難點為應用平面向量來表示《電工技術基礎》課中的正弦交流電。

3.做好課前準備：了解《電工技術基礎》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)學知識。

4.教學過程設計：①課堂導入：教師簡單地向學生介紹向量學習的重要性，及其在數(shù)學、力學和機電專業(yè)中的廣泛應用。使學生了解到在電工電子專業(yè)中，向量知識可以應用于正弦量的表示、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)學教學中的困惑及對策廣州市中山技師學院高偉成③引導思考：教師通過引發(fā)學生的認知沖突來激起學生的學習興趣，從復習向量相關知識入手，引導學生運用數(shù)形結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，將和向量轉化為電流瞬時值表達式。

其二，在數(shù)學實踐教學中，可以引入案例教學法，從解決專業(yè)實際問題的角度出發(fā)，提高學生數(shù)學應用能力。例如，在教學正弦型函數(shù)時，可將其與單相交流電的知識相結合。首先，教師可以在課堂導入環(huán)節(jié)創(chuàng)設專業(yè)教學情境，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，教師要讓學生明確學習正弦交流電是學好機電類專業(yè)課程的基礎；其次，教師結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等相關知識進行講解；再次，將學生分成若干小組，通過實驗來進一步研究和探討正弦函數(shù)的性質。一方面讓組內同學通過觀察示波器、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，另一方面引導學生結合正弦交流電的相位、初相、相位差的相關知識，通過函數(shù)圖像平移來探討正弦交流電超前與滯后的關系。最后由教師對本節(jié)課的教學作出歸納總結。

（三）充分利用計算機數(shù)學軟件和多媒體教學手段，提升數(shù)學教學效率目前，在軟件研發(fā)人員的不斷努力下，數(shù)學軟件開發(fā)取得了長足進步，如SAS、MATHEMATIC、SPSS等軟件的開發(fā)應用，為高等數(shù)學問題的解決提供全新的工具。如MATHEMATIC軟件的應用，能夠使機電類專業(yè)數(shù)學教學內容變得更加直觀，從而使學生對課堂上所學到的數(shù)學知識理解更為深刻。數(shù)學軟件的應用能夠極大程度地縮短教學學時，這樣不僅有利于提高教學進度，而且還能進一步緩解數(shù)學課時較少的矛盾。同時運用軟件還能夠進行一些數(shù)學實驗，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)學教學能夠更好地為專業(yè)教學服務。通過多媒體技術和教學軟件的應用，不僅可以解決一些常規(guī)教學用具無法實現(xiàn)的教學任務，而且還能使數(shù)學課程結構體系得以優(yōu)化，有利于數(shù)學課堂教學質量的提高。

四、結論

總而言之，在機電類專業(yè)數(shù)學教學中，教師應當通過改革傳統(tǒng)的教學模式，徹底改善數(shù)學教學與專業(yè)教學相脫節(jié)的現(xiàn)狀。數(shù)學教師要在全面了解機電類專業(yè)課程的基礎上，構建滿足人才培養(yǎng)需求的新型教學模式，重視學生數(shù)學能力的培養(yǎng)，使數(shù)學教學真正服務于專業(yè)教學，從而為學生學好本專業(yè)課程奠定良好基礎。