高职无人机专业《高等数学》课程教学改革探析

刘庆岗 王润玲 王云青

渤海理工职业学院，河北 沧州 061000

近几年，随着国家职业教育的高速发展，高职院校的招生规模越来越大，导致高职院校的生源呈现出多样化，大多来自中专和高考单招的学生，还有部分高考统招生，学生知识基础参差不齐，尤其数学就更为突出。而高职教育是理论学习与实践并重，这就使得学生在校期间理论课学习时间紧而任务重，因《高等数学》课程本身内容多、理论杂、难度大，如果按传统数学课程内容安排教学，将会对学生不太适应。这就要求重新优化整合高等数学的教学内容。因高职数学课时少，教学内容选择就显得格外重要，高等数学教学内容的选择必须与专业课程紧密衔接，必须与学生基础紧密对接，数学知识的学习要秉承必需够用为度的原则［1］。因此，《高等数学》课程教学改革必要而迫切。笔者以无人机专业为例来进行《高等数学》课程教学改革的探析。

一、高职数学课程教学中存在的问题

从数学课程的教学方法和内容来看，虽然早有专家提出高职数学要与专业紧密衔接，但实际执行情况并不太好。高等数学知识不能为专业课的学习提供有力支撑，导致学生在专业课学习时效果不理想。为培养高素质的技术技能型人才，高等数学的教学内容及教学模式改革迫在眉睫，与专业紧密衔接，突出数学在专业领域的实用性。

（一）教学内容与专业衔接不够紧密，不能发挥高等数学在专业教学中的基础地位

不同专业所需的数学知识有所差别，有的专业用到导数或者定积分方面的知识较多，有的专业需要向量叉积和点积方面的知识，但许多高职院校的教学内容却与专业课程匹配度不高。例如，对于无人机专业需要用到空间解析几何中向量的叉积和点积的知识较多，但教学内容却无涉及，导致学生在学专业课时非常吃力。这就与高等职业院校的人才培养方案不相适应，达不到培养高素质技术技能人才的目的。所以，高职数学的教学内容选取能够与学生专业实现无缝衔接是非常重要的。

（二）教学方式单一，学生学习兴趣不高

目前，多数高职院校高等数学课堂仍主要延续着“板书为主”的教学模式，数字信息化教学手段水平不高，《高等数学》课程理论多、较为抽象；另外，学生基础薄弱，对数学兴趣不高，仅采用传统的单一呆板的“注入式”理论教学模式，已不能适应当前高职院校学生发展的需要，创新高职数学的教学模式是非常有必要的。

（三）高职数学课堂在“课程思政”方面做的不到位

习近平总书记在2016 年全国高校思想政治工作会议上强调：“使各类课程与思想政治理论课同向同行，形成协同效应”［2］。课程思政是落实高校立德树人根本任务的重要基础［3］。目前，大多高职院校数学课堂融入课程思政内容少，意识不强，还不能恰当地把数学中思政元素植入课堂中等情况。

（四）学生对高职数学课程的认识存在误区

高等数学在高等职业教育过程中具有基础性的地位，对学生素质提高、专业课程的学习、抽象逻辑思维的培养都起到至关重要的作用［4］。很多高职学生认为，高等数学是一门公共基础课，学不学都可以，以后工作也用不着不重视；还有些同学说高等数学太抽象太枯燥，反正跟专业课也没什么关系；有不到30%的学生想学，但因中学数学基础差听不懂，也不知道学数学有什么用。经调查，渤海理工职业学院往届大二学生，有65%的学生认为高等数学较难，理论抽象而枯燥，与自己的专业学习关联不大。有15%的学生感觉学数学没什么用，学不学都可以，以后工作也用不着。25%的学生认为数学是一门公共课，学好学坏一个样，专业课学好不就行了。

产生以上误区的原因无非两个：一方面是学生数学基础薄弱，想学学不懂。另一方面，学生根本认识不到高等数学在大学阶段的真实作用，这跟教师在教学中教学内容的选取和教学模式选择有很大关系，能否使教学内容与专业紧密衔接，能否通过转变教学模式让数学课堂更加有趣，高等数学教学质量的好坏将直接影响到学生专业课的学习质量以及学生数学素养养成。所以，提高学生对高职数学的认识至关重要。

（五）考核评价体系过于单一，评价方式更新滞后

一直以来，大多高职院校高等数学考核评价方式过于单一，学生最终成绩分两部分，平时成绩和期末成绩比重为3∶7，其中平时成绩为考勤和作业，期末成绩为期末考试成绩。这样粗略单一的考核方式，已不能适应国家对职业教育发展的需要。并且期末试卷考试的题型一般采用单纯的数学题，主要考查学生的定义理解、公式以及定理的简单计算应用［5］，这与职业教育教学改革方向是不吻合的，试题中要有考查数学在专业方面的应用题型和思想政治素养体现的开放性题，锻炼学生职业能力和数学素养的养成。

二、高职数学课程教学改革探析

针对高职数学课程目前存在的问题，为更好地贯彻“数学与专业融合，数学为专业服务”的教学理念［6］，对高职数学课程教学进行了教学研究。

（一）优化整合高职数学的教学内容，使教学内容与专业紧密对接

对于高职专科学生来说，为达到职业教育培养目标，理论课和实践课学习比重约1∶1，学制共3 年，其中实习和毕业设计约占1 年，两年中既要学习理论课，还要上实践课，因此理论课时压缩是必然的。渤海理工职业学院高职数学课程虽然安排1 学年，但每周2 学时，共上课约34 周，共68 学时。原来渤海理工职业学院基本各专业教学任务统一为微积分学和线性代数的部分内容，其中微积分学主要学习极限、导数、函数单调性、不定积分、定积分等内容；线性代数主要学习行列式、矩阵运算和解线性方程组等内容。但无人机应用技术专业的核心课程主要包括电子技术、电路分析、无人机飞行原理、无人机结构与系统、自动检测与转换技术、无线电遥控技术、单片机与接口技术等，而这些核心课程中所用到的数学知识主要有“微积分学”“矩阵运算”“三角函数”“复数”“空间解析几何中向量的点积和叉积”等。由此看出，“空间解析几何中向量的点积和叉积”的知识对于无人机专业学生来说是比较重要的，但教学计划却没有安排。虽然三角函数和复数在高中学过，但对于高职学生生源多样化，有些没上过高中，这部分知识也是需要讲解的。针对此类情况，教学内容选取进行了改革，教师课下采用集体备课，数学教师与专业课教师交流探讨分析各门专业课中所用到的具体数学知识点，典型专业案例等内容，采用倒逼方式来制定高职数学教学计划，根据“专业需求→确定高等数学的教学内容→制定教学计划”，让数学课程真正为专业课学习服务。

另外，在选取教学内容时，应考虑到中学阶段与大学阶段数学知识的衔接。因高职学生生源的多样化和数学基础参差不齐，差距较大，很多大一新生对高等数学的学习感到困难，怎么做好衔接非常关键。一是教学内容的衔接，要考虑到高职数学新课前所用到的前置课程内容，课时不允许的话，教师可制成微课或讲课视频课前发到学习通平台，让学生自主学习。二是学习方法上的转变。高中时数学研究对象是常量，多以静止的观点来思考解决问题；而高等数学研究对象是变量，要以运动的观点来解决问题。高等数学的学习注重的是数学思想和方法培养，很多问题需要反复复习巩固才能理解。

（二）从“传统板书为主”的教学模式向“数字信息化教学”模式转变，提高教学效果

对于高职院校来说，须打破传统“板书为主”的教学模式，要利用好微课、信息技术、媒体软件等工具来丰富课堂教学内容的呈现。例如，将一些晦涩难懂的数学知识点简单诠释出来，制作成微课。如讲极限概念时，先导入一段关于刘徽的割圆术动画、观察动车远去的背影等实例制成微课，让学生更加直观地了解抽象知识，并在此过程中实现师生的良性互动，真正让学生体会到数学知识的魅力，最后引导学生总结归纳出极限定义，既增加了学生学习兴趣，又增强了教学效果。另外，还可以在讲解每一个实用模块的数学知识点之前，要播放或讲述一段本专业用到的对应数学知识点的案例，最好以视频或微课形式呈现，不仅能呈现出高等数学的实用性，而且还能调动学生的积极性，让学生亲自感受到学好高数对专业课学习的重要性。

（三）注重数学思政元素植入数学课堂，提升学生核心素养

教育部发布的《高等学校课程思政建设指导纲要》指出：要将思想政治教育贯穿人才培养体系，全面推进高校课程思政建设，发挥好每门课程的育人作用，提高高校人才培养质量。高等数学教师可以在课堂上拓展知识内容，结合学生专业，适当增加与本讲数学相关的做人做事道理、数学发展史、中华优秀传统文化等思政元素。

对于无人机专业来说，可借助无人机的发展史和数学中固有的思政元素为切入点，结合数学史、数学文化以及某些定理来源等信息，找出与数学教学内容相关的思政资源，建立数学各模块的思政微课或短视频材料。在教学过程中，适时把数学思政微课或短视频穿插到课堂中，一方面可以激发学生的学习兴趣，另一方面还可以提高学生的思想政治素质。例如，在讲解极限概念时，首先采用刘徽的割圆术，庄子的截丈问题动画演示导入，然后观察几个特殊数列随着项数n 的变化来观察数列的变化趋势，从而得出数列极限概念，进而由数列极限概念推广至函数极限概念。在整个讲解过程中，要让学生学会从“特殊”到“一般”、从“一般”到“特殊”以及极限思想等思想方法，给学生点明该知识点中所蕴含的规律及哲理，充分发挥数学教学的育人导向功能。通过将思政元素植入数学课程，既能让学生有趣地学习数学知识，又能让学生懂得做人做事的道理，增强责任担当意识［7］。

（四）改进考核评价体系

考核评价体系的优劣，直接影响着学生职业能力的培养和职业教育教学目标的顺利达成。为更好地实现职业教育的培养目标，结合学生实际情况，打破传统的考核方式。要着重从两个方面进行改革，一方面是增加过程评价，淡化期末试卷考试成绩，考核办法：采用平时成绩×50%+期末试卷的考试成绩×50%=期末总成绩，其中平时成绩包括考勤、作业、课前任务完成情况、上课组间或教师互动情况，这样强调过程表现及评价，可有效提高学生数学素养的养成和职业能力的锻炼，避免了一些学生平时上课不听不学，考试前冲刺机械记忆一些知识来应对考试。另一方面，改进期末试卷试题题型，要出一些高职数学在专业上应用的题型，增加一道含有数学思政元素的论述题，让学生说出该题体现哪些数学思想和思想政治理念。这样不仅使学生感到高等数学对专业的基础支撑作用，还能锻炼学生在解决问题中体会数学中思政元素的魅力。

对渤海理工职业学院无人机专业学生的调查显示，无人机专业学生的数学基础整体偏弱，结合学生实际，按照采取改革后的评价方式，适当降低教学内容中抽象数学理论难度，增加应用部分。把高等数学的考试分为基础和应用两部分，通过一届学生的尝试，不仅改善了学生厌烦上数学课的状态，而且更重要的是这个专业的学生专业课成绩也得到大幅提升，起到了预期效果。

三、结语

高职教育主要是培养生产、建设、管理、服务第一线的高素质复合型技术技能人才。而高职数学作为一门公共基础学科，不仅仅是为了培养学生的理性逻辑思维能力，更重要的是要为学生的专业课学习提供必需的数学理论与技能支撑。作为一名高校教师，必须与时俱进，多采用数字信息化教学手段和适合学情的教学方法，并且教学内容要与专业紧密衔接，为其专业知识的学习和综合能力的培养奠定基础。