高等数学与机电一体化论文

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1高等数学教学现状及原因

目前高等数学教学的现状不容乐观，现就机电一体化专业情况提出以下问题:机电一体化专业课程的学习究竟用到哪些高等数学知识?会用到什么数学思想，怎样用?课堂教学中怎样才能将高等数学与机电一体化专业相结合?这些是目前学生和老师都非常关心并感到困惑的问题。这些问题的出现与我们的教学内容和教学方式有很大关系:一方面，教学内容不能充分体现数学的工具性。长期以来，我国现行高等数学教材大多都重理论、轻实践，重基础、轻应用，这些教材适应研究型本科院校的教学需要，但却不能满足应用型本科院校的教学要求。应用型本科院校旨在培养有较强专业技能和专业素养的高水平应用型人才，这就要求学生不仅能够掌握专业知识，还要能将所学知识运用到实际工作中去。那么，我们在选择教材时就要求具有实用性，能够将数学知识与专业知识衔接起来。

另一方面，进行课堂教学的教师普遍缺乏与专业相关的知识，不了解机电一体化专业的课程内容。由于数学教师的知识结构较单一，对数学知识比较熟练，但是对机电一体化的专业知识却知之甚少，这就导致教师在讲授高等数学时只注重一些数学概念、数学公式和定理，不能将高等数学知识与专业课相结合，也把握不好该讲解的重点。而在机电一体化专业课程中，用到相当多的高等数学知识和数学思想，专业课教师也不能清晰地进行讲解，有的甚至跳过不讲。目前在课堂教学中，没有具体的案例训练学生的分析、解决问题的能力，学生在课堂上从事数学活动的机会太少。这就导致学生难以将数学知识运用到专业课程中去，在后续学习专业课时，常常出现不会用基本数学知识与技能、数学思想和方法解决专业问题的现象。甚至是同一类问题，专业课程中换了个变量表示，学生就无法适从了。但是现在社会的发展对高等数学课的要求已不能仅停留在向学生传授基本理论知识的层面上了，如何在课堂上有效地引导学生运用数学方法和知识解决问题、体会数学的应用价值是对课堂教学提出的新要求。

2机电一体化专业高等数学教学改革的基本思路与方法

针对以上问题，我们应该探索适合我院学生学习的教学方法，重新把握课程的定位，结合专业课对所用教材重新整合，加强基本数学思想和应用意识的渗透，突出数学课程的工具性及实用性，运用先进的教学手段，提高学生学习数学的兴趣和积极性，有效改善教学效果。下面以机电一体化专业为例，从知识体系设计和课程教学实施两个方面入手分析高等数学作为基础课程在应用型本科院校机电类专业中的教学应用。

2．1按照专业及课程类型对高等数学课程重新定位，合理组织教学内容机电一体化专业的培养目标是培养具备专业技能的高素质的技能型专门人才。高等数学作为机电一体化专业一门重要的公共基础课，旨在为学生后续学习专业课程打下坚实的数学基础。主要讲授内容有:极限，一元函数微积分学，常微分方程，行列式及矩阵等。在教学过程中要坚持“必需，够用”的原则，体现为专业服务的思想。在此基础上对教材内容进行整合分划，应该根据专业需求合理地选择教材上的内容，删除一些理论性太强的数学证明，增添与专业有关的概念、案例。例如:在函数部分，可以引入机电专业常用的几个函数，如阶跃函数、简谐波和矩形波等;在导数及其应用部分，引入电流强度、电动势及最大输出功率计算的例子;在常微分方程部分，也可以引入与电学相关的例子等等。在课堂教学中，可以加入大量与专业相关的例子，同时，教师在课堂教学中要注意多讲解引入数学概念的实例，培养学生的数学思想及运用数学解决实际问题的能力。教师在课堂教学中对于后续专业课要用到的内容需着重强调，精讲精练，帮助学生打下坚实的基础，而对于一些理论性太强的定理及证明过程，则可以简单带过或者直接不讲。

2．2课堂教学与专业实践相结合机电一体化专业对高等数学知识的需求主要体现在两个方面:一是要会用数学解析式表示专业课程中的相关概念和定律，二是利用数学工具进行专业课中的一些计算，能用数学方法分析和解决专业问题。从这两个方面，高等数学要想达到为机电一体化专业服务的教学目的，在课堂教学中，教师必须做到要加强数学教学与专业实践相结合。那么如何做到课堂教学与专业相结合呢?首先，课堂教学中在讲解数学概念时，要与专业课中的相关概念结合起来。理解数学概念是学生运用数学知识的前提，而数学教材中对于数学概念的描述是较抽象的，学生难以将其运用到所学专业中去。这就要求教师在讲解数学概念时不仅要用数学语言来描述，而且要用专业的语言来描述，通过专业例子解释数学概念，用数学概念结合专业知识去分析、认识一些专业问题。也就是说，要使学生能够将机电类专业中的相关概念与对应的数学概念进行相互转换。

例如，导数概念与电流变化率之间的相互转换等。其次，课堂教学中要注重培养学生的模型构建能力，使学生能根据专业中的实际问题建立相应的数学模型，然后用数学工具来解决问题。将数学建模思想融入到数学课堂教学中去，这就要求教师在讲解一些数学概念时要联系它的实际背景，同时注重知识的应用。高等数学不仅要教授学生一些数学知识，更重要的是要培养学生的数学思想、数学素养，使他们能够运用数学来解决实际问题。最后，在课堂教学中要培养学生的数学计算能力、利用数学方法解决实际问题的能力。高等数学作为一门重要的工具课，它在专业课中的一个非常重要的应用就是计算。在课堂上，教师要结合具体的专业实例，分析并讲解各个数学知识点在专业中的应用，例如，利用导数、微分等概念进行电流强度、测量误差的近似计算等。这些都要求教师打破传统的教学观念，改变固有的教学模式，根据应用型本科院校培养高质量应用型技能人才的培养目标，形成新的教育理念。不能一味地讲解数学理论，只注重知识的传授，而忽视学生应用能力的培养，偏离高等数学的教学目标。同时也对数学教师提高自身素质提出更高的要求，要求数学教师在熟练把握数学理论体系的同时，还应该不断扩大自己的知识面，与专业课教师多多交流，熟悉相关专业的重要概念及需用数学思维解决的实际问题。

3结语

机电一体化专业课程学习中用到的高等数学知识非常多，学好高等数学是学好专业课的重要理论基础。知识体系设计和课堂教学实施是高等数学教学改革的两个重要环节，二者相辅相成，缺一不可。在合理地对高等数学知识体系进行设计的前提下，有效地将课堂教学与专业实践相结合，才能真正实现数学为专业服务的目标，为培养应用型高技能人才奠定坚实基础。

作者：王炳涛单位：山东英才学院基础部