高職工科專業(yè)高等數(shù)學(xué)課程的功能與作用
發(fā)布時間:2017-11-29 10:06:10
【摘 要】文章在對數(shù)學(xué)價(jià)值與作用多元認(rèn)知的基礎(chǔ)上,從高等職業(yè)教育、學(xué)習(xí)化社會、終身教育等方面對高等職業(yè)教育工科專業(yè)高等數(shù)學(xué)課程所必須起到的功能與作用作了進(jìn)一步的分析與闡釋。
【關(guān)鍵詞】高職院校 高等數(shù)學(xué) 功能與作用
中圖分類號:G712 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
作為人類認(rèn)識、改造自然的工具,數(shù)學(xué)是一門兼具理性精神與實(shí)用工具的科學(xué),一種特殊的文化體系,以及現(xiàn)代社會人必備的基本素養(yǎng)。本文將從高等職業(yè)教育、學(xué)習(xí)化社會、終身教育等方面進(jìn)行分析,以期準(zhǔn)確定位高等職業(yè)教育工科專業(yè)高等數(shù)學(xué)課程的功能與作用。
1.課程要培養(yǎng)技術(shù)型人才必備的數(shù)學(xué)科學(xué)素養(yǎng)
聯(lián)合國教科文組織頒布的《國際教育標(biāo)準(zhǔn)分類》將教育分為七個等級,其中將大學(xué)教育(5級)分為以學(xué)術(shù)性為主的5A教育和以技術(shù)性為主的5B教育。在我國,高等職業(yè)教育對應(yīng)的是以技術(shù)性為主的5B級教育。5B級教育培養(yǎng)的是介于工程型人才與技能型人才之間的技術(shù)型人才,也被叫做中間型、執(zhí)行型、工藝型人才。近十幾年來,國內(nèi)高職理論界對高等職業(yè)教育培養(yǎng)人才的稱謂不斷發(fā)生變化,讓人莫衷一是,甚至有培養(yǎng)規(guī)格下延的趨勢。我們以為,高等職業(yè)教育應(yīng)該既不缺位、也不越位,始終堅(jiān)守將技術(shù)型(國內(nèi)稱之為“技術(shù)應(yīng)用型”)人才作為自身的培養(yǎng)目標(biāo)。技術(shù)型人才的主要工作職責(zé)是將工程型人才的規(guī)劃、決策、設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)的物質(zhì)產(chǎn)品或技術(shù)服務(wù),并組織生產(chǎn)人員從事生產(chǎn)準(zhǔn)備工作和現(xiàn)場操作。這就要求技術(shù)型人才能夠讀懂工程師們的設(shè)計(jì),理解他們的設(shè)計(jì)思路、設(shè)計(jì)理念,了解工程原理如何應(yīng)用于實(shí)踐?,F(xiàn)在,各門科學(xué)越來越定量化,越來越需要用數(shù)學(xué)表達(dá)其定量和定性的規(guī)律,數(shù)學(xué)已經(jīng)成為一種關(guān)鍵性的、普遍適用的、增強(qiáng)能力的技術(shù)[1]。在工程技術(shù)領(lǐng)域中數(shù)學(xué)的作用就更為顯著。事實(shí)上,我們在本文的第一部分已經(jīng)談到:數(shù)學(xué)已經(jīng)滲透到了現(xiàn)代科技諸多領(lǐng)域,數(shù)學(xué)的符號系統(tǒng),以及數(shù)學(xué)的句法、詞匯和術(shù)語已經(jīng)成為工程技術(shù)領(lǐng)域表述關(guān)系和模式的通用工具。具備良好的數(shù)學(xué)理解能力、數(shù)學(xué)思維能力、數(shù)學(xué)語言能力、數(shù)學(xué)閱讀能力,以及良好的數(shù)學(xué)品質(zhì)、數(shù)學(xué)意識不僅有助于技術(shù)型人才與設(shè)計(jì)人員進(jìn)行溝通與交流,高效能地開展工作,同時會幫助他們在周邊參與的過程中盡快融入團(tuán)隊(duì)核心。因此,培養(yǎng)技術(shù)型人才必備的數(shù)學(xué)科學(xué)素養(yǎng)理應(yīng)成為高等數(shù)學(xué)課程的功能之一。這一點(diǎn)對高職工科專業(yè)的學(xué)生來說顯得更為重要。
長期以來, 我們習(xí)慣于把數(shù)學(xué)知識的掌握量、邏輯推理能力、運(yùn)算和空間想象能力作為數(shù)學(xué)科學(xué)素質(zhì)的核心部分,而忽視了數(shù)學(xué)素質(zhì)的一個重要方面,即“數(shù)學(xué)的應(yīng)用”能力和意識。事實(shí)上,現(xiàn)代數(shù)學(xué)已經(jīng)發(fā)展為涵蓋純數(shù)學(xué)和應(yīng)用數(shù)學(xué)的龐大科學(xué)體系,數(shù)學(xué)科學(xué)在追求以嚴(yán)密的邏輯推理和公理化方法擴(kuò)展和充實(shí)自身核心領(lǐng)域的同時,始終關(guān)注著如何運(yùn)用數(shù)學(xué)方法、數(shù)學(xué)技術(shù)為相關(guān)科學(xué)、工程技術(shù)等領(lǐng)域提供發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的數(shù)學(xué)支持??茖W(xué)價(jià)值、實(shí)用價(jià)值一直以來都是數(shù)學(xué)教育關(guān)注的焦點(diǎn)之一,并由此引發(fā)不同數(shù)學(xué)觀、課程觀的爭論。實(shí)際上,純數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)并沒有好壞之分、輕重之別,重要的是教師提供給學(xué)生的課程是否適合課程的客體,滿足他們的需要。1905年,由F·克萊因起草的《數(shù)學(xué)教學(xué)要目》指出:“不要過分強(qiáng)調(diào)形式的訓(xùn)練,應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)實(shí)用方面,以便充分發(fā)展學(xué)生對自然界和人類社會諸現(xiàn)象能夠進(jìn)行數(shù)學(xué)觀察的能力?!睌?shù)學(xué)在其領(lǐng)域之外起著應(yīng)用科學(xué)的作用,數(shù)學(xué)的生命力就在于其應(yīng)用的廣泛性[2]。對高等職業(yè)教育而言,將“數(shù)學(xué)的應(yīng)用”作為工科專業(yè)高等數(shù)學(xué)課程教育的核心目標(biāo)應(yīng)該是更為適切的。在這里我們提出的是“數(shù)學(xué)的應(yīng)用”而不是“應(yīng)用數(shù)學(xué)”,是因?yàn)闊o論是純數(shù)學(xué),還是應(yīng)用數(shù)學(xué)都是科學(xué)的數(shù)學(xué)體系,對兩者的研習(xí)歸屬于培養(yǎng)數(shù)學(xué)家,科學(xué)家的精英教育;而“數(shù)學(xué)的應(yīng)用”關(guān)注的是應(yīng)用兩者的數(shù)學(xué)知識、數(shù)學(xué)思想、數(shù)學(xué)方法、數(shù)學(xué)技術(shù)完成對問題的數(shù)學(xué)化,并最終實(shí)現(xiàn)問題的解決。因而,“數(shù)學(xué)的應(yīng)用”能力應(yīng)該成為技術(shù)型人才數(shù)學(xué)科學(xué)素養(yǎng)的核心要素,高職工科高等數(shù)學(xué)課程應(yīng)圍繞“數(shù)學(xué)的應(yīng)用”重構(gòu)課程內(nèi)容,組織課程教學(xué)。
2.課程要培養(yǎng)技術(shù)型人才必備的人文素養(yǎng)
1945年,哈佛委員會發(fā)表的《自由社會的通識教育》[3],也被稱為哈佛“紅皮書”,提出教育可以分為通識教育和專業(yè)教育兩部分。前者主要關(guān)注滿足學(xué)生作為一個有責(zé)任感的人和公民的需要,后者則給予受教育者某種職業(yè)能力訓(xùn)練。哈佛“紅皮書”將通識教育界定為一種非專業(yè)性、非工具性的基礎(chǔ)教育,以培養(yǎng)具備有效思考能力、清晰溝通思想能力、作出恰當(dāng)明確判斷能力、辨別一般性價(jià)值能力的完整的人為教育目標(biāo)[4]。
今天,通識教育的思想已被廣為接受,并且在許多國家得以實(shí)施?!督逃筷P(guān)于推進(jìn)高等職業(yè)教育改革創(chuàng)新引領(lǐng)職業(yè)教育科學(xué)發(fā)展的若干意見》(教職成[2011]12號)文件指出:高等職業(yè)學(xué)校要堅(jiān)持育人為本,德育為先人才培養(yǎng)方針,強(qiáng)化學(xué)生職業(yè)道德和職業(yè)精神培養(yǎng),重視學(xué)生全面發(fā)展,推進(jìn)素質(zhì)教育,以滿足學(xué)生成長的需要,促進(jìn)學(xué)生人人成才。因此,我國的高等職業(yè)教育不僅應(yīng)當(dāng)實(shí)施以培養(yǎng)專門知識、技能、能力為目標(biāo)的“專業(yè)教育”,而且應(yīng)當(dāng)實(shí)施以養(yǎng)成人的綜合素養(yǎng)為目標(biāo)的“通識教育”。事實(shí)上,過分強(qiáng)調(diào)專業(yè)化的現(xiàn)行高等職業(yè)教育模式已經(jīng)顯現(xiàn)出明顯的缺陷。現(xiàn)代社會生產(chǎn)崗位的變化日新月異,不斷淘汰舊的工作崗位,不斷涌現(xiàn)新的工作崗位,而專業(yè)的發(fā)展,始終滯后于社會職業(yè)的變化。通識教育有助于學(xué)生應(yīng)對職業(yè)變動的需要,有助于更好地實(shí)施以就業(yè)為導(dǎo)向的高等職業(yè)教育。
通識教育注重的是理性的培養(yǎng)和文化的熏陶,是素質(zhì)教育最有效的實(shí)現(xiàn)方式。數(shù)學(xué)兼具科學(xué)與文化、技術(shù)與精神的多重屬性,因而高等數(shù)學(xué)課程應(yīng)該成為高等職業(yè)院校人文素質(zhì)教育的重要陣地。首先,數(shù)學(xué)作為“模式的科學(xué)”,所建立的知識體系、語言體系、思維模式、研究方法以及數(shù)學(xué)技術(shù)構(gòu)建了自然科學(xué)數(shù)學(xué)化的理論體系以及描述和認(rèn)識世界的數(shù)學(xué)模型,為自然科學(xué),甚至社會科學(xué)的發(fā)展、傳播與交流提供了重要的工具。其次,數(shù)學(xué)以美為準(zhǔn)繩。英國著名數(shù)學(xué)家哈代認(rèn)為:“美是首要的標(biāo)準(zhǔn),不美的數(shù)學(xué)在世界上是找不到永久容身之地的?!痹跀?shù)學(xué)抽象的理性形式中,公式、概念的“和諧美”,符號、語言的“簡潔美”,反例的“奇異之美”等比比皆是,俯拾即是。發(fā)揮數(shù)學(xué)的美育功能,有助于提升學(xué)生審美品位、審美意識,形成真、善、美的良好個性品質(zhì)。第三,數(shù)學(xué)活動能幫助學(xué)生養(yǎng)成解決困難的韌力,嚴(yán)密的思維能力、清晰的表達(dá)能力、批判的精神以及運(yùn)用數(shù)學(xué)思考問題、處理問題的意識和習(xí)慣。
著名數(shù)學(xué)家M·克萊因指出:數(shù)學(xué)并不是一系列技巧,這些技巧只不過是它微不足道的方面……技術(shù)是將數(shù)學(xué)的激情、推理美和深刻的內(nèi)涵剝落后的產(chǎn)物[5]。高職數(shù)學(xué)教育應(yīng)在傳授知識、培養(yǎng)能力的過程中,將數(shù)學(xué)的潛在價(jià)值、理性精神和思想方法滲入學(xué)生的頭腦,養(yǎng)成良好的數(shù)學(xué)品質(zhì)、數(shù)學(xué)意識,要堅(jiān)持科學(xué)素養(yǎng)、人文精神、創(chuàng)新能力三者的統(tǒng)一,綜合建構(gòu)數(shù)學(xué)課程的價(jià)值體系。
3.課程要搭建終身學(xué)習(xí)必需的數(shù)學(xué)平臺
現(xiàn)代社會已經(jīng)進(jìn)入到了科學(xué)知識爆炸的時代。據(jù)統(tǒng)計(jì),從1995年開始,每經(jīng)過5年,知識的總量就會增長一倍。麥可思研究院發(fā)布的《2012年中國大學(xué)生就業(yè)報(bào)告》[6]對高職高專畢業(yè)生三年后的專業(yè)對口率調(diào)查結(jié)果顯示,土建大類和公安大類最高,但也有接近20%的學(xué)生學(xué)非所用,最低的專業(yè)大類則超過60%。因此,高等職業(yè)教育要根據(jù)人才需求市場的要求,培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)對知識總量的迅速增長,職業(yè)崗位專業(yè)化和細(xì)分化所必需的終身學(xué)習(xí)能力。
任何一個人都不可能通過一次性學(xué)習(xí)滿足整個職業(yè)生涯的需要,必須不間斷地接受教育和學(xué)習(xí),才能及時地更新知識,保持應(yīng)變能力。為此,國家“十二五”教育規(guī)劃綱要提出“構(gòu)建現(xiàn)代職業(yè)教育體系”的職業(yè)教育改革與發(fā)展目標(biāo)?!督逃筷P(guān)于全面提高高等教育質(zhì)量的若干意見》(教高[2012]4號)指出:通過健全寬進(jìn)嚴(yán)出的繼續(xù)教育學(xué)習(xí)制度,引導(dǎo)高校面向行業(yè)和區(qū)域舉辦高質(zhì)量學(xué)歷和非學(xué)歷繼續(xù)教育;實(shí)施本??评^續(xù)教育質(zhì)量提升計(jì)劃,高校繼續(xù)教育資源開放計(jì)劃;開展高校繼續(xù)教育學(xué)習(xí)成果認(rèn)證、積累和轉(zhuǎn)換試點(diǎn)工作,鼓勵社會成員通過多樣化、個性化方式參與學(xué)習(xí)等措施,推動建立繼續(xù)教育國家制度,搭建終身學(xué)習(xí)“立交橋”。一個涵蓋中等職業(yè)教育、高等職業(yè)教育,以及職業(yè)教育類本科、碩士教育的現(xiàn)代職業(yè)教育體系將逐步形成。無論是站在終身教育,還是現(xiàn)代職教體系的角度來審視,高等職業(yè)教育都只是其中的一個環(huán)節(jié),而不應(yīng)該是教育的終結(jié)。對于高等職業(yè)院校工科專業(yè)的學(xué)生來講,進(jìn)一步接受職業(yè)培訓(xùn),特別是繼續(xù)學(xué)歷教育需要以良好的數(shù)學(xué)知識基礎(chǔ)作為支撐。因此,高等數(shù)學(xué)課程應(yīng)該,也有責(zé)任為學(xué)生終身學(xué)習(xí)搭建必需的數(shù)學(xué)知識基礎(chǔ)平臺。
4.課程要奠定專業(yè)課程學(xué)習(xí)必需、夠用的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)
教育部高教司關(guān)于高職高專學(xué)?!陡叩葦?shù)學(xué)課程教學(xué)基本要求》對課程提出了“以應(yīng)用為目的,以必需、夠用為度”的基本要求。但是要做到“必需、夠用”實(shí)在是一個艱難的選擇。之所以這樣說,有以下幾點(diǎn)原因:一是數(shù)學(xué)本身集科學(xué)、文化、工具、素質(zhì)于一體,很難在其中作出取舍。二是工科專業(yè)后續(xù)課程的學(xué)習(xí)對高等數(shù)學(xué)的要求普遍較高。以陜西能源職業(yè)技術(shù)學(xué)院為例,即使是要求最低的機(jī)電類專業(yè),也要完成一元函數(shù)微積分的教學(xué);而要求最高的地測類專業(yè),除一元函數(shù)微積分外,還涉及微分方程、線性代數(shù)、概率論、數(shù)理統(tǒng)計(jì)的內(nèi)容。三是課時在不斷壓縮。最少的專業(yè)安排一個學(xué)期,每周6學(xué)時;最多的安排兩個學(xué)期,每周4學(xué)時。四是入學(xué)新生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)呈現(xiàn)逐年下降的趨勢。
因此,要做到“必需、夠用”可行的策略是“有所不為,才能有所為”:一是減少繁雜理論推導(dǎo)和嚴(yán)格的數(shù)學(xué)語言定義,弱化運(yùn)算技巧。為此,要敢于打破數(shù)學(xué)固有的嚴(yán)密體系,以新的方式呈現(xiàn)課程內(nèi)容。例如:在“牛頓萊布尼茲公式”一節(jié)的教學(xué)中,我們是否可以直接給出公式,著重介紹公式的產(chǎn)生過程,公式所隱含的化歸思想,公式的重要意義和價(jià)值。然后運(yùn)用公式計(jì)算具體函數(shù)的變上限積分,讓學(xué)生直觀地感受到變上限積分是一個函數(shù),是一個關(guān)于上限的函數(shù),是被積函數(shù)的一個原函數(shù)。這樣的處理使我們有可能在50分鐘的時間內(nèi),完成以前那種不考慮高職學(xué)生知識基礎(chǔ),固守?cái)?shù)學(xué)嚴(yán)密體系,花費(fèi)兩個學(xué)時都很難完成的教學(xué)任務(wù)。這就要求教師要結(jié)合學(xué)生的實(shí)際,將“書面的課程”轉(zhuǎn)化為易于學(xué)生接受的“實(shí)施的課程”。在弱化運(yùn)算技巧的同時,要增加運(yùn)用數(shù)學(xué)軟件進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算的內(nèi)容,將學(xué)生從繁雜的運(yùn)算技巧中解放出來,既更新了課程內(nèi)容,又為數(shù)學(xué)建模競賽作了必要的鋪墊。更為重要的是可以把教與學(xué)的著力點(diǎn)集中于對數(shù)學(xué)的理解、對問題解決方法和策略的學(xué)習(xí)上。二是強(qiáng)化學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)概念、思想、方法分析實(shí)際問題的能力。對重要的數(shù)學(xué)概念、定理、公式,盡量采用圖形、文字、代數(shù)的方式加以呈現(xiàn),同時讓學(xué)生了解它們所包含的數(shù)學(xué)思想方法以及能夠解決的實(shí)際問題,特別是本專業(yè)的實(shí)際問題。從幾何直觀、符號推演、數(shù)值計(jì)算、語言表述等四個不同的角度對數(shù)學(xué)概念、定理、公式加以闡釋,有助于引導(dǎo)學(xué)生主動參與教學(xué)的過程,加深對數(shù)學(xué)知識的理解,提高應(yīng)用能力,優(yōu)化學(xué)習(xí)效果。三是將高等數(shù)學(xué)課程重組為基礎(chǔ)、專業(yè)和選修三個模塊。基礎(chǔ)模塊為全院工科專業(yè)的公共必修課,實(shí)現(xiàn)課程“通識教育”的基本功能;專業(yè)模塊依據(jù)各專業(yè)后續(xù)課程需要組織教學(xué)內(nèi)容,為各專業(yè)的專業(yè)必修課;選修模塊根據(jù)學(xué)生的不同需求及學(xué)習(xí)興趣,以選修課的形式開設(shè),使得每一位學(xué)生學(xué)習(xí)有用的數(shù)學(xué),每一位學(xué)生都能掌握必要的數(shù)學(xué)工具,不同專業(yè)的學(xué)生學(xué)習(xí)不同的數(shù)學(xué)。
高等數(shù)學(xué)課程是高等職業(yè)教育工科專業(yè)必修的一門公共基礎(chǔ)課,也是一門公共文化課。高等數(shù)學(xué)課程要兼顧技術(shù)的數(shù)學(xué)與理性的數(shù)學(xué),以及數(shù)學(xué)的實(shí)用價(jià)值與文化價(jià)值,要著重培養(yǎng)學(xué)生概念性的理解能力和分析問題、解決問題的能力;要讓學(xué)生懂得數(shù)學(xué)的價(jià)值,學(xué)會數(shù)學(xué)交流,理解數(shù)學(xué)思想方法;要以必需、夠用為準(zhǔn)則,重組課程內(nèi)容,保障專業(yè)課程教學(xué)的順利進(jìn)行;要為學(xué)生職業(yè)生涯奠定終身學(xué)習(xí)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ);并在此基礎(chǔ)上注重?cái)?shù)學(xué)理性精神的滲透,熏陶學(xué)生的人格氣質(zhì),幫助學(xué)生樹立科學(xué)的認(rèn)識論、方法論。簡言之,高等職業(yè)教育工科專業(yè)高等數(shù)學(xué)課程要以“數(shù)學(xué)的應(yīng)用”能力的形成為核心目標(biāo),擔(dān)負(fù)起培養(yǎng)高職學(xué)生必備的數(shù)學(xué)科學(xué)素養(yǎng)、人文素養(yǎng),奠定后繼課程夠用的數(shù)學(xué)基礎(chǔ),搭建終身學(xué)習(xí)必需的數(shù)學(xué)平臺的功能與作用。
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