基于學生核心素養(yǎng)提升的高等數(shù)學信息化教材開發(fā)研究

1、 基于學生核心素養(yǎng)提升的高等數(shù)學信息化教材開發(fā)研究 孫少平 羅慶麗 張娟摘 要：高職院校的高等數(shù)學課程是機電一體化技術專業(yè)必修的核心素養(yǎng)提升領域課程之一，為提升工作崗位核心能力和適應新世紀對人才素質全面發(fā)展的要求，本文闡述了信息化教材開發(fā)的設計理念，并針對機電一體化技術專業(yè)的課程改革現(xiàn)狀，從高等數(shù)學信息化教材設計研究方面提出了一些可行性策略。Key：核心素養(yǎng) 高等數(shù)學 信息化教材開發(fā)課 題：本文系2018年度山東勞動職業(yè)技術學院人文社科類立項課題基于學生核心素養(yǎng)提升的高等數(shù)學課程設計與信息化教材開發(fā)研究（編號：2018RW02，主持人：孫少平）的階段性研究成果。一、調查高職機電一體化技術專業(yè)教

2、學現(xiàn)狀，形成調研報告本課題組設計了高職高等數(shù)學教學調研問卷（數(shù)學課教師）高職高等數(shù)學教學調研問卷（在校學生）高職高等數(shù)學教學調研問卷（專業(yè)課教師）3調查問卷，通過對回收到的860余份調查問卷的分析研究，基本掌握了高職機電一體化技術專業(yè)的高等數(shù)學課堂教學現(xiàn)狀，特別是對信息化的課程開發(fā)與教學設計進行了深入研究。在調研過程中，通過統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)高等數(shù)學課程的開設學時、教學內容、教學模式（方法）、教材選編等方面存在不合理。由于學時的限制，高職高等數(shù)學知識點的深度和廣度還不夠，無法學以致用。高職數(shù)學教師對機電一體化技術專業(yè)的了解情況不容樂觀，該專業(yè)學生普遍反映所學的數(shù)學知識太難，學習數(shù)學自信心不強?；谡{

3、查研究和分析，針對高職數(shù)學教學在教學標準、課程設置、教學內容、教學方法以及教材選編等方面需要改進的地方，結合在實踐中的經(jīng)驗，我們制定了科學的研究思路和目標，研究制定高職高等數(shù)學課程標準。課程標準的界定是在相關的課程采取信息化的設計，與信息化開發(fā)過程中課程自身需要達到的具體規(guī)范和要求。課程標準的確立有助于建立課程與學科教育目的之間的銜接，更有助于課程內容的模塊化選擇和分層化組織，并可以作為課程具體化實施的依據(jù)和進行課程詳細評價的準則，是課程及其教學的核心和關鍵。根據(jù)專業(yè)確定教學內容，在高職院校，高等數(shù)學作為一門基礎學科，重在為專業(yè)課服務，需要根據(jù)機電一體化技術專業(yè)的需求設置教學模塊，根據(jù)生源狀況

4、確定教學模式（方法）。根據(jù)學生自身存在的差異性，在遵循學生認知發(fā)展規(guī)律和教學規(guī)律的基礎上，依據(jù)課程標準的要求，針對不同層次的學生因材施教，讓學生在數(shù)學學習上都能有所提高。根據(jù)學期確定考核評價機制。學期考核評價機制對于高等數(shù)學的教與學有著明確的導向作用，目的是為了考察教學結果的詳細完成情況，更重要的是能夠準確地、及時地向師生反饋詳細的信息，更有效地促進教學相長，提高教師的教學成效，提升學生的學習效率，激發(fā)學生的學習熱情，促進學生的持續(xù)性發(fā)展。例如，按百分制計算最終成績，學生最終成績=平時成績40%+期末卷面成績60%。其中，期末考試采用限時閉卷筆試形式，命題依據(jù)高職數(shù)學課程標準所提出的教學內容和

5、教學要求，試題題型包括填空題、選擇題、計算題、證明題、應用題，具體參照學院有關理論課筆試考試的有關規(guī)定執(zhí)行。在期末考試部分試題中設置二選一題目，難度大者分值較高，可以讓學生根據(jù)自己的學習情況，選擇其中一題作答（超過100分按100分計算）。這樣，可以讓不同層次的學生都嘗到成功的喜悅，激發(fā)學習興趣。高職高等數(shù)學教材選編。結合教學需要優(yōu)先選用國家級獲獎教材或高質量的國家級規(guī)劃教材。以課程標準為基本依據(jù)編選教材，鼓勵教師結合教學改革，編寫補充教材，提高所選教材的適用性，教師可以依據(jù)本課程標準結合專業(yè)人才培養(yǎng)目標以及后續(xù)各專業(yè)課的需求對現(xiàn)有教材進行二次信息化開發(fā)設計，要注意以下原則。一是內容結構的建立

6、要合理化，構建整合項目導向式實用型內容模塊。二是教學素材的選擇要典型化，體現(xiàn)出典型性、容易接受性、專業(yè)性、應用性。三是知識的發(fā)展過程要可視化，教材模塊知識的呈現(xiàn)，從實例考察出發(fā)，需要創(chuàng)設情景，展現(xiàn)數(shù)學知識的發(fā)生、發(fā)展過程，使學生在使用教材時，先發(fā)現(xiàn)、提出問題，再分析、解決問題，全身心地經(jīng)歷創(chuàng)新的創(chuàng)造過程。四是符合培養(yǎng)目標，高職教育的培養(yǎng)目標是：培養(yǎng)適應一線需求的高技術和高技能人才，應堅持“以培養(yǎng)素質為目標，以應用為重點，以能力培養(yǎng)為主線”的基本原則。五是積極運用現(xiàn)代信息技術，實施信息化教學，逐步推進教學環(huán)境的生態(tài)化、智能化、網(wǎng)絡化，教學內容的數(shù)字化，教學方法的現(xiàn)代化;將復雜的數(shù)學理論用數(shù)學軟件

7、編程設計交互動畫，讓學生直觀理解;將繁冗的數(shù)學推導和計算公式，讓學生借助數(shù)學軟件進行解決，因材施教，徹底地將高職學生從學習數(shù)學理論的困境中解放出來，贏得更多的時間和精力訓練職業(yè)技能;注意開發(fā)多媒體教材、網(wǎng)絡教材、微課程等信息化教學資源，實現(xiàn)教材的立體化，提供給學生混合式的自主學習、積極探索開放式教學平臺，提升學生的個性化發(fā)展，提高教學效率。二、基于學生專業(yè)核心素養(yǎng)提升的課程改革高等職業(yè)教育主要是采用以能力培養(yǎng)為核心的教學模式，高職教育教學改革之路主要就是提升學生專業(yè)核心素養(yǎng)，利用現(xiàn)代實用生產(chǎn)技術，適應經(jīng)濟建設發(fā)展需求，培養(yǎng)生產(chǎn)第一線需要的高技能人才。筆者學院按照職業(yè)成長規(guī)律與認知規(guī)律，以服務“

8、山東新舊動能轉換綜合試驗區(qū)建設”為宗旨，與日立電梯山東分公司、濟南機床二廠集團有限公司、濟南西門子變壓器有限公司、山東開泰集團有限公司、山東齊魯電機制造有限公司等大型企業(yè)合作，將機電一體化技術專業(yè)建成機電設備高技能人才培養(yǎng)基地。機電一體化技術專業(yè)以崗位分析為依據(jù)，形成核心素養(yǎng)能力循序漸進的工學交替人才培養(yǎng)模式。按照筆者學院“三六一”信息化課程操作方案，包括三個實施階段：制定人才培養(yǎng)方案、課程開發(fā)與實施、評價與反饋;六個過程步驟：明確典型工作任務、歸納行動領域、轉換學習領域、教學情境設計、行動導向教學實施、教學評價與反饋;一個后勤保障：組織機構、機制保障、校企合作、教學團隊、教學環(huán)境、教學資源庫

9、、教育科研等資源建設。構建了基于工作過程系統(tǒng)化課程體系，開發(fā)了多門學習領域課程，為打造資訊、決策、計劃、實施、檢查、評價這一完整的思維訓練過程，成立了企業(yè)與學院共同組成的多門課程開發(fā)建設團隊，編著活頁教學材料，編寫的信息單內容大都以該情境中完成工作過程的經(jīng)驗性、過程性知識為主，以陳述性知識為輔，從而使得學生的工作經(jīng)驗慢慢地積累提高，學生的綜合職業(yè)能力（即專業(yè)能力、方法能力和社會能力）得到提升。機電一體化技術專業(yè)課程改革的突出特點是實現(xiàn)了三個“三”。即企業(yè)為學校實現(xiàn)了三提供：一是企業(yè)提供一線英才參與課程開發(fā);二是企業(yè)提供真實生產(chǎn)性產(chǎn)品與任務;三是企業(yè)提供典型任務學習情境案例。實現(xiàn)了三結合：一是實

10、際崗位素質要求結合基本素質學習領域;二是實際崗位典型工作任務結合本專業(yè)學習領域;三是實際生產(chǎn)工作過程結合課堂上的學習情境。實現(xiàn)了三突破：一是課程體系建立了以產(chǎn)品制作、故障排除等典型工作任務為載體的工作過程系統(tǒng)化課程新體系;二是基礎課改革開發(fā)的基本素質學習情境，與專業(yè)崗位要求及專業(yè)學習相適應，教學相長立竿見影;三是教材模式新突破開發(fā)了以任務單、資訊單、信息單等13張單子構成的新型活頁教材。三、高等數(shù)學信息化教材的設計研究高等數(shù)學課程是機電一體化技術專業(yè)人才培養(yǎng)框架教學計劃中必修的基本素質學習領域課程之一，它定位于課程內容體系結構化、與專業(yè)課程改革緊密結合、采取實踐性教學設計，對培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思

11、維能力、空間想象能力、邏輯推理能力、數(shù)學思維能力和自主學習能力，以及熟練地綜合運用所學數(shù)學知識分析問題和解決問題的能力，還有專業(yè)后續(xù)課程的學習提供保障。為適應崗位需求和新世紀對人才素質全面發(fā)展的要求，我們在信息化教材編寫中做了一些探索與創(chuàng)新，貫徹了以下幾點想法：不片面追求理論的系統(tǒng)性和完整性，在基本理論和聯(lián)系實際的內容取舍上，均以“必需、夠用”為度，突出數(shù)學思想和方法的引導，增強分析、解決實際問題的能力;強調理論聯(lián)系實際，增強應用性，讓學生意識到“數(shù)學就在身邊”;力圖做到語言流暢、簡練、便于學生在做中學。高等數(shù)學信息化教材設計參考學時為60學時（第一學期），設置五個學習情境：第一單元刀具的角度

12、計算（三角函數(shù)），第二單元電工向量的計算（向量計算），第三單元電流變化率與誤差計算（導數(shù)和微分），第四單元電路物理量的計算（積分及微分方程），第五單元最優(yōu)化問題數(shù)模模型構建（數(shù)學建模）。通過五個單元遞進式學習情境的學習，使學生具備從事機電一體化技術工作所需的數(shù)學知識、數(shù)學能力和數(shù)學素質，提升綜合職業(yè)核心素養(yǎng)，提高學生的自主學習能力，這樣便于采用引導教學法組織教學，每個學習情境都包含有任務單、資訊單、案例單、信息單、反饋單等教學材料元素。本課題的研究成果，可以促進高職高等數(shù)學課堂教學的改革，切實提高學生的數(shù)學素養(yǎng)和學習質量，提升課堂教學質量，提高網(wǎng)絡教育資源的利用效率。本課題組教師輔導學生參加全國大學生數(shù)學建模競賽和山東省大學生數(shù)學競賽，取得了三項全國一等獎、三項全國二等獎、八項山東省特等獎以及多項省級