試析TOPCARES CDIO模式下高職“計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)”課程教學(xué)改革

1、試析TOPCARES - CDIO形式下高職“計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)根底課程教學(xué)改革摘要：DI教學(xué)形式是一種倡導(dǎo)“做中學(xué)和“基于工程教育和學(xué)習(xí)的新型教學(xué)形式。本文將我院提出的TPARES-DI理念引入高職“計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)基幢課程的學(xué)習(xí)中，分析了該課程存在的一些問題，探究將TPARES-DI的教學(xué)理念和教學(xué)形式應(yīng)用到該課程的課堂講授、課堂討論和課后作業(yè)中，將以工程為導(dǎo)向、以解決實(shí)際問題為驅(qū)動(dòng)，讓學(xué)生在工程解決中做到“做中學(xué)。關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)根底；DI；TPARES-DI1.概述高職的數(shù)學(xué)課程“計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)基幢是高職理工類專業(yè)的公共根底課程，內(nèi)容包括線性代數(shù)、概率論、離散數(shù)學(xué)等，并以“必須、夠用的原那么對三局部內(nèi)

2、容取舍組合，使其內(nèi)容可以為后續(xù)專業(yè)課程提供必要的數(shù)學(xué)基矗但在該課程教學(xué)理論中存在著諸多的矛盾和問題，TPARES-DI這一全新的教學(xué)理念和教學(xué)形式為我們改造高職數(shù)學(xué)課程，實(shí)現(xiàn)課程教學(xué)目的，提供了理論指導(dǎo)?！肮こ虨閷?dǎo)向和“做中學(xué)教學(xué)形式為解決高職數(shù)學(xué)教學(xué)中的問題提供了一條有效的途徑。2.教學(xué)的現(xiàn)狀分析我院的計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)根底課程經(jīng)過幾年的改革，在教學(xué)內(nèi)容和形式上都獲得了一定的成績，逐步形成了合適IT類專業(yè)的教學(xué)內(nèi)容，構(gòu)建了合適高職學(xué)生特點(diǎn)的教學(xué)形式和方法。這些改革都是在傳統(tǒng)高職教育形式下的改革理論，相對于學(xué)院最新提出的TPARES-DI教學(xué)理念，還存在著以下缺乏：1教學(xué)方式相對單一，授課雖然強(qiáng)調(diào)知識

3、的應(yīng)用，但大局部還以講授理論知識為主，學(xué)生接觸的實(shí)際問題較少。2高等教育已從精英教育逐漸成為群眾教育，高職學(xué)生的數(shù)學(xué)根底參差不齊，這對老師特別是數(shù)學(xué)老師的教學(xué)造成很大的困難，老師的教學(xué)觀念和教學(xué)形式?jīng)]有真正轉(zhuǎn)變到“群眾教育的現(xiàn)實(shí)中來。3數(shù)學(xué)課程所學(xué)知識應(yīng)用不明顯，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性普遍不高。4沒有從根本上走出老師難教、學(xué)生難學(xué)、學(xué)了也沒用的怪圈。3.TPARES-DI形式下的計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)根底的教學(xué)改革3.1TPARES-DI根本思想DI本來是工程教育領(lǐng)域內(nèi)的一個(gè)概念，它是構(gòu)思(nEive)、設(shè)計(jì)(Design)、實(shí)現(xiàn)(Ipleent)、運(yùn)作(perate)的集合體，是2001年由瑞典查爾姆斯技術(shù)學(xué)

4、院、瑞典林克平大學(xué)、美國麻省理工學(xué)院、瑞典皇家技術(shù)學(xué)院合作開發(fā)的一個(gè)新型工程教育平臺。它以工程工程(包括產(chǎn)品、消費(fèi)流程和系統(tǒng))從研發(fā)到運(yùn)行的生命周期為整體，讓學(xué)生主動(dòng)地參與到理論到理論的轉(zhuǎn)化過程中來，是一種倡導(dǎo)“做中學(xué)和“基于工程的教育和學(xué)習(xí)的新型教學(xué)形式。DI既注重抽象理論知識的“教和“學(xué)，又強(qiáng)調(diào)了教學(xué)過程中“做的重要意義；既增強(qiáng)了學(xué)生的動(dòng)手才能，又培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識、工程設(shè)計(jì)的才能和團(tuán)隊(duì)協(xié)作的精神。大連東軟信息學(xué)院將DI理念結(jié)合自己的教學(xué)實(shí)際，提出了TPARES-DI，Tehnialknledgeandreasning技術(shù)知識與推理、penindandinnvatin開放式創(chuàng)新、Pers

5、nalandprfessinalskills個(gè)人才能與職業(yè)才能、uniatinandteark團(tuán)隊(duì)工作與交流、Attitude態(tài)度、Respnsibility責(zé)任感、Ethialvalue職業(yè)道德、Sialntributinbyappliatinpratie應(yīng)用知識為社會做奉獻(xiàn)。TPARES-DI的8個(gè)方面繼承了DI的精華，結(jié)合了我院實(shí)際情況，是先進(jìn)教學(xué)理念與東軟實(shí)際有機(jī)結(jié)合的創(chuàng)舉，是培養(yǎng)應(yīng)用型人才的領(lǐng)先教育形式。3.2基于TPARES-DI形式的課程教學(xué)改革“計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)基幢課程是高職理工類專業(yè)的公共根底課，在學(xué)院TPARE-DI教學(xué)改革的背景下，我們課程組也將用TPARE-DI教育理念和形式

6、改造該課程，探究設(shè)計(jì)全新的課程教學(xué)形式。3.2.1以問題為驅(qū)動(dòng)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣傳統(tǒng)“計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)基幢教學(xué)主要以理論知識為主，學(xué)生理解起來比擬抽象，學(xué)習(xí)比擬枯燥乏味。為了激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情，培養(yǎng)學(xué)生“分析問題、解決問題的才能，我們在教學(xué)過程中采用問題為驅(qū)動(dòng)教學(xué)法，在知識點(diǎn)的講授過程中采用“提出問題、分析問題和解決問題的形式，引導(dǎo)學(xué)生由生動(dòng)的實(shí)例過渡到相關(guān)的理論知識上。例如，在引入矩陣概念時(shí)，采用問題“有6名選手參加乒乓球比賽，成績?nèi)缦拢哼x手1勝選手2,4,5,6負(fù)于3；選手2勝4,5,6負(fù)于1,3；選手3勝1,2,4負(fù)于5,6；選手4勝5,6負(fù)于1,2,3；選手5勝3,6負(fù)于1,2,4；假

7、設(shè)勝一場得1分，負(fù)一場得0分，如何用有效的方法表示選手輸贏狀況，并排知名次。對于此問題，大局部學(xué)生都會想到用表格的方法解決，進(jìn)而引出矩陣概念。又如，在講授古典概型的時(shí)候，可以提問“你覺得買彩票公平嗎？是不是先買中獎(jiǎng)的時(shí)機(jī)就大呢？以此激發(fā)學(xué)生對知識的興趣，繼而對問題進(jìn)展分析簡化為“5個(gè)人抽取5個(gè)簽其中有兩個(gè)獎(jiǎng)。然后通過計(jì)算得到結(jié)論“每個(gè)人抽中獎(jiǎng)簽的時(shí)機(jī)是一樣的。通過這種方式調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性，學(xué)生積極考慮，課堂氣氛活潑。這種方法不但給學(xué)生提供了充分的考慮，質(zhì)疑探究和創(chuàng)新的空間，而且學(xué)生邊學(xué)邊做，會對所學(xué)的知識理解得更加深化。3.2.2以應(yīng)用為目的，應(yīng)用知識解決實(shí)際問題高職數(shù)學(xué)的教學(xué)遵循“實(shí)用、夠用

8、的原那么，我們的教學(xué)相比以前更加重視知識的實(shí)用性，注重從實(shí)用性激發(fā)學(xué)生的興趣，消除學(xué)生學(xué)習(xí)?計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)基捶無用的顧慮。數(shù)學(xué)課程本身內(nèi)容理論性強(qiáng)，學(xué)生不清楚學(xué)有何用，學(xué)習(xí)興趣不高。在教學(xué)過程中，結(jié)合應(yīng)用實(shí)例可大大激發(fā)學(xué)生的興趣，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。在離散數(shù)學(xué)中的邏輯聯(lián)結(jié)詞廣泛用于大量信息檢索中，如網(wǎng)頁檢索。由于這些檢索應(yīng)用命題邏輯技術(shù)，所以稱為“布爾檢索。在布爾檢索中，聯(lián)結(jié)詞AND對應(yīng)于命題邏輯中的合取聯(lián)結(jié)詞“用于匹配包含兩個(gè)檢索項(xiàng)的記錄，聯(lián)結(jié)詞R對應(yīng)于命題邏輯中析取聯(lián)結(jié)詞“用于匹配兩個(gè)檢索項(xiàng)之一或同時(shí)匹配兩個(gè)檢索項(xiàng)的記錄。當(dāng)使用布爾檢索檢索信息時(shí)，常需要細(xì)心安排邏輯聯(lián)結(jié)詞，從而快速檢索到有價(jià)

9、值的信息。大局部網(wǎng)上檢索引擎均支持布爾檢索。例如，在百度中文搜索引擎中，要找出所有理工學(xué)院的網(wǎng)頁，我們可以檢索與“理工AND學(xué)院匹配的網(wǎng)頁，檢索結(jié)果將是同時(shí)包含“理工和“學(xué)院兩個(gè)詞的網(wǎng)頁，絕大局部網(wǎng)頁都是各個(gè)理工學(xué)院相關(guān)網(wǎng)頁。又如，要找出要找出各理工學(xué)院或者信息學(xué)院的網(wǎng)頁，我們可以檢索與“理工R信息AND學(xué)院匹配的網(wǎng)頁這里聯(lián)結(jié)詞AND優(yōu)先于R，這一檢索結(jié)果將給出包含“理工和“學(xué)院兩詞的網(wǎng)頁，還有包含“理工和“學(xué)院兩詞的網(wǎng)頁以及包含“理工、“大學(xué)和“學(xué)院三詞的網(wǎng)頁。通過實(shí)際應(yīng)用例子既形象又直觀，使學(xué)生認(rèn)識到數(shù)理邏輯在計(jì)算機(jī)應(yīng)用中的作用，從而進(jìn)步學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識去解釋和解決實(shí)際問題的才能。中國論文

10、聯(lián)盟.Ll.3.2.3以工程為導(dǎo)向，為課程設(shè)計(jì)實(shí)際問題工程“做中學(xué)和“基于工程教育和學(xué)習(xí)是TPARES-DI教育形式的特色。因此，為了培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識分析、解決實(shí)際問題的才能，我們在教學(xué)中采用以實(shí)際問題工程為導(dǎo)向的教學(xué)。基于工程教學(xué)，是師生通過共同完成一個(gè)完好的實(shí)際問題工程而進(jìn)展的教學(xué)活動(dòng)，它將學(xué)生融入到有實(shí)際意義的工程完成過程之中，通過“分析問題、模型假設(shè)、建立模型和求解模型完成工程，從而到達(dá)培養(yǎng)學(xué)生分析問題、建立數(shù)學(xué)模型的才能，加深學(xué)生對抽象概念及相關(guān)理論的理解，從而增強(qiáng)教學(xué)效果，實(shí)現(xiàn)科學(xué)性、實(shí)用性、興趣性的有機(jī)統(tǒng)一。對于有些較大工程采用分組協(xié)作的方式完成，這也同時(shí)鍛煉和培養(yǎng)了學(xué)生

11、的團(tuán)隊(duì)工作才能。例如，在線性代數(shù)局部的線性方程組內(nèi)容中可以設(shè)置以下工程：某種動(dòng)物飼料添加劑由四種原料A、B、D混合而成。這種添加劑現(xiàn)有兩種規(guī)格，這兩種規(guī)格的添加劑中，四種原料的比例分別為2:3:1:1和1:2:1:2，如今需要四種原料的比例為4:7:3:5的第三種規(guī)格的添加劑。問：第三種規(guī)格的添加劑能否由前兩種規(guī)格的添加劑按一定比例配制而成？模型假設(shè)：假設(shè)四種原料的比例是按重量計(jì)算的，前兩種規(guī)格的添加劑分裝成袋，比方說第一種規(guī)格的添加劑每袋凈重7公斤(其中A、B、D四種原料分別為2公斤，3公斤，1公斤，1公斤)，第二種規(guī)格的添加劑每袋凈重6公斤(其中A、B、D四種原料分別為1公斤，2公斤，1公

12、斤，2公斤)。模型建立：根據(jù)數(shù)據(jù)和上述假設(shè)，可以進(jìn)一步假設(shè)將袋第一種規(guī)格的添加劑與袋第二種規(guī)格的添加劑混合在一起，得到的混合物中A、B、D四種原料分別為4公斤，7公斤，3公斤，5公斤，那么有以下線性方程組：模型求解：上述線性方程組的增廣矩陣可見又因?yàn)榈谝环N規(guī)格的添加劑每袋凈重7公斤，第二種規(guī)格的添加劑凈重6公斤，所以第三種規(guī)格的添加劑能由前兩種規(guī)格的添加劑按7:12的比例配置而成。模型分析：假設(shè)四種原料的比例是按體積計(jì)算的，那么還要考慮混合前后體積的關(guān)系(未必是簡單的疊加)，因此最好還是先根據(jù)詳細(xì)情況將體積比轉(zhuǎn)換為重量比，然后再按上述方法處理。在線性方程組內(nèi)容中還可設(shè)置工程“通過實(shí)際調(diào)查，建立

13、某街區(qū)縱橫交織道路的交通流模型；在概率論局部的古典概型內(nèi)容中，可設(shè)置工程“分析中國福利彩票中雙色球的中獎(jiǎng)概率等。4.完畢語用DI改造高職“計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)基幢課程，對課程進(jìn)展一體化設(shè)計(jì)，目的是培養(yǎng)才能、方法是“做中學(xué)、形式是“以工程為導(dǎo)向。在“計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)基幢課程中以問題為驅(qū)動(dòng)，注重知識的應(yīng)用，在教學(xué)中引入實(shí)際問題工程的教學(xué)形式，對應(yīng)于TPARES-DI可以培養(yǎng)學(xué)生以下才能：第1方面中的“對本學(xué)科知識的應(yīng)用才能；第2方面中的“全方位思維、“分析問題和“創(chuàng)造性思維才能；第3方面中的“建立假設(shè)、“查閱資料和“信息處理與加工才能；第4方面中的“書面交流和“團(tuán)隊(duì)工作才能；第5方面中的“學(xué)習(xí)態(tài)度與習(xí)慣和“實(shí)事求是；第8方面中的關(guān)于“對實(shí)際問題進(jìn)展數(shù)學(xué)建模才能等。教學(xué)過程中，強(qiáng)調(diào)在“做中學(xué)，使學(xué)生深化體驗(yàn)知識的形成和建構(gòu)過程，在培養(yǎng)邏輯思維才能的同時(shí)，培養(yǎng)了學(xué)生形象思維等非邏輯思維，增強(qiáng)了學(xué)生將知識向工作生活遷移的可能性。用DI改造高職“計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)基幢課程，不是一蹴而就的，是一個(gè)長期改良，不斷完善的過程，我們一定在推進(jìn)過程中，不斷積累經(jīng)歷、克制缺乏，把高職“計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)基幢課程的教學(xué)程度推向一個(gè)新的高度。參考文獻(xiàn)1查建中.論“做中學(xué)戰(zhàn)略下的DI形式.高等工程教育研究J,20