数控专业背景下的中职数学教学探索

1数控专业背景下的中职数学教学探索浙江台州市椒江区职业中等专业学校(318000)陈海丽【摘要】在中职文化课教学改革中，文化课与专业课有机结合是一个重要方向。数控专业的学习对学生的数学基础及数学应用能力有较高的要求。要提高学生学习数学的动力，最有效的方式是让数学知识与数控专业知识有机结合。通过创设专业情境、工作项目以及专业案例教学，使数学知识在数控专业中学以致用，以激发学生学习数学的兴趣，从而达到数学知识与数控专业知识学习的双赢局面。【关键词】中职数学课数控专业有机结合中职学校生源质量较差，因此他们的文化基础也较差，尤其是数学基础。但是数学是职业学校一门重要的基础课，特别对数控专业的学生而言，数学基础的好坏决定着以后专业知识技能学习的优劣。在实际教学中，数学课的教学与专业教学严重脱节，缺乏学以致用的目的，教师在教学中传授的往往只是教材中的知识，思考较多的是“教什么”和“怎样教”，想的较少的是“为什么而教”。其次，学生轻文化重专业的思想思想严重，很多学生认为2来中等职业学校就是为了学习技术，为以后就业做准备。因此，他们比较重视专业课的学习，而忽视文化课的学习。等到专业学习中需要用到某一部分数学知识时，已悔之晚矣。可以说，中职数学没有发挥其专业功用。那能否以专业课知识为背景来改进数学课教学，提高学生学习数学的动力，能否通过提高学生的数学应用能力来促进专业课教学。这些问题就成了我们思考的方向。一、创设专业情境“专业情境”是指与学生所学习的内容相关联的、包含专业化的数学问题事件。创设专业情境的目的是为了帮助学生更有效地学习数学知识。另一方面，专业情境的本质是生动的专业应用事件，其中包含与数学内容相应的、具有内在应用联系的问题。或者说，专业情境的创设既是与学生紧密相连的专业应用事件，同时又是数学化的问题。【案例一】：空间上点的坐标3传统教学：如图1所示，在建立了空间直角坐标系之后，空间任意一点P的坐标就可以确定了，具体教学如下：过点P分别作三个与坐标轴垂直的平面，它们和坐标轴Ox、Oy、Oz依次相交三点，这三点在相应坐标轴上的坐标依次为x、y、z，于是对于点P就确定了三个有顺序实数x、y、z，叫做点P的坐标，记为点P（x，y，z）。评析：以上案例的传统教学中，学生只掌握空间坐标这个知识点，但是并不知道有什么用？即不知道为什么要学？而且学生也无法与以后的专业学习联系上，课堂上容易出现学生学习无趣现象。教师考虑学生对专业学习的心理，又要满足学生的专业需求，于是创设了如下“数控编程中刀具的坐标定位”的专业情境。4专业情境：数控编程中刀具的坐标定位G92XY_Z__评析：从课堂氛围看，学生对于“刀具定位”这个专业情境比较感兴趣，它即符合学生的学习心理，又与所学专业相吻合。在这样的情境下，学生有了学习的目的和欲望，这才是有意义的学习。情境认知理论认为知识是具有情境性的，学习只有被放在运用该知识的情境中时，有意义的学习才有可能发生。【案例二】：数控应用数学的导入专业情境：数控编程步骤数控编程可以分为五步：第一步确立直角坐标系；第二步主要是根据零件图给出的形状、公差、尺寸等通过数学方法来解得各节点的坐标值；第三步把各节点的坐标值按数控编程指令格式进行编5程；第四步各程序段组成一个完整的程序；第五步把完整的程序输入到机床上进行实际工件加工。在这五个步骤中第二步非常关键，涉及到数学相关知识。将主要阐述数控编程中节点、基点等是用什么数学方法进行计算的。如图3所示，求A、B、C、D的坐标值。[解法一]利用直角三角形几何条件求解。[解法二]利用直角三角形函数计算[解法三]解算直线方程与圆方程联立方程组评析：基于学生重专业课的心理，当教师在数学课中将专业情境呈现在学生面前时，学生一下子就被吸引住了，他们也明白了数学对专业学习有多大的作用。于是，在老师的引导下，以积极的心态进入数学知识点的学习。在以往去情境化的教学6中，课堂大都是讲解数学知识到数学结论的过程，学生直接接触现成的数学结论，教师直接把结果呈现在学生面前。由于不知道知识是为了解决什么问题，学生学习数学的兴趣低下。而创设专业情境能够让学生明白数学知识在专业技能中的应用，从而引起学生强烈的探索和求知欲望。二、专业案例的运用根据数控专业属性和学生发展需要，多途径多角度地找出隐藏在专业学科中的数学知识元素，把简单化的数学知识转化成实际专业应用案例。【案例三】：勾股定理传统教学：在Rt△ABC中，∠C＝90°，已知c＝17，b＝15，求a；在此节教学中，如果用一个专业案例引入勾股定理的学习主题，学生在专业案例的“诱惑”下，水到渠成的进入勾股定理的学习中，直至解决这个案例。专业案例：如图4所示零件，求R40圆弧圆心7坐标。图4求圆弧圆心坐标求BC长度求O1B长度（利用勾股定理）【案例四】：直线与圆的切点计算传统教学：已知圆方程(x-1)2+(y-3)2=5,过A(4，2)作圆的切线，如图5所示，求切线及切点。求直线与圆的交点中，教师设计了一个零件加工中直线与圆弧相切的点坐标的计算。巧妙地把数学和数控专业知识结合在一起。专业应用案例：加工如图6所示零件，加工圆XZO018弧AB及直线AM，需要求出A点的坐标。课堂步骤：机械零件图数学建模（图7所示）合理建系列方程组解出交点评析：通过专业案例，引导学生还原专业应用中的数学面目，解决专业问题。从而使数学课程的内容与学生的专业联系起来，使学生学会以专业的角度看数学。数控班的学生王某学后感慨：“原来数控里面有这么多数学知识，没有数学就没有数控的专业学习。”只有认识到数学对专业学习的重要性，学生才能重视数学学习，才会发自内心地学习新知识新技能。三、开发专业教学项目以往的职教数学课，采用的是学科系统教学方式，这种方式虽便于教学，有利于学生掌握系统的9理论知识，但过分强调知识结构的系统性、完整性，忽视知识在实践中的应用，理论教学脱离职业岗位的实际。中职校的学生大多文化基础差，对数学更是不感兴趣，按照学科教学方式培养职校学生，势必让学生产生厌学情绪。而项目教学法是指将要传授的知识、技能和行为方式，利用一个有职业导向的项目作为载体进行教学活动的方法。通过一个个专业应用项目，解除学生“数学无用论”的想法，从而引发学生学习数学的兴趣，提高学生学习积极性，优化数学教学效果。【案例五】：各种坐标表达方法的教学传统教学：绝对直角坐标法、相对直角坐标法、绝对极坐标法和相对极坐标法的表示方法讲解，举例。专业项目：用CAD软件绘制如图8所示零件图纸10（1）提出项目：计算机绘制的零件图纸目的：中职学生的专业意识比较强，用专业的项目的提出，必然吸引他们的学习注意力。（2）分析项目：把项目转化成具体的数学知识点——不同坐标的表示和计算方法通过计算机绘图软件的简单介绍，引出绘图的关键是图形中点位置的确定，从而转化为坐标计算的数学知识点——绝对直角坐标法、相对直角坐标法、绝对极坐标法和相对极坐标法。目的：挖掘专业项目中的数学因子，找出专业任务中的数学知识元素。让学生真正运用数学基础知识，真正体验到数学知识就存在于他们的身边，存在于他们的专业中。（3）解决项目：通过已学的数学知识，在机械软件中尝试绘制零件图。目的：运用数学知识，解决专业项目，让学生明白数学对专业学习的重要性，更能激发学生学习数学的兴趣，达到学以致用的目的。11（4）拓展项目：解决更高层次的专业项目，如图9所示。目的：在学习相关数学知识点和最初项目的解决的基础上，让学生接触更多、更高层次的项目，以用促学，不仅使学生感受数学知识的重要性，更能体验数学应用的乐趣。评析：整堂课中，学生围绕工作项目，在教师的指引下，学习并运用数学知识，兴趣盎然的逐步完成工作项目，以探索的心态完成更高层次的专业项目。在学习、探索中，数学教学成为一座与专业职业技能培养相通的“立交桥”，改变中职学生心目中数学课毫无运用价值这一观念，让他们切实体会到数学是与专业学习息息相关的，是有利于未来职业生涯发展的课程。四、传统数学教学与专业背景下教学的区别传统数学的教学专业背景下的教学12核心教什么？怎么教？为什么要教？怎么教？做法1.教师一般以考试作为教学目标，在教学中传授的往往只是教材中的知识，缺乏与专业课结合的教学理念。2.对所学数学知识不知道要用在哪里，学的知识与专业要求有何关系。1.深入专业调查，了解数控专业所需的数学知识点。2.提炼一些专业应用情境、案例和项目，数学知识与专业有机结合。结果学生难学，教师难教。1.学生通过专业背景下的数学学习，获得必要的数学基础知识和应用能力。2.感受数学在数控专业中的应用，提高学生学习数学的动力。数控专业背景下中职数学教学的关键在于“为什么教”，两者结合的核心是，是否有利于学生更好的学和教师更好的教。五、数控专业背景下中职数学教学的策略1、深入专业是前提知识结构单一的中职数学教师，会不适应专业13背景下中职数学课的教学工作。要使中职数学与数控专业有机结合，数学教师不仅要充分了解大纲、吃透教材，还要适当深入专业进行专业调查。通过专业调查，了解数控专业所需的数学知识，了解每个知识点什么时候需要，需要到什么程度。只有这样，教师才能做到根据专业需要，积极地学习数控相关理论知识，并和专业教师进行沟通，熟知数控专业对数学知识和数学能力的需要，及时调整教学内容和教学重点，重新构建以数控专业需要为主的新的数学教学体系，充分体现数学的工具性功能，促使数学教学与数控专业学习更好的结合。2、按需结合是根本中职数学教学内容的选择,长期局限在教材范围内,“以教材为本”变成了“教材唯一”,教材以外的、特别是寄寓在专业教学之中的数学资源没有得到应有的挖掘。作为专业背景下的中职数学教学,要积极主动地向专业课程的教学延伸、渗透。有计划的对原数学教学内容的改造、扩充、加深,拾遗补缺专业教学中需要的数学知识,让原本零碎的夹杂在专业课中学的数学知识,归顺到数学教学的14体系中,有利学生形成合理的知识链。拓宽或加深相应的数学知识,当然不是为了专业上一个知识点,包罗万象式地去介绍其相关知识的全部完整内容,而是根据数学教学的实情,适度结合专业的需要。3、教学方法是保障在数学教学课堂上，教师往往是一味的口头式、理论式的强调数学的重要性和存在，但事实上，教师在课堂教学中并没有让学生真正的“听到”、“看到”、“用到”数学知识，没有让学生真正体验到它就存在于他们的身边，存在于他们的专业中。因此，数学课教学应以符合职业生涯的发展为中心，从适应学生专业学习要求出发，创设专业背景，讲究数学与数控专业结合的方法。从适应性方面要充分考虑学生原有知识基础，降低知识理论难度，强化技能培养；从提高数学课学习兴趣方面，突出知识应用的教学，通过创设专业情境，工作项目和专业案例教学，达到数学知识的学以致用，学生只有感受到数学能够应用到专业以及实际中去，才能获得学习的动力。[本文发表在《数控专业背景下的中职数学教学探索》《中国职业技术教育》2011（20）上]15******************数控专业背景下的中职数学教学探索一、创设专业情境【案例一】空间上点的坐标【案例二】数控应用数学的导入二、专业案例的运用【案例三】勾股定理【案例四】直线与圆的切点计算三、开发专业教学项目【案例五】各种坐标表达方法的教学四、传统数学教学与专业背景下教学的区别传统数学的教学专业背景下的教学核心做法结果五、数控专业背景下中职数学教学的策略1、深入专业是前提2、按需结合是根本3、教学方法是保障