高等數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式與方法研究

張真子

（黑龍江民族職業(yè)學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150066）

高等數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式與方法研究

張真子

（黑龍江民族職業(yè)學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150066）

在高校數(shù)學(xué)教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是其中的重要組成部分。文章從高校數(shù)學(xué)教學(xué)教學(xué)出發(fā)，論述高校引入數(shù)學(xué)教學(xué)的必要性和基本條件，繼而探討了高校數(shù)學(xué)教學(xué)引入數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的具體措施和方法，希望能為今后高校數(shù)學(xué)教學(xué)工作提供參考。

高校數(shù)學(xué)教學(xué)；數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)；措施

1 數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)涵

數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)主要指的是采用計(jì)算機(jī)和數(shù)學(xué)軟件，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行數(shù)學(xué)方面的科學(xué)計(jì)算、模擬仿真、圖形處理、證明猜想等，從而促使學(xué)生能夠更加積極的學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)，并在實(shí)驗(yàn)過程中思考如何去應(yīng)用相關(guān)的數(shù)學(xué)知識(shí)[1]。隨著社會(huì)的進(jìn)步，計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)的普及，數(shù)學(xué)技術(shù)已經(jīng)不單純應(yīng)用在數(shù)學(xué)研究領(lǐng)域，當(dāng)前數(shù)學(xué)技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在各個(gè)行業(yè)各個(gè)學(xué)科之中。高校數(shù)學(xué)知識(shí)的應(yīng)用不僅反映在各行各業(yè)，在企業(yè)的運(yùn)行和發(fā)展過程中，也能夠看到諸多的數(shù)學(xué)知識(shí)和數(shù)學(xué)原理，因此，高素質(zhì)的數(shù)學(xué)人才是社會(huì)進(jìn)步發(fā)展過程中不可或缺技術(shù)力量，這樣就促使高校數(shù)學(xué)教學(xué)備受重視。在不斷優(yōu)化和改善高校數(shù)學(xué)教學(xué)的過程中，高校數(shù)學(xué)教學(xué)模式改革也不斷推進(jìn)與發(fā)展，其中，數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式開始被廣泛關(guān)注，得到高校的重視，各個(gè)高校開始開展更加普遍和有效的數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。

2 高校數(shù)學(xué)引入實(shí)驗(yàn)的必要性

2.1 高校數(shù)學(xué)引入數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的必要性

當(dāng)前，我國(guó)高校數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)只是數(shù)學(xué)教學(xué)過程中的一個(gè)環(huán)節(jié)，很少有高校將數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)當(dāng)做是一門有課時(shí)的學(xué)科來看待，這就無法有效提升高校數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效果。從數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的作用來看，其主要的目的是幫助學(xué)生更好的理解數(shù)學(xué)知識(shí)，將數(shù)學(xué)知識(shí)系統(tǒng)化的進(jìn)行整理和應(yīng)用，通過計(jì)算機(jī)的數(shù)學(xué)軟件，實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)方面的運(yùn)算、推理、證明，最終得出數(shù)學(xué)結(jié)果。所以，數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)能夠真正的讓學(xué)生參與到教學(xué)之中，更加積極的從實(shí)驗(yàn)中學(xué)到數(shù)學(xué)知識(shí)。

因此，數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)確實(shí)是當(dāng)前高校數(shù)學(xué)教學(xué)應(yīng)該重點(diǎn)布置和落實(shí)的教學(xué)工作，大力推廣數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，不僅僅是數(shù)學(xué)教學(xué)這一門課的要求，而且是我國(guó)高校教學(xué)改革的重點(diǎn)工作之一，是一個(gè)教育層面的改革和進(jìn)步。要想有效提升高校數(shù)學(xué)的教學(xué)效果，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的積極性，就必須要大力推廣高校數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

2.2 高校數(shù)學(xué)引入數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本條件

（1）師資建設(shè)。高校展開數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，不僅要有充分的思想認(rèn)識(shí)，更需要具備一定的教學(xué)條件，而師資隊(duì)伍的建設(shè)就是其中的重要條件之一[2]。由于數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求教師能夠熟練的掌握計(jì)算機(jī)知識(shí)和各種數(shù)學(xué)軟件的操作方法，因此，高校要想有效開展數(shù)學(xué)教學(xué)工作，就必須要組建一支專業(yè)性的實(shí)驗(yàn)教學(xué)教師隊(duì)伍。這種教學(xué)隊(duì)伍的教師不僅具備一定的實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，還能根據(jù)教學(xué)大綱制定出切合學(xué)生實(shí)際水平和行之有效的教學(xué)方案，并在教學(xué)過程中充分考慮學(xué)生的學(xué)習(xí)需求和學(xué)習(xí)特點(diǎn)，有點(diǎn)有面的展開實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作。

（2）實(shí)驗(yàn)室建設(shè)。高校開展數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)必須要依賴先進(jìn)專業(yè)的計(jì)算機(jī)，并在計(jì)算機(jī)上安裝各種數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)軟件，如Matlab,Maple,到Mathematica,SAS,SPSS,Lingo,幾何畫板等。如果高校開展過物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，就會(huì)發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)和物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)有著共同之處，那就是必須要有先進(jìn)、齊全的實(shí)驗(yàn)設(shè)備、儀器，才能夠順利的開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作。高校數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室還應(yīng)該構(gòu)建專門的校園局域網(wǎng)，以及具備了雙向交互功能的多媒體教學(xué)系統(tǒng)，便于教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中和學(xué)生展開互動(dòng)教學(xué)，及時(shí)為學(xué)生解答重點(diǎn)、問題和難點(diǎn)。

3 高校數(shù)學(xué)教學(xué)中引入數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的措施

3.1 設(shè)置科學(xué)化的數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式

數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式設(shè)置，通常由教師提出明確的問題，讓學(xué)生借助于數(shù)學(xué)軟件在計(jì)算機(jī)上做數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)，可以采用小組合作學(xué)習(xí)形式，也可以組織全班討論形式，對(duì)實(shí)驗(yàn)問題嘗試探索；通過參與實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生主動(dòng)參與發(fā)現(xiàn)、積極深入探究，從中獲得數(shù)學(xué)研究、解決實(shí)際問題的過程體驗(yàn)、情感體驗(yàn)，進(jìn)而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

為了提升數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的科學(xué)性，高校應(yīng)該積極吸納具備實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和培訓(xùn)能力的高素質(zhì)教師，對(duì)高校原有數(shù)學(xué)教師，要進(jìn)行定期培訓(xùn)，一支組建能夠靈活、高效應(yīng)用數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的高素質(zhì)教師隊(duì)伍。定期對(duì)高校數(shù)學(xué)教師進(jìn)行考核，采取培訓(xùn)、教學(xué)、聽課、總結(jié)、提升的高校數(shù)學(xué)教師培養(yǎng)模式，全面提高高校數(shù)學(xué)教學(xué)水平，力爭(zhēng)每堂課都能夠執(zhí)行數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。

3.2 設(shè)置多樣化的數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)題目

數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的題目可以多樣化，可以是簡(jiǎn)單的驗(yàn)證性題目，也可以是具有開放性的題目。簡(jiǎn)單的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)題目，能讓學(xué)生鞏固所學(xué)數(shù)學(xué)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)軟件；開放性實(shí)驗(yàn)題目，給學(xué)生充分聯(lián)想發(fā)揮空間，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新思維能力。

數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)題目不能夠單純局限于課本知識(shí)，高校數(shù)學(xué)教學(xué)的教師應(yīng)該對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的題目進(jìn)行適當(dāng)?shù)难由旌屯卣?，以?dāng)前社會(huì)科學(xué)研究為熱點(diǎn)，更加貼近社會(huì)的發(fā)展和人們的日常生活。同時(shí)，為了避免數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)題目過于枯燥和單一，教師應(yīng)該積極和學(xué)生進(jìn)行互動(dòng)，傾聽學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)題目的看法和感覺，從而不斷優(yōu)化數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)題目的出題思路和教學(xué)模式，提高數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的水平，讓學(xué)生真正從中學(xué)到有用的數(shù)學(xué)知識(shí)。

3.3 采用信息化的高校數(shù)學(xué)教學(xué)軟件

數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生掌握一些數(shù)學(xué)軟件，能夠使用計(jì)算機(jī)應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)和方法解決實(shí)際問題。通過“實(shí)驗(yàn)”，能讓學(xué)生更深刻地理解數(shù)學(xué)中公式和定理的推導(dǎo)，更好的掌握數(shù)學(xué)計(jì)算方法，更有效的鍛煉應(yīng)用數(shù)學(xué)方法借助計(jì)算機(jī)和數(shù)學(xué)軟件解決實(shí)際問題的能力。信息化時(shí)代下，傳統(tǒng)的教學(xué)方法與手段已不適應(yīng)社會(huì)對(duì)統(tǒng)計(jì)學(xué)人才的培養(yǎng)，目前大多數(shù)概率論的教學(xué)過于強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)理論的嚴(yán)謹(jǐn)和系統(tǒng)性，側(cè)重抽象理論介紹及繁瑣的計(jì)算，忽略了這門課程的實(shí)踐性與應(yīng)用性。因此，將數(shù)學(xué)軟件（SPASS，MATLAB）引入課堂開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)十分必要，不僅可以培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力還可以增強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解能力，結(jié)合數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的演示，使得一些抽象的定理更為直觀，學(xué)生也更易理解定理內(nèi)容，提高學(xué)習(xí)效果。由于受到學(xué)時(shí)的限制，我們可以抽6-8學(xué)時(shí)安排相關(guān)的數(shù)學(xué)試驗(yàn)，如：隨機(jī)試驗(yàn)的模擬與概率的近似計(jì)算，常見隨機(jī)變量分布的隨機(jī)模擬，大數(shù)定律及中心極限定理，方差分析與回歸分析的設(shè)計(jì)等等。

4 結(jié)束語

綜上所述，在高校數(shù)學(xué)教學(xué)過程中引入實(shí)驗(yàn)教學(xué)即使高校數(shù)學(xué)教學(xué)改革的迫切需求，也是我國(guó)高等素質(zhì)人才培養(yǎng)的重點(diǎn)工作，高校數(shù)學(xué)教學(xué)的過程中，應(yīng)該要更加重視采用實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，從教學(xué)模式、教學(xué)題目、教學(xué)軟件三方面著手，積極培訓(xùn)高素質(zhì)師資隊(duì)伍，提高教學(xué)水平，培養(yǎng)更多高素質(zhì)的實(shí)用型數(shù)學(xué)人才。

[1]謝治州,羅曉賓,羅瓊.國(guó)內(nèi)高校數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀分析與研究[J].教育與職業(yè),2015,26：113-114.

[2]張友紅.高校數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)開展與建設(shè)的理論研究[J].成都教育學(xué)院學(xué)報(bào),2015,01：80-82.

Research on the model and method of Higher Mathematics Experiment Teaching

ZHANG Zhen-zi
(Heilongjiang Vocational College for Nationalities, Harbin Heilongjiang 150066)

In college mathematics teaching, experimental teaching is an important part of them. This paper introduces the necessity of mathematics teaching and the basic conditions, and then discusses the university mathematics teaching is introduced into the concrete measures and methods of mathematics experiment, hope to provide reference for the future university mathematics teaching work.

University mathematics teaching; Mathematics experiment; Measures

G633.6

A

10.3969/j.issn.1672-7304.2016.05.191

1672–7304(2016)05–0386–02

（責(zé)任編輯：吳湘銀）

張真子（1970-），女，黑龍江伊安人，副教授，研究方向：數(shù)學(xué)教學(xué)。