基于“三位一體”的工科數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式改革

蔣偉+官禮和+劉亞威

摘 要：針對目前創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的目標(biāo)和當(dāng)前數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的缺點(diǎn)，本文對當(dāng)前的數(shù)學(xué)教育模式進(jìn)行分析，提出了“教學(xué)、實(shí)踐、科研”“三位一體”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，驗(yàn)證了新的教學(xué)模式實(shí)施的可能性，并且分析了其需要解決的問題，以有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力和科研能力。

關(guān)鍵詞：數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)；教學(xué)改革；教學(xué)模式

中圖分類號：G642

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

對于創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)，不同層次的課程具有不同的功能與作用。高校在專業(yè)技術(shù)培養(yǎng)方面，偏重對知識的傳授，而對學(xué)生創(chuàng)新意識、探索精神和科研能力方面的培養(yǎng)不夠重視。由此導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)課程的功能和作用未能得到充分發(fā)揮，學(xué)生科技創(chuàng)新意識不強(qiáng)，未能掌握創(chuàng)新方法，未能夯實(shí)理論基礎(chǔ)，因而學(xué)校很難培養(yǎng)出高素質(zhì)的創(chuàng)新型人才。因此，充分發(fā)揮數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程對學(xué)生探索精神、科研能力和創(chuàng)新意識的培養(yǎng)作用是十分必要的。

長期以來，數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的開設(shè)大多是為了驗(yàn)證基礎(chǔ)知識。但這些課程里面不僅包含最基礎(chǔ)的知識理論體系，也包含科學(xué)研究和科技創(chuàng)新的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)方法以及豐富的設(shè)計(jì)思想、設(shè)計(jì)原理、設(shè)計(jì)技巧等。我們可以真正領(lǐng)會自然科學(xué)基礎(chǔ)課程的奧妙，理解其對創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的功能與作用，開辟創(chuàng)新性的教學(xué)模式。

首先應(yīng)強(qiáng)化對數(shù)學(xué)科學(xué)研究問題的思維方式以及學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng)。在實(shí)際教學(xué)過程中，我們要教會學(xué)生如何發(fā)現(xiàn)問題以及如何通過分析問題、建立模型、求解模型、優(yōu)化模型來研究如何解決具體的復(fù)雜的實(shí)際問題。

為更好地開展教學(xué)活動，我們在理論教學(xué)中應(yīng)講述一些與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的故事、趣聞、應(yīng)用等，以此來活躍課堂氣氛，激發(fā)學(xué)生興趣。

在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，必須把思維方式和研究方法結(jié)合起來。以數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課為例，由于每一個實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目涉及的知識點(diǎn)都不盡相同，因此，通過不同實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的實(shí)踐，可使學(xué)生的理論知識得到鞏固，同時可以培養(yǎng)學(xué)生的動手操作能力和解決實(shí)際問題的能力。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目之中包含精妙的設(shè)計(jì)思想、思維方式和研究方法以及豐富的理論與實(shí)際相結(jié)合的設(shè)計(jì)原理，如果學(xué)生能夠理解和掌握這些設(shè)計(jì)思想、原理和方法，將其融會貫通，并聯(lián)系實(shí)際，與基礎(chǔ)理論中的思維方式和研究方法結(jié)合起來用于實(shí)踐，就很可能有新的發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)新。

教師將理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)結(jié)合起來，加入相關(guān)的科技創(chuàng)新課程設(shè)計(jì)，或者加入創(chuàng)新性、綜合性、設(shè)計(jì)性的開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，讓學(xué)生進(jìn)行初步的科學(xué)研究的訓(xùn)練。在此過程中，學(xué)生不斷地發(fā)現(xiàn)問題，分析問題，解決問題，提出新問題，再進(jìn)一步探索、解決問題。這樣可以鞏固學(xué)生的基礎(chǔ)知識，同時充分發(fā)揮和實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程對學(xué)生科研能力和創(chuàng)新能力的階段性培養(yǎng)。

因此，在數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程中實(shí)施“三位一體”教學(xué)模式是可行的。

目前，人才已經(jīng)成為推動社會發(fā)展進(jìn)步的第一生產(chǎn)力。越來越多的教育學(xué)者已認(rèn)識到高校數(shù)學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)課程對學(xué)生創(chuàng)新能力、科研能力培養(yǎng)的重要性，因此實(shí)施“教學(xué)、實(shí)踐、科研”“三位一體”的教學(xué)模式，強(qiáng)化對創(chuàng)新能力和科研能力的培養(yǎng)，也已成為必然之勢。

打破數(shù)學(xué)學(xué)科傳統(tǒng)思維模式，即打破傳授基礎(chǔ)知識的觀念，就要求老師講解實(shí)驗(yàn)原理并演示實(shí)驗(yàn)步驟的同時，樹立起利用數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程對學(xué)生創(chuàng)新意識、創(chuàng)新方法、實(shí)踐動手能力等各個環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)全方位培養(yǎng)的教學(xué)理念。

同時，在數(shù)學(xué)課程教學(xué)中，實(shí)現(xiàn)傳授基礎(chǔ)知識、培養(yǎng)實(shí)踐動手能力、將科學(xué)研究和科技創(chuàng)新能力培養(yǎng)的有機(jī)結(jié)合、融會貫通，是我們下一步要繼續(xù)思考的問題。

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