關(guān)于在高職院校開設(shè)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的意義分析

摘 要：《數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)》是一門數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合，理論與實(shí)際應(yīng)用結(jié)合的實(shí)踐型數(shù)學(xué)課程。本文在介紹《數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)》課程主要特點(diǎn)與教學(xué)目的基礎(chǔ)上，分析了在高職院校開設(shè)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的作用和意義，對(duì)高職院校數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)作出分析與建議。

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

引言

《數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)》是一門數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合，理論與實(shí)際應(yīng)用結(jié)合的實(shí)踐型數(shù)學(xué)課程。數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)軓膶?shí)際問題出發(fā)，通過分析設(shè)計(jì)，建立數(shù)學(xué)模型，借助計(jì)算機(jī)與數(shù)學(xué)軟件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決有關(guān)問題。隨著高等教育的發(fā)展，高職院校數(shù)學(xué)類課程在專業(yè)人才培養(yǎng)中占有愈來(lái)愈重要的地位與作用，開設(shè)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程是高職院校數(shù)學(xué)課程教學(xué)改革與實(shí)踐中的重要?jiǎng)?chuàng)新舉措。

一、數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)目的

《數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)》課程主要教學(xué)目的是使學(xué)生掌握應(yīng)用計(jì)算機(jī)程序語(yǔ)言與方法解決各種數(shù)學(xué)問題的知識(shí)和技能，培養(yǎng)和提高應(yīng)用計(jì)算機(jī)和相關(guān)軟件進(jìn)行科學(xué)與工程計(jì)算的能力。在實(shí)際教學(xué)中，學(xué)生通過數(shù)學(xué)軟件完成數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)，體驗(yàn)解決問題的過程，從實(shí)驗(yàn)中去學(xué)習(xí)、探索和發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)的規(guī)律，為將學(xué)生培養(yǎng)成為基礎(chǔ)知識(shí)扎實(shí)、知識(shí)面廣、富有創(chuàng)新精神和工程實(shí)踐能力的高素質(zhì)人才奠定基礎(chǔ)。

二、高職院校開設(shè)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課的作用和意義

高職院校學(xué)生相對(duì)基礎(chǔ)較弱，學(xué)生對(duì)概念、定理、性質(zhì)的深刻涵義理解能力相對(duì)薄弱，對(duì)數(shù)學(xué)課程中很多復(fù)雜的運(yùn)算和推理常常力不從心，難以應(yīng)付。從專業(yè)需求方面來(lái)看，高職院校各專業(yè)人才培養(yǎng)中對(duì)大學(xué)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)理論課程主要以應(yīng)用為目的，以“必需”、“夠用”為度。所以，如何切實(shí)提升高職院校大學(xué)數(shù)學(xué)課程教學(xué)質(zhì)量與效果？大學(xué)數(shù)學(xué)課程教學(xué)模式與實(shí)踐的研究與改革如何進(jìn)行？這些都在高職院校人才培養(yǎng)中具有非常重要的意義。

從數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程在我國(guó)發(fā)展歷程來(lái)看，數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程是高職院校數(shù)學(xué)類教學(xué)中的一門較為新型的課程，但發(fā)展變化也較為迅速?，F(xiàn)在，越來(lái)越多的院校開設(shè)了數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程，并加強(qiáng)相關(guān)軟硬件建設(shè)，積極參與各類數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽，數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程在高職院校的教學(xué)中也發(fā)揮著越來(lái)越大的作用。

1.通過數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課的設(shè)立改變傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)課程模式。數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程可以輔助大學(xué)數(shù)學(xué)課程的教學(xué)，幫助學(xué)生更好地學(xué)習(xí)大學(xué)數(shù)學(xué)課程。數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程要求學(xué)生必須掌握相關(guān)課程基礎(chǔ)理論知識(shí)，從而幫助學(xué)生鞏固和提高大學(xué)數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)與技能，加深對(duì)所學(xué)內(nèi)容的理解，它可以提高學(xué)生在教學(xué)過程中的參與程度，學(xué)生的主觀能動(dòng)性在實(shí)驗(yàn)中能得到相當(dāng)充分的發(fā)揮。

在實(shí)際教學(xué)中，圍繞高職大學(xué)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)教學(xué)的內(nèi)容，可利用如Mathematica等數(shù)學(xué)軟件圖像繪制演示功能，在培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力的同時(shí)，使學(xué)生加深對(duì)所學(xué)內(nèi)容的直觀理解，有效提高數(shù)學(xué)教學(xué)質(zhì)量與效果。

例如，利用數(shù)學(xué)軟件Mathematica演示正弦函數(shù) 的不同泰勒展開式（參見下列圖形），由此觀察函數(shù)的泰勒逼近情況，就可以更加直觀形象，有助于學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)的理解。

圖-1

圖-2

2.數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程中使用的計(jì)算機(jī)及數(shù)學(xué)軟件，在教學(xué)中既是一種教學(xué)輔助手段，又是解決數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)中各種問題的主要途徑。通過數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程可以培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)計(jì)算、建模與圖像繪制處理的實(shí)踐能力，使學(xué)生深入數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)境界，激發(fā)思維與學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣，鞏固所學(xué)知識(shí)，達(dá)到良好的教學(xué)效果。

此外，數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課的內(nèi)容覆蓋面較為廣泛，能使學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)科學(xué)眾多分支以及廣泛的應(yīng)用有所了解，有利于培養(yǎng)學(xué)生利用數(shù)學(xué)工具解決實(shí)際問題的綜合能力。

3.在大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中，利用數(shù)學(xué)軟件輔助制作幾何及函數(shù)等圖像的演示、變換，模擬數(shù)學(xué)公式與定理的演變、推導(dǎo)過程等等，可以利用多媒體課件在教學(xué)中呈現(xiàn)給學(xué)生動(dòng)態(tài)直觀的數(shù)學(xué)，提升學(xué)生的好奇心，使學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)樂學(xué)、易懂，增大學(xué)生對(duì)各種相關(guān)信息的接受量。

三、關(guān)于數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)的對(duì)策與建議

高職院校數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)面臨的實(shí)際情況具有其獨(dú)特性，目前還有較多高職院校在數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)方面還處于探索試點(diǎn)的階段。所以，從高職院?，F(xiàn)有數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)實(shí)際情況出發(fā)，應(yīng)該從以下幾個(gè)方面努力與加強(qiáng)：

1.基于高職院校專業(yè)設(shè)置的多樣化，各種不同專業(yè)的高等數(shù)學(xué)課程教學(xué)大綱內(nèi)容也有差別。所以，《數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)》課程的教學(xué)大綱編寫必須有針對(duì)性，要根據(jù)各個(gè)專業(yè)實(shí)際特點(diǎn)、課時(shí)數(shù)量等編制科學(xué)合理且實(shí)用的《數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)》課程教學(xué)大綱。

2.教師在具體教學(xué)中必須根據(jù)學(xué)生數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、學(xué)習(xí)興趣與能力等情況“對(duì)癥下藥”，因材施教?！稊?shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)》課程常規(guī)教學(xué)中，可以結(jié)合學(xué)生知識(shí)基礎(chǔ)，注重對(duì)學(xué)生進(jìn)行與應(yīng)用實(shí)例結(jié)合的培養(yǎng)訓(xùn)練。

例如，根據(jù)我校建筑或其他相關(guān)專業(yè)的特點(diǎn)以及發(fā)展需求，在具體教學(xué)中可以引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)軟件時(shí)，加強(qiáng)在圖形繪制、符號(hào)計(jì)算、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析、運(yùn)籌優(yōu)化、概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)等方面的實(shí)際應(yīng)用技術(shù)的學(xué)習(xí)，從而為解決專業(yè)方面的問題提供支持與幫助。

3.加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)，積極支持和鼓勵(lì)學(xué)生在專業(yè)教師的指導(dǎo)下參加各類相關(guān)比賽。

期望數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課的開設(shè)，能為高職院校數(shù)學(xué)課程的教學(xué)推波助瀾。

參考文獻(xiàn)：

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[2]徐安農(nóng).Mathematica 數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)[M].北京，電子工業(yè)出版社，2004年.

基金項(xiàng)目：高職院校高等數(shù)學(xué)課程分層次教學(xué)的研究與實(shí)踐（NGJGH2016149）.

作者簡(jiǎn)介：

楊培鳳（1972年），女，內(nèi)蒙古和林格爾縣人，碩士，副教授. 研究方向：偏微分方程精確解及屬性研究、數(shù)學(xué)教育。