专科院校数学实验课程模式建设研究

李卫平

（南通师范高等专科学校，江苏 南通 226006）

专科院校数学实验课程模式建设研究

李卫平

（南通师范高等专科学校，江苏 南通 226006）

分析当前专科院校数学实验课程教学的现状和原因，论述数学实验课程的教学模式、课程设计与实施等相关内容，提出相应措施。

专科院校；数学实验课程；模式；建设

一、专科院校数学实验课程教学的现状及原因

数学课程一门理论抽象、思维严谨的学科。因此，教育部在1988年颁布的有关章程中，明确规定将“数学实验”课程列入数学类专业的主要课程中，自实施以来，数学实验课程的教学也取得了一定的成绩。数学实验课程依托于计算机技术，从生活实际出发，利用计算机等应用软件，对生活中的实际问题进行建模分析，探索其中的规律、法则等，并力求用于指导生活实践［1］。

我国开设数学实验课程的时间较短，虽然取得了一定的成绩，但是从无到有积累经验的过程还是比较艰苦的。尤其是专科院校，真正开展数学实验课程的时间还较短，经验不足，师资力量与配套设备等都还不完善，数学实验是信息化与计算机经济发展的客观产物，对师资力量和科研水平的要求较高，而这正是专科院校所缺乏的。另一方面，数学实验课程在从无到有的探索过程中，渗透着传统数学教学的影子，常常是有针对性的设计某些实验题目，无法真正做到让学生自我发挥，实现创新的目的，且容易造成理论与实验的脱节，因此，专科院校的数学实验存在“学数学”与“用数学”难以衔接的问题［2］。

二、专科院校数学实验课程模式的建设

（一）专科院校数学实验课程的指导思想

信息化大时代背景下的计算机技术飞速发展，为数学实验课程的成功开设提供了物质保证。大量使用易学的数学应用型软件为学生进行数学实验提供了便利，学生可以在短时间内自由灵活的选择和运用并且能够在显示器上看到数值或几何问题的具体化，大大提高了学生自主动手的能力，激发了他们学习数学的兴趣和欲望，也提高了学生独立思考的能力。因此，数学实验课程应以“培养学生用数学的能力、加强学生独立动手和思考的能力及提高学生兴趣”为指导思想，制定科学合理的授课计划，选择易学实用的数学软件，帮助学生提炼、分析、解决实际问题的能力。

（二）专科院校数学实验课程的教学模式

数学实验课程是联系数学基础理论知识与实际问题的重要纽带。在开设数学实验课程时，可以采用三种教学模式。一是以探索数学基础应用方法为主，一般是通过学习常用的数学软件，进行数值计算、优化设计和统计分析。二是以探索数学的理论和内容为主，即通过数学实验分析，发现和理解数学中较为抽象的理论内容，并进行深入分析和拓展，从而应用到实际生活中，。三是针对实际问题进行数学理论的运用，即以“案例”的形式，对各个领域中的问题进行提炼、总结，利用数学理论知识进行建模，并结合数学软件进行归类总结、原因分析等，在解决问题的过程中进一步深化对数学理论知识的理解。无论哪种模式的数学实验课程，在开展过程中，都要注重学生独立思考、自主动手能力的培养，包括学生提炼总结实际问题、选择和学习数学软件以及分析和解决数学问题的能力等。同时在数学实验课程的实施过程中，计算机是必不可少的，学生对计算机的运用能力也是影响其数学实验能力的一大因素。

因此在综合考虑专科院校学生的实际情况和师资力量及科研设备的前提下，我们选择的数学实验课程模式为：在数学理论的学习过程中，要辅以实际问题的提炼和上机能力的培养，在实验课题的选择中，教师要进行正确引导，在实验课的解决过程中，教师要进行积极的理论干预和实验帮助。在问题解决后，教师要引导学生进行结题总结，让学生可以深刻理解课题解决过程中的成功经验与失败教训。最后，教师要再学期末尾根据学生的实际情况，指定相应的实验课题，让学生根据所用的理论知识和数学软件独立完成，并根据学生的完成情况给予相应的帮助和指导。

（三）专科院校数学实验课程的内容设计

开设数学实验课程是数学教学的一种尝试，没有统一的模式可以遵循。在根据学校和学生的实际情况，制定科学合理的数学实验课程教学模式，并进行相应教学内容的设置。在教学内容的设置过程中，应遵循一定的原则。首先要从基础开始，即首先要介绍一些与数学实验相关的基础理论知识和必要的应用软件，使学生可以产生感性认识。其次，要搭建或选择合适的数学实验平台，如Matlab等，在实现数学实验课程目的的同时，便学生的学习和应用。再次，要以数学建模为主线，从基础建模开始，循序渐进，逐渐深入。整个过程中，要注重培养学生独立思考和自主动手的能力［3］。

在以上原则的指导下，专科院校的数学课程内容主要设计如下。首先要进行基础性实验，根据各个学校和专业的不用，有针对性的培养学生的数学实验能力，包括优化理论和方法、数值计算方法以及相关方法的实现软件等，要注重加深学生对数学基础概念、公式，必要时可通过对相关定理、公式、推论证明实现。其次，要进行综合性实验训练。在具备基础数学理论的前提下，要指导学生利用基础知识解决实际问题。在这个过程中，一般需要教师设计提炼好实验课题，而学生只需独立思考自主解决即可。最后是进行设计性实验训练。该内容要求学生具备完善的理论知识、严谨的数学思维。学生需要根据实际问题自己提炼、抽象实验课题，并独立解决，最终以实验报告的形式提交。实验报告需要包括实验课题、数学建模、运用的数学方法、最终结果以及实验总结等相关内容。实验报告的是否完备可以在一定程度上反映学生的数学思维是否科学严谨。

（四）专科院校数学实验课程的建设实施

与其他传统科目不同，数学实验课程的开设时间较短经验不足。课程的指导思想、使用教材、内容设置、教学方法、成绩评定等都需要进行合理的讨论和规划。因此可从以下几个方面进行数学实验课程的建设。

1.加强数学实验课程的教材建设

教材是教师进行授课的重要依托，也是学生自学的重要工具。一本科学的教材，应该既包括基本的数学理论和基础性实验，还包括综合性的数学建模实验，并将一些常用的计算方法、优化设计思想融入其中，必要时还应包括相关软件的基本介绍等。在教材的编纂过程中，要注意安排一些典型实验案例，通过简单案例的完整分析，为学生自学提供便利。

2.建设和完善数学实验环境

数学实验课程的成功开设需要同时保证硬件设施与软件条件。尽管很多专科院校都调动大量经费支持多媒体教室等硬件设施的建设，但由于院校的规模扩充较大，依然存在计算机使用拥挤等现象。另外，学校应该注重支持或开发相关的软件学习平台，为学生自主参与数学实验课程、学习相关知识技能提供便利。

3.创新教学方式，加强教师队伍建设

数学实验课程的教学需要大量具备扎实理论知识、宽阔专业视角、娴熟软件能力的高水平、高素质教师。在当前的专科院校中，存在师资力量匮乏或师资水平不高的问题，因此，学校应该注重对专业青年教师的培养，为数学实验的师资队伍注入新的力量。另外，传统的教学方式已经难以适应数学实验课程。数学实验课程本身富有创造性、开放性和实践性，迫切需要转变教学理念、创新教学方式。例如，“换位法教学”。

4.开展数学建模大赛

数学建模大赛是由国家教育部和中国工业与应用数学学会共同主办的竞赛，对于提高学生的数学建模与计算机运用能力有至关重要的作用，因此专科类院校要积极鼓励学生参与。在教学过程中，教师要意识的将“数学建模”的思想贯穿其中，通过对实际问题的数学建模和求解，使学生切身感受数学实验课程的重要性。同时，教师还要注重课内教学与课外实践的有效结合，鼓励学生从生活发现数学问题，并利用数学建模的方法加以解决，从而巩固和提高课堂教学效果，也大大提高了学生的实践能力。

［1］肖翠娥.数学实验方法的分类与本质特征［J］.益阳师专学报，1988，15（6）：64-66.

［2］艾冬梅.加强数学实验教学，培养学生应用数学的能力［J］.实验技术与管理，2007，24（4）：25-27.

［3］张波，邓志云，杨云苏.数学实验课程教学内容与教学方式的探讨［J］.江西教育科研，2006（2）：46-47.

［4］任善强，刘琼荪.“数学实验”课程的教学研究与实践［J］.高等数学研究，2007，7（1）：8-10.

［5］毕义明，郝琳.论大学数学实验的内容与实现方法［J］.实验室研究与探索，2005，（7）：54-57.

［6］王庚.数学建模与数学实验课程的探索、实践与收获［J］.高等数学研究，2007，10（1）：101-102.

［7］赵静，但琦.数学建模与数学实验［M］.北京：高等教育出版社，2003.

Research on the Mode Construction of Mathematics Experiment Course in Colleges

LI Wei-ping
（Nantong Normal College，Nantong Jiangsu 226006，China）

This paper discusses the current situation and reasons of college mathematics experiment course teachingand explores the teaching mode，curriculum design and implementation of the course in colleges to provide some

for the college to successfully offer the mathematics experiment course.

College；Mathematics experiment course；Mode；Construction

G712

A

2095-8528（2016）05-035-03

编辑 郑晶

2016-05-30

李卫平（1981），女，江苏如皋人，硕士，讲师，研究方向为数学教育教学。

本文为江苏省教育科学“十二五”规划2015年度重点自筹课题“基于认知工具的中学数学实验教学研究”（课题批准文号：B-b/2015/01/088）的研究成果。