大学数学中的数学实验教学

蒋一村

（通化师范学院数学学院 吉林通化 134000）

引言

大学数学内容抽象，且深奥，在传统教学模式下，教师过于注重理论教学，忽略了培养学生的实践应用能力，不利于学生大学数学的学习。而数学实验教学搭载最新的计算机技术，将数学的理论和实践充分结合，不仅培养了学生的应用能力，还通过实验研究解决了很多实际问题，扩大了数学的使用范围。[1]

一、数学实验的概述

数学实验的概念。数学实验是以数学理论知识作为基础，将现代计算机作为实验工具，再把软件编程、数值计算等作为实验内容，以解决实际生活中的问题[1]。数学实验教学在上世纪八十年代的美国大学课堂最先被运用，把计算机以及相关软件带入了课堂，要求学生通过数学实验提高实践能力和解决问题的能力。如今，数学实验教学逐渐成为大学数学重要的教学方式。以此，提升了学生的应用能力，培养了学生探索创新的精神。

二、数学实验教学在大学数学中应用的重要性

（一）数学实验教学能激发学生的兴趣，调动学习的积极性

虽然，数学的应用相当广泛。但是，在我国大学数学课堂上，并未充分得到体现，很多学生只学习理论知识，对数学的实际应用范围不清楚。长此以往，这些学生会失去学习数学的兴趣，这不利于数学在我国的发展。而数学实验教学的应用解决了上述问题，教师可以把实际问题带入到数学实验课堂中，要求学生应用所学知识，借助计算机及相关软件等工具，通过实验推理证明，得到答案，解决存在的问题。在此过程中，学生从被动学习变为主动学习，充分调动了学生学习数学的兴趣。

（二）数学实验教学有利于培养学生的应用能力和探索创新精神

数学实验教学要求学生通过在实验中应用理论解决问题，正好弥补了当代学生动手应用能力差的现状，他们可以在数学实验中观察探究、大胆创新、严谨证明、反复尝试，直到完成目标。以此，锻炼了学生的应用能力，培养了学生探索创新的精神。

三、数学实验教学的主要内容和方法

（一）数学实验教学的主要内容

数学实验旨在解决各种实际问题。因此，大学数学实验课程涉及的方面相当广泛。例如，工农业、经济、军事等领域都在数学实验研究的范围内。目前，数学实验教学根据教学任务不同，可以分为六个层次的数学实验：基础性数学实验、验证性数学实验、研究性数学实验、应用性数学实验、拓展性数学实验以及综合性数学实验[2]。六个层次的关系层层递进，在掌握一个层次数学实验要求后，才可以进行下一层次的学习。

（二）数学实验教学的主要方法

教师在大学数学教学中应用数学实验教学时，一般采用的教学方式是典型实例实验和模块实验相结合的方式。基础性的数学实验层次，对学生的要求较为基础，学生掌握相关软件的运用、数学的基础原理和技能即可，而验证性实验和研究性实验，则要求学生可以通过对问题的分析，解决一些较为简单的问题，并能在过程中评估实验的误差；应用和拓展性实验需要结合经典案例，解决颇为复杂的问题，并建立数学模型，把最后的结果反馈到实际生活中，指导实际生活。

一般数学实验教学过程主要分为四个步骤：首先，教师拿到问题后分析其背景；其次，教师制定实验的目标和任务，提出几点可行性方案；再次，教师在实验过程中，大胆研究、创新求实，提出可探索的问题；最后，教师要引导学生用计算机和数学编程，求得解决的办法和答案，并书写实验报告。教师通过这样分析问题、解决问题的实验过程，学生不仅对问题有了深层次认识，还加深了对相关数学理论的理解，并在此过程中培养了学生的创新精神和探索研究的精神，锻炼了学生的实践应用能力。

四、大学数学中应用数学实验教学的建议

（一）加强师资力量建设

进行数学实验教学的教师应该具备较高水平的理论知识研究，以及专业的计算机技术能力和相关软件应用能力。因此，学校需要重点培养和引进符合相关要求的数学教师，提高学校的师资水平，才能更好地引导学生进行数学实验。随着计算机发展技术日新月异，软件开发更新速度较快的实际，教师应具备终身学习的意识，经常参加讲座，更新知识储备，教师之间要加强沟通交流，提高解决问题的能力。

（二）利用数学实验教学改变传统的教学模式

大学数学采用数学实验教学，改变传统的授课模式，把教师和学生从讲台和课桌中解放出来。学校成立数学实验室，为学生进行数学实验提供良好的环境。教师在数学实验室和计算机教学中，不仅要让学生学习理论知识，还要让学生具备实际操作的能力，并针对研究的问题，组织学生在实际生活中考察，充分了解问题的实际背景，让实验的数据更加真实有效。然后，再回归到实验中，求得解决问题的办法。

（三）数学实验教学需要重视教师的主导作用

数学实验教学区别于传统教学，采用的是充分调动学生主观能动性的开放式教学，教学的主体是学生，要求学生主动分析问题、动手实际操作。但开放式教学不代表放任自流，完全不加引导，教师仍然在教学中占主导作用，要组织学生进行实验，监督他们实验的过程。在此过程中，教师要不断给予学生专业性意见，对学生遇到的困难要及时启发引导，使他们能顺利完成实验，收获实验能力。因此，教师在数学实验教学中，仍然需要重视自己的主导作用。

五、结束语

综上所述，教师在大学数学教学中应用数学实验教学，不仅能激发学生的学习兴趣，还能锻炼学生的应用能力，培养学生的创新精神和探索精神。因此，在未来的大学数学教学发展中，教师要不断强化数学实验应用，完善教学模式，解决教学存在的问题，从而让数学实验教学的应用，能为社会培养更多综合应用型人才，推动社会的进步和发展。