高職院校開設《數學實驗》課程的認識

高經芳

【摘 要】隨著計算機技術的發展使得只需“一枝筆,一張紙”數學也走進了實驗室。數學實驗課程的教學目標是培養學生的數學思維能力、科學計算能力、數據處理能力和實際動手能力。在高職院校開設《數學實驗》課程不但有利于改善學院數學教學的現狀,而且與高職院校培養高級技術應用型人材的目標相一致;與數學教育觀念和教學模式的改革相適應,能夠加強高職學生應用數學思想方法解決實際問題的能力,也與學生知識形成的軌跡相符,可以大大激發學生的學習主動性和積極性。

【關鍵詞】數學實驗 課程 教學模式

在高職教育中,數學有什么用?這是數學教師經常被問到的一個問題。抽象理論與具體應用脫節的現象在現行高職院校數學教育中普通存在。雖然很多數學工作者致力于扭轉這種局面,比如近幾年來在高職院校逐漸風靡的數學建模競賽,就曾帶來一縷春風,但畢竟參與者要百里挑一,惠不及眾。而《數學實驗》作為數學教育年輕的一族,越來越多地受到數學工 作者的追捧。

一、什么是數學實驗

對《數學實驗》比較全面的定義是:所謂數學實驗.就是利用計算機系統作為實驗工具.以數學理論作為實驗原理,以數學素材作為實驗對象,以簡單的對話方式或復雜的程序方式作為實驗形式,以數值計算、符號演算或圖形演示等作為實驗內容,以實例分析、模擬仿真、歸納總結等為主要實驗方法,以輔助學教學、輔助用數學或輔助做數學為實驗目的,以實驗報告為最終形式的上機實踐活動。如果針對高職教育的特點,《數學實驗》課程淺顯定位應該是:讓學生通過解決實際問題的過程來學習和應用數學,在這個過程中需要運用數學知識和方法、需要借助計算機和數學軟件,更重要的是學生有較大的自主空間。

二、高職院校數學教學的現狀

高職院校開設的數學課程主要為工科類和經濟類專業。現在的教學模式基本還是教師講授——學生練習——強化訓練——測驗講評,以教師授課和學生練習兩個環節,授課內容主要是概念引入、定理和推論的介紹、最后是占很大篇幅的解題技巧訓練等組成,教學形式也還是以教師講和學生聽為主,學生對知識的理解僅僅停留在老師講授內容的表層理解上,缺乏知識的再加工;學生練習基本都是進行課后思考和書面作業,這種實踐環節是基于數學的思維,思考上看不見,摸不著,比較抽象,而作業練習的局限性在于無法充分體現其全面性和創新內容.使不少人對學習數學感到困難,進而產生厭倦。近年來,雖然在很多院校嘗試引入《數學實驗》課,但由于普遍存在課時少,杯水車薪,與預期目的有較大的距離。

三、高職院校開設數學實驗課的必要性

1.與高職院校的培養目標相一致

高職院校的培養目標是造就在生產、建設、管理、服務第一線工作的高級技術應用型人才,這就決定了高職院校人才培養必然具實踐性;主動性;過程性;個性化。我院幾次數學教學問卷調查反饋的信息中可以看出,作為第一主角的學生深知,要想今后在專業上順利學習和不斷發展,數學是先行。現在的癥結在于一面是知道數學的重要性,另一面又是普通存在對數學學習的畏難情緒。導致這個結果的原因在于數學教學體系的弊端,比如在《微積分》部分,教學還是沿著“定義—定理—推論—解題”這一條演繹的道路教學的,這樣的方式把數學知識系統化了,便于教師的課堂講授,但缺失了微積分從生活和工作實踐中來源的說明,在實際中又是如何地得以廣泛應用也表之甚少。如果能用《數學實驗》課程,在這個高職數學課程教學中普遍存在的瓶頸問題上有所突破,那與高職院校的培養目標將是大幅度的接近。

2.與教學模式改革的形勢相適應

傳統的數學教學模式是為傳授知識而設計的,它符合傳授知識的客觀規律。但其缺點有二:一是在每次具體的教學活動中,老師作為單純的知識傳播者仍是事件主體,學生作為知識的接受者始終處于被動地位,他無法根據自己的接受能力調整每次教學活動中知識傳播的速度和數量;二是傳統的教學模式只注重知識的講授,不注重學生能力的培養,導致數學的學習無法與后續的專業課有效接軌,對學生將來工作和繼續學習空間的打造幫助甚微。現代課程改革的核心是加強素質教育,培養會學習、會思考、能創造的新型人才。數學教育不僅要教給學生數學基礎知識,而且要讓學生學會學習,形成終身學習的愿望、習慣和能力。開設大學數學實驗課的目的就在于修正這種教學模式的缺點,通過視覺化、形象化的表象使學生加深對授課知識較深層次的理解,同時滿足了趣味性、全面性和創新性的教學需求.數學實驗為教師和學生主被動地位的互換、高職學生能力素質的提高、合作交流習慣的養成、探究發現提供了更廣闊的空間。

3.與學生知識形成相符,有利于激發學生的學習興趣

建構主義認為,學生是在與周圍環境相互作用的過程中逐步建構起關于外部世界的知識,并使自身認知結構得到發展的。因此數學學習不是學生被動接受課本上或老師敘述的現成結論,而是學生從自己的“數學現實”出發,在他人幫助下自己動手、動腦,用觀察、模仿、實驗、猜想等手段去探究經驗,逐步建構并發展自己的數學認知結構的活動過程,而數學實驗就是一條有效途徑。運用數學實驗不是直接向學生說明某一數學概念和計算方法,而是讓學生通過實驗、觀察、思考去探究和發現數學的規律性東西。它更能促進學生認知結構的發展.培養學生主動探究能力。數學實驗教學在激發學生的興趣、鞏固知識、培養能力等方面,都能發揮作用。

數學實驗課是一門很好的提高學生綜合素質能力和創新能力的課程,盡管在現在高職院校的數學教學處還處在探索試驗階段,但它所表現出的強大生命力己被新一代大學生所接受,但在實施過程中還應注意要加強硬件方面的投入,數學實驗是一門理論與實踐相結合的課程,在教學過程中,對計算機和軟件的依賴性很強,因此,要開設好這門課程,相應硬件設備的投入要有相當的力度。

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