淺議高職數(shù)學實驗課的設計與實踐

摘要：數(shù)學實驗是一種全新的數(shù)學教學和學習模式，它能將枯燥的數(shù)學知識演變得生動、有趣，可接受、可直觀，有較強的啟發(fā)意義。高職校數(shù)學實驗課主要是運用計算機及相關數(shù)學軟件，為學生創(chuàng)造出一種圖文并茂、豐富多彩、人機交互、及時反饋的學習環(huán)境。在實驗課教學中，教師要注意選擇學生熟悉的學習軟件，注意滲透數(shù)學建模思想，強化數(shù)學專業(yè)應用，指導學生動手，倡導協(xié)作體現(xiàn)，并指導學生撰寫好實驗報告。

關鍵詞：高職；數(shù)學教學；數(shù)學實驗；專業(yè)結(jié)合

中圖分類號：G712 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）44-0217-02

高職數(shù)學課程是高職各類專業(yè)學生必修的一門重要的基礎課和工具課，可以訓練思維、解決實際問題。創(chuàng)新高職學校的數(shù)學教學模式，可以使高職數(shù)學課程在教材內(nèi)容上與時俱進，在教學方法和考試模式上進行創(chuàng)新與改革，并注意與專業(yè)相融合。這是高職數(shù)學教改的重要方面，也是提高高職數(shù)學教學質(zhì)量的切實有效的途徑。

在眾多教學模式中，數(shù)學實驗是一種新的數(shù)學教學和學習模式，能將枯燥的數(shù)學知識演變得生動、有趣、可接受、可直觀，有較強的啟發(fā)意義。它產(chǎn)生于上世紀80年代末，出現(xiàn)于美國的一些大學，被稱為“數(shù)學實驗室”。隨著實際問題的解決，越來越依賴計算機。同時，利用計算機，很多數(shù)學問題更容易解決，在這樣的背景下，數(shù)學實驗教學的學習模式就進入了人們的視野?！皵?shù)學實驗”教學模式就是在課堂教學中的實驗操作與實踐活動，它恰當?shù)剡\用數(shù)學實驗，創(chuàng)設問題情境，引導學生參與實踐，自主探索，合作交流，從而使之發(fā)現(xiàn)問題，提出猜想，驗證猜想和創(chuàng)造性地解決數(shù)學問題的一種新穎的教學活動。筆者就實踐所得的一些經(jīng)驗來闡述如何上好一堂高職數(shù)學實驗課。

一、工欲善其事必先利其器

現(xiàn)階段，數(shù)學實驗教學中所采用的教學模式主要有兩種：以實物模型演示操作和以計算機多媒體技術演示操作。隨著計算機技術的普及，實物模型教學模式已經(jīng)越來越多的被電腦多媒體教學所替代，而選擇一款合適的工具軟件進行演示操作則直接影響到實驗課的效果和成敗。離開軟件，數(shù)學實驗就成了無源之水無本之木。目前比較常見的數(shù)學實驗軟件有Matlab、Mathematical、MATHCAD、幾何畫板等，這些軟件從的根本上推動了數(shù)學實驗課的開設、當然，應用這些軟件之前，由于學生普遍對軟件接觸不多，可以利用課程開始的前兩周安排學生練習軟件初步，學習軟件的一些常用命令，為學生今后的“數(shù)學實驗”課程學習奠定扎實的軟件基礎。不需要再花大量的時間在軟件的使用上，可以把重點直接放在做實驗上。

二、滲透數(shù)學建模思想，強化與專業(yè)應用有機融合

傳統(tǒng)的數(shù)學教學，非常重視對學生運算能力和運算技巧的培養(yǎng)。而對于以培養(yǎng)技術應用型人才為目標的高職學生來說，畢業(yè)后很少有機會運用嚴密的邏輯來證明一個純數(shù)學問題或公式。數(shù)學不過是他們從事專業(yè)工作的工具而已。如果遇到了數(shù)學問題，通常通過數(shù)表、計算器、電腦等工具迅速準確地加以解決就可以了。這說明掌握數(shù)學工具的使用對他們來說是多么的重要。

數(shù)學建模是數(shù)學知識與應用能力共同提高的最佳結(jié)合點，可以引導高職學生學習和接受不斷涌現(xiàn)的新概念、新思想和新方法，并最終為學生所學專業(yè)服務。因此，注重數(shù)學方法與計算機應用相結(jié)合，增加數(shù)學實驗內(nèi)容，是高職數(shù)學教師的必然選擇。

如何為專業(yè)更好地服務？高職數(shù)學課程應以培養(yǎng)學生掌握數(shù)學工具、保證專業(yè)“必需、夠用”的數(shù)學知識為主要教學目標，而要在有限的教學時間內(nèi)要達到這些目標，用傳統(tǒng)的教學手段通常難以實現(xiàn)。借助計算機輔助教學的數(shù)學實驗課則可以大大地提高教學效率，很好地解決了這一矛盾。

三、教師指導學生動手，倡導協(xié)作體現(xiàn)主體

學生的學習主體地位在數(shù)學實驗中可以充分體現(xiàn)。在實驗過程中，教師很少會直接灌輸給學生數(shù)學知識，而通常是向?qū)W生提出一個問題，并借助計算機輔助教學設備為學生創(chuàng)設一個學習情境，然后組織學生之間的互相合作與討論，不斷提出并驗證或否定猜想，進而盡可能地給出嚴格證明。教師只是扮演學習的指導者與幫助者的角色，學生才是課堂學習活動的主角。

激發(fā)學生的學習的積極性和主動性是數(shù)學實驗課的另一個目的。數(shù)學實驗的工具主要是計算機及相關數(shù)學軟件，在這樣一種圖文并茂、豐富多彩、人機交互、及時反饋的學習環(huán)境中，學生的學習選擇更加隨心所欲，如：利用信息技術模擬現(xiàn)實情景，構建數(shù)學模型，進行數(shù)學探究和應用等。學生也可以通過計算機及相關數(shù)學軟件去實驗一下遇到的數(shù)學問題。這種教學方式的改變，可以促使學生變被動接受式的學習為主動參與式的學習。學生既可看見，又能聽見，還可以動手操作，其數(shù)學學習的興趣自然可以被積極地激發(fā)，學生的學習活動也自然更加生動活潑，富有成效。

在數(shù)學實驗教學模式中，學生通過自身實踐而獲得了數(shù)學知識，體驗了數(shù)學思想方法，領悟了數(shù)學本質(zhì)。它改變了單純傳授知識、訓練解題能力的教學模式，給了更多學生一個實踐和思考的空間，讓學生從過去的聽數(shù)學、學數(shù)學到現(xiàn)在的做數(shù)學，玩數(shù)學。學生從被動到主動再到創(chuàng)造，學習活動中惰性思維不見了，有效地培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新意識、實踐能力。

四、教師總結(jié)提高，學生撰寫實驗報告

在采用數(shù)學實驗教學模式中，教師要注意善始善終。課程結(jié)束前，要有總結(jié)性評價環(huán)節(jié)，表揚、推廣優(yōu)秀的實驗方案，對于存在的問題給予技術指導，讓學生每堂課都有收獲和提高。在每一個數(shù)學實驗做完之后，教師必須安排學生完成一個數(shù)學實驗報告。內(nèi)容包括：實驗名稱、實驗目的、實驗采用的軟件及版本、實驗的程序、實驗的內(nèi)容、實驗過程與結(jié)評價等。

數(shù)學實驗課與傳統(tǒng)數(shù)學課相比，更注重創(chuàng)新，更注重動手操作，更注重自主學習。當然，現(xiàn)階段數(shù)學實驗課的開設仍然有諸多不足之處，譬如數(shù)學教學改革意識不強、學生數(shù)學實驗動手能力較差、學?！败浖焙汀坝布备簧系葐栴}尚待解決。但是不容質(zhì)疑的是，數(shù)學實驗課的開設，對于倡導實現(xiàn)學生動手、倡導學生協(xié)作、倡導與高職專業(yè)的融合，對高職數(shù)學教學教師的引領作用越來越明顯，對于組織數(shù)學課堂的有效教學是一個重要的方面。

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作者簡介：侯政，男，江蘇無錫人，無錫機電高等職業(yè)技術學校講師，研究方向：高職數(shù)學教育。