關于高職數(shù)學課程加入數(shù)學實驗內(nèi)容的思考

年福耿 黃輝

【摘要】根據(jù)高職院校人才培養(yǎng)的目標和教學對象的特點，結合數(shù)學實驗內(nèi)容對培養(yǎng)學員綜合能力的重要作用和它獨特的教學組織方式，闡述了高職數(shù)學內(nèi)容中加入數(shù)學實驗內(nèi)容是十分必要的，并指出數(shù)學實驗內(nèi)容在教學中應注意的問題.

【關鍵詞】數(shù)學實驗;數(shù)學改革;數(shù)學軟件;Matlab

高等數(shù)學內(nèi)容具有高度抽象性、精確性、廣泛應用性等鮮明特點，傳統(tǒng)的高等數(shù)學教學方法強調(diào)理論推導，側重準確性、技巧性等計算能力的培養(yǎng)，而高職院校教育教學的要求和我國現(xiàn)階段高職學員特點決定了應該淡化理論推導、計算技巧性的要求，側重數(shù)學思想方法的講解，引入實驗教學，變“學數(shù)學”為“做數(shù)學”.因此，大力引進和開展數(shù)學實驗內(nèi)容理應成為高職高等數(shù)學內(nèi)容與教學改革的方向之一.

一、數(shù)學實驗內(nèi)容教學的意義和目的

數(shù)學實驗，就是從問題（數(shù)學本身的問題或實際應用問題）出發(fā)，借助于計算機，通過學習者親自設計與動手操作，學習、探索和發(fā)現(xiàn)規(guī)律，或運用現(xiàn)有的數(shù)學知識分析和解決實際問題的過程.換言之，數(shù)學實驗就是學習者自主探索數(shù)學知識及其實際應用的實踐過程.

1.數(shù)學實驗內(nèi)容教學的意義

開設數(shù)學實驗課，它的意義不僅在于使學員掌握必需的數(shù)學基礎知識，更重要的在于使學員從抽象的數(shù)學概念、定理的證明及復雜的數(shù)學運算中解脫出來，使學員感覺到數(shù)學內(nèi)容的實際意義，從而提高學員學習數(shù)學的興趣和積極性，提高學員的數(shù)學應用意識和創(chuàng)新能力，以適應高職人才培養(yǎng)的需要.

2.數(shù)學實驗內(nèi)容教學的目的

提高高職學員數(shù)學素質(zhì)是高職數(shù)學教育的目的，而數(shù)學素質(zhì)是數(shù)學知識、數(shù)學思想和數(shù)學應用的綜合體現(xiàn).數(shù)學實驗是以數(shù)學建模與數(shù)值計算為主要內(nèi)容，將數(shù)學知識、數(shù)學建模及計算機應用融為一體.通過數(shù)學實驗使學員深入理解數(shù)學基本理論，掌握數(shù)學計算方法，熟悉常用的數(shù)學軟件.培養(yǎng)學員運用數(shù)學知識，建立數(shù)學模型，利用計算機來解決實際問題的能力;培養(yǎng)學員進行數(shù)學運算和綜合處理數(shù)據(jù)的能力;培養(yǎng)學員學習數(shù)學的興趣，提高學員的數(shù)學素質(zhì).從而達到高素質(zhì)高職人才培養(yǎng)的目的.

二、高職數(shù)學實驗課開設的內(nèi)容與教學方法

1.高職數(shù)學實驗課開設的內(nèi)容

高職數(shù)學實驗課包含哪些內(nèi)容，從開設的實踐經(jīng)驗來看目前沒有一個統(tǒng)一的固定模式.根據(jù)我校學員的特點以及開設數(shù)學實驗課的意義和目的要求，我們將數(shù)學實驗課設置為面向提高班高職學員的基礎性實驗課.實驗的詳細內(nèi)容作為提高班學習模塊中的拓展提高模塊，共8個學時.以下是我校數(shù)學實驗課開設的內(nèi)容概要.

拓展提高模塊

實驗1 Matlab簡介及函數(shù)極限的Matlab處理

實驗2 導數(shù)與微分的Matlab求解

實驗3 積分的Matlab求解

實驗4 微分方程的Matlab求解

在數(shù)學實驗中，學員的學習主要是利用Matlab軟件對高等數(shù)學中的基本理論進行驗證，也可以克服傳統(tǒng)板書教學中內(nèi)容講解抽象、手工繪圖準確性差、教學內(nèi)容較難擴展等不足，還可以提高學生在學習過程中的熱情與創(chuàng)造性.

2.高職數(shù)學實驗課的教學方法

高職數(shù)學實驗課的教學方法以直觀教學原則為指導，在基本掌握數(shù)學原理的基礎上，著重強調(diào)學員動手能力的培養(yǎng).在教員的適當講解和演示的前提下學員閱讀某些程序，分析程序設計的思想和如何建立簡單的數(shù)學模型才是開設數(shù)學實驗課的中心課題.高職數(shù)學實驗課的教學方法就應當采用以下三種形式：一是案例教學法，二是問題驅動法，三是討論法.

（1）關于案例教學法，其教學落腳點要從傳授知識型教學轉向培養(yǎng)學員的能力型教學，教學的載體要由課本走向案例，要用啟發(fā)式教學方法代替講授式教學方法，上課的溝通方式必須要有多元途徑.案例教學法能充分調(diào)動學員學習的積極性，使學員能力培養(yǎng)的效果有顯著的提高.

（2）關于問題驅動法，其教學過程就是讓學員在提出問題、分析問題、解決問題的過程中，面對動態(tài)生成的、有效的問題，不斷尋求解決問題的方法和策略.問題驅動法驅動學員積極主動地去參與學習的全過程，學會使用計算機等現(xiàn)代教學設備終身學習的本領，這是高職院校培養(yǎng)新世紀應用型人才的最佳教學方法.

（3）關于討論法，在開設數(shù)學實踐課的實踐中，運用討論法實施課堂教學，要在教員的精心準備和指導下，為實現(xiàn)某數(shù)學知識和技能獲取的教學目標，通過預先的設計與組織，啟發(fā)學生就指定問題發(fā)表自己的見解，以培養(yǎng)學生的獨立思考能力和創(chuàng)新精神.討論法教學環(huán)節(jié)大致包括：設計問題、提供資料、啟發(fā)思路、上機操作、得出結論.討論法多用于綜合性實驗，把對數(shù)學實驗有興趣、數(shù)學基礎又較扎實的高職學員組織在一起，在綜合性實驗的討論學習中，相互啟迪，取長補短，做到了這些，學員的各項應用能力在討論中得以發(fā)展.

三、開設數(shù)學實驗應注意的問題

數(shù)學實驗的載體是問題，做實驗是從問題出發(fā)進行探索研究的，故選準選好實驗課題就顯得十分重要.選擇實驗課題一般應遵循以下原則：一是量力性，適合學員的知識水平，在實驗時不需要補充大量的知識就可入手.二是實用性，要有一定的實際背景和意義，選擇這種實際問題，可以使學員從實驗過程中體會數(shù)學的價值，提高學習數(shù)學的自覺性.三是趣味性，饒有趣味的問題，能吸引學員思考，啟迪學員思維，開闊學員眼界，提高學員學習數(shù)學的興趣.四是體現(xiàn)計算機的作用，實驗課題的解決需要借助和通過計算機的計算和模擬功能.這是時代的要求，也是數(shù)學教育改革和發(fā)展的方向.

綜上所述，高職數(shù)學教學開設好數(shù)學實驗內(nèi)容，是數(shù)學發(fā)展的需要，是高科技尤其是計算機技術發(fā)展與數(shù)學教學結合的必然產(chǎn)物，也是高職數(shù)學教學改革與課程教學一體化改革的有機統(tǒng)一.如何發(fā)揮數(shù)學實驗的強大功能，讓高職院校開設好數(shù)學實驗內(nèi)容，是我們高職數(shù)學教學工作者所面臨的巨大挑戰(zhàn).