運用數學實驗教學，提升學生的應用數學能力

艾江·加合提別克

（浙江師范大學 浙江金華 321000）

運用數學實驗教學，提升學生的應用數學能力

艾江·加合提別克

（浙江師范大學 浙江金華 321000）

當前實踐教學越來越受到高校的重視，因為知識學習的最終目的是為了應用，因而需要通過實驗培養學生的知識應用能力，并且數學實驗教學活動的開展是對數學知識應用的有效嘗試，所以數學實驗教學的開展極為重要。本文主要介紹數學實驗課開展的有效意義，并提出實踐課程的開展特點，進而結合教學過程提出可行性的結合方案。旨在提高課堂教學效果的前提下，增強學生數學知識的應用能力。

數學實驗 應用數學 能力

一、引言

數學學科的快點發展，不斷涌現出新的分支，重疊交叉各個分支，相互滲透，讓數學學科在方法和自然科學方面有所突破。特別是電子計算機的出現和發展，為數學學科提供有力的教學輔助工具，讓數學學科在深度和廣度上都取得可喜的成績。

二、開展數學實驗課的有效意義

當前數學的學科地位發生日新月異的變化，數學學科的應用范圍也非常廣泛，科學工作者和軟件工作者對數學的知識需求也在不斷加大，并且最為重要的是，在實際工作的解決過程中，新技術的發展以及創新，必須涉及到數學建模和計算建模能力。

在此形式上，需要培養數學人才，并進行數學改革，因為傳統的數學教學，雖然教學內容較多，但是不能培養應用型人才，也不能解決長期以來專業增長的需求和人才短缺之間的矛盾。當前數學教學中出現令人堪憂的局面，學生一方面努力的學習數學，但是另外一面學生到的數學知識沒有任何的用武之地。出現在這種現象的主要原因是傳統的數學以知識教授為主，并且上課方式以課題教學為主，加之數學的學時有嚴格的限定，或在教學的時候很少在計算和推理之間運用數學語言描述和解決實際問題，讓學生失去將實際問題逐步轉為數學問題的能力。伴隨科技的發展，計算機和數學軟件為數學的高速發展提供較為方便的物質條件和便捷的工具支持，由于計算機有比較強大的運算能力，并且能進行圖形的開發和應用，方便數學軟件不斷的升級，使學生在較短的時間內可以自由的選擇合適自己的軟件，通過比較、分析解決問題，并且對比問題發現的途徑和方法，不斷的探尋知識以及結果，利用數學抽象性的特征，完成數學知識的更新和補充，在實驗的過程中，更提升學生對數學知識的應用能力。

三、數學實驗教學開展的主要特點

1．以問題為實驗教學開展的主體

教學開展過程中，通過精心的設計和選擇問題，不斷的深化理論，讓數學應用更加具體化，并且在進一步的加深和鞏固對概念和定理的理解，進一步培養學生的數學知識的學習能力，以及應用所學知識解決實際問題與能力，所以數學的課題選擇非常重要。

2．計算機作為教學手段

計算機應用于教學中最大的優勢是運算速度快，存儲量大，并且運用計算機快速求解的功能，能節約時間，避免繁雜的計算帶給學生學習的困惑和無奈，學生失去學習興趣的很大一部分原因是因為數學計算太過于繁瑣，甚至長時間的計算還會得到一個錯誤的計算結果，讓學生感覺自己的努力沒有任何成效，尤其在面對復雜的導數、積分運算的時候，如果計算過程中稍有不慎就會出現錯誤，也讓學生感覺數學的學習很困難，給學生造成望而生畏的學習心理，所以當不講求數學方法，只需要計算原理的時候，為了得到準確的計算結果，借助計算機語言自己編程獲取計算有很大的必要性［1］。

3．軟件作為計算機實驗工具

計算機的應用主體是各類的軟件，主要的應用基礎是在運用數學軟件工具的基礎上，提高編程效率，由于計算的強烈功能性，所以使用較為簡便并且繪圖功能強大軟件能力，能夠發揮資源的最大優勢，可以避免低水平的重復勞動，提升教學效果，所以計算機實驗過程中需要靈活的運用各類教學軟件。

4．學生最為實驗教學的主體

數學實驗課堂主要強調學生自己動手、動腦，讓學生多動手和多上機，教師要做到少講多練，教師指導學生探尋數學知識并根據建立到數學模型解決實際問題，實驗過程中學生數學學習能力的也將會逐步發展。

四、多變靈活的實驗教學方式開展

1．講授與示范教學結合應用

教學過程中，當教師提出問題以后，為了方便學生理解，需要做好適當的知識鋪墊，比如介紹知識原理和方法，以及交代背景，不需要進行系統和理論的知識灌輸以及學習，也不要求嚴格的證明理論以及完整的公式定理推導過程，主要的目的是引導學生根據可行性方案解決數學問題，因而準備工作的開展需要通過軟件設計不斷的示范以及演練教學過程，形成圖文并茂、聲圖結合的多媒體教學環境，不斷的引發學生的學習興趣，激發學生的學習熱情［2］。

2．討論教學方式的開展

指導教師精心的設計和有效的組織整個教學活動，逐步引導學生發現問題和研究問題，給學生留有足夠的空間和時間，先不給學生提供完整的解決方案和出具詳細的實驗結果，組織學生在設計教學計劃和分析相關數據的進程中，說出自己的想法和意見，提升學生的活動參與熱情，培養學生“運用數學”的能力，以期達到實驗教學活動的最佳效果［3］。

3．多層和多模式教學活動的開展

由于學生之間有差異性，所以根據學生的基礎不同，可以按照不同層次的組織實驗活動，對于基礎比較差的學生安排學生做基礎實驗或者一些簡單的應用實驗項目，對于能力比較強的學生安排學生做一些探索性的綜合類實驗活動，并且實驗的安排也可以根據學生的興趣以及知識掌握情況自由的組合，運用學生的優勢化能力解決問題，培養學生的團隊協作能力，深化學生的學習潛力和創造力，從而不同層次的學生能力都得到發展。

數學實驗教學過程中，教師一定要指導學生認真的填寫實驗報告，并記錄實驗教學內容，培養學生設計和提出問題的能力，通過數學建模，完成實驗的各個階段和目標，分析數據和圖像，猜想數據結果，驗證數據猜想，記錄完成整個實驗過程，培養學生分析和解決問題的能力。

五、結語

數學實驗作為一種新型的教學模式，主要為培養學生的定量思維和創新意識而服務，并在加強學生“運用數學”方面的能力上有較大突破，讓學生能夠根據應用數學的知識，提升自己的問題意識和能力，在改進教學方法，教材內容和成績評定的基礎上加強自身的知識更新，開展知識結構調整，推動數學的實驗課程體系建立。

［1］李路，肖翔，江開忠．開展多種形式的數學建模和數學實驗教學 培養大學生創新能力［J］．教育教學論壇，2012（08）：28-29．

［2］田子德．數學實驗在高等數學課程教學中的應用研究［J］．中國現代教育裝備，2015（01）：27-28．

［3］金海云．數學實驗教學中的能力培養［J］．中國校外教育，2010（03）：31-32．