專科院校數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程模式建設(shè)研究

李衛(wèi)平

（南通師范高等專科學(xué)校，江蘇 南通 226006）

專科院校數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程模式建設(shè)研究

李衛(wèi)平

（南通師范高等專科學(xué)校，江蘇 南通 226006）

分析當(dāng)前專科院校數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)的現(xiàn)狀和原因，論述數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)模式、課程設(shè)計(jì)與實(shí)施等相關(guān)內(nèi)容，提出相應(yīng)措施。

專科院校；數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程；模式；建設(shè)

一、專科院校數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)的現(xiàn)狀及原因

數(shù)學(xué)課程一門理論抽象、思維嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)科。因此，教育部在1988年頒布的有關(guān)章程中，明確規(guī)定將“數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)”課程列入數(shù)學(xué)類專業(yè)的主要課程中，自實(shí)施以來(lái)，數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)也取得了一定的成績(jī)。數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程依托于計(jì)算機(jī)技術(shù)，從生活實(shí)際出發(fā)，利用計(jì)算機(jī)等應(yīng)用軟件，對(duì)生活中的實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行建模分析，探索其中的規(guī)律、法則等，并力求用于指導(dǎo)生活實(shí)踐［1］。

我國(guó)開設(shè)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的時(shí)間較短，雖然取得了一定的成績(jī)，但是從無(wú)到有積累經(jīng)驗(yàn)的過(guò)程還是比較艱苦的。尤其是專科院校，真正開展數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的時(shí)間還較短，經(jīng)驗(yàn)不足，師資力量與配套設(shè)備等都還不完善，數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)是信息化與計(jì)算機(jī)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的客觀產(chǎn)物，對(duì)師資力量和科研水平的要求較高，而這正是專科院校所缺乏的。另一方面，數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程在從無(wú)到有的探索過(guò)程中，滲透著傳統(tǒng)數(shù)學(xué)教學(xué)的影子，常常是有針對(duì)性的設(shè)計(jì)某些實(shí)驗(yàn)題目，無(wú)法真正做到讓學(xué)生自我發(fā)揮，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新的目的，且容易造成理論與實(shí)驗(yàn)的脫節(jié)，因此，專科院校的數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)存在“學(xué)數(shù)學(xué)”與“用數(shù)學(xué)”難以銜接的問(wèn)題［2］。

二、專科院校數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程模式的建設(shè)

（一）專科院校數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的指導(dǎo)思想

信息化大時(shí)代背景下的計(jì)算機(jī)技術(shù)飛速發(fā)展，為數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的成功開設(shè)提供了物質(zhì)保證。大量使用易學(xué)的數(shù)學(xué)應(yīng)用型軟件為學(xué)生進(jìn)行數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)提供了便利，學(xué)生可以在短時(shí)間內(nèi)自由靈活的選擇和運(yùn)用并且能夠在顯示器上看到數(shù)值或幾何問(wèn)題的具體化，大大提高了學(xué)生自主動(dòng)手的能力，激發(fā)了他們學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣和欲望，也提高了學(xué)生獨(dú)立思考的能力。因此，數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程應(yīng)以“培養(yǎng)學(xué)生用數(shù)學(xué)的能力、加強(qiáng)學(xué)生獨(dú)立動(dòng)手和思考的能力及提高學(xué)生興趣”為指導(dǎo)思想，制定科學(xué)合理的授課計(jì)劃，選擇易學(xué)實(shí)用的數(shù)學(xué)軟件，幫助學(xué)生提煉、分析、解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

（二）專科院校數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)模式

數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程是聯(lián)系數(shù)學(xué)基礎(chǔ)理論知識(shí)與實(shí)際問(wèn)題的重要紐帶。在開設(shè)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程時(shí)，可以采用三種教學(xué)模式。一是以探索數(shù)學(xué)基礎(chǔ)應(yīng)用方法為主，一般是通過(guò)學(xué)習(xí)常用的數(shù)學(xué)軟件，進(jìn)行數(shù)值計(jì)算、優(yōu)化設(shè)計(jì)和統(tǒng)計(jì)分析。二是以探索數(shù)學(xué)的理論和內(nèi)容為主，即通過(guò)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)分析，發(fā)現(xiàn)和理解數(shù)學(xué)中較為抽象的理論內(nèi)容，并進(jìn)行深入分析和拓展，從而應(yīng)用到實(shí)際生活中，。三是針對(duì)實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行數(shù)學(xué)理論的運(yùn)用，即以“案例”的形式，對(duì)各個(gè)領(lǐng)域中的問(wèn)題進(jìn)行提煉、總結(jié)，利用數(shù)學(xué)理論知識(shí)進(jìn)行建模，并結(jié)合數(shù)學(xué)軟件進(jìn)行歸類總結(jié)、原因分析等，在解決問(wèn)題的過(guò)程中進(jìn)一步深化對(duì)數(shù)學(xué)理論知識(shí)的理解。無(wú)論哪種模式的數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程，在開展過(guò)程中，都要注重學(xué)生獨(dú)立思考、自主動(dòng)手能力的培養(yǎng)，包括學(xué)生提煉總結(jié)實(shí)際問(wèn)題、選擇和學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)軟件以及分析和解決數(shù)學(xué)問(wèn)題的能力等。同時(shí)在數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的實(shí)施過(guò)程中，計(jì)算機(jī)是必不可少的，學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)的運(yùn)用能力也是影響其數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ囊淮笠蛩亍?/p>

因此在綜合考慮專科院校學(xué)生的實(shí)際情況和師資力量及科研設(shè)備的前提下，我們選擇的數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程模式為：在數(shù)學(xué)理論的學(xué)習(xí)過(guò)程中，要輔以實(shí)際問(wèn)題的提煉和上機(jī)能力的培養(yǎng)，在實(shí)驗(yàn)課題的選擇中，教師要進(jìn)行正確引導(dǎo)，在實(shí)驗(yàn)課的解決過(guò)程中，教師要進(jìn)行積極的理論干預(yù)和實(shí)驗(yàn)幫助。在問(wèn)題解決后，教師要引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行結(jié)題總結(jié)，讓學(xué)生可以深刻理解課題解決過(guò)程中的成功經(jīng)驗(yàn)與失敗教訓(xùn)。最后，教師要再學(xué)期末尾根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況，指定相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)課題，讓學(xué)生根據(jù)所用的理論知識(shí)和數(shù)學(xué)軟件獨(dú)立完成，并根據(jù)學(xué)生的完成情況給予相應(yīng)的幫助和指導(dǎo)。

（三）專科院校數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的內(nèi)容設(shè)計(jì)

開設(shè)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程是數(shù)學(xué)教學(xué)的一種嘗試，沒(méi)有統(tǒng)一的模式可以遵循。在根據(jù)學(xué)校和學(xué)生的實(shí)際情況，制定科學(xué)合理的數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)模式，并進(jìn)行相應(yīng)教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置。在教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置過(guò)程中，應(yīng)遵循一定的原則。首先要從基礎(chǔ)開始，即首先要介紹一些與數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)相關(guān)的基礎(chǔ)理論知識(shí)和必要的應(yīng)用軟件，使學(xué)生可以產(chǎn)生感性認(rèn)識(shí)。其次，要搭建或選擇合適的數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，如Matlab等，在實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程目的的同時(shí)，便學(xué)生的學(xué)習(xí)和應(yīng)用。再次，要以數(shù)學(xué)建模為主線，從基礎(chǔ)建模開始，循序漸進(jìn)，逐漸深入。整個(gè)過(guò)程中，要注重培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考和自主動(dòng)手的能力［3］。

在以上原則的指導(dǎo)下，專科院校的數(shù)學(xué)課程內(nèi)容主要設(shè)計(jì)如下。首先要進(jìn)行基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)，根據(jù)各個(gè)學(xué)校和專業(yè)的不用，有針對(duì)性的培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ▋?yōu)化理論和方法、數(shù)值計(jì)算方法以及相關(guān)方法的實(shí)現(xiàn)軟件等，要注重加深學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)概念、公式，必要時(shí)可通過(guò)對(duì)相關(guān)定理、公式、推論證明實(shí)現(xiàn)。其次，要進(jìn)行綜合性實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練。在具備基礎(chǔ)數(shù)學(xué)理論的前提下，要指導(dǎo)學(xué)生利用基礎(chǔ)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題。在這個(gè)過(guò)程中，一般需要教師設(shè)計(jì)提煉好實(shí)驗(yàn)課題，而學(xué)生只需獨(dú)立思考自主解決即可。最后是進(jìn)行設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練。該內(nèi)容要求學(xué)生具備完善的理論知識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)學(xué)思維。學(xué)生需要根據(jù)實(shí)際問(wèn)題自己提煉、抽象實(shí)驗(yàn)課題，并獨(dú)立解決，最終以實(shí)驗(yàn)報(bào)告的形式提交。實(shí)驗(yàn)報(bào)告需要包括實(shí)驗(yàn)課題、數(shù)學(xué)建模、運(yùn)用的數(shù)學(xué)方法、最終結(jié)果以及實(shí)驗(yàn)總結(jié)等相關(guān)內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)報(bào)告的是否完備可以在一定程度上反映學(xué)生的數(shù)學(xué)思維是否科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)。

（四）專科院校數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的建設(shè)實(shí)施

與其他傳統(tǒng)科目不同，數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的開設(shè)時(shí)間較短經(jīng)驗(yàn)不足。課程的指導(dǎo)思想、使用教材、內(nèi)容設(shè)置、教學(xué)方法、成績(jī)?cè)u(píng)定等都需要進(jìn)行合理的討論和規(guī)劃。因此可從以下幾個(gè)方面進(jìn)行數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的建設(shè)。

1.加強(qiáng)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的教材建設(shè)

教材是教師進(jìn)行授課的重要依托，也是學(xué)生自學(xué)的重要工具。一本科學(xué)的教材，應(yīng)該既包括基本的數(shù)學(xué)理論和基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)，還包括綜合性的數(shù)學(xué)建模實(shí)驗(yàn)，并將一些常用的計(jì)算方法、優(yōu)化設(shè)計(jì)思想融入其中，必要時(shí)還應(yīng)包括相關(guān)軟件的基本介紹等。在教材的編纂過(guò)程中，要注意安排一些典型實(shí)驗(yàn)案例，通過(guò)簡(jiǎn)單案例的完整分析，為學(xué)生自學(xué)提供便利。

2.建設(shè)和完善數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)環(huán)境

數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的成功開設(shè)需要同時(shí)保證硬件設(shè)施與軟件條件。盡管很多專科院校都調(diào)動(dòng)大量經(jīng)費(fèi)支持多媒體教室等硬件設(shè)施的建設(shè)，但由于院校的規(guī)模擴(kuò)充較大，依然存在計(jì)算機(jī)使用擁擠等現(xiàn)象。另外，學(xué)校應(yīng)該注重支持或開發(fā)相關(guān)的軟件學(xué)習(xí)平臺(tái)，為學(xué)生自主參與數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程、學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)技能提供便利。

3.創(chuàng)新教學(xué)方式，加強(qiáng)教師隊(duì)伍建設(shè)

數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)需要大量具備扎實(shí)理論知識(shí)、寬闊專業(yè)視角、嫻熟軟件能力的高水平、高素質(zhì)教師。在當(dāng)前的專科院校中，存在師資力量匱乏或師資水平不高的問(wèn)題，因此，學(xué)校應(yīng)該注重對(duì)專業(yè)青年教師的培養(yǎng)，為數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的師資隊(duì)伍注入新的力量。另外，傳統(tǒng)的教學(xué)方式已經(jīng)難以適應(yīng)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程。數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程本身富有創(chuàng)造性、開放性和實(shí)踐性，迫切需要轉(zhuǎn)變教學(xué)理念、創(chuàng)新教學(xué)方式。例如，“換位法教學(xué)”。

4.開展數(shù)學(xué)建模大賽

數(shù)學(xué)建模大賽是由國(guó)家教育部和中國(guó)工業(yè)與應(yīng)用數(shù)學(xué)學(xué)會(huì)共同主辦的競(jìng)賽，對(duì)于提高學(xué)生的數(shù)學(xué)建模與計(jì)算機(jī)運(yùn)用能力有至關(guān)重要的作用，因此專科類院校要積極鼓勵(lì)學(xué)生參與。在教學(xué)過(guò)程中，教師要意識(shí)的將“數(shù)學(xué)建模”的思想貫穿其中，通過(guò)對(duì)實(shí)際問(wèn)題的數(shù)學(xué)建模和求解，使學(xué)生切身感受數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的重要性。同時(shí)，教師還要注重課內(nèi)教學(xué)與課外實(shí)踐的有效結(jié)合，鼓勵(lì)學(xué)生從生活發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)問(wèn)題，并利用數(shù)學(xué)建模的方法加以解決，從而鞏固和提高課堂教學(xué)效果，也大大提高了學(xué)生的實(shí)踐能力。

［1］肖翠娥.數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)方法的分類與本質(zhì)特征［J］.益陽(yáng)師專學(xué)報(bào)，1988，15（6）：64-66.

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［3］張波，鄧志云，楊云蘇.數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方式的探討［J］.江西教育科研，2006（2）：46-47.

［4］任善強(qiáng)，劉瓊蓀.“數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)”課程的教學(xué)研究與實(shí)踐［J］.高等數(shù)學(xué)研究，2007，7（1）：8-10.

［5］畢義明，郝琳.論大學(xué)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容與實(shí)現(xiàn)方法［J］.實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2005，（7）：54-57.

［6］王庚.數(shù)學(xué)建模與數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的探索、實(shí)踐與收獲［J］.高等數(shù)學(xué)研究，2007，10（1）：101-102.

［7］趙靜，但琦.數(shù)學(xué)建模與數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)［M］.北京：高等教育出版社，2003.

Research on the Mode Construction of Mathematics Experiment Course in Colleges

LI Wei-ping
（Nantong Normal College，Nantong Jiangsu 226006，China）

This paper discusses the current situation and reasons of college mathematics experiment course teachingand explores the teaching mode，curriculum design and implementation of the course in colleges to provide some

for the college to successfully offer the mathematics experiment course.

College；Mathematics experiment course；Mode；Construction

G712

A

2095-8528（2016）05-035-03

編輯 鄭晶

2016-05-30

李衛(wèi)平（1981），女，江蘇如皋人，碩士，講師，研究方向?yàn)閿?shù)學(xué)教育教學(xué)。

本文為江蘇省教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃2015年度重點(diǎn)自籌課題“基于認(rèn)知工具的中學(xué)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究”（課題批準(zhǔn)文號(hào)：B-b/2015/01/088）的研究成果。