關于在高職院校開設數學實驗課程的意義分析

摘 要：《數學實驗》是一門數學與計算機技術結合，理論與實際應用結合的實踐型數學課程。本文在介紹《數學實驗》課程主要特點與教學目的基礎上，分析了在高職院校開設數學實驗課程的作用和意義，對高職院校數學實驗課程的教學作出分析與建議。

關鍵詞：數學實驗；數學軟件；教學模式

引言

《數學實驗》是一門數學與計算機技術結合，理論與實際應用結合的實踐型數學課程。數學實驗能從實際問題出發，通過分析設計，建立數學模型，借助計算機與數學軟件進行實驗操作，應用數學知識解決有關問題。隨著高等教育的發展，高職院校數學類課程在專業人才培養中占有愈來愈重要的地位與作用，開設數學實驗課程是高職院校數學課程教學改革與實踐中的重要創新舉措。

一、數學實驗課程教學目的

《數學實驗》課程主要教學目的是使學生掌握應用計算機程序語言與方法解決各種數學問題的知識和技能，培養和提高應用計算機和相關軟件進行科學與工程計算的能力。在實際教學中，學生通過數學軟件完成數學實驗，體驗解決問題的過程，從實驗中去學習、探索和發現數學的規律，為將學生培養成為基礎知識扎實、知識面廣、富有創新精神和工程實踐能力的高素質人才奠定基礎。

二、高職院校開設數學實驗課的作用和意義

高職院校學生相對基礎較弱，學生對概念、定理、性質的深刻涵義理解能力相對薄弱，對數學課程中很多復雜的運算和推理常常力不從心，難以應付。從專業需求方面來看，高職院校各專業人才培養中對大學數學基礎理論課程主要以應用為目的，以“必需”、“夠用”為度。所以，如何切實提升高職院校大學數學課程教學質量與效果？大學數學課程教學模式與實踐的研究與改革如何進行？這些都在高職院校人才培養中具有非常重要的意義。

從數學實驗課程在我國發展歷程來看，數學實驗課程是高職院校數學類教學中的一門較為新型的課程，但發展變化也較為迅速?，F在，越來越多的院校開設了數學實驗課程，并加強相關軟硬件建設，積極參與各類數學建模競賽，數學實驗課程在高職院校的教學中也發揮著越來越大的作用。

1.通過數學實驗課的設立改變傳統的數學課程模式。數學實驗課程可以輔助大學數學課程的教學，幫助學生更好地學習大學數學課程。數學實驗課程要求學生必須掌握相關課程基礎理論知識，從而幫助學生鞏固和提高大學數學的基礎知識與技能，加深對所學內容的理解，它可以提高學生在教學過程中的參與程度，學生的主觀能動性在實驗中能得到相當充分的發揮。

在實際教學中，圍繞高職大學數學基礎教學的內容，可利用如Mathematica等數學軟件圖像繪制演示功能，在培養學生的動手能力的同時，使學生加深對所學內容的直觀理解，有效提高數學教學質量與效果。

例如，利用數學軟件Mathematica演示正弦函數 的不同泰勒展開式（參見下列圖形），由此觀察函數的泰勒逼近情況，就可以更加直觀形象，有助于學生對相關知識的理解。

圖-1

圖-2

2.數學實驗課程中使用的計算機及數學軟件，在教學中既是一種教學輔助手段，又是解決數學實驗中各種問題的主要途徑。通過數學實驗課程可以培養學生科學計算、建模與圖像繪制處理的實踐能力，使學生深入數學學習境界，激發思維與學習數學的興趣，鞏固所學知識，達到良好的教學效果。

此外，數學實驗課的內容覆蓋面較為廣泛，能使學生對數學科學眾多分支以及廣泛的應用有所了解，有利于培養學生利用數學工具解決實際問題的綜合能力。

3.在大學數學教學中，利用數學軟件輔助制作幾何及函數等圖像的演示、變換，模擬數學公式與定理的演變、推導過程等等，可以利用多媒體課件在教學中呈現給學生動態直觀的數學，提升學生的好奇心，使學生對所學知識樂學、易懂，增大學生對各種相關信息的接受量。

三、關于數學實驗課程教學的對策與建議

高職院校數學實驗課程教學面臨的實際情況具有其獨特性，目前還有較多高職院校在數學實驗課程教學方面還處于探索試點的階段。所以，從高職院校現有數學實驗課程教學實際情況出發，應該從以下幾個方面努力與加強：

1.基于高職院校專業設置的多樣化，各種不同專業的高等數學課程教學大綱內容也有差別。所以，《數學實驗》課程的教學大綱編寫必須有針對性，要根據各個專業實際特點、課時數量等編制科學合理且實用的《數學實驗》課程教學大綱。

2.教師在具體教學中必須根據學生數學基礎、學習興趣與能力等情況“對癥下藥”，因材施教?！稊祵W實驗》課程常規教學中，可以結合學生知識基礎，注重對學生進行與應用實例結合的培養訓練。

例如，根據我校建筑或其他相關專業的特點以及發展需求，在具體教學中可以引導學生在學習數學軟件時，加強在圖形繪制、符號計算、數據統計與分析、運籌優化、概率論與數理統計等方面的實際應用技術的學習，從而為解決專業方面的問題提供支持與幫助。

3.加強實驗室建設與教學團隊建設，積極支持和鼓勵學生在專業教師的指導下參加各類相關比賽。

期望數學實驗課的開設，能為高職院校數學課程的教學推波助瀾。

參考文獻：

[1]王兵團，王秋媛.數學實驗[M].北京，中國鐵道出版社，2002年.

[2]徐安農.Mathematica 數學實驗[M].北京，電子工業出版社，2004年.

基金項目：高職院校高等數學課程分層次教學的研究與實踐（NGJGH2016149）.

作者簡介：

楊培鳳（1972年），女，內蒙古和林格爾縣人，碩士，副教授. 研究方向：偏微分方程精確解及屬性研究、數學教育。