数学实验在高职数学教学中的探索与尝试

数学实验在高职数学教学中的探索与尝试

张艳波1贾彦娜2

张艳波1贾彦娜2（山东现代职业学院基础部，山东济南250104）

中图分类号：G642文献标识码：A文章编号：1033-2738（2012）05-0075-01

摘要：目前大多数高职院校数学课堂教学模式的教学现状，与其培养应用型人才的目标要求不相符合，为此，在高职数学教学中开设数学实验非常必要。文章通过在高职数学教学中进行数学实验的几个案例，表明了数学实验在高职数学教学中发挥了不可替代的作用。根据数学实验教学中出现的问题，我们期望数学教师与其他专业课教师进行合作，提取典型专业案例进行数学实验教学的探索，相应的工作正在进行中。

关键词：数学实验；高职数学；职业教育

高职数学教育改革的目的,是为了适应高职院校培养应用型人才的目标要求。在高职院校开设数学实验课，主要是让高职学生学会独立使用各种先进的计算工具和信息传播技术,来探索解决一些典型数学问题的方法,从而培养学生的数学应用能力和创新思维能力。通过近一年多的探索与尝试，数学实验在高职数学教学中取得了良好的效果。

一、高职数学教学中开设数学实验的必要性

高职院校的培养目标是培养具有一定技术开发能力和实用能力的应用型人才，这就要求高职数学教育应注重目的性和实用性。目前大多数高职院校的数学教学仍以课堂为中心，采用“定义、定理、证明、举例”的课堂教学模式，这种模式虽然注重逻辑的严密性、知识的系统性，但这种理论推导和计算证明的教学模式让学生在繁琐的数字计算和定理证明上耗费了大量的时间，缺乏实践的动手操作训练，这与高职教育的培养目标有一定出入。因此，在高职数学教学中需要引入实践教学环节，让学生动手“做数学”。数学实验就是一种很好的实践方式，也是数学学习方式的一种补充。

数学实验的特点是淡化数学课堂教学的复杂计算和反复的公式记忆，在实际的数学实验教学中只要求学生掌握常规常见的计算以及理解计算方法的原理，在掌握Matlab基础上运用计算机解决大量的计算问题。这样学生就能在数学学习的过程中把大部分精力和时间，用于思考解决问题的方法，从而可以激发学生学习数学的兴趣，也有助于提高学习的效率。另外数学实验对培养学生的创造性思维、实践意识和解决问题的能力方面也具有重要的意义和良好的效果

二、数学实验在高职数学教学中的尝试

结合我院现有的数学教学实际水平和客观条件，多媒体教学已经在我院开始普及，开设数学实验课的基本条件已经具备，我们尝试在基本保留原来课堂教学各环节的基础上，再增加数学实验课教学环节，即在基础课教学中插入数学实验环节。这种方式一方面及时地利用了所学的数学基础知识，另一方面又打破了理论课的单调，能充分调动学生学习数学的积极性。在数学实验课的实际教学过程中，我们首先向学生介绍数学软件Matlab的基本功能和基本操作，其次系统地教给学生如何运用Matlab来处理数学问题的符号运算、数值运算和绘制图形的方法等等问题，然后进入实验阶段，教师选择演示性或验证性实验，让学生自己动手对数学概念、定理、公式和解题方法进行验证及应用，例如在计算机上通过使用Matlab软件，进行求极限、求微分、求积分、解微分方程等运算，研究函数的变化规律，画曲线、曲面图形，验证定理，探索新规律等。在数学实验教学过程中特别注意要以学生操作为主，教师指导为辅。鼓励学生多讨论，加强师生活动。

通过数学实验观察变化趋势，从而让学生归纳、验证这个重要极限。在数学实验的过程中，教师引导学生熟悉了计算机操作并培养了学生的动手能力，使学生在“做数学”的过程中加深了对数学概念、公式、定理、方法的理解，为后面的专业学习打下坚实的基础。

三、高职数学教学中开展数学实验取得的教学效果

1.数学实验与高职数学课构成了相辅相成的关系。

高职院校开设数学实验课的目的，是为了让学生更好、更有效地学习高职数学，使学生在应用和探索中获得专业所需要的数学基础知识。而数学实验又依赖于数学原理，数学实验教学基于课堂教学模式。在数学实验课中，借助计算机强大的计算功能和绘图功能，既能调动学生充分应用所学数学基础知识，还能让学生在实际操作中加深对数学基础知识的理解。由此可见，数学实验依赖于数学基础知识，又反作用于基础知识，这充分体现了理论联系实际的教学理论。

2.数学实验教学进一步培养和强化了学生的创新思维以及实践能力。

数学实验课可以为学生提供“做”数学的环境，让学生作为研究者积极参与获得知识的全过程，从而摆脱了传统的完全被动“听”数学的经历。在通过数学实验解决问题的过程中，学生不仅学到了知识，提高了动手能力，也有利于培养他们独立思考问题的习惯，增强探索精神和创新意识。

例如在学习二重积分的过程中，一般对二重积分的计算，我们可以把其转化为累次积分即两个定积分来计算。这样就比求定积分要复杂的多，尤其对于积分区域和积分上下限不是很好确定。数学实验间接的把完成的计算讲给学生。根据数学思维的发展和创新设计，让学生进行多次的图形观察及实际问题的演算可以提高学生的动手操作能力。进行一次数学实验，并在实验中观察、分析、探索，可以培养学生的学习和实践能力。

3.数学实验推进了教学模式的转变和职业教育的改革。

数学实验课教学活动的开展无论从内容还是从形式来讲，都是对以往传统数学教学模式的创新和改进，使数学教学更加的活跃和新颖，增强数学教学的活力。

在这种教学活动中，加深了学生对基础知识的理解；进一步激发了学生学习数学的热情；强化了学生的创新思维和动手能力；培养了学生的自主意识和合作精神，增强学生的全面发展。由此可见，把数学实验引入到高职数学教学中来，必将对职业教育的改革起到积极的推动作用。

四、关于数学实验教学前景的设想

在高职数学教学中融入数学实验，是现代数学发展的必然趋势。数学实验课的开设，一方面有利于增加教师授课的灵活性，提高课堂教学质量和效率；另一方面也有利于提高学生学习数学的兴趣，增强学生的创新思维和实践能力。可是由于数学实验课是高职数学教学改革的新事物，还处在摸索阶段，在实践中还有很多需要改进的地方.

参考文献：

[1]姜启源.数学实验与数学建模[J].数学的实践与认识，2001,21（5）.

[2]王明礼.数学实验在大学数学教学中的应用[J].高等数学研究,2009(3).

[3]邱学绍李刚.开设大学数学实验课的探讨[J].高等数学研究,20064.

作者简介：

1.张艳波，研究生，山东济南，任职于山东现代职业学院，2007年毕业于首都师范大学，现从事高职高专数学教育。

2.贾彦娜，助教，研究生，2011年毕业于新疆大学，现从事高职高专数学教育。

本文系山东省高等职业院校基础课程教学改革项目《现代教育技术在数学教学中的应用研究》（编号2009570）的研究成果。