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关于高职院校开设数学实验课的探索浅析

作者 :程 胜更新时间:2012-10-31

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摘 要:数学课是所有高职院校必开的一门最重要的基础课程,正如物理实验、化学实验一样,在数学课程中穿插进的数学实验课,其教学效果要更生动更活泼,学生理解数学的抽象问题的能力也将因此而提高。
关键词:数学实验;计算机;现代技术;数学建模;可视化;探索
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1002-7661(2011)12-014-01


一、数学实验课的定位
数学实验课与化学实验课、物理实验课一样,是为方便对本门课程的理解所设立的一门操作方便,好学易懂的一门实验课程。稍有不同的是:物理、化学实验课程都有相应的实验仪器,而数学实验一般是使用计算机软件(例如Mathematica , Matlab 等),运用现代计算机技术和软件包来进行数学模型的求解,即借助计算机用实验的方法学习数学的知识的过程。用实验的方法来理解和掌握数学理论,在实验中学习和运用数学知识解决实际问题的方法,并能在实验中发现和创新数学知识,这就是我们理解的数学实验课程。
二、为什么要开设数学实验课
早在上个世纪末,我国著名的大学,例如北京大学、清华大学、中国科技大学、成都科技大学以及国防科技大学等各大高校,均成功开设了数学实验课,他们的探索和试点说明了开设数学实验课是有利的、有益的,在教育现代化的今天,我们高职骨干校建设院校,开设数学实验课符合数学教学改革的目标,在该目标中我们参透了高职数学教学的重点是数学思想和数学方法;同时强调和计算机工作手段结合,应该高度加强应用和实践,强调培养学生的数学素质和他们的探索精神与创新意识。因此我们要做到在数学教学中充分运用计算机多媒体教学,将数学理论用多媒体课件的形式体现出来印象深刻。这实际上就是数学实验课的雏形。在数学教学中,融入数学实验,利用计算机多媒体手段会将枯燥的原理定理轻松化,可视化;因此学生领会的透彻,掌握数学知识便捷、容易、轻松。
另外,数学建模在十多年来形成了大家的共识,数学建模要求学生结合计算机技术,灵活运用数学思想、数学方法独立地分析和解决实际问题,不仅培养学生的探索精神和创新精神,而且在这个过程中能够培养学生的团结合作、求真务实的作风,而数学建模的基础就是来源于数学实验,运用计算机软件包,其中不仅增强了数值计算的功能,而且还具有符号演算和图形图像处理功能,这样将数学原本复杂的计算过程变得简单,使抽象的数学在某种意义下变成看得见的“可视数学”了,这样课堂上的数学实验,就能够让数学的思想和数学理论“可视化”
同时,学生们初步掌握数学软件(如Mathematica , Matlab 等)的使用,不仅能把学生从简单、重复的习题演算中解脱出来,把更多的时间和精力放在数学理论和思想的学习和研究探讨上,而且也便于将来使用这些数学软件工具进行道路、汽车、工程机械等工程技术的理论研究和其项目的开发,以及成果的推广。使用数学多媒体教学是数学实验课的形式,使用数学多媒体教学可以充分揭示数学理论的形成过程,培养学生探索和发现问题的能力。数学中尤其是工科数学中的许多概念和定理都有较强的实际背景,传统的语言表述和图形描述很难将问题的来龙去脉揭示的非常清楚,而利用计算机这种现代化的辅助教学手段,就可以生动形象地揭示数学理论的形成过程,从而加深了同学们对讲授内容的印象,生动不枯燥,激励学生学习兴趣,进而产生爱学的心理,从而激发了学习热情,令学生对学习产生了自主性。
三、数学实验课的教学模式思考
数学实验课在我们有条件的高职院校来说,笔者认为应该借鉴我国各大成功高校的办学经验,以案例式教学为重点,以实际问题出发,来讨论并最终解决该问题,也就是说,每个数学教学案例基本上是包括了“提出问题--建立数学模型--研讨分析--计算机处理--解决问题(结论)”的整个过程,这样的案例式教学模式,注重实践,-拓宽专业面,将提高学生的素质,把他们培养成为基础扎实、-富有创新精神和团队精神的人才。
在数学实验课中,应该结合各个高职院校本身的实际,量力而行,本着实用性的原则,让学生在学习中陶冶情操,启迪他们的思维,为将来走上工作岗位积累足够的知识底蕴。
四、探索数学实验教学应具备的条件
首先应该加强数学实验的师资队伍建设,因为数学实验课程的开设,对担任数学实验课程的教师来说也具有较高的要求,应该积极学习数学实验的诸多相关知识,制定相应的教学方案;其次,应该加强实验室本身硬件的建设,为学生数学实验的进行提供必备的条件;最后,应该进一步加强研究数学实验的计算机软件,为更多的数学实验创造有利的条件。
五、数学实验在高职院校中开展可能存在的问题
数学实验在高职院校中目前还属于新鲜的事物,它的出现和正常运行还有一段路要走,其中可能存在的问题会随时出现,例如教学组织安排、数学实验教材的建设问题、数学实验课目标定位的问题均有待于我们快速解决并完善,也恳请相关专家予以指导。
参考资料
[1] 吴栩等.数学建模的理论与实践.国防科大出版社,1999.
[2] 何文章等.大学数学实验.哈尔滨工业大学出版社,1999.
[3] 李辉来.大学数学课程实验.高等教育出版社,2008.
[4] 蒋慧峰等.大学数学实验课程研究与实践.
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