关于高职数学课程加入数学实验内容的思考

年福耿 黄辉

【摘要】根据高职院校人才培养的目标和教学对象的特点，结合数学实验内容对培养学员综合能力的重要作用和它独特的教学组织方式，阐述了高职数学内容中加入数学实验内容是十分必要的，并指出数学实验内容在教学中应注意的问题.

【关键词】数学实验;数学改革;数学软件;Matlab

高等数学内容具有高度抽象性、精确性、广泛应用性等鲜明特点，传统的高等数学教学方法强调理论推导，侧重准确性、技巧性等计算能力的培养，而高职院校教育教学的要求和我国现阶段高职学员特点决定了应该淡化理论推导、计算技巧性的要求，侧重数学思想方法的讲解，引入实验教学，变“学数学”为“做数学”.因此，大力引进和开展数学实验内容理应成为高职高等数学内容与教学改革的方向之一.

一、数学实验内容教学的意义和目的

数学实验，就是从问题（数学本身的问题或实际应用问题）出发，借助于计算机，通过学习者亲自设计与动手操作，学习、探索和发现规律，或运用现有的数学知识分析和解决实际问题的过程.换言之，数学实验就是学习者自主探索数学知识及其实际应用的实践过程.

1.数学实验内容教学的意义

开设数学实验课，它的意义不仅在于使学员掌握必需的数学基础知识，更重要的在于使学员从抽象的数学概念、定理的证明及复杂的数学运算中解脱出来，使学员感觉到数学内容的实际意义，从而提高學员学习数学的兴趣和积极性，提高学员的数学应用意识和创新能力，以适应高职人才培养的需要.

2.数学实验内容教学的目的

提高高职学员数学素质是高职数学教育的目的，而数学素质是数学知识、数学思想和数学应用的综合体现.数学实验是以数学建模与数值计算为主要内容，将数学知识、数学建模及计算机应用融为一体.通过数学实验使学员深入理解数学基本理论，掌握数学计算方法，熟悉常用的数学软件.培养学员运用数学知识，建立数学模型，利用计算机来解决实际问题的能力;培养学员进行数学运算和综合处理数据的能力;培养学员学习数学的兴趣，提高学员的数学素质.从而达到高素质高职人才培养的目的.

二、高职数学实验课开设的内容与教学方法

1.高职数学实验课开设的内容

高职数学实验课包含哪些内容，从开设的实践经验来看目前没有一个统一的固定模式.根据我校学员的特点以及开设数学实验课的意义和目的要求，我们将数学实验课设置为面向提高班高职学员的基础性实验课.实验的详细内容作为提高班学习模块中的拓展提高模块，共8个学时.以下是我校数学实验课开设的内容概要.

拓展提高模块

实验1 Matlab简介及函数极限的Matlab处理

实验2 导数与微分的Matlab求解

实验3 积分的Matlab求解

实验4 微分方程的Matlab求解

在数学实验中，学员的学习主要是利用Matlab软件对高等数学中的基本理论进行验证，也可以克服传统板书教学中内容讲解抽象、手工绘图准确性差、教学内容较难扩展等不足，还可以提高学生在学习过程中的热情与创造性.

2.高职数学实验课的教学方法

高职数学实验课的教学方法以直观教学原则为指导，在基本掌握数学原理的基础上，着重强调学员动手能力的培养.在教员的适当讲解和演示的前提下学员阅读某些程序，分析程序设计的思想和如何建立简单的数学模型才是开设数学实验课的中心课题.高职数学实验课的教学方法就应当采用以下三种形式：一是案例教学法，二是问题驱动法，三是讨论法.

（1）关于案例教学法，其教学落脚点要从传授知识型教学转向培养学员的能力型教学，教学的载体要由课本走向案例，要用启发式教学方法代替讲授式教学方法，上课的沟通方式必须要有多元途径.案例教学法能充分调动学员学习的积极性，使学员能力培养的效果有显著的提高.

（2）关于问题驱动法，其教学过程就是让学员在提出问题、分析问题、解决问题的过程中，面对动态生成的、有效的问题，不断寻求解决问题的方法和策略.问题驱动法驱动学员积极主动地去参与学习的全过程，学会使用计算机等现代教学设备终身学习的本领，这是高职院校培养新世纪应用型人才的最佳教学方法.

（3）关于讨论法，在开设数学实践课的实践中，运用讨论法实施课堂教学，要在教员的精心准备和指导下，为实现某数学知识和技能获取的教学目标，通过预先的设计与组织，启发学生就指定问题发表自己的见解，以培养学生的独立思考能力和创新精神.讨论法教学环节大致包括：设计问题、提供资料、启发思路、上机操作、得出结论.讨论法多用于综合性实验，把对数学实验有兴趣、数学基础又较扎实的高职学员组织在一起，在综合性实验的讨论学习中，相互启迪，取长补短，做到了这些，学员的各项应用能力在讨论中得以发展.

三、开设数学实验应注意的问题

数学实验的载体是问题，做实验是从问题出发进行探索研究的，故选准选好实验课题就显得十分重要.选择实验课题一般应遵循以下原则：一是量力性，适合学员的知识水平，在实验时不需要补充大量的知识就可入手.二是实用性，要有一定的实际背景和意义，选择这种实际问题，可以使学员从实验过程中体会数学的价值，提高学习数学的自觉性.三是趣味性，饶有趣味的问题，能吸引学员思考，启迪学员思维，开阔学员眼界，提高学员学习数学的兴趣.四是体现计算机的作用，实验课题的解决需要借助和通过计算机的计算和模拟功能.这是时代的要求，也是数学教育改革和发展的方向.

综上所述，高职数学教学开设好数学实验内容，是数学发展的需要，是高科技尤其是计算机技术发展与数学教学结合的必然产物，也是高职数学教学改革与课程教学一体化改革的有机统一.如何发挥数学实验的强大功能，让高职院校开设好数学实验内容，是我们高职数学教学工作者所面临的巨大挑战.