浅谈数学实验与数学建模

【摘要】随着科学技术的不断飞速发展，数学的技术性的应用成为人们关注的重点，用数学技术解决实际问题也成为高职数学教育中的主要教学任务。根据教学目标的不同设定不同的教学内容，在教学方法上利用课堂教学与数学实验相结合的方式，培养学生自主探究能力和数学建模的应用能力。通过科学性、知识性、趣味性于一体的教学模式，既提升了学生对数学学习的积极性，又进一步提高了学生数学技术的应用能力和学习效率。

【关键词】高职数学 数学实验 数学建模

【中图分类号】G71 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2015）12-0106-02

一、高职院校数学教育模式的背景和发展形式

数学是一种自然学科，是将观察实验及实验猜想作为科学方法的研究。而数学实验和数学建模通过理论与实际的结合可以改变学生对数学的认知，缩短数学给学生带来的距离感，使学生在实践操作过程中重新审视数学学习，领会数学的奥秘。由此，学生在吸收和消化所学知识的同时，能够更大的提高学生的学习素养。

我国目前高职院校的数学实验和数学建模教学的不乐观存在多方面的原因，在全国上千所高职院校中，开设数学实验教学及建模教学的院校屈指可数。这也是造成部分学生“数学抽象难懂，离我们太远”理念的重要原因。因此，数学实验教学的启动，是对数学家发现数学过程的再现，对数学家数学灵感的深刻感悟。我国高职院校数学教学要在新时期更长远的发展，在高职数学实验教学过程中，可以通过学生自主从数学课本中找出实验案例，结合数学软件的合理运用，有效激发学生对数学学习的积极主动性。

二、我国高职院校在校生的特点

1.高职院校学生来源较广泛，分为专科和对口，知识基础较弱；

2.高职院校对数学课程不太重视，学习效率较低；

3.高职院校数学教学内容较多，跨度较大，学生难以适应甚至厌烦；

4.高职院校学生缺乏对数学理论的理解能力和抽象思维能力。

所以，高职院校的数学教学需从多方面尤其是数学试验和数学建模教学的应用中提高学生对数学的学习兴趣，激发学生自主探究的积极性，从而提高数学学习效率。

三、高职院校数学实验与数学建模教学的意义

（一）数学实验的意义

1.数学实验教学能够促进高职生对数学学习观念的改善

目前，我国高职院校的数学实验教学中，教师不能充分将数学技术理论与实际相结合，其教学效果也就可想而知。所以在数学实验课堂教学中，增加学生的实践环节，既培养了学生学习数学的积极主动性，又可以使学生充分发挥创造力，加强团结协作的精神。

2.数学实验可以让学生更清晰的学习理论

实践是问题的根源，而将数学实验教学引入数学实验教学，可以有效的改观高职在校生对数学的学习方式。通过数学实验教学，学生可以根据教师布置的实验内容，亲身参与到教学活动中，既填补学生对所学内容体验环节的空缺，又促进了学生在实践过程中对所学知识的理解和掌握。

3.数学实验的教学能够激励学生的主动性

教师通过数学实验教学进行引导，让学生对数学研究充满兴趣，利用数学实验对数学的充分认知，寻找可行的思维方式。同时，最大限度的给予学生更广阔的思维空间和动手能力，使学生以主人翁的积极心态，重新审视对数学的认知。

4.数学实验教学有利于培养学生的数学探究能力和创造能力

教师通过逐步培养学生的对事物的创新和逻辑性，能够让学生自己主动探索学习，加快对数学理论知识的认知。数学实验是通过让学生在原有的创造性思维上，合理的与客观的事物本质相结合，而产生新的思维模式，使学生在数学实验中充分有效掌握逻辑技能，还能对学生的主动性分析解决问题的能力进行培养。

（二）建模教学的研究意义

数学建模教学可以对学生有全面培养，增强了学生自己的实验动手能力和实际操作技巧，对学生培养方面表现为四点：

1.通过对建立模型和分析的过程，提高分析、推理、论证、判断、运用结论等逻辑思维和抽象思维能力的理性认识，从而提高学生的思维能力。

2.通过对数学模型的认识与思维能力的提高，在不同的实际问题中分析、推理、概括以及各方面知识的综合利用，更快的让学生适应各行各业的需要。

3.数学模型对思维活动要求是积极的，而且反应能力要强，知识要全面。需要学生各方面知识综合利用去解决问题并对问题的结论做出合理的解释。

4.数学模型的实例是形象生动和有趣的，它可以激发学生对学习的激情和兴趣，提高学生思维能力，培养学生的创新意识和创造能力。对以后的工作和研究，得到了更好的锻炼。

四、高职数学建模与数学实验的问题研究与方法

（一）高职的数学实验和数学建模的发展中存在的问题

随着数学实验教学课程在我国高职院校相继开设并实施，学生对数学实验和数学建模教学的重要性有了一定的认知，但是在其发展过程中仍存在些问题：

首先，教学条件的不完善，大部分学生对数学建模课还不够了解，体会不深；

其次，教授课程的老师都是比较年轻的，教授方式上只注重理论知识的传授而忽略了学生动手实践能力的培养；

再次，在对数学建模的学习中，学生不能掌握对数学实验的应用和方法，从而直接影响了教学效率；

最后，在搜集数据变化的规律和特征时，不能很好运用数学实验的方法对有关数据进行拟合和求解，从而直接影响了数学实验和数学建模的教学质量。

如上所述，要对数学实验和数学建模的教学方式上进行改进才是最为主要的问题。

（二）完善数学实验和数学建模的方法

第一，要先改善课程的结构，先提高数学实验和数学建模课程的老师的水平，在这同时，对老师要加强综合素质，提高数学教师的师资力量和对教学的能力。还要加强老师的文化素养。

第二，对教学活动的研究要不断进步，努力探索和创新数学建模与数学实验课的教学方法和手段，提升教学能力和教学质量。通过对教学方式进行改变，要让学生对这些可能能够发现自己的主动性和创造力，让学生通过自己在数学教学实验中自己的身心感受來明白数学的含义，提高高职数学实验的教学质量。

第三，加强数学教学理论与实际相结合的方法。通过数学教学实验与数学建模的教学改革，利用数学理论与实际问题的有机结合，要提高学生对数学学习的兴趣，让学生可以用数学实验来解决一些实际的问题。

第四，要对学生进行积极的引导让他们主动去探究其中的奥秘，鼓励他们上进。利用数学实验和数学建模的教学方法，使学生能够主动的研究实验。正确的来引导他们去实验，从而增加他们上进和突破自我的信心。同时还可以使数学建模与数学实验课达到预期教学效果，有效培养大学生的综合素质和能力。

五、结论

科学技术的不断创新，社会经济的迅速发展，对科学技术的要求高度日渐上升。因此，合理的将数学实验与数学建模教学融入到数学教学活动中，可以让学生独立思考，主动积极的学习并学以致用，全力培养具有创新能力和应用能力的数学技术人才。

参考文献：

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[2]曹红妍，闫保英；高职数学课堂教学自主创新的研究与实践[J]；山东省农业管理干部学院学报；2011年-04

[3]向绪言，肖兵，刘丽芳，曲孝海；概率论与数理统计实践教学初探[J]；中国科教创新导刊；2011年-19

[4]盛秀兰；工科数学课程教学改革[J]；赤峰学院学报（自然科学版）；2011年-08

作者简介：

崔秀梅（1968.2—），女，汉族，内蒙古赤峰市人，大学，副教授，研究方向：数学及应用数学。