数学实验在高校数学教学中的实践与分析

王江

摘要：一直以来，数学作为各阶段教学和学习的重点，具有较强的复杂性、综合性。尤其是高校数学教学，难度更高。高校教学改革趋势下，数学教研工作在现代信息技术的支持下，将数学教学与技术整合到一起，能够在课堂中进行多项实验，将原本抽象的数学知识变为更加具体、生动，降低理解难度，深化学生对知识的吸收和掌握。文章立足于数学实验对高校数学教学重要性，深入探讨数学实验在高校数学教学中的实践应用，为高校数学教师提供一些参考。

关键词：数学实验；高校数学；教学实践

前言：

21世纪，信息时代下，计算机逐渐渗透中社会各个领域，使得各学科和专业日渐细化，越来越多的数学分支开始出现，如线性代数、积分变换及数值代数等，并物化到先进设备之中。目前，高校数学教学改革不断深化，为了培养更多专业数学人才，教师要尽快转变自身传统教学理念，把握现代技术发展，将数学实验引入到课堂教学中，强化学生对数学知识内在规律的探索，逐步构建完善的数学知识体系，从而提高数学教学有效性。

1、数学实验对高校数学教学重要性

所谓数学实验，是指在数学思想、理论指导下，充分利用数学软件的数值运算、符号运算功能，检验、解决数学问题的一种方法。就目的角度来看，数学实验可以细化为三类：一是传授型实验，以概念为基础，验证数学理论的实验，以强化学生对数学基础知识的学习。二是应用型实验，通过构建数学模型进行实验，充分考虑各项影响因素解决现实生活中的问题。三是探索型实验，通过计算机编程检验数学猜想，高效解决问题。

将数学实验应用到高校数学教学中，能够将数学理论与现代技术相融合，在实验的支持下，引导学生运用自己的思维方式，参与到数学建构中，验证数学理论和方法，以此来感受和体会数学的强大。不仅如此，通过该方式，能够实现对学生创新意识的培养，最大限度上满足学生求知欲，提高学生数学学习兴趣，促使学生发挥主观能动性，逐渐形成良好的学习习惯。从某种意义上来说，数学实验对于数学教学改革具有积极推动作用，符合现代化需求，有利于培养复合型、应用型人才，具有时代性、先进性优势[1]。数学实验以理解为目标，学生学习负担较小，且具有较强的灵活性，学生可以根据自身需求针对性选择，从根本上颠覆了以往教师为主导的教学弊端，对于复合型人才的培养具有重要意义。

2、基于数学实验的高校数学教学改革策略

数学实验建立在现代技术基础之上，能够为数学教学和学习带来更多便利和支持，在教学中，具体可以从如下几个方面开展教学。

2.1优化教学模式

通过数学实验，能够验证数学理论是否正确，直观层面上促使学生更好地接受数学思想，掌握数学规律。在教学中，教师可以利用MATLAB软件的数值计算等功能，通过编程，绘制出精确地二维、三维图形，实现对极限、积分等计算。教师将此作为实验平台，能够为学生营造形象的教学情境，提高教学有效性。如在极限、定积分等概念教学中，教师可以利用多媒体演示极限动画过程，使得学生能够看到很多微观層面的东西，促使学生更好地接受。或者在函数的傅立叶级数教学中，可以以某一函数为着手点，观察曲线拟合过程，降低知识理解和接受难度，提高教学有效性。

近年来，各高校校园网建设愈发完善，教师可以校园网为平台开设专门的“数学实验室”，为学生随时随地参与实验提供支持。数学实验能够赋予学生更多自主权，学生通过动手、观察和探索，实现对数学知识的理解，有利于学生学习潜能的深入挖掘，促进学生能够在数学知识学习中走得更远。

2.2强化实验教学

数学理论能够为社会生活提供支持，归功于数学建模，在数学模型中，能够将抽象、形式化语言转变为具体的问题。建模是一个复杂过程，对此教师可以引导学生利用计算机建模求解。可见，数学实验是数学知识与实际问题的桥梁。在教学中，教师要强化实验教学，充分利用选修课、课程网站等向学生普及建模中具有实用价值的数学方法，如统计分析法、最优化方法等，还有一些常用的实验软件，excel、SAS、MATLAB等，为学生自主学习和探究提供支持。在此基础上，学生能够体会到数学软件的实用价值，提高学习有效性[2]。从某种意义上来说，数学实验与建模的融合，能够提升自身知识应用能力，且能够挖掘自身创新能力。

2.3整合课程建设

现阶段，重视数学实验教学对于课程建设具有重要意义，且能够探索全新的教学模式。详细来说，针对硬件设施来说，高校应设置专门的实验室，配置需要的教学设备。同时，要将数学实验纳入到教学计划当中，从制度层面上明确数学实验教学，为教学实践提供依据。就内容而言，指定专业指导书，引导学生在遇到实际问题时，第一时间想到数学软件，逐步掌握运用数学思想解决问题的能力[3]。在灵活性上，高校可以根据具体情况设置不同的培训班，满足有兴趣同学的需求，在校内营造一种良好的学习氛围。不仅如此，高校要精选实验课题，拓展教学网站功能，使得更多的学生能够积极思考，深化对数学实验的认识，从而促进学生综合素质的提升。

结论：

根据上文所述，数学实验作为一门专门课程，具有较强的综合性，对教师专业素质要求较高，在提高数学教学质量、强化学生数学素养等方面占据至关重要的位置。因此在教学中，教师要转变自身教学理念，积极引入数学实验，充分把握数学教学软件，强化数学实验教学，同时，要积极整合课程建设，鼓励学生能够借助数学实验解决实践问题，深化学生对数学知识的理解，提高学生数学知识应用能力，培养更多专业人才，从而促进学生全面发展，在未来岗位工作中发挥自身能动性。

参考文献：

[1]黄永.数学实验在高校数学的教学中的实践与探索[J].才智，2015，（11）：104-105.

[2]张玉辉，李玉华等.数学实验在高校数学教学中的实践与分析[J].黑龙江科技信息，2017，（02）：32.

[3]马戈，王喜平等.数学实验在高校数学教学中的实践与探索[N].南阳理工学院学报，2009，（04）：107-109.endprint