转型发展背景下数学实验课程体系的建立与研究

房佳婷

摘要：源于地方经济社会发展的需求，同时也是教育改革尤其是现代职业教育体系建设发展和地方本科高校自身生存发展壮大的需要，地方本科高校走上转型发展之路。综合种种，应用型本科人才培养改革势在必行，而作为人才培养的基础环节，应用型本科教育课程的调整与改革首当其冲进入了研究的视野。在此新形势下，以数学专业基础知识为主体，以培养学生数学教育能力及计算机与数学建模结合能力为职业发展方向，突出师范类院校应用性、基础性、师范性、学术性的特色。本文结合目前转型发展的需求，对数学实验课程进行了新的探讨与研究。

关键词：地方高校 转型 数学实验

中图分类号：G845-4

在新的历史发展时期，经济发展方式快速转变、产业结构深度调整、实体经济迅速壮大的背景下，社会对人才需求的规模、质量、结构等方面均发生了新的变化，从而直接对高等教育服务经济发展的能力提出了新的挑战，成为我国高等教育分类管理和结构调整的外在动因。

通过数学专业的基础理论课程的学习虽然使学生在一定程度上掌握了基础知识，提高了学生的逻辑推理能力和计算能力，但应用能力、实践动手能力、创新能力并没有得到提高，实际上这些能力正是当代教育改革的重点，也是提高国家科技创新的重要基础。

由于数学专业基础理论课程具有高度抽象性、严密的逻辑性，大多数学生难于理解，采取死记硬背的学习方法，这种教学方式缺少实践环节，所以不能激发学生的学习兴趣，缺乏学习兴趣也就没有了创造力和发展空间，使學生感觉学到的知识不能用到实处，学生就会失去了对学习积极性。

因此，为了适应新时代的发展和社会的需求，要培养具有创造性的应用型人才，除了办学特色的转变，基础理论课程的改革也势在必行。本文主要从创建应用型本科院校的新形势出发，探讨数学实验课程的学习方法对学生应用型创新型能力培养的作用。

一、数学实验课程的教学意义与作用

随着当今社会计算机技术的飞跃发展，数学教学在整个人才的培养过程中至关重要。由于这种应用模式的普及运用，传统数学教学已经越来越不能满足现代社会高速发展的需求，教学内容也不能满足应用的需要，教学方法与教学手段等都必须与现代的科学技术有效结合，不断提高学生创新能力和应用能力的培养，加强实践教学环节是当前高等数学教学改革的核心内容，也是21世纪数学教学内容和课程体系改革的亮点。所以，当今社会就要求学生不仅能够利用数学知识解决实际问题，还要促使学生从实际问题出发、认真分析研究、提出合理假设，然后用数学方法建立数学模型、借助先进的计算机技术，运用计算机编程或者利用数学辅助软件解决该问题，最后找出解决实际问题的一种或多种方案。而数学实验课程就是这方面的一个有效的载体，数学实验课程将经典的数学知识、数学建模和计算机应用三者有机的结合在一起，使学生可以深入的理解数学基本概念、基本理论，熟悉常用数学软件。这样既培养了学生进行数值计算和数据处理能力，也培养了学生应用数学知识建立数学模型、解决实际问题的能力，从而激发了学生学习数学的兴趣。

二、数学实验课程的现状和可行性

随着计算机的技术普及与大量应用，特别是计算机语言以及计算机专业软件的不断研发和推广使用，为学生将课堂中所学的数学理论知识应用于实践提供了实验平台。通过数学软件，数学中的一些抽象的问题就可以形象的演示出来，大大提高学生的学习兴趣。通过数学实验建模，学生在学习和研究实际问题过程中，对一个具体的实际问题，可以建立不同的数学模型，运用不同的软件和不同的算法进行反复计算和仿真模拟，然后对计算结果进行详细分析，发现物体的一般规律，并从这些规律中进行大胆的猜测和假设，再对猜测进行仿真验证，检验假设和猜测的正确性和合理性，模型的可行性，最后解决实际问题。用到的专业数学软件有MATLAB、Mathematica、Maple、SPSS、SAS，这些软件不仅容易学习，而且对计算的硬件要求也不高，非常适合教学，使得数学实验这门课程的开设成为可能。

三、数学实验课程的内容

从早期的数学实验课程的选材来看，有数值计算的迭代算法，有关于数论的模代数和素数问题，有图的着色问题，也有几何问题和统计问题。现在的数学实验课程的教材也包含有优化、投入产出、统计分析、线性规划等大量实际问题。另外，结合学生的不同知识结构，可以引入数学实验内容。对于大一年级的学生，我们可以选择用差分方法推导自由落体运动规律，选择迭代方法研究逻辑问题和环境治理问题以及生态平衡问题等。让学生从开始就感受到数学实验这门课程和传统的数学专业课程的不同之处。对于大二年级的学生可以选择函数极值问题，拟合问题，计算机模拟，线性规划和非线性规划问题。数学实验的内容要求与高等数学教学密切配合，成为高等数学的补充和延伸。例如，求导数和积分、线性方程组求解在以往的教学中占了较大的比重，如今通过数学软件就可以让计算机来完成这些工作。由于在实验中常常要用到数学软件，因此，数学软件的学习也是数学实验课程的一项非常重要的教学内容。另外，掌握和精通一门数学软件也是当代大学生的必需的一项能力。

四、数学实验课程的建设

数学实践课程开设的先决条件是实验室的建设状况。主要包括以计算机为代表的硬件建设和数学专业软件建设两个方面。开设数学实验课程的各种数学软件和其他程序设计软件可以承担数学实验的设计和准备任务，也为数学实验与数学建模活动的开展提供了有力保障。

学校开设“数学实验”、“数学软件”、“数学建模”等相关课程，并不断地组织各专业的学生参加全国大学生建模竞赛，提高学生学习数学实验这门课程的积极性和主动性。设计合理的实验，选取生产生活中具有较高应用价值的实践案例，在实验的设计上注重学生的研究能力和科学素质的培养。使学生在建立模型和求解模型的过程中体会理论与实践有效结合，体会在解决实际问题中如何合理运用数学知识和技能，体会建立数学模型求解问题时如何将领域知识转化为数学方法来解决。

目前，数学实验课程已经走进各个高校的课题，各高校在教学方法和教学内容上大体分为三种思路：强调具体的数学方法，实验课题与数学主干课程相结合；着眼于培养学生的创新意识和创新精神；强调数学知识与技能的学习，把计算方法、统计决策、运筹优化与专业软件、典型案例结合起来，培养学生综合运用的能力。

参考文献

[1] 张波，周山，邓志云.数学实验课的研究与认识.井冈山学院学报[J].2006

[2] 付辉，黄英.关于数学实验课的教学研究.广东技术师范学院学报[J].2011

[3] 朱永松.大学数学实验课程研究与实践.大学教育[J].2014endprint