基于数学实验的高等数学教学改革思路

摘要：网络信息时代的到来，使得高等教育系统为了培养更多高素质、实用型人才，将新时期教育改革的重点放在技术创新方面，结合学生差异化发展需求，对课程内容、规划与实践形式进行调整。在此基础上，高等数学作为重要的功课理论基础，应将培养学生的数学逻辑、认知思维作为主要目标，通过数学实验内容、目标、形式的优化改革，在增强学生创新意识的同时，切实提高学生对数学知识的实践应用能力。

关键词：理论基础；数学软件；网络平台

相较于数学理论知识讲解，数学实验模式更注重学生数学思维的培养，让学生经过推导、情景创设与实践操作、实验模拟等形式，对数学原理进行独立观察、思考、总结，让学生更主动的参与数学教学活动中，更好地落实高等数学教育的培养目标。

一、对数学实验进行创新改革的重要意义

1、增强高等数学课堂教学实效性

当前阶段，高校开设高等数学课程的教育目标不仅在于培养学生的数学思维，加强对数学知识体系的理解，为相关工科专业课程的深入学习奠定基础，同时，还需要注重对学生创新能力、实践能力、数学知识应用能力等综合素养的培育，帮助学生养成较强的逻辑观念，能够找准解决问题的关键点。在实践数学课程中合理引进数学实验内容，既可以面向学生直观的演示数学知识原理，同时，通过数学软件与网络平台，还能够让学生结合理论知识点，自己在电脑上进行操作和练习，通过实践编程加强对高等数学教学中的性质和定理的理解。数学实验课上学生们通过编程输出图形，可以将抽象化、概括性的数学难题转化为具体的数学解题条件，让学生更清晰的掌握解题思路。

2、通过实验课程的科学规划，满足学生多元化发展需求

高等数学作为高校培养理工专业人才的基础课程，是帮助学生从数学思维角度发现问题、解决问题的重要学科。现阶段，生产技术的不断改革与科研水平的整体提升，使得数学知识体系的学习与数学应用技能的培养成为高校关注的重点。数学实验属于高等数学理论与实践互相验证的重要教育环节，针对学生多元化需求对实验课程的内容、比例、形式进行合理规划，可以通过实验演示让学生更快的掌握知识原理应用的要点。与此同时，高等数学是一门逻辑性强、应用广泛的基础学科，通过数学实验的绘图语句及绘图方法，来观察图形的特点，让学生将自己对数学原则、理论、性质等知识的理解转化为认识方法，指导实践活动。

3、有利于创新实践人才的培育

高等数学由于学科教学内容具备抽象性、逻辑性、系统性的特点，因此理论知识的比重较高。通过实验演练可以有效平衡课程理论与实践的比重，让学生利用实验平台提升自身对实践问题的解决能力，为数学思维的形成与发展奠定基础。数学实验涉及理论知识、数学建模与计算机应用三个部分，利用实验活动，可以将理论知识形象化、具体化，增加了数学教学的趣味性与创新性，培养学生应用数学思想与方法解决所学专业中的计算问题及数学建模问题。当前阶段，高等数学的主要培育目标在于帮助学生构建基本的数学理论系统、增强学生数学应用能力，培养出兼具理论分析能力与实践操作能力的创新人才。合理规划实验课程，让学生进行针对性的实践演练，已经成为高校新时期推进数学课程改革的重要方向。

二、信息时代对数学实验整体课程规划进行改革创新的有效路径

1、合理利用数学软件，通过动态演示提升课堂实践效果

信息时代，教师在进行数学实验创新的过程中，应注重数学软件的合理应用，通过动态的数学实验演示，帮助学生将理论知识与实验活动相互对照。如Matlab软件，在代数、方程以及向量、图形等高等数学理论讲解的过程中，有着十分显著的辅助演示作用，可以将抽象的概念、原理与公式内容准变为直观的现象演示。运用这种教学模式将数学与数学软件结合起来，增加了数学实验环节，加强了应用能力与几何直观能力的培养。在实践问题的演练方面，拓充了模拟题库资源，涵盖了几何、物理以及数学实验相关问题，在培养学生观察、计算、解决问题的同时，更注重其数学应用思维的培养。

2、围绕高等数学课程教材，对实验活动进行设计

教学改革的实践举措需要围绕根本教学目标与教学内容进行，不能过度依赖教学软件，忽视了数学理论内容的分析、讲解。同时，高等数学教学还应注重学生数学运算能力与理论基础的培养，明确数学实验规划的改革目的，培养学生的数学建模能力和使用计算机进行计算的能力，培养学生综合运用数学知识解决实际问题的意识和能力。因此在教学安排上，对于一个章节一般是先完成数学基础理论与基本运算的教学，围绕章节内容，设置对应的实验内容，设计形式更多样、内容具有针对性的教学实验，坚持理论与实验的配套性，在全面提升学生参与实验教学兴趣的基础上，注重学生数学理论知识的巩固。

3、以网络平台为基础，合理创设实验教学环境

为有效提升学生数学实验教学活动的参与性，取得更好的教学实践演练效果，教师应以网络平台为基础，整合数学课程的教学资源，创设实验教学环境。教师可以选择Authorware、数据建模、3D等教学软件，制作微视频、进行动态演示等。利用多媒体操作平台，对数量之间的关系、立体几何模型、公式原理等进行演示。比如，在函数的极限课中，可用几何画板设计动画效果来展示自变量的变化与函数值变化的规律，让学生通过网络平台创设的数学环境对函数图像进行观察，以直观的数学现象为依据进行原理分析、解题思路验证，让学生更好地掌握课堂主动权。与此同时，教师在实验活动过程中全面掌握软件功能与实验演示的方法，进一步提升自身的软件操作与专业教学能力。

三、結语

网络化、信息化现代技术应用范围的不断扩大，对高校教育产业产生了极为重要的影响。为了培养兼具实践能力与数学思维的高素质工科人才，高校应积极探索高等数学的现代改革路径，对实验课程进行合理规划，让学生从数学的角度认识问题，提升学生解决实践问题的数学知识应用意识。为此，教师应结合学生新时期多元化的发展诉求，创新数学实验模式，规划理论与实验活动的课程比例，激发学生的创新意识，从而为学生的综合、全面发展奠定认识基础。

参考文献：

[1]佟玛丽.数学建模和数学实验在高等数学教学改革的融入[J].智能城市，2017（01）；

[2]盛璐.OBE理念与翻转课堂结合下的高等数学实验课教学的初探[J].数学学习与研究：教研版，2018；

[3]柯善文，王慧.信息时代高职院校药学专业高等数学教学改革探讨[J].科教导刊，2018（8）.

作者简介：

杨黄旭（1985—），籍贯：湖北宜昌，任职单位：湖北三峡职业技术学院，职称：讲师，学位：硕士。