周 同，杜珍珍

（銅陵職業(yè)技術(shù)學(xué)院，安徽 銅陵 244000）

在當(dāng)前高等職業(yè)教育不斷發(fā)展變化的新時期，高等數(shù)學(xué)的思想、內(nèi)容和方法已經(jīng)滲透到很多專業(yè)學(xué)科的不同領(lǐng)域，成為一門必修的“基礎(chǔ)課”、“工具課”。數(shù)學(xué)對科學(xué)技術(shù)及其它各學(xué)科的發(fā)展有重要的作用，越來越多的人認(rèn)識到“高新技術(shù)從本質(zhì)上說就是數(shù)學(xué)技術(shù)”。近幾年高職院校的數(shù)學(xué)教學(xué)出現(xiàn)了一種新的模式，這就需要我們在高職數(shù)學(xué)教學(xué)中，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的教學(xué)模式，逐步融入數(shù)學(xué)實驗課程。

一、數(shù)學(xué)實驗課程融入高職數(shù)學(xué)教學(xué)的背景

高職院校學(xué)生的特點(diǎn)主要體現(xiàn)在數(shù)學(xué)基礎(chǔ)薄弱，學(xué)習(xí)缺乏主動性，方法不好，效率低下，對數(shù)學(xué)不重視，學(xué)習(xí)興趣不高，抽象思維能力差等等。

數(shù)學(xué)作為自然學(xué)科，是可以像化學(xué)、物理等學(xué)科一樣去做實驗的。數(shù)學(xué)做實驗是以計算機(jī)數(shù)學(xué)軟件為基礎(chǔ)，教師在這個過程中引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合數(shù)學(xué)相關(guān)模型，發(fā)現(xiàn)問題本質(zhì)，提出歸納猜想，自主探索研究，相互合作交流從而解決問題?？梢钥闯鰯?shù)學(xué)實驗教學(xué)是一種新型的數(shù)學(xué)教學(xué)模式，它是在基礎(chǔ)數(shù)學(xué)知識、數(shù)學(xué)應(yīng)用、專業(yè)課學(xué)習(xí)之間架起的一座橋梁，能讓學(xué)生借助計算機(jī)來學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)，并應(yīng)用數(shù)學(xué)知識解決實際問題。

高職院校對數(shù)學(xué)實驗課程不夠重視，其數(shù)學(xué)實驗教學(xué)不容樂觀。針對目前高職院校學(xué)生的特點(diǎn)和數(shù)學(xué)課程教學(xué)中存在的問題，若能盡早進(jìn)行數(shù)學(xué)實驗教學(xué)，是當(dāng)前高職院校數(shù)學(xué)教學(xué)取得長遠(yuǎn)發(fā)展的必由之路，也是符合新時期高職院校人才培養(yǎng)目標(biāo)的要求。

二、數(shù)學(xué)實驗課程融入高職數(shù)學(xué)教學(xué)的意義

（一）教師方面

1.提高教學(xué)水平

目前很多高職院校的數(shù)學(xué)教師對數(shù)學(xué)實驗教學(xué)了解程度較少，這就需要教師本人加強(qiáng)學(xué)習(xí)并把它融入到教學(xué)中來提高自己的教學(xué)水平，以致在當(dāng)今信息大爆炸時代不被淘汰。當(dāng)前數(shù)學(xué)教師對數(shù)學(xué)實驗感到陌生主要體現(xiàn)在數(shù)學(xué)軟件的熟悉程度，不僅很多老教師沒有接觸過這些軟件，就連一些青年教師也沒有。為了適應(yīng)時代的發(fā)展，提高自己的教學(xué)水平，教師需要學(xué)會數(shù)學(xué)軟件并靈活運(yùn)用它。

2.增強(qiáng)教學(xué)效果

高職院校數(shù)學(xué)教學(xué)的特征是內(nèi)容多、課時少，以致數(shù)學(xué)教師在教學(xué)時一直沿用大容量、高速度的滿堂灌教學(xué)模式，課堂上缺少學(xué)生的參與，教學(xué)效果不好，難以達(dá)到現(xiàn)階段高職院校的人才培養(yǎng)目標(biāo)。新時期高職數(shù)學(xué)教學(xué)改革刻不容緩，而數(shù)學(xué)實驗教學(xué)能解決這一系列的問題。

3.提升科研水平

教師熟練掌握數(shù)學(xué)實驗教學(xué)后，可以去解決生產(chǎn)生活等各個領(lǐng)域中的實際問題，以此來申報各項省級、校級課題，并發(fā)表相關(guān)的科研論文。數(shù)學(xué)實驗可以提升數(shù)學(xué)建模能力和計算機(jī)應(yīng)用能力，為教師指導(dǎo)學(xué)生參加全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽打下基礎(chǔ)，以此提升科研水平。

4.促進(jìn)教學(xué)改革

為了適應(yīng)新時期高職院校的人才培養(yǎng)目標(biāo)，高職數(shù)學(xué)教師要不斷的學(xué)習(xí)最新的理論知識和教學(xué)方法以此來推進(jìn)數(shù)學(xué)教學(xué)改革。數(shù)學(xué)實驗教學(xué)這種新型的教學(xué)模式，能夠促成數(shù)學(xué)教學(xué)的良性循環(huán)，彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)方法的不足，為教師教學(xué)改革指明了方向。

（二）學(xué)生方面

1.解放學(xué)生的思想

很多高職學(xué)生覺得高等數(shù)學(xué)難學(xué)，沒有信心學(xué)好，學(xué)習(xí)積極性不高。而數(shù)學(xué)實驗教學(xué)有利于解放學(xué)生的思想，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)觀念的轉(zhuǎn)變。因為數(shù)學(xué)實驗教學(xué)增加了實踐環(huán)節(jié)，教學(xué)中讓學(xué)生參與進(jìn)來，通過學(xué)生自己動腦、動手，來培養(yǎng)學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的主動性、積極性，以此來解放學(xué)生對數(shù)學(xué)的畏難心理。

2.培養(yǎng)學(xué)生的能力

數(shù)學(xué)實驗不但能使學(xué)生掌握課本知識，而且能培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用能力、探究能力和創(chuàng)新能力。數(shù)學(xué)實驗教學(xué)中首先是提出與生活相關(guān)的實際問題，引發(fā)學(xué)生思考，再讓學(xué)生對問題進(jìn)行探索，在教師的引導(dǎo)下運(yùn)用所學(xué)知識及計算機(jī)軟件解決問題。學(xué)生在這個過程中，可以獲得相關(guān)的知識和技能，為以后的學(xué)習(xí)和工作打下良好的基礎(chǔ)。

3.激發(fā)學(xué)生的興趣

數(shù)學(xué)實驗教學(xué)可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，形成科學(xué)的學(xué)習(xí)方法。以往的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)方法主要是課前預(yù)習(xí)、上課做筆記認(rèn)真聽課、課后復(fù)習(xí)總結(jié)并做大量習(xí)題。引入數(shù)學(xué)實驗后，在前面的學(xué)習(xí)方法后再加上實驗環(huán)節(jié)。而實驗環(huán)節(jié)中，學(xué)生通過自己動手來親身經(jīng)歷，還會出現(xiàn)師生互動、學(xué)生之間交流的情形，學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性得到提高，這樣還有利于學(xué)生理解知識內(nèi)容，解決問題。

4.降低復(fù)雜的計算

數(shù)學(xué)實驗教學(xué)不但可以降低數(shù)學(xué)理論知識的難度，化抽象為具體，還可以解決數(shù)學(xué)中一些復(fù)雜計算，節(jié)約時間，提高學(xué)習(xí)效率，增強(qiáng)學(xué)生對數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的信心。如復(fù)合函數(shù)求導(dǎo)，三重積分的計算，方程求解，行列式、矩陣的計算，求期望和方差等，可利用MATLAB進(jìn)行計算；利用MATLAB的繪圖功能，還可以輕松地畫出空間圖形，以此來幫助我們想象理解。

三、數(shù)學(xué)實驗課程融入高職數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中的實施路徑

我們要從數(shù)學(xué)實驗課程的教學(xué)內(nèi)容、教材選擇、開設(shè)方式、教學(xué)模式及考核評價等方面來探索如何把數(shù)學(xué)實驗課程融入高職數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中去。

1.數(shù)學(xué)實驗課的教學(xué)內(nèi)容

高職院校數(shù)學(xué)實驗課的教學(xué)內(nèi)容主要包括：（1）數(shù)學(xué)軟件的用法。專業(yè)數(shù)學(xué)軟件主要有MATLAB、LINDO/GO、MATHEMATICA等，對于它們的學(xué)習(xí)主要有：一是軟件的基本操作，二是基于該軟件的程序設(shè)計。（2）數(shù)據(jù)處理與數(shù)值計算。主要有公式計算、方程組的求解、常微分方程的數(shù)值解、數(shù)據(jù)變換、插值和擬數(shù)值分析等。（3）函數(shù)、數(shù)據(jù)的可視化處理。對各類函數(shù)進(jìn)行畫圖，對數(shù)據(jù)進(jìn)行動態(tài)過程的可視化模擬等。

2.數(shù)學(xué)實驗課教材選擇

根據(jù)高職學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)及各個院校開始數(shù)學(xué)實驗課的時間不一樣，我們可以選擇的教材有：（1）《實用數(shù)學(xué)實驗》（面向21世紀(jì)高職高專實用教材），羅星海等，同濟(jì)大學(xué)出版社，2009年8月。（2）《數(shù)學(xué)應(yīng)用與實驗》，辛虹，東北大學(xué)出版社，2014年10月。教材的選擇應(yīng)體現(xiàn)以學(xué)生為中心的思想，激發(fā)學(xué)生學(xué)以致用的意識，不但要考慮實用性，還要考慮趣味性及學(xué)生的接受程度。

3.數(shù)學(xué)實驗課的開設(shè)方式

根據(jù)各院校及學(xué)生的實際情況，開設(shè)方式可分為：（1）在日常高等數(shù)學(xué)教學(xué)過程中，增加數(shù)學(xué)實驗課。 （2）選修課方式。 （3）分層教學(xué)。 （4）網(wǎng)上學(xué)習(xí)方式。教師在具體的數(shù)學(xué)實驗課開設(shè)中要綜合考慮各方面因素，來選擇好的方式。

4.數(shù)學(xué)實驗教學(xué)模式

數(shù)學(xué)實驗的類型一般可分為計算實驗、驗證實驗和應(yīng)用實驗。但在教學(xué)中，其教學(xué)模式都可以分為課前、課中、課后三部分完成。課前部分通常由教師完成，包括：提出實驗課題，創(chuàng)設(shè)問題情境，確定實驗方案。課中部分以學(xué)生為主體，教師適當(dāng)指導(dǎo)，包括：提出個人猜想，歸納驗證猜想，小組合作與交流，教師總結(jié)提高。課后部分主要是寫出實驗報告由學(xué)生獨(dú)立完成。上述過程是師生共同合作完成，在這個過程中學(xué)生們會收獲很多，感受頗深，而這正是數(shù)學(xué)實驗教學(xué)的魅力所在。

5.數(shù)學(xué)實驗教學(xué)考核與評價

鑒于數(shù)學(xué)實驗課程的獨(dú)特性，其教學(xué)考核和評價可以采用撰寫實驗報告和期末上機(jī)考試兩部分組成。其中撰寫實驗報告占70%，上機(jī)考試占30%。這種考核與評價方式主要是要求學(xué)生參與，這樣可以提高學(xué)生的動手能力和數(shù)學(xué)應(yīng)用能力。

四、結(jié)束語

“宇宙之大，粒子之微，火箭之速，化工之巧，地球之變，生物之謎，日用之繁，無處不用數(shù)學(xué)?！睌?shù)學(xué)實驗對學(xué)生數(shù)學(xué)知識的理解、專業(yè)課的學(xué)習(xí)及未來走上工作崗位提供了很大的幫助。本文從數(shù)學(xué)實驗課程融入高職院校數(shù)學(xué)教學(xué)的背景、意義及實施路徑出發(fā)，分析了數(shù)學(xué)實驗融入數(shù)學(xué)教學(xué)的重要性，指出了它已經(jīng)成為新時期高職院校數(shù)學(xué)教學(xué)一種重要的教學(xué)模式。