试析数学实验在高职院校各专业教学改革中的实践与推广

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论文摘要：经济发展需要由科学技术提供保证，科学技术由研究到工业领域的转化需要借助数学这一工具的辅助。为了适应时代的要求，实现辅助科学技术向各领域的渗透，数学实验的推广为此提供了良好的契机。本文对数学实验进行基本分析，并介绍了其在高职院校各专业教学改革中的一些实践与推广。

论文关键词：高职；数学实验；实践；推广

一、引言

随着科学技术的飞速发展，社会进入了“知识经济时代”、“数字化经济时代”、“学习型经济时代”。近年来随着金融危机的发生，欧美等西方经济强国步入了衰退期，而新兴经济体的高速发展，为世界经济的稳定做出了自身的贡献。但是同时社会也对劳动者提出了更高的要求，除了要求他们掌握专业技能，还需要他们具备一定的创造性。为了适应时代的需要，作为科学技术基础学科的数学努力突破传统向各个知识领域渗透，逐渐成为经济竞争中不可缺少的高新技术及手段。因此，推广数学实验课程也就成为高职院校数学创新和专业教学改革的一个新趋势。

二、数学实验的发展前景

（一）数学实验的特点

计算机教室作为实验场所。教师讲授仅作为实验引导。改变以往“黑板、粉笔——纸、笔”的教学模式，以学生作为实验的主体。在实验过程中，教师通过传授Mathematica、Matlab、Lngo、Excel等软件，让学生自行探索问题的解决方法，充分发挥他们的创造能力。

（二）数学实验的发展状况

目前数学实验是各大中专院校数学教学改革中的一项试点课程，尤其在高职院校，现在更受到越来越广泛的关注。它最早开设于上世纪80年代末期的一些美国大学中，当时被称为“数学实验室”。上世纪90年代中期我国的一些高校相继开设了“数学实验”课程，并迅速发展。目前本科类院校基本都已开设数学实验课程或开设有与数学实验相结合的相关课程。高职院校一直注重技能的培养，注重学生动手能力的培养，近几年来随着高职专业教学改革的深入，提出了基础类课程的教授必须“精、简、专”，而传统的数学课程在保持大方向不变的情况下，要转变过去旧的思维模式，借鉴计算机、英语等课程改革方式，为专业教学服务的同时，逐渐融入学科课程当中，成为学生学习新知识、掌握新技术不可或缺的帮手，数学实验就成为了最好的途径。

三、数学实验的教学实践

（一）我院数学实验课程开设情况

广西交通职业技术学院于2006-2007学年下学期开始在全院06级各个专业开设了总课时为64课时的《数学建模与数学实验》的选修课。随着课程改革的深入，数学实验课程的比重逐年增加，现已形成独立的《数学实验》课程（32课时）。教师授课均采用多媒体教学，课堂演示使用大屏幕投影和人机对话模式相结合，学生一人一机。为适应高职学生的实际操作水平，在最初的教学过程中主要讲授的是数学软件Mathematica5.0的使用。随着教学水平的提高，学生计算机能力的增强，逐渐在教学当中增加Excel案例讲解及Lngo、Matlab软件简介。使学生的接触面更加的丰富，专业辅助工具可选范围增多。

（二）数学实验融入专业教学中的实践

长期以来，高职院校对学生的教学评价仍脱不开“试卷定成绩”的模式，同时也把成绩作为评价教师教学质量的标准。这就造成了教师“重理论，轻实训”的情况，学生也会养成平时上课不认真，考前临时抱佛脚，考后忘得快的不良习惯，这都不利于知识的掌握及培养学生的独立思考能力。高职教育的特点就是突出专业应用能力和实际动手能力的培养，将学生培养成应用型人才。因此，合理安排理论教学与实践教学比例，强调“做中学，学中做”是专业教学改革中必须实现的目标。数学实验课程的引入，有效的满足了专业教学这一改革的需要。譬如，对于我院开设有的机电一体化专业，在机械设计、装配、系统仿真等领域知识都有要求。但专业课程中的理论和结论多是经由数学推导得出，对于高职院校的学生来说过于抽象，也无法理解。通过Mathematica、Matlab等软件的数字计算、图形编辑及动态仿真模拟等功能，将各种系统工作原理，通过建立数学模型进行计算机仿真，使一系列专业问题均计算、图形建模可视化，必然可使学生的理解更透彻，获得的数据参数更为准确、直观，同时可发挥学生自身创造性的模拟实验，理解比例、积分和微分环节对系统的影响，学习各种编程技艺，激发学生的学习热情。

四、数学实验在专业教学中的推广

随着科学技术的进步，越来越多的学科对数学的需求日益明显。但是高职学生多数学功底不强。这样的现状对高职教育提出了更高的要求，数学实验课程的开发与教授，对各学科专业建设提供了有力的帮助。理工类专业，譬如土建类专业，强调的是工程制图、施工设计等方面能力的培养，通过Mathematica、Matlab等软件的图形绘制、仿真模拟等功能，可以使学生更直观地了解设计当中的比例、及设计不合理所造成缺失，对掌握核心课程及能力的培养是有好处的；电子信息专业，数字信号处理是专业必修的基础课程，有大量的数学理论和推导以及大量的信号变换与分析图谱，如果教师仅靠板书画图或一般的多媒体教学模式，费时费力，准确度也无法保障，Matlab软件提供了大量的模型用于表示多种信号和线性时变系统，而Mathematica、Matlab等软件的数字计算又解决了论理推导等难题。管理类专业，譬如物流专业，需要对现代物流中心作业过程中的入库、补货、加工、出库、盘点等有一个合理的安排分工，通过数学实验中的Mathematica等软件建模，可实现作业过程的最优化设计；会计专业，需要学习管理会计、财务管理、成本会计及财务分析等学科，有了Excel软件的辅助分析案例，既提高了学生分析具体问题的能力，还能熟悉企业实际运作的流程，完成企业沙盘模拟和商务模拟实训等等。因此数学实验软件的使用广泛的应用在各专业教学和实训当中，真正起到辅助的作用。

经过实践，已经使越来越多的高职院校认识到数学实验对专业教学改革的重要性，这必然会促进其在更多专业学科领域的推广。数学实验课程对高职院校各专业课程的辅助作用，将在很大程度上改变数学学科作为基础学科地位不显著的现状，在教学实践中有助于提高学生学习兴趣，从而进一步提升学生的创造性，为专业教育提供有力的保障，为学生今后的发展提供更大帮助。