高職院校數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的必要性研究

李良彬

（北京農(nóng)業(yè)職業(yè)學(xué)院 基礎(chǔ)部，北京 102442）

高等職業(yè)教育培養(yǎng)的學(xué)生是面向基層、面向生產(chǎn)、服務(wù)和管理第一線需要的、具有必要理論知識(shí)和較強(qiáng)實(shí)踐能力的綜合型、應(yīng)用型技術(shù)人才.大力發(fā)展高等職業(yè)教育是我國(guó)制造業(yè)與服務(wù)業(yè)產(chǎn)業(yè)升級(jí)的內(nèi)在要求，是解決企業(yè)中高技能人才嚴(yán)重缺乏的重要途徑.

高職院校教學(xué)中要突出學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力和解決實(shí)際問(wèn)題能力的培養(yǎng)，其課程體系和教學(xué)內(nèi)容的構(gòu)建應(yīng)緊密圍繞這一特色.實(shí)驗(yàn)室是學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力培養(yǎng)的重要場(chǎng)所，一所高職院校的實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和管理水平的高低，是其辦學(xué)條件的直接體現(xiàn)，也是衡量其人才培養(yǎng)水平的重要指標(biāo).因此，加強(qiáng)高職高專院校實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的管理模式和運(yùn)行機(jī)制，是其提高人才培養(yǎng)水平的重要舉措，更是一項(xiàng)艱巨、復(fù)雜的長(zhǎng)期工作.

1 數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的政策依據(jù)

國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020年)指出：“信息技術(shù)對(duì)教育發(fā)展具有革命性影響，必須予以高度重視.把教育信息化納入國(guó)家信息化發(fā)展整體戰(zhàn)略，超前部署教育信息網(wǎng)絡(luò).到2020年，基本建成覆蓋城鄉(xiāng)各級(jí)各類學(xué)校的教育信息化體系，促進(jìn)教育內(nèi)容、教學(xué)手段和方法現(xiàn)代化.充分利用優(yōu)質(zhì)資源和先進(jìn)技術(shù)，創(chuàng)新運(yùn)行機(jī)制和管理模式，整合現(xiàn)有資源，構(gòu)建先進(jìn)、高效、實(shí)用的數(shù)字化教育基礎(chǔ)設(shè)施……”.而且明確指出教學(xué)內(nèi)容如何改革，如何使得教學(xué)內(nèi)容現(xiàn)代化，這引起了教育者的廣泛關(guān)注.而數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室的出現(xiàn)為計(jì)算機(jī)和數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容的現(xiàn)代化提供了有效的硬件和軟件保障.

2 數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的目的意義

數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)是計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)學(xué)、軟件引入教學(xué)后出現(xiàn)的新事物，是為了適應(yīng)因現(xiàn)代技術(shù)而引起的數(shù)學(xué)、數(shù)學(xué)應(yīng)用和數(shù)學(xué)教育環(huán)境的深刻變化而產(chǎn)生.數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的目的是提高學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的積極性，提高學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)的應(yīng)用意識(shí)，并培養(yǎng)學(xué)生用所學(xué)的數(shù)學(xué)知識(shí)和計(jì)算機(jī)技術(shù)去認(rèn)識(shí)問(wèn)題和解決實(shí)際問(wèn)題的能力.不同于傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)方式，是學(xué)生通過(guò)觀察、操作、試驗(yàn)等實(shí)踐活動(dòng)來(lái)進(jìn)行數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的一種形式，而這一系列過(guò)程在數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境下，能夠得到有效的實(shí)現(xiàn).借助數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室優(yōu)越的技術(shù)條件，極大的延伸了學(xué)生的思考能力，學(xué)生在面對(duì)一個(gè)新的知識(shí)，新的問(wèn)題的時(shí)候，更容易激發(fā)起他思考的熱情，而思考后馬上又能通過(guò)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行驗(yàn)證，兩相促進(jìn)，形成培養(yǎng)學(xué)生是思考的良性循環(huán).

數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室是一個(gè)綜合的系統(tǒng)平臺(tái)，為學(xué)生掌握數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)提供一個(gè)快捷、靈活的教學(xué)與實(shí)驗(yàn)平臺(tái),引進(jìn)部分專業(yè)數(shù)學(xué)軟件和應(yīng)用軟件，從實(shí)驗(yàn)教學(xué)的角度將數(shù)學(xué)知識(shí)運(yùn)用于實(shí)踐，使學(xué)生能夠通過(guò)專業(yè)、學(xué)科綜合模擬實(shí)驗(yàn)，將理論知識(shí)與實(shí)踐、實(shí)際結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生綜合協(xié)調(diào)運(yùn)用理論知識(shí)的能力，其主要功能是：

（1）滿足我院《統(tǒng)計(jì)學(xué)》、《經(jīng)濟(jì)應(yīng)用數(shù)學(xué)》、《數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)》、《數(shù)學(xué)建?！返日n程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需要，讓學(xué)生借助計(jì)算機(jī)以及相關(guān)軟件（尤其是數(shù)學(xué)軟件）加深對(duì)數(shù)學(xué)理論知識(shí)的理解，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力；我院已開始了用Geogebra提高經(jīng)濟(jì)應(yīng)用數(shù)學(xué)教學(xué)水平的研究試點(diǎn)，已在經(jīng)管、財(cái)金專業(yè)分層班級(jí)中采用《經(jīng)濟(jì)應(yīng)用數(shù)學(xué)Geogebra版》講義，由于利用了概念形象化的手段、算題簡(jiǎn)捷化工具和豐富多彩的應(yīng)用案例，增強(qiáng)了高職學(xué)生的計(jì)算能力，免除他們用傳統(tǒng)方法進(jìn)行計(jì)算（特別是技巧性強(qiáng)的計(jì)算）的負(fù)擔(dān)，提供了有趣、有效、有用的交互式的學(xué)習(xí)環(huán)境.

（2）承擔(dān)數(shù)學(xué)競(jìng)賽、數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽的訓(xùn)練與比賽活動(dòng)；李大潛院士所指出的：“在開設(shè)與改進(jìn)數(shù)學(xué)建模課程的基礎(chǔ)上，逐步將數(shù)學(xué)建模的精神、內(nèi)涵及方法有效地體現(xiàn)在一些重要的數(shù)學(xué)課程之中，應(yīng)該是一個(gè)努力的方向.”所以數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室除了為比賽提供必要的保障外，也為教學(xué)課程的改革提供了軟硬件的支持.

（3）開放性的資源共享，隨著實(shí)驗(yàn)室不斷建設(shè)、完善，實(shí)驗(yàn)室可為學(xué)院教學(xué)、科學(xué)研究服務(wù)，進(jìn)一步提高資源的利用率.

3 數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的必要性和可行性

著名的數(shù)學(xué)家弗賴登塔爾也曾指出“要實(shí)現(xiàn)真正的數(shù)學(xué)教育，必須從根本不同的方式組織教學(xué)，否則是不可能的.在傳統(tǒng)的課堂里，再創(chuàng)造方法不可能得到自由的發(fā)展.它要求有個(gè)實(shí)驗(yàn)室，學(xué)生可以在那兒個(gè)別活動(dòng)或是小組活動(dòng)”.

數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室，可以為學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)創(chuàng)設(shè)氛圍，傳播數(shù)學(xué)知識(shí)、傳播數(shù)學(xué)發(fā)展的文化；通過(guò)強(qiáng)大的技術(shù)支持，為學(xué)生觀察、操作、試驗(yàn)等實(shí)踐活動(dòng)提供環(huán)境，在技術(shù)環(huán)境中，做數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行推測(cè)，演繹推理；在數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室，學(xué)生不是被動(dòng)接受課本上的或老師敘述的結(jié)論，而是從自己的“數(shù)學(xué)現(xiàn)實(shí)”出發(fā)，通過(guò)自己動(dòng)手、動(dòng)腦、用觀察、模仿、實(shí)驗(yàn)、猜想等手段獲得經(jīng)驗(yàn)，逐步建構(gòu)并發(fā)展自己的數(shù)學(xué)認(rèn)知結(jié)構(gòu).

高職教育的培養(yǎng)目標(biāo)是高技能應(yīng)用型人才，所強(qiáng)調(diào)的是知識(shí)的應(yīng)用性，所以和專業(yè)課一樣，數(shù)學(xué)課也要引入實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課是很好的載體.數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課是利用計(jì)算機(jī)、數(shù)學(xué)軟件等工具，用實(shí)驗(yàn)的方法研究數(shù)學(xué)的一門課程.它將數(shù)學(xué)知識(shí)、數(shù)學(xué)建模和計(jì)算機(jī)應(yīng)用三者融為一體，是一門既有演示性又有實(shí)踐性的課程.數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造思維、實(shí)踐意識(shí)、和解決問(wèn)題的能力具有特殊的意義和良好的效果.直觀的數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)演示可以給學(xué)生提供一種全新的學(xué)習(xí)感覺(jué),縮短學(xué)生和數(shù)學(xué)之間的距離,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,加深他們對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解,提高他們的學(xué)習(xí)能力.數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，為開設(shè)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課提供了必要的硬件條件.

4 基于數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室的課程與教學(xué)改革

4.1 重構(gòu)實(shí)踐課程體系，推進(jìn)課程體系改革

深化人才培養(yǎng)模式改革，圍繞應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)，努力自主創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，集中體現(xiàn)“教”“學(xué)”關(guān)系中的以“學(xué)”（學(xué)生、學(xué)習(xí)）為主，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，以及創(chuàng)新思維和創(chuàng)業(yè)能力.數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)學(xué)室應(yīng)在參與實(shí)踐性課題研究方面發(fā)揮突出的作用，使學(xué)校教師有更多的機(jī)會(huì)參與業(yè)務(wù)實(shí)踐，獲得相關(guān)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，為學(xué)校服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)創(chuàng)造條件.

4.2 建立以學(xué)生為中心的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，形成以解決問(wèn)題為主線的問(wèn)題教學(xué)方式

強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主體地位，加強(qiáng)學(xué)生應(yīng)用能力、主動(dòng)精神.采用“提出問(wèn)題→軟件分析→數(shù)學(xué)概念→數(shù)學(xué)模型→解決問(wèn)題”的有效教學(xué)模式，體現(xiàn)了從具體到抽象再到具體，從特殊到一般再到特殊，從問(wèn)題到方法再到問(wèn)題的辨證思想.使學(xué)生切身地體會(huì)到數(shù)學(xué)概念、方法的發(fā)現(xiàn)、歸納、應(yīng)用的實(shí)際過(guò)程.

4.3 計(jì)劃建立了金融數(shù)學(xué)模擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，構(gòu)建以網(wǎng)絡(luò)為載體的多媒體輔助教學(xué)系統(tǒng)

在教學(xué)實(shí)施過(guò)程中，不斷探索實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方法和手段，開展多媒體實(shí)驗(yàn)教學(xué)，應(yīng)用CAI實(shí)驗(yàn)教學(xué)軟件更形象、更生動(dòng)的展示實(shí)驗(yàn)過(guò)程，使學(xué)生有機(jī)會(huì)接觸先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段.學(xué)院經(jīng)研討、論證計(jì)劃建立了金融數(shù)學(xué)模擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境，使數(shù)理金融實(shí)驗(yàn)（會(huì)計(jì)核算與分析）、金融模擬實(shí)驗(yàn)（模擬股市）、金融模擬實(shí)驗(yàn)（模擬銀行）等課程實(shí)現(xiàn)了開放的遠(yuǎn)程虛擬仿真實(shí)驗(yàn).準(zhǔn)備開通網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，共享網(wǎng)絡(luò)資源.

4.4 構(gòu)建完備的學(xué)科競(jìng)賽體系

基礎(chǔ)部數(shù)學(xué)教研室計(jì)劃將分層（A班提供初步的建模知識(shí)和建模的啟蒙教育——人力儲(chǔ)備）、選修課（進(jìn)行系統(tǒng)的建模知識(shí)的講授——知識(shí)儲(chǔ)備）和數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)（借助計(jì)算機(jī)和數(shù)學(xué)軟件——實(shí)戰(zhàn)模擬），實(shí)現(xiàn)“數(shù)學(xué)建模、數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程學(xué)習(xí)——學(xué)校數(shù)學(xué)建模個(gè)人賽——數(shù)學(xué)建模集訓(xùn)——全國(guó)數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽——在各自領(lǐng)域中實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)建模的一體化，提出了一系列行之有效的方法，統(tǒng)籌兼顧、合理規(guī)劃,使得各項(xiàng)活動(dòng)互相補(bǔ)充、有序遞進(jìn),使參賽隊(duì)員的啟蒙、選拔、競(jìng)賽的過(guò)程系統(tǒng)化,構(gòu)成一個(gè)有序互補(bǔ)的整體和良性循環(huán)的發(fā)展機(jī)制.

4.5 建立筆試+平時(shí)+專業(yè)案例編寫+上機(jī)考試的考核體系

筆試30%，主要考核學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)基本知識(shí)和基本運(yùn)算的掌握，考試難易程度恰當(dāng)，促使了學(xué)生注重平時(shí)學(xué)習(xí)和期末復(fù)習(xí)，也促使了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)知識(shí)的全面總結(jié)和系統(tǒng)歸納.平時(shí)20%，主要是檢查學(xué)生日常的教學(xué)常規(guī)的遵守情況；專業(yè)案例編寫+上機(jī)考試50%，主要要求學(xué)生根據(jù)所學(xué)專業(yè)特點(diǎn)以小組形式編寫和專業(yè)有關(guān)的實(shí)際案例，并設(shè)計(jì)方案借助計(jì)算機(jī)軟件完成對(duì)問(wèn)題的分析和解決，著重培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)、實(shí)踐能力和知識(shí)運(yùn)用能力，突出并強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)在高職高專教學(xué)中的作用.

5 數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)應(yīng)注意的問(wèn)題

5.1 建設(shè)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室時(shí)，應(yīng)以培養(yǎng)目標(biāo)為依據(jù)，分析學(xué)生不同階段應(yīng)掌握的專業(yè)知識(shí)與數(shù)學(xué)知識(shí)聯(lián)系，根據(jù)教學(xué)規(guī)律和專業(yè)特點(diǎn)圍繞課程設(shè)置，以合理性、可行性原則配置實(shí)驗(yàn)數(shù)學(xué)軟件.

5.2 數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)要有超前性、靈活性.專業(yè)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)投資巨大，為了合理利用寶貴的教育資金，最大限度的提升人才培養(yǎng)水平，在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室建設(shè)論證時(shí)，一定要廣泛調(diào)研各相關(guān)專業(yè)對(duì)人才技能實(shí)際需求，對(duì)軟件、計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)有一定的前瞻性的把握，保證數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)開展所需要的硬件、軟件在速度、容量、性能等方面的支持.另一方面，由于對(duì)實(shí)驗(yàn)室持續(xù)大規(guī)模的投入并不現(xiàn)實(shí)，為了提升實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)功能，應(yīng)注重挖掘原有設(shè)備的技術(shù)潛力，根據(jù)教學(xué)需要對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行改造，采取靈活多樣的措施，不斷提升實(shí)驗(yàn)室功能.

5.3 注重?cái)?shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室教師隊(duì)伍建設(shè)，制訂實(shí)驗(yàn)室發(fā)展和實(shí)驗(yàn)隊(duì)伍建設(shè)長(zhǎng)期規(guī)劃，明確目標(biāo)，促進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)發(fā)展與改革，穩(wěn)定實(shí)驗(yàn)隊(duì)伍，全面提升實(shí)驗(yàn)人員教學(xué)、科研與技術(shù)能力.在充實(shí)實(shí)驗(yàn)隊(duì)伍的數(shù)量、調(diào)整實(shí)驗(yàn)隊(duì)伍的結(jié)構(gòu)、提高實(shí)驗(yàn)隊(duì)伍素質(zhì)的目標(biāo)下，做到隊(duì)伍建設(shè)專職與兼職相結(jié)合，引進(jìn)與培養(yǎng)相結(jié)合，激勵(lì)與處罰相結(jié)合.鼓勵(lì)青年教師進(jìn)實(shí)驗(yàn)室鍛煉，并引進(jìn)高學(xué)歷、高水平、操作能力強(qiáng)的教師充實(shí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)隊(duì)伍，出臺(tái)相關(guān)優(yōu)惠政策，在經(jīng)費(fèi)和工作量上給予支持.

數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)是高職院校人才培養(yǎng)工作的重要環(huán)節(jié)，數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室是學(xué)生實(shí)踐技能培養(yǎng)的重要場(chǎng)所.高職院校只有加強(qiáng)對(duì)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)重要性的認(rèn)識(shí)，加大數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室資金建設(shè)投入，創(chuàng)新數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室管理、考核機(jī)制，數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室工作才能上臺(tái)階，才能為我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)輸送大量綜合素質(zhì)高、專業(yè)能力強(qiáng)的技能型人才.

〔1〕張海瓊.提高高職院校實(shí)驗(yàn)教師能之我見[J].職業(yè)教育研究，2009（4）.

〔2〕吳華,周明.GeoGebra環(huán)境下基于APOS理論的數(shù)學(xué)概念教學(xué)研究[J].數(shù)學(xué)教育學(xué)報(bào),2013（2）：87-89.

〔3〕劉安寧.關(guān)于高職院校實(shí)驗(yàn)室內(nèi)涵建設(shè)與管理[J].職業(yè)教育研究，2009.

〔4〕云連英，汪榮偉.高職院校高等數(shù)學(xué)精品課程建設(shè)的研究與實(shí)踐[J].職業(yè)教育研究，2008（2）.