運(yùn)用數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，提升學(xué)生的應(yīng)用數(shù)學(xué)能力

艾江·加合提別克

（浙江師范大學(xué) 浙江金華 321000）

運(yùn)用數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，提升學(xué)生的應(yīng)用數(shù)學(xué)能力

艾江·加合提別克

（浙江師范大學(xué) 浙江金華 321000）

當(dāng)前實(shí)踐教學(xué)越來越受到高校的重視，因?yàn)橹R(shí)學(xué)習(xí)的最終目的是為了應(yīng)用，因而需要通過實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)應(yīng)用能力，并且數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)的開展是對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)應(yīng)用的有效嘗試，所以數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開展極為重要。本文主要介紹數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課開展的有效意義，并提出實(shí)踐課程的開展特點(diǎn)，進(jìn)而結(jié)合教學(xué)過程提出可行性的結(jié)合方案。旨在提高課堂教學(xué)效果的前提下，增強(qiáng)學(xué)生數(shù)學(xué)知識(shí)的應(yīng)用能力。

數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn) 應(yīng)用數(shù)學(xué) 能力

一、引言

數(shù)學(xué)學(xué)科的快點(diǎn)發(fā)展，不斷涌現(xiàn)出新的分支，重疊交叉各個(gè)分支，相互滲透，讓數(shù)學(xué)學(xué)科在方法和自然科學(xué)方面有所突破。特別是電子計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)和發(fā)展，為數(shù)學(xué)學(xué)科提供有力的教學(xué)輔助工具，讓數(shù)學(xué)學(xué)科在深度和廣度上都取得可喜的成績。

二、開展數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課的有效意義

當(dāng)前數(shù)學(xué)的學(xué)科地位發(fā)生日新月異的變化，數(shù)學(xué)學(xué)科的應(yīng)用范圍也非常廣泛，科學(xué)工作者和軟件工作者對(duì)數(shù)學(xué)的知識(shí)需求也在不斷加大，并且最為重要的是，在實(shí)際工作的解決過程中，新技術(shù)的發(fā)展以及創(chuàng)新，必須涉及到數(shù)學(xué)建模和計(jì)算建模能力。

在此形式上，需要培養(yǎng)數(shù)學(xué)人才，并進(jìn)行數(shù)學(xué)改革，因?yàn)閭鹘y(tǒng)的數(shù)學(xué)教學(xué)，雖然教學(xué)內(nèi)容較多，但是不能培養(yǎng)應(yīng)用型人才，也不能解決長期以來專業(yè)增長的需求和人才短缺之間的矛盾。當(dāng)前數(shù)學(xué)教學(xué)中出現(xiàn)令人堪憂的局面，學(xué)生一方面努力的學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)，但是另外一面學(xué)生到的數(shù)學(xué)知識(shí)沒有任何的用武之地。出現(xiàn)在這種現(xiàn)象的主要原因是傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)以知識(shí)教授為主，并且上課方式以課題教學(xué)為主，加之?dāng)?shù)學(xué)的學(xué)時(shí)有嚴(yán)格的限定，或在教學(xué)的時(shí)候很少在計(jì)算和推理之間運(yùn)用數(shù)學(xué)語言描述和解決實(shí)際問題，讓學(xué)生失去將實(shí)際問題逐步轉(zhuǎn)為數(shù)學(xué)問題的能力。伴隨科技的發(fā)展，計(jì)算機(jī)和數(shù)學(xué)軟件為數(shù)學(xué)的高速發(fā)展提供較為方便的物質(zhì)條件和便捷的工具支持，由于計(jì)算機(jī)有比較強(qiáng)大的運(yùn)算能力，并且能進(jìn)行圖形的開發(fā)和應(yīng)用，方便數(shù)學(xué)軟件不斷的升級(jí)，使學(xué)生在較短的時(shí)間內(nèi)可以自由的選擇合適自己的軟件，通過比較、分析解決問題，并且對(duì)比問題發(fā)現(xiàn)的途徑和方法，不斷的探尋知識(shí)以及結(jié)果，利用數(shù)學(xué)抽象性的特征，完成數(shù)學(xué)知識(shí)的更新和補(bǔ)充，在實(shí)驗(yàn)的過程中，更提升學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的應(yīng)用能力。

三、數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)開展的主要特點(diǎn)

1．以問題為實(shí)驗(yàn)教學(xué)開展的主體

教學(xué)開展過程中，通過精心的設(shè)計(jì)和選擇問題，不斷的深化理論，讓數(shù)學(xué)應(yīng)用更加具體化，并且在進(jìn)一步的加深和鞏固對(duì)概念和定理的理解，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)能力，以及應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題與能力，所以數(shù)學(xué)的課題選擇非常重要。

2．計(jì)算機(jī)作為教學(xué)手段

計(jì)算機(jī)應(yīng)用于教學(xué)中最大的優(yōu)勢(shì)是運(yùn)算速度快，存儲(chǔ)量大，并且運(yùn)用計(jì)算機(jī)快速求解的功能，能節(jié)約時(shí)間，避免繁雜的計(jì)算帶給學(xué)生學(xué)習(xí)的困惑和無奈，學(xué)生失去學(xué)習(xí)興趣的很大一部分原因是因?yàn)閿?shù)學(xué)計(jì)算太過于繁瑣，甚至長時(shí)間的計(jì)算還會(huì)得到一個(gè)錯(cuò)誤的計(jì)算結(jié)果，讓學(xué)生感覺自己的努力沒有任何成效，尤其在面對(duì)復(fù)雜的導(dǎo)數(shù)、積分運(yùn)算的時(shí)候，如果計(jì)算過程中稍有不慎就會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤，也讓學(xué)生感覺數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)很困難，給學(xué)生造成望而生畏的學(xué)習(xí)心理，所以當(dāng)不講求數(shù)學(xué)方法，只需要計(jì)算原理的時(shí)候，為了得到準(zhǔn)確的計(jì)算結(jié)果，借助計(jì)算機(jī)語言自己編程獲取計(jì)算有很大的必要性［1］。

3．軟件作為計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)工具

計(jì)算機(jī)的應(yīng)用主體是各類的軟件，主要的應(yīng)用基礎(chǔ)是在運(yùn)用數(shù)學(xué)軟件工具的基礎(chǔ)上，提高編程效率，由于計(jì)算的強(qiáng)烈功能性，所以使用較為簡便并且繪圖功能強(qiáng)大軟件能力，能夠發(fā)揮資源的最大優(yōu)勢(shì)，可以避免低水平的重復(fù)勞動(dòng)，提升教學(xué)效果，所以計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)過程中需要靈活的運(yùn)用各類教學(xué)軟件。

4．學(xué)生最為實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主體

數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂主要強(qiáng)調(diào)學(xué)生自己動(dòng)手、動(dòng)腦，讓學(xué)生多動(dòng)手和多上機(jī)，教師要做到少講多練，教師指導(dǎo)學(xué)生探尋數(shù)學(xué)知識(shí)并根據(jù)建立到數(shù)學(xué)模型解決實(shí)際問題，實(shí)驗(yàn)過程中學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)能力的也將會(huì)逐步發(fā)展。

四、多變靈活的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式開展

1．講授與示范教學(xué)結(jié)合應(yīng)用

教學(xué)過程中，當(dāng)教師提出問題以后，為了方便學(xué)生理解，需要做好適當(dāng)?shù)闹R(shí)鋪墊，比如介紹知識(shí)原理和方法，以及交代背景，不需要進(jìn)行系統(tǒng)和理論的知識(shí)灌輸以及學(xué)習(xí)，也不要求嚴(yán)格的證明理論以及完整的公式定理推導(dǎo)過程，主要的目的是引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)可行性方案解決數(shù)學(xué)問題，因而準(zhǔn)備工作的開展需要通過軟件設(shè)計(jì)不斷的示范以及演練教學(xué)過程，形成圖文并茂、聲圖結(jié)合的多媒體教學(xué)環(huán)境，不斷的引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情［2］。

2．討論教學(xué)方式的開展

指導(dǎo)教師精心的設(shè)計(jì)和有效的組織整個(gè)教學(xué)活動(dòng)，逐步引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和研究問題，給學(xué)生留有足夠的空間和時(shí)間，先不給學(xué)生提供完整的解決方案和出具詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，組織學(xué)生在設(shè)計(jì)教學(xué)計(jì)劃和分析相關(guān)數(shù)據(jù)的進(jìn)程中，說出自己的想法和意見，提升學(xué)生的活動(dòng)參與熱情，培養(yǎng)學(xué)生“運(yùn)用數(shù)學(xué)”的能力，以期達(dá)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)的最佳效果［3］。

3．多層和多模式教學(xué)活動(dòng)的開展

由于學(xué)生之間有差異性，所以根據(jù)學(xué)生的基礎(chǔ)不同，可以按照不同層次的組織實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，對(duì)于基礎(chǔ)比較差的學(xué)生安排學(xué)生做基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)或者一些簡單的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，對(duì)于能力比較強(qiáng)的學(xué)生安排學(xué)生做一些探索性的綜合類實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，并且實(shí)驗(yàn)的安排也可以根據(jù)學(xué)生的興趣以及知識(shí)掌握情況自由的組合，運(yùn)用學(xué)生的優(yōu)勢(shì)化能力解決問題，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，深化學(xué)生的學(xué)習(xí)潛力和創(chuàng)造力，從而不同層次的學(xué)生能力都得到發(fā)展。

數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，教師一定要指導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真的填寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，并記錄實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)和提出問題的能力，通過數(shù)學(xué)建模，完成實(shí)驗(yàn)的各個(gè)階段和目標(biāo)，分析數(shù)據(jù)和圖像，猜想數(shù)據(jù)結(jié)果，驗(yàn)證數(shù)據(jù)猜想，記錄完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問題的能力。

五、結(jié)語

數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)作為一種新型的教學(xué)模式，主要為培養(yǎng)學(xué)生的定量思維和創(chuàng)新意識(shí)而服務(wù)，并在加強(qiáng)學(xué)生“運(yùn)用數(shù)學(xué)”方面的能力上有較大突破，讓學(xué)生能夠根據(jù)應(yīng)用數(shù)學(xué)的知識(shí)，提升自己的問題意識(shí)和能力，在改進(jìn)教學(xué)方法，教材內(nèi)容和成績?cè)u(píng)定的基礎(chǔ)上加強(qiáng)自身的知識(shí)更新，開展知識(shí)結(jié)構(gòu)調(diào)整，推動(dòng)數(shù)學(xué)的實(shí)驗(yàn)課程體系建立。

［1］李路，肖翔，江開忠．開展多種形式的數(shù)學(xué)建模和數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué) 培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新能力［J］．教育教學(xué)論壇，2012（08）：28-29．

［2］田子德．?dāng)?shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)在高等數(shù)學(xué)課程教學(xué)中的應(yīng)用研究［J］．中國現(xiàn)代教育裝備，2015（01）：27-28．

［3］金海云．?dāng)?shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的能力培養(yǎng)［J］．中國校外教育，2010（03）：31-32．