高職院校數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的思考

徐慧星

摘 要： 數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室是一個(gè)將數(shù)學(xué)理論進(jìn)行實(shí)際運(yùn)用和轉(zhuǎn)化的重要場(chǎng)地，在使高職院校數(shù)學(xué)教學(xué)更立體化的同時(shí)，避免了學(xué)生對(duì)純數(shù)學(xué)不感興趣和數(shù)學(xué)無(wú)用論的尷尬局面。作者就高職院校的數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)提出觀點(diǎn)，希望能夠?qū)ξ覈?guó)的高等職業(yè)教育學(xué)校中的數(shù)學(xué)學(xué)科教學(xué)產(chǎn)生積極的影響。

關(guān)鍵詞： 高職院校 數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室 建設(shè)

數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室在高職院校中的意義在于為師生提供了一個(gè)將數(shù)學(xué)理論知識(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)際應(yīng)用的平臺(tái)，并且能夠?qū)芏嗪玫膭?chuàng)意進(jìn)行實(shí)踐驗(yàn)證和研究。關(guān)于數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的必要性，很多論文和著作中已經(jīng)講得十分清楚，這里就不再贅述。下面，關(guān)于在數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)過(guò)程中需要注意的幾個(gè)方面，筆者將進(jìn)行詳細(xì)的闡述。

一、高職院校數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室的研究?jī)?nèi)容

關(guān)于高職院校數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室研究方向和研究?jī)?nèi)容的設(shè)定，是一個(gè)關(guān)系到高校資源分配和有效利用的話題。首先，數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室是為師生服務(wù)的，必須能夠提供一定的教學(xué)支持。比如，對(duì)高等數(shù)學(xué)中的常見數(shù)學(xué)軟件的教學(xué)和應(yīng)用，如MATLAB、ANSYS和Math CAD等軟件的開發(fā)和應(yīng)用等，能夠?yàn)槿粘５臄?shù)學(xué)教學(xué)提供一定的支持和幫助。其次，高職院校的數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室必須能夠承接一些基礎(chǔ)的數(shù)學(xué)研究課題，這也是高校實(shí)驗(yàn)室存在的一個(gè)重要理由和重要作用。例如，實(shí)驗(yàn)室承接一些數(shù)學(xué)分析工作，運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)為實(shí)際問(wèn)題例如力學(xué)項(xiàng)目分析、空氣流場(chǎng)分析等提供數(shù)學(xué)分析解決方案。再者，數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室能夠?yàn)閹熒囊恍?shù)學(xué)創(chuàng)意提供施展和研究的場(chǎng)所。師生在教與學(xué)的過(guò)程中，產(chǎn)生一些比較好的想法或者創(chuàng)意，能夠在數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室中調(diào)動(dòng)一定的資源驗(yàn)證自己的想法，發(fā)揮數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室應(yīng)有的功能。

數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室作為高職院校的科研投入，不僅承接了外部的科研項(xiàng)目，而且為師生提供了施展自己才華的場(chǎng)所，這一切構(gòu)成了高校數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室的研究?jī)?nèi)容，同時(shí)也是其存在的價(jià)值和發(fā)展的內(nèi)在動(dòng)力。

二、高職院校數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室的管理規(guī)范

在現(xiàn)代化的數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室體系中，往往將數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)緊密聯(lián)系在一起，從而發(fā)揮出更大的作用。如何進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室的規(guī)范化管理，如何進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室的日常維護(hù)，師生如何有序地進(jìn)行數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的開展，都成為亟待解決的問(wèn)題。

當(dāng)數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)結(jié)合在一起，通過(guò)模擬的方式進(jìn)行數(shù)學(xué)研究，那么對(duì)于計(jì)算機(jī)本身的維護(hù)就成為一項(xiàng)重要工作，對(duì)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室的維護(hù)很大程度上體現(xiàn)在了對(duì)計(jì)算機(jī)及其相關(guān)軟硬件的日常維護(hù)和正確使用。例如，在數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室中應(yīng)該存在一個(gè)內(nèi)部局域網(wǎng)絡(luò)方便數(shù)據(jù)在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部進(jìn)行快捷的傳遞，而這個(gè)局域網(wǎng)必須與外部網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行有效隔離以免受到計(jì)算機(jī)病毒或者其他不利于計(jì)算機(jī)信息安全的軟件乘虛而入。在很多的數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室中，是嚴(yán)禁利用U盤進(jìn)行數(shù)學(xué)的拷貝，以免U盤中帶有病毒進(jìn)而污染實(shí)驗(yàn)室中的計(jì)算機(jī)。如果需要數(shù)據(jù)的傳遞或?qū)耄涂梢岳帽容^安全可靠的光盤進(jìn)行相關(guān)操作。

數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室作為師生進(jìn)行相關(guān)課程講解的場(chǎng)所，必須能夠通過(guò)軟件進(jìn)行統(tǒng)一管理，學(xué)生在上課過(guò)程中的行為必須規(guī)范，達(dá)到保護(hù)實(shí)驗(yàn)室重要資源的效果。通常做法是將老師用的計(jì)算機(jī)作為一個(gè)主控制器對(duì)所有學(xué)生計(jì)算機(jī)進(jìn)行統(tǒng)一控制，這樣方便老師進(jìn)行教學(xué)和學(xué)生當(dāng)場(chǎng)練習(xí)并交作業(yè)。這種情況下將數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室作為一個(gè)特殊的教室，學(xué)生的課堂行為也必須進(jìn)行一定程度的規(guī)范，例如不能利用實(shí)驗(yàn)室的計(jì)算機(jī)進(jìn)行游戲、不能利用實(shí)驗(yàn)室的計(jì)算機(jī)進(jìn)行聊天等。

如果把數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室當(dāng)成一個(gè)科研的場(chǎng)所，就必須按照科研的管理方法進(jìn)行管理。首先，高職院校的數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室為公共實(shí)驗(yàn)室，如果某一個(gè)課題組需要利用數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室資源進(jìn)行科研活動(dòng)，就必須進(jìn)行相關(guān)的實(shí)驗(yàn)方案和實(shí)驗(yàn)進(jìn)度安排的申請(qǐng)。其次，在使用過(guò)程中，必須遵守實(shí)驗(yàn)室使用的規(guī)章制度，嚴(yán)禁在科研期間進(jìn)行非科研活動(dòng)。最后，實(shí)驗(yàn)室需對(duì)在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行科研的項(xiàng)目進(jìn)行統(tǒng)一管理，使實(shí)驗(yàn)室資源得到更高效的利用，從整體上把握投入和產(chǎn)出的比值，更好地為學(xué)校的科研活動(dòng)服務(wù)。

數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室作為師生施展數(shù)學(xué)才華的場(chǎng)所，也需要一定的規(guī)范以保證師生的創(chuàng)意能夠安全并且高效進(jìn)行。例如，一個(gè)學(xué)生提出一種新的計(jì)算抽樣方法和新的概率計(jì)算方法，需要在數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行該想法的驗(yàn)證。第一步，學(xué)生需要將自己的想法進(jìn)行書面的表達(dá)并且經(jīng)相關(guān)指導(dǎo)老師進(jìn)行項(xiàng)目可行性分析，如果理論可行，那么可以將此方案提交至數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室，由數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室的老師提供場(chǎng)地和相關(guān)資源。第二步，學(xué)生需要進(jìn)行相關(guān)的編程工作但是自己不會(huì)，需要數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室中的老師幫忙，實(shí)驗(yàn)室老師就會(huì)盡自己的努力教會(huì)學(xué)生如何進(jìn)行相關(guān)軟件的應(yīng)用和編程工作，以實(shí)現(xiàn)學(xué)生的想法。

三、高職院校數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室與其他學(xué)科的聯(lián)系

高職院校數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室在建設(shè)的過(guò)程中，不僅能夠?qū)?shù)學(xué)學(xué)科本身的建設(shè)和發(fā)展起到十分重要的作用，對(duì)其他相關(guān)學(xué)科也能夠起到十分重大的幫助作用，這是由數(shù)學(xué)作為一個(gè)工具學(xué)科的性質(zhì)所決定的。

物理學(xué)中常常用到微積分的理論進(jìn)行公式的推導(dǎo)及問(wèn)題的解決，這一點(diǎn)在熱、電、空氣動(dòng)力學(xué)方面有十分廣泛的應(yīng)用；而當(dāng)物理學(xué)的尺度進(jìn)入微觀的量子力學(xué)，又對(duì)概率學(xué)產(chǎn)生很強(qiáng)力的依賴；化學(xué)中的分子動(dòng)力學(xué)尤其是大分子的分子運(yùn)動(dòng)也往往依靠數(shù)學(xué)的方法進(jìn)行理論推導(dǎo)；經(jīng)濟(jì)學(xué)對(duì)于數(shù)學(xué)的依賴更是不言而喻，經(jīng)濟(jì)學(xué)的發(fā)展正是利用數(shù)學(xué)公式的表達(dá)展現(xiàn)出人類經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程中人類的理性。總而言之，許多學(xué)科都對(duì)數(shù)學(xué)有著強(qiáng)烈的依賴，那么這些學(xué)科的部分實(shí)驗(yàn)也可以移到數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行數(shù)學(xué)模型的推導(dǎo)和計(jì)算，事實(shí)上，物理學(xué)或者化學(xué)在發(fā)展的過(guò)程中，為了解決問(wèn)題，也發(fā)明了一些特殊的數(shù)學(xué)方法，這在很大程度上幫助了數(shù)學(xué)學(xué)科進(jìn)行知識(shí)體系的完善。因此，數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室應(yīng)該在一定程度上對(duì)其他相關(guān)學(xué)科開放，達(dá)到共同進(jìn)步、共同提高的目的。

高職院校中的數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)是一件對(duì)數(shù)學(xué)學(xué)科本身影響深遠(yuǎn)的事件，不僅能夠提供一定的科研環(huán)境和教學(xué)場(chǎng)地，而且能夠?yàn)閹熒膭?chuàng)意提供實(shí)現(xiàn)平臺(tái)。在進(jìn)行數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的同時(shí)，需要對(duì)其他相關(guān)學(xué)科在一定程度上開放，這樣才能做到互相支持和共同提高。

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