數(shù)學(xué)實驗對高職數(shù)學(xué)教育的研究與探討

蔣武生　張風(fēng)沙

【摘要】從數(shù)學(xué)實驗教學(xué)的理論出發(fā)，根據(jù)高職學(xué)生的現(xiàn)狀，以及高職教育重職業(yè)技能的特點，提出以數(shù)學(xué)實驗教學(xué)改善當(dāng)前高職數(shù)學(xué)教育的現(xiàn)狀，并案例說明。

【關(guān)鍵詞】高職 數(shù)學(xué)實驗 教學(xué)

【中圖分類號】G71 【文獻標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2017）13-0165-01

一、數(shù)學(xué)實驗教學(xué)研究

美國的中學(xué)里有專門的數(shù)學(xué)實驗室，英國的中學(xué)教材中也有許多數(shù)學(xué)實驗材料， 這說明發(fā)達國家數(shù)學(xué)教學(xué)中比較重視數(shù)學(xué)實驗。而我國在推進素質(zhì)教育的今天， 數(shù)學(xué)實驗在學(xué)生的學(xué)習(xí)中也有著一種無可替代的作用， 但對其重視程度卻不夠， 這應(yīng)引起廣大教師和學(xué)生的關(guān)注。[1]

早在1997年，教育部在高等數(shù)學(xué)教學(xué)改革研討會上，要求各級各類高等院校增加數(shù)學(xué)實驗課程，體現(xiàn)了開展數(shù)學(xué)實驗教學(xué)的重要性和迫切性。1998 年教育部在《普通高校本科專業(yè)目錄和專業(yè)介紹》更加明確了數(shù)學(xué)實驗在數(shù)學(xué)類專業(yè)課程中的重要地位[2]。

可是目前我國高校中，數(shù)學(xué)實驗的開展依然緩慢。特別是在廣大高職教學(xué)中，近乎沒有。

數(shù)學(xué)實驗的定義可以界定為：為獲得某種數(shù)學(xué)理論、檢驗?zāi)愁悊栴}，實驗者運用一定的物質(zhì)手段，在數(shù)學(xué)思維活動的參與下，在特定的實驗環(huán)境下進行的探索、研究活動[3]。

數(shù)學(xué)實驗教學(xué)的特點是以問題為載體，借助于計算機數(shù)學(xué)軟件的強大功能，在教師的精心指導(dǎo)下，學(xué)生自主探究解決問題，在失敗和成功的體驗中獲得數(shù)學(xué)經(jīng)驗，提高數(shù)學(xué)素質(zhì)。數(shù)學(xué)實驗教學(xué)模式是指在數(shù)學(xué)實驗教學(xué)中所遵循的數(shù)學(xué)教學(xué)活動結(jié)構(gòu)框架和活動程序?，F(xiàn)階段數(shù)學(xué)實驗教學(xué)中所采用的教學(xué)模式有兩種，即以實物模型操作演示的數(shù)學(xué)實驗教學(xué)模式和以計算機模擬的數(shù)學(xué)實驗?zāi)Ｊ?。高職院校?shù)學(xué)實驗教學(xué)模式主要是指后者，其教學(xué)模式主要包括創(chuàng)設(shè)問題情境；動手實驗操作；提出問題猜想；通過實驗驗證猜想；問題討論與交流等幾個環(huán)節(jié)。

二、高職學(xué)生現(xiàn)狀分析

作者從事高職數(shù)學(xué)教育近十年，從任教實際經(jīng)歷來看，現(xiàn)在高職學(xué)生的數(shù)學(xué)素質(zhì)不容樂觀。主要存在以下幾個特點：

1.數(shù)學(xué)基礎(chǔ)相對薄弱

從高考成績來看，大部分同學(xué)數(shù)學(xué)均在60分以下，部分五年一貫制的學(xué)生，高中數(shù)學(xué)的系統(tǒng)教育都未能完成，知識基礎(chǔ)相對薄弱。

2.對數(shù)學(xué)課程不夠重視

數(shù)學(xué)理論教學(xué)對高職在校生日后繼續(xù)深造、參與生產(chǎn)實踐、乃至開展科學(xué)研究都至關(guān)重要。而大部分學(xué)生認為重技能輕理論，對于數(shù)學(xué)不夠重視。

3.教學(xué)內(nèi)容多，難度大，學(xué)生較難適應(yīng)

中學(xué)階段的數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容相對較為單一、進度相對較慢，而教師在講授完某塊內(nèi)容之后，一般要求學(xué)生隨堂練習(xí)，通過舉一反三，把問題消滅在萌芽狀態(tài)，使學(xué)生大都能迅速掌握所學(xué)內(nèi)容。而在高職院校的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程中，課堂講授容量加大，內(nèi)容明顯增多，加上高職數(shù)學(xué)本身較為抽象、學(xué)時較少的特點，教師的授課方式受到較大限制。而且課后師生、同學(xué)之間的學(xué)習(xí)交流較少，師生互動缺乏，與中學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)形成較大反差，學(xué)生一時很難適應(yīng)，造成了學(xué)生對數(shù)學(xué)課、對數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)本身越來越被動、冷漠、反感。

4.學(xué)習(xí)方法不當(dāng)，學(xué)習(xí)效率低下

我們經(jīng)常會聽到學(xué)生這樣抱怨：“公式、法則我可都背過了呀，為什么還不會做題？”這些就是因為學(xué)生沒有很好學(xué)會數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)方法，導(dǎo)致學(xué)習(xí)效率低下。

5.心理承受能力低

他們認為自己從來就沒把數(shù)學(xué)學(xué)好過，有同學(xué)甚至覺得“自己根本就不是塊學(xué)數(shù)學(xué)的料”，很多學(xué)生從初中起，數(shù)學(xué)就未曾幾個。這些學(xué)生從心理上就先敗下陣來，一旦稍微遇到點困難就輕言放棄，從而波及到學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的積極性，直接影響了學(xué)習(xí)效果。

三、高職數(shù)學(xué)教育的目的

具體到高職數(shù)學(xué)教育中，當(dāng)前高職數(shù)學(xué)教育主要為了滿足以下幾個目的：

1.數(shù)學(xué)是后續(xù)專業(yè)課必不可少的基礎(chǔ)，必須培養(yǎng)學(xué)生運用數(shù)學(xué)的意識和運用數(shù)學(xué)解決問題的基本技能。

2.高職教育是培養(yǎng)高技能實用型人才，要求數(shù)學(xué)內(nèi)容能夠與專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)相適應(yīng)。

3.高職教育是以應(yīng)用能力為本位的一種教育模式，要求數(shù)學(xué)知識在生活中的實際運用，這就要求在教學(xué)中突出數(shù)學(xué)工具的實用，教學(xué)過程中要突出應(yīng)用案例。

4.高職教育不同專業(yè)對于數(shù)學(xué)能力的要求是明顯不同的，因而不同專業(yè)在課程內(nèi)容的選取和深度的選擇上要有明顯區(qū)別。

四、案例分析

函數(shù)的極限和導(dǎo)數(shù)是微積分的開始部分也是重要的基礎(chǔ)，在學(xué)習(xí)的過程中很難理解，這個時候通過實驗使學(xué)生更透徹地理解概念的含義，在學(xué)生掌握MATLAB的基本操作后，熟練地利用MATLAB的繪圖函MATLAB在高職基礎(chǔ)數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用研究數(shù)，學(xué)會利用圖形的可視化把抽象化的概念直觀化，使學(xué)生加深對概念的理解，同時學(xué)會調(diào)用求函數(shù)的極限和函數(shù)的導(dǎo)數(shù)的命令，使之在具體的計算過程中如果碰到較復(fù)雜的求極限和函數(shù)的求導(dǎo)可以利用軟件來解決，從而克服數(shù)學(xué)上的難題。

比如在實際教學(xué)過程中，很多教師對于的證明都是略過不講的，以學(xué)生的基礎(chǔ)很難掌握，只要求學(xué)生死記硬背，然后使用。而在實際教學(xué)中我們可以使用MATLAB的可視化功能讓學(xué)生接受，加強記憶，并熟練使用。

根據(jù)MATLAB，我們可以做出圖像，這個時候我們可以提出猜想，當(dāng)N接近30時，，然后讓學(xué)生繼續(xù)使用MATLAB工具，自己作出當(dāng)n接近100時，以及接近1000時的圖像，讓學(xué)生印象深刻。

根據(jù)教學(xué)反饋情況來看，實驗教學(xué)后學(xué)生在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)態(tài)度、對問題探究的興趣，參與學(xué)習(xí)的程度，課堂發(fā)言的積極，聽課注意力集中程度，同學(xué)之間的合作與交流，分析、解決問題的能力等方面都有顯著提高?？梢姅?shù)學(xué)實驗教學(xué)調(diào)動了學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)積極性，提高了分析問題和解決問題能力，同時也提高了學(xué)生的計算機應(yīng)用水平。

參考文獻：

[1]黃新生.數(shù)學(xué)教學(xué)應(yīng)重視數(shù)學(xué)實驗[J]教育探索2004.9

[2]李慧.高中數(shù)學(xué)實驗教學(xué)探索[D]2014

[3]曹一鳴.《數(shù)學(xué)實驗教學(xué)模式探究》[J]課程·教材·教法2003.1