關(guān)于高職院校開設(shè)數(shù)學(xué)實驗課的幾點思考

郭思

摘要： 數(shù)學(xué)實驗是高級數(shù)學(xué)教育改革的產(chǎn)物。而在高職院校，數(shù)學(xué)教育所面臨的形勢和存在的問題主要表現(xiàn)為高職學(xué)生的知識面較窄、深度較淺。這樣，高職院校開設(shè)數(shù)學(xué)實驗在實驗課題的決定上必須符合高職院校學(xué)生的認知特點。在大學(xué)，開設(shè)數(shù)學(xué)實驗已成為共鳴，而把數(shù)學(xué)實驗及時引入到高職院校來，對高職院校教育改革必將起到重要而深遠的意義。

關(guān)鍵詞： 高職教育 數(shù)學(xué)實驗

中圖分類號：O1-4

一、數(shù)學(xué)實驗課開設(shè)的背景

提起實驗，不管是中學(xué)生還是大學(xué)生都會本能地想到物理實驗、化學(xué)實驗和生物實驗；說到數(shù)學(xué)實驗，他們都會表現(xiàn)出茫然和困惑。那樣，什么是數(shù)學(xué)實驗，為什么要開設(shè)（做）數(shù)學(xué)實驗?zāi)兀?/p>

數(shù)學(xué)實驗是當(dāng)前高級院校數(shù)學(xué)教育課程中的一門重要新興課程。對其內(nèi)容、方法等的研究，國內(nèi)外差不多并正在進行著大批的工作，可謂如火如荼、方興未艾。數(shù)學(xué)實驗是高級數(shù)學(xué)教育改革的產(chǎn)物。而在高職院校，數(shù)學(xué)教育所面臨的形勢和存在的問題主要表現(xiàn)為高職學(xué)生的知識面較窄、深度較淺。這樣，高職院校開設(shè)數(shù)學(xué)實驗在實驗課題的決定上必須符合高職院校學(xué)生的認知特點。在大學(xué)，開設(shè)數(shù)學(xué)實驗已成為共鳴，而把數(shù)學(xué)實驗及時引入到高職院校來，對高職院校教育改革必將起到重要而深遠的意義。

1、數(shù)學(xué)教育面臨的新形勢

數(shù)學(xué)的運用領(lǐng)域急劇擴展：華羅庚形象地刻畫到：“宇宙之大，粒子之微，火箭之速，化工之巧，地球之變，生物之迷，日月之繁等各個方面，無處不有數(shù)學(xué)的重要貢獻?！蹦軌蛘f數(shù)學(xué)的運用正在向一切領(lǐng)域深入和滲透。在當(dāng)前各國都極為重視的高技術(shù)領(lǐng)域里，由于高技術(shù)都是通過數(shù)學(xué)模型和方法并借助于計算機的計算和操縱功效來實現(xiàn)的，因而人們說：“高技術(shù)本質(zhì)上一定是數(shù)學(xué)技術(shù)”。馬克思也曾說過：“一門科學(xué)，只有當(dāng)它成功的運用數(shù)學(xué)時，才能達到真正完善的地步”。無怪乎許多科學(xué)家感覺對科學(xué)的分類應(yīng)改為自然科學(xué)、社會科學(xué)、數(shù)學(xué)和哲學(xué)，即把數(shù)學(xué)從自然科學(xué)中剝離出來，感覺數(shù)學(xué)和哲學(xué)都是自然科學(xué)和社會科學(xué)的基礎(chǔ)。這些都預(yù)示著數(shù)學(xué)的地位已發(fā)生著巨大的變化。

計算機的普遍運用，轉(zhuǎn)變了人們對數(shù)學(xué)知識的需求。我們這個時代差不多深深地打上了計算機的烙印，計算機差不多和正在轉(zhuǎn)變著我們的生活，計算機文化正轉(zhuǎn)變著人類的思維方法和知識形態(tài)。計算機拓展了人類認識世界和改造世界的能力。就數(shù)學(xué)而言，人類數(shù)學(xué)能力的提高和采用的手段是分不開的，從遠古時代的結(jié)繩計數(shù)到紙上演算，從算盤到計算尺，直到今天的計算器和計算機，每前進一步都使人們歡呼雀躍。計算機強大的計算功效和圖形功效，迫使人們的數(shù)學(xué)觀念必須更新，以往的計算技巧性已不再是當(dāng)今計算的主流，過去曾被人們拋棄的一些最樸素的數(shù)學(xué)思想、數(shù)學(xué)方法（如數(shù)值模仿、枚舉等）又得到了新生，計算機對數(shù)學(xué)問題的直觀解釋和模仿將有助于學(xué)生對數(shù)學(xué)問題的懂得和快速掌握，因此在數(shù)學(xué)的教學(xué)中，應(yīng)適當(dāng)削弱在證明、推導(dǎo)及計算中的技巧，而數(shù)學(xué)中的概念、思想、方法則反而是應(yīng)當(dāng)加強的。

2、當(dāng)前數(shù)學(xué)教與學(xué)中存在的問題

中科院院士吳文俊在《數(shù)學(xué)教育不能從培養(yǎng)數(shù)學(xué)家的要求出發(fā)》一文中指出：任何數(shù)學(xué)都要講邏輯推理，但這只是問題的一個方面，更重要的是用數(shù)學(xué)去解決問題，解決日常生活中，其他學(xué)科中出現(xiàn)的數(shù)學(xué)問題。學(xué)校給的標題都是有答案的，已知啥，求證啥都清楚的，標題也一定是做得出的，然而今后到了社會上，所面對的問題大都是預(yù)先不明白答案的，甚至不明白是否會有答案，這就要求培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力，學(xué)會處理各種實際數(shù)學(xué)問題的方法?！?/p>

教學(xué)內(nèi)容過于強調(diào)自身的系統(tǒng)性與知識性，與實際脫節(jié)。教師為測驗而教，學(xué)生為測驗而學(xué)，不重視學(xué)生數(shù)學(xué)素養(yǎng)與能力的培養(yǎng)。學(xué)生被動學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)積極性嚴峻缺乏，教師怕教，學(xué)生怕學(xué)。數(shù)學(xué)無用論抬頭，甚至感覺只要會算術(shù)會四則運算則一生足矣。學(xué)生和教師不可能用計算機來探究研究數(shù)學(xué)問題，計算機成了一種高級擺設(shè)。

要解決諸如此類的問題，數(shù)學(xué)教學(xué)需要進行一場深入的革命，這場革命不僅應(yīng)在教學(xué)內(nèi)容上，而且也包含在教學(xué)方法和教學(xué)手段上。

二、什么是數(shù)學(xué)實驗

數(shù)學(xué)實驗是一種新的數(shù)學(xué)教學(xué)和數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)模式，它是實驗者按照實際問題的特點和要求，經(jīng)重復(fù)考慮和研究后，作出某些合理的假設(shè)，使問題在不致失真的情況下得到簡化，并進行抽象和概括，建立數(shù)學(xué)模型，接著研究所建立的數(shù)學(xué)模型的方法與算法，求得結(jié)果并將結(jié)果反回到實際問題中去檢驗和解釋。它將數(shù)學(xué)知識、數(shù)學(xué)建模與計算機運用三者融為一體，使學(xué)生深入懂得數(shù)學(xué)基礎(chǔ)概念和基礎(chǔ)方法，熟悉常用的數(shù)學(xué)軟件包，培養(yǎng)學(xué)生運用所學(xué)知識建立數(shù)學(xué)模型，使用計算機解決實際問題的能力。

三、數(shù)學(xué)實驗的意義

開設(shè)數(shù)學(xué)實驗，其意義不僅僅在于使學(xué)生掌握必要的數(shù)學(xué)知識，更重要的在于提高學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的積極性，提高學(xué)生對數(shù)學(xué)的運用意識。

1、計算機的引入和數(shù)學(xué)軟件包的運用，為數(shù)學(xué)的思想與方法注入了更多、更普遍的內(nèi)容，使學(xué)生擺脫了沉重的乏味的數(shù)學(xué)演算和數(shù)值計算，增進了數(shù)學(xué)同其他學(xué)科之間的結(jié)合，從而使學(xué)生有時間去做更多的創(chuàng)造性工作。

2、數(shù)學(xué)實驗通過學(xué)生對全過程的參與與自我嘗試，使學(xué)生品到了運用數(shù)學(xué)于實際的甜頭，加強學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的信心，有利于轉(zhuǎn)變數(shù)學(xué)是中學(xué)生最仇恨的科目這一現(xiàn)狀，有利于培養(yǎng)學(xué)生獨立考慮的學(xué)習(xí)品德和探究精神，有利于分析和解決問題能力的真正提高。

3、數(shù)學(xué)素養(yǎng)是數(shù)學(xué)知識和能力的綜合體現(xiàn)，它除了包含傳統(tǒng)的邏輯思維能力，計算能力和空間想象力以外，還應(yīng)包含用數(shù)學(xué)解決實際問題，用計算機解決實際問題的能力。開展數(shù)學(xué)實驗無疑有利于學(xué)生數(shù)學(xué)素養(yǎng)的全面提高。

四、數(shù)學(xué)實驗的特點

以問題為載體。通過對實際問題的解決，培養(yǎng)運用數(shù)學(xué)知識解決實際問題的意識和能力。

以計算機為手段。實際問題的解決離不開計算機對數(shù)據(jù)的處理和計算機仿真（即計算機模仿），而這正是計算機的優(yōu)點。

以學(xué)生為主體。在教師的精心預(yù)備和指導(dǎo)下，學(xué)生自主探究解決問題，在失敗和成功中獵取知識和培養(yǎng)能力。

五、高職院校開設(shè)數(shù)學(xué)實驗應(yīng)注意的問題

數(shù)學(xué)實驗的載體是問題，做實驗是從問題出發(fā)進行探究研究的，故選準選好實驗課題就顯得十分重要，決定實驗課題一般應(yīng)遵守以下原則：

量力性：適合高職院校的知識程度和年紀，在實驗時不需要補充大批的知識就可入手。

有用性：要有一定的實際背景和意義，決定這種實際問題，能夠使學(xué)生從實驗過程中體會數(shù)學(xué)的價值，提高學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的自覺性。

趣味性：饒有趣味的問題，能吸引學(xué)生考慮，啟發(fā)學(xué)生思維，開闊學(xué)生眼界，提高學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣。

參 考 文 獻

〔1〕王信峰等·運用數(shù)學(xué)與計算實訓(xùn)· 電子工業(yè)出版社，1998

〔2〕謝云蓀，張志讓等·數(shù)學(xué)實驗· 科學(xué)出版社，1999endprint