基于數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的高等數(shù)學(xué)教學(xué)改革思路

摘要：網(wǎng)絡(luò)信息時(shí)代的到來(lái)，使得高等教育系統(tǒng)為了培養(yǎng)更多高素質(zhì)、實(shí)用型人才，將新時(shí)期教育改革的重點(diǎn)放在技術(shù)創(chuàng)新方面，結(jié)合學(xué)生差異化發(fā)展需求，對(duì)課程內(nèi)容、規(guī)劃與實(shí)踐形式進(jìn)行調(diào)整。在此基礎(chǔ)上，高等數(shù)學(xué)作為重要的功課理論基礎(chǔ)，應(yīng)將培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)邏輯、認(rèn)知思維作為主要目標(biāo)，通過(guò)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、目標(biāo)、形式的優(yōu)化改革，在增強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)的同時(shí)，切實(shí)提高學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的實(shí)踐應(yīng)用能力。

關(guān)鍵詞：理論基礎(chǔ)；數(shù)學(xué)軟件；網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)

相較于數(shù)學(xué)理論知識(shí)講解，數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ礁⒅貙W(xué)生數(shù)學(xué)思維的培養(yǎng)，讓學(xué)生經(jīng)過(guò)推導(dǎo)、情景創(chuàng)設(shè)與實(shí)踐操作、實(shí)驗(yàn)?zāi)M等形式，對(duì)數(shù)學(xué)原理進(jìn)行獨(dú)立觀察、思考、總結(jié)，讓學(xué)生更主動(dòng)的參與數(shù)學(xué)教學(xué)活動(dòng)中，更好地落實(shí)高等數(shù)學(xué)教育的培養(yǎng)目標(biāo)。

一、對(duì)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行創(chuàng)新改革的重要意義

1、增強(qiáng)高等數(shù)學(xué)課堂教學(xué)實(shí)效性

當(dāng)前階段，高校開(kāi)設(shè)高等數(shù)學(xué)課程的教育目標(biāo)不僅在于培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)思維，加強(qiáng)對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)體系的理解，為相關(guān)工科專業(yè)課程的深入學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)，同時(shí)，還需要注重對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力、數(shù)學(xué)知識(shí)應(yīng)用能力等綜合素養(yǎng)的培育，幫助學(xué)生養(yǎng)成較強(qiáng)的邏輯觀念，能夠找準(zhǔn)解決問(wèn)題的關(guān)鍵點(diǎn)。在實(shí)踐數(shù)學(xué)課程中合理引進(jìn)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，既可以面向?qū)W生直觀的演示數(shù)學(xué)知識(shí)原理，同時(shí)，通過(guò)數(shù)學(xué)軟件與網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，還能夠讓學(xué)生結(jié)合理論知識(shí)點(diǎn)，自己在電腦上進(jìn)行操作和練習(xí)，通過(guò)實(shí)踐編程加強(qiáng)對(duì)高等數(shù)學(xué)教學(xué)中的性質(zhì)和定理的理解。數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課上學(xué)生們通過(guò)編程輸出圖形，可以將抽象化、概括性的數(shù)學(xué)難題轉(zhuǎn)化為具體的數(shù)學(xué)解題條件，讓學(xué)生更清晰的掌握解題思路。

2、通過(guò)實(shí)驗(yàn)課程的科學(xué)規(guī)劃，滿足學(xué)生多元化發(fā)展需求

高等數(shù)學(xué)作為高校培養(yǎng)理工專業(yè)人才的基礎(chǔ)課程，是幫助學(xué)生從數(shù)學(xué)思維角度發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的重要學(xué)科。現(xiàn)階段，生產(chǎn)技術(shù)的不斷改革與科研水平的整體提升，使得數(shù)學(xué)知識(shí)體系的學(xué)習(xí)與數(shù)學(xué)應(yīng)用技能的培養(yǎng)成為高校關(guān)注的重點(diǎn)。數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)屬于高等數(shù)學(xué)理論與實(shí)踐互相驗(yàn)證的重要教育環(huán)節(jié)，針對(duì)學(xué)生多元化需求對(duì)實(shí)驗(yàn)課程的內(nèi)容、比例、形式進(jìn)行合理規(guī)劃，可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)演示讓學(xué)生更快的掌握知識(shí)原理應(yīng)用的要點(diǎn)。與此同時(shí)，高等數(shù)學(xué)是一門邏輯性強(qiáng)、應(yīng)用廣泛的基礎(chǔ)學(xué)科，通過(guò)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的繪圖語(yǔ)句及繪圖方法，來(lái)觀察圖形的特點(diǎn)，讓學(xué)生將自己對(duì)數(shù)學(xué)原則、理論、性質(zhì)等知識(shí)的理解轉(zhuǎn)化為認(rèn)識(shí)方法，指導(dǎo)實(shí)踐活動(dòng)。

3、有利于創(chuàng)新實(shí)踐人才的培育

高等數(shù)學(xué)由于學(xué)科教學(xué)內(nèi)容具備抽象性、邏輯性、系統(tǒng)性的特點(diǎn)，因此理論知識(shí)的比重較高。通過(guò)實(shí)驗(yàn)演練可以有效平衡課程理論與實(shí)踐的比重，讓學(xué)生利用實(shí)驗(yàn)平臺(tái)提升自身對(duì)實(shí)踐問(wèn)題的解決能力，為數(shù)學(xué)思維的形成與發(fā)展奠定基礎(chǔ)。數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)涉及理論知識(shí)、數(shù)學(xué)建模與計(jì)算機(jī)應(yīng)用三個(gè)部分，利用實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，可以將理論知識(shí)形象化、具體化，增加了數(shù)學(xué)教學(xué)的趣味性與創(chuàng)新性，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)思想與方法解決所學(xué)專業(yè)中的計(jì)算問(wèn)題及數(shù)學(xué)建模問(wèn)題。當(dāng)前階段，高等數(shù)學(xué)的主要培育目標(biāo)在于幫助學(xué)生構(gòu)建基本的數(shù)學(xué)理論系統(tǒng)、增強(qiáng)學(xué)生數(shù)學(xué)應(yīng)用能力，培養(yǎng)出兼具理論分析能力與實(shí)踐操作能力的創(chuàng)新人才。合理規(guī)劃實(shí)驗(yàn)課程，讓學(xué)生進(jìn)行針對(duì)性的實(shí)踐演練，已經(jīng)成為高校新時(shí)期推進(jìn)數(shù)學(xué)課程改革的重要方向。

二、信息時(shí)代對(duì)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)整體課程規(guī)劃進(jìn)行改革創(chuàng)新的有效路徑

1、合理利用數(shù)學(xué)軟件，通過(guò)動(dòng)態(tài)演示提升課堂實(shí)踐效果

信息時(shí)代，教師在進(jìn)行數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新的過(guò)程中，應(yīng)注重?cái)?shù)學(xué)軟件的合理應(yīng)用，通過(guò)動(dòng)態(tài)的數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)演示，幫助學(xué)生將理論知識(shí)與實(shí)驗(yàn)活動(dòng)相互對(duì)照。如Matlab軟件，在代數(shù)、方程以及向量、圖形等高等數(shù)學(xué)理論講解的過(guò)程中，有著十分顯著的輔助演示作用，可以將抽象的概念、原理與公式內(nèi)容準(zhǔn)變?yōu)橹庇^的現(xiàn)象演示。運(yùn)用這種教學(xué)模式將數(shù)學(xué)與數(shù)學(xué)軟件結(jié)合起來(lái)，增加了數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，加強(qiáng)了應(yīng)用能力與幾何直觀能力的培養(yǎng)。在實(shí)踐問(wèn)題的演練方面，拓充了模擬題庫(kù)資源，涵蓋了幾何、物理以及數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)相關(guān)問(wèn)題，在培養(yǎng)學(xué)生觀察、計(jì)算、解決問(wèn)題的同時(shí)，更注重其數(shù)學(xué)應(yīng)用思維的培養(yǎng)。

2、圍繞高等數(shù)學(xué)課程教材，對(duì)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)進(jìn)行設(shè)計(jì)

教學(xué)改革的實(shí)踐舉措需要圍繞根本教學(xué)目標(biāo)與教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行，不能過(guò)度依賴教學(xué)軟件，忽視了數(shù)學(xué)理論內(nèi)容的分析、講解。同時(shí)，高等數(shù)學(xué)教學(xué)還應(yīng)注重學(xué)生數(shù)學(xué)運(yùn)算能力與理論基礎(chǔ)的培養(yǎng)，明確數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)規(guī)劃的改革目的，培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)建模能力和使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算的能力，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的意識(shí)和能力。因此在教學(xué)安排上，對(duì)于一個(gè)章節(jié)一般是先完成數(shù)學(xué)基礎(chǔ)理論與基本運(yùn)算的教學(xué)，圍繞章節(jié)內(nèi)容，設(shè)置對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，設(shè)計(jì)形式更多樣、內(nèi)容具有針對(duì)性的教學(xué)實(shí)驗(yàn)，堅(jiān)持理論與實(shí)驗(yàn)的配套性，在全面提升學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)教學(xué)興趣的基礎(chǔ)上，注重學(xué)生數(shù)學(xué)理論知識(shí)的鞏固。

3、以網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)為基礎(chǔ)，合理創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境

為有效提升學(xué)生數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)的參與性，取得更好的教學(xué)實(shí)踐演練效果，教師應(yīng)以網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)為基礎(chǔ)，整合數(shù)學(xué)課程的教學(xué)資源，創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境。教師可以選擇Authorware、數(shù)據(jù)建模、3D等教學(xué)軟件，制作微視頻、進(jìn)行動(dòng)態(tài)演示等。利用多媒體操作平臺(tái)，對(duì)數(shù)量之間的關(guān)系、立體幾何模型、公式原理等進(jìn)行演示。比如，在函數(shù)的極限課中，可用幾何畫(huà)板設(shè)計(jì)動(dòng)畫(huà)效果來(lái)展示自變量的變化與函數(shù)值變化的規(guī)律，讓學(xué)生通過(guò)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)創(chuàng)設(shè)的數(shù)學(xué)環(huán)境對(duì)函數(shù)圖像進(jìn)行觀察，以直觀的數(shù)學(xué)現(xiàn)象為依據(jù)進(jìn)行原理分析、解題思路驗(yàn)證，讓學(xué)生更好地掌握課堂主動(dòng)權(quán)。與此同時(shí)，教師在實(shí)驗(yàn)活動(dòng)過(guò)程中全面掌握軟件功能與實(shí)驗(yàn)演示的方法，進(jìn)一步提升自身的軟件操作與專業(yè)教學(xué)能力。

三、結(jié)語(yǔ)

網(wǎng)絡(luò)化、信息化現(xiàn)代技術(shù)應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大，對(duì)高校教育產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生了極為重要的影響。為了培養(yǎng)兼具實(shí)踐能力與數(shù)學(xué)思維的高素質(zhì)工科人才，高校應(yīng)積極探索高等數(shù)學(xué)的現(xiàn)代改革路徑，對(duì)實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行合理規(guī)劃，讓學(xué)生從數(shù)學(xué)的角度認(rèn)識(shí)問(wèn)題，提升學(xué)生解決實(shí)踐問(wèn)題的數(shù)學(xué)知識(shí)應(yīng)用意識(shí)。為此，教師應(yīng)結(jié)合學(xué)生新時(shí)期多元化的發(fā)展訴求，創(chuàng)新數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ剑?guī)劃理論與實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的課程比例，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，從而為學(xué)生的綜合、全面發(fā)展奠定認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]佟瑪麗.數(shù)學(xué)建模和數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)在高等數(shù)學(xué)教學(xué)改革的融入[J].智能城市，2017（01）；

[2]盛璐.OBE理念與翻轉(zhuǎn)課堂結(jié)合下的高等數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)的初探[J].數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)與研究：教研版，2018；

[3]柯善文，王慧.信息時(shí)代高職院校藥學(xué)專業(yè)高等數(shù)學(xué)教學(xué)改革探討[J].科教導(dǎo)刊，2018（8）.

作者簡(jiǎn)介：

楊黃旭（1985—），籍貫：湖北宜昌，任職單位：湖北三峽職業(yè)技術(shù)學(xué)院，職稱：講師，學(xué)位：碩士。