試析數(shù)學實驗在高職院校各專業(yè)教學改革中的實踐與推廣
論文摘要：經(jīng)濟發(fā)展需要由科學技術提供保證，科學技術由研究到工業(yè)領域的轉(zhuǎn)化需要借助數(shù)學這一工具的輔助。為了適應時代的要求，實現(xiàn)輔助科學技術向各領域的滲透，數(shù)學實驗的推廣為此提供了良好的契機。本文對數(shù)學實驗進行基本分析，并介紹了其在高職院校各專業(yè)教學改革中的一些實踐與推廣。
論文關鍵詞：高職；數(shù)學實驗；實踐；推廣
一、引言
隨著科學技術的飛速發(fā)展，社會進入了“知識經(jīng)濟時代”、“數(shù)字化經(jīng)濟時代”、“學習型經(jīng)濟時代”。近年來隨著金融危機的發(fā)生，歐美等西方經(jīng)濟強國步入了衰退期，而新興經(jīng)濟體的高速發(fā)展，為世界經(jīng)濟的穩(wěn)定做出了自身的貢獻。但是同時社會也對勞動者提出了更高的要求，除了要求他們掌握專業(yè)技能，還需要他們具備一定的創(chuàng)造性。為了適應時代的需要，作為科學技術基礎學科的數(shù)學努力突破傳統(tǒng)向各個知識領域滲透，逐漸成為經(jīng)濟競爭中不可缺少的高新技術及手段。因此，推廣數(shù)學實驗課程也就成為高職院校數(shù)學創(chuàng)新和專業(yè)教學改革的一個新趨勢。
二、數(shù)學實驗的發(fā)展前景
�。ㄒ唬⿺�(shù)學實驗的特點
計算機教室作為實驗場所。教師講授僅作為實驗引導。改變以往“黑板、粉筆——紙、筆”的教學模式，以學生作為實驗的主體。在實驗過程中，教師通過傳授Mathematica、Matlab、Lngo、Excel等軟件，讓學生自行探索問題的解決方法，充分發(fā)揮他們的創(chuàng)造能力。
（二）數(shù)學實驗的發(fā)展狀況
目前數(shù)學實驗是各大中專院校數(shù)學教學改革中的一項試點課程，尤其在高職院校，現(xiàn)在更受到越來越廣泛的關注。它最早開設于上世紀80年代末期的一些美國大學中，當時被稱為“數(shù)學實驗室”。上世紀90年代中期我國的一些高校相繼開設了“數(shù)學實驗”課程，并迅速發(fā)展。目前本科類院�；径家验_設數(shù)學實驗課程或開設有與數(shù)學實驗相結合的相關課程。高職院校一直注重技能的培養(yǎng)，注重學生動手能力的培養(yǎng)，近幾年來隨著高職專業(yè)教學改革的深入，提出了基礎類課程的教授必須“精、簡、專”，而傳統(tǒng)的數(shù)學課程在保持大方向不變的情況下，要轉(zhuǎn)變過去舊的思維模式，借鑒計算機、英語等課程改革方式，為專業(yè)教學服務的同時，逐漸融入學科課程當中，成為學生學習新知識、掌握新技術不可或缺的幫手，數(shù)學實驗就成為了最好的途徑。
三、數(shù)學實驗的教學實踐
�。ㄒ唬┪以簲�(shù)學實驗課程開設情況
廣西交通職業(yè)技術學院于2006-2007學年下學期開始在全院06級各個專業(yè)開設了總課時為64課時的《數(shù)學建模與數(shù)學實驗》的選修課。隨著課程改革的深入，數(shù)學實驗課程的比重逐年增加，現(xiàn)已形成獨立的《數(shù)學實驗》課程（32課時）。教師授課均采用多媒體教學，課堂演示使用大屏幕投影和人機對話模式相結合，學生一人一機。為適應高職學生的實際操作水平，在最初的教學過程中主要講授的是數(shù)學軟件Mathematica5.0的使用。隨著教學水平的提高，學生計算機能力的增強，逐漸在教學當中增加Excel案例講解及Lngo、Matlab軟件簡介。使學生的接觸面更加的豐富，專業(yè)輔助工具可選范圍增多。
�。ǘ⿺�(shù)學實驗融入專業(yè)教學中的實踐
長期以來，高職院校對學生的教學評價仍脫不開“試卷定成績”的模式，同時也把成績作為評價教師教學質(zhì)量的標準。這就造成了教師“重理論，輕實訓”的情況，學生也會養(yǎng)成平時上課不認真，考前臨時抱佛腳，考后忘得快的不良習慣，這都不利于知識的掌握及培養(yǎng)學生的獨立思考能力。高職教育的特點就是突出專業(yè)應用能力和實際動手能力的培養(yǎng)，將學生培養(yǎng)成應用型人才。因此，合理安排理論教學與實踐教學比例，強調(diào)“做中學，學中做”是專業(yè)教學改革中必須實現(xiàn)的目標。數(shù)學實驗課程的引入，有效的滿足了專業(yè)教學這一改革的需要。譬如，對于我院開設有的機電一體化專業(yè)，在機械設計、裝配、系統(tǒng)仿真等領域知識都有要求。但專業(yè)課程中的理論和結論多是經(jīng)由數(shù)學推導得出，對于高職院校的學生來說過于抽象，也無法理解。通過Mathematica、Matlab等軟件的數(shù)字計算、圖形編輯及動態(tài)仿真模擬等功能，將各種系統(tǒng)工作原理，通過建立數(shù)學模型進行計算機仿真，使一系列專業(yè)問題均計算、圖形建�？梢暬�，必然可使學生的理解更透徹，獲得的數(shù)據(jù)參數(shù)更為準確、直觀，同時可發(fā)揮學生自身創(chuàng)造性的模擬實驗，理解比例、積分和微分環(huán)節(jié)對系統(tǒng)的影響，學習各種編程技藝，激發(fā)學生的學習熱情。
四、數(shù)學實驗在專業(yè)教學中的推廣
隨著科學技術的進步，越來越多的學科對數(shù)學的需求日益明顯。但是高職學生多數(shù)學功底不強。這樣的現(xiàn)狀對高職教育提出了更高的要求，數(shù)學實驗課程的開發(fā)與教授，對各學科專業(yè)建設提供了有力的幫助。理工類專業(yè)，譬如土建類專業(yè)，強調(diào)的是工程制圖、施工設計等方面能力的培養(yǎng)，通過Mathematica、Matlab等軟件的圖形繪制、仿真模擬等功能，可以使學生更直觀地了解設計當中的比例、及設計不合理所造成缺失，對掌握核心課程及能力的培養(yǎng)是有好處的；電子信息專業(yè)，數(shù)字信號處理是專業(yè)必修的基礎課程，有大量的數(shù)學理論和推導以及大量的信號變換與分析圖譜，如果教師僅靠板書畫圖或一般的多媒體教學模式，費時費力，準確度也無法保障，Matlab軟件提供了大量的模型用于表示多種信號和線性時變系統(tǒng)，而Mathematica、Matlab等軟件的數(shù)字計算又解決了論理推導等難題。管理類專業(yè)，譬如物流專業(yè)，需要對現(xiàn)代物流中心作業(yè)過程中的入庫、補貨、加工、出庫、盤點等有一個合理的安排分工，通過數(shù)學實驗中的Mathematica等軟件建模，可實現(xiàn)作業(yè)過程的最優(yōu)化設計；會計專業(yè)，需要學習管理會計、財務管理、成本會計及財務分析等學科，有了Excel軟件的輔助分析案例，既提高了學生分析具體問題的能力，還能熟悉企業(yè)實際運作的流程，完成企業(yè)沙盤模擬和商務模擬實訓等等。因此數(shù)學實驗軟件的使用廣泛的應用在各專業(yè)教學和實訓當中，真正起到輔助的作用。
經(jīng)過實踐，已經(jīng)使越來越多的高職院校認識到數(shù)學實驗對專業(yè)教學改革的重要性，這必然會促進其在更多專業(yè)學科領域的推廣。數(shù)學實驗課程對高職院校各專業(yè)課程的輔助作用，將在很大程度上改變數(shù)學學科作為基礎學科地位不顯著的現(xiàn)狀，在教學實踐中有助于提高學生學習興趣，從而進一步提升學生的創(chuàng)造性，為專業(yè)教育提供有力的保障，為學生今后的發(fā)展提供更大幫助。
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