導(dǎo)語：數(shù)學(xué)實驗在工科院校教育教學(xué)的實踐一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

【摘要】數(shù)學(xué)實驗教學(xué)作為高等學(xué)校教育教學(xué)體系的重要組成環(huán)節(jié)，其能有效培養(yǎng)和提高學(xué)生的思維能力。文章針對在當前高等院校數(shù)學(xué)專業(yè)課程設(shè)置上，學(xué)生普遍反映的“專業(yè)課程理論性太強、不直觀，希望加強動手實踐性、實際應(yīng)用性課程”這一問題，筆者根據(jù)自身在工科院校數(shù)學(xué)實驗教育教學(xué)過程中的心得體會，從工科專業(yè)教育教學(xué)實際出發(fā)，結(jié)合重慶郵電大學(xué)的數(shù)學(xué)實驗人才培養(yǎng)方案和教育教學(xué)實際情況，提出幾點思考：首先，要融合相關(guān)課程，優(yōu)化課堂教學(xué)和實驗教學(xué)；其次，數(shù)學(xué)建模的思想要融入數(shù)學(xué)實驗課程的教學(xué)中；再次，要利用數(shù)學(xué)實驗課程的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺進行個性化的教學(xué)；最后，要利用實驗案例進行課程改革與建設(shè)。

【關(guān)鍵詞】數(shù)學(xué)實驗；工科院校；教學(xué)研究；教學(xué)實踐；課程設(shè)置

在工科院校教育教學(xué)實踐過程中，基礎(chǔ)數(shù)學(xué)實驗、綜合性數(shù)學(xué)實驗、設(shè)計性數(shù)學(xué)實驗等是數(shù)學(xué)實驗主要包括的內(nèi)容[1]。在基礎(chǔ)數(shù)學(xué)實驗中，學(xué)生可以通過使用計算機等現(xiàn)代化的實驗工具，圍繞在數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課程中所學(xué)習(xí)到的一些基本概念、基本原則、基本定理和基本公式進行驗證，從而進一步加深對所學(xué)知識的理解和認識。在設(shè)計性數(shù)學(xué)實驗中，學(xué)生可以針對一些給定的簡單實際問題，運用與數(shù)學(xué)有關(guān)的理論知識，將實際的問題轉(zhuǎn)變成數(shù)學(xué)的問題，進而從實驗過程和結(jié)果中探索、發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)規(guī)律。在綜合性數(shù)學(xué)實驗中，學(xué)生可以針對大型的實際情況和問題，利用傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)建模方法或現(xiàn)代的數(shù)學(xué)知識（如數(shù)值的計算、操作規(guī)劃和優(yōu)化等），建立一套數(shù)學(xué)模型并針對這些數(shù)學(xué)模型的應(yīng)用進行求解，根據(jù)其所得到的求解成果進而分析和解決實際的問題。總的來看，在綜合性數(shù)學(xué)實驗中學(xué)生受益最大，同時綜合性數(shù)學(xué)實驗也是當前工科院校數(shù)學(xué)實驗教育教學(xué)過程中的熱點與重點。總的來說，在工科院校開展好數(shù)學(xué)實驗教育教學(xué)工作具有極其重要的現(xiàn)實意義和實際價值。

1融合相關(guān)課程，優(yōu)化課堂教學(xué)和實驗教學(xué)

繼續(xù)深入開展相關(guān)教學(xué)的探索研究活動，研究相關(guān)課堂教學(xué)的內(nèi)容、手段和方法，要特別重視將理論教學(xué)和實驗課堂教學(xué)有機地、統(tǒng)一聯(lián)系起來，增強該課程中相關(guān)理論課堂的積極性，提高學(xué)生的積極性，減少相關(guān)理論課堂大篇理論推導(dǎo)給學(xué)生們帶來的困惑，改善該課程由于煩瑣的計算使學(xué)生在實踐中動手比較少而受到影響的狀況，進一步提升教學(xué)質(zhì)量與水平。對于理論課程的教師們提出了一個全新的要求，不僅需要進行理論課程的教學(xué)和講解，更是需要注重融入理論課程的教學(xué)中，讓學(xué)生能夠在充分掌握理論知識的前提下，通過專業(yè)數(shù)學(xué)軟件進行解題，從而避免學(xué)生課后作業(yè)中的大量計算。突出學(xué)生在實驗課中的主體地位，讓學(xué)生做好實驗課所要求的實驗，保證專業(yè)理論課的教學(xué)效果[2]。改善目前相關(guān)課程理論與實踐嚴重脫節(jié)的情況，制定統(tǒng)一的、具有指導(dǎo)性的數(shù)學(xué)實驗課程教學(xué)大綱。整合了各門相關(guān)的教學(xué)課程，科學(xué)合理地設(shè)置綜合培養(yǎng)教學(xué)方案，根據(jù)每個階段學(xué)生的學(xué)習(xí)具體情況和綜合培養(yǎng)后的課時，合理地選擇教學(xué)方法并適當?shù)匕才鸥鏖T實驗課的教學(xué)內(nèi)容，是成功運用實踐性教學(xué)實驗教學(xué)的關(guān)鍵。全面學(xué)習(xí)融合數(shù)學(xué)軟件與數(shù)學(xué)實驗、數(shù)學(xué)建模、數(shù)學(xué)建模與實驗、高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計、數(shù)值計算方法、運籌與優(yōu)化等與該校實驗教學(xué)相關(guān)的基礎(chǔ)課程，將原有數(shù)學(xué)理論實驗知識融入數(shù)學(xué)實驗基礎(chǔ)知識課程中，在其他的原有課程基礎(chǔ)上特別重視數(shù)學(xué)實驗基礎(chǔ)課與數(shù)學(xué)理論實驗課程并舉、計算機科學(xué)計算與手動數(shù)學(xué)計算課程并舉，使教學(xué)能夠充分滿足該校對數(shù)學(xué)應(yīng)用技術(shù)數(shù)學(xué)、信息與科學(xué)計算算機科學(xué)等各種學(xué)科專業(yè)、不同年齡階段在校學(xué)生的學(xué)習(xí)要求，進一步提升實驗教學(xué)效果。

2數(shù)學(xué)建模的思想融入數(shù)學(xué)實驗課的實踐與探索

要積極培養(yǎng)學(xué)生參與計算機實驗的積極性，教師應(yīng)在課堂教學(xué)中主動引導(dǎo)學(xué)生去分析問題、分析算法，鼓勵學(xué)生為計算機實驗做好相應(yīng)準備。學(xué)生首先要編寫好相應(yīng)算法，并利用MATLAB軟件編寫好程序，盡量進行課前調(diào)試，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。在實驗課程中，教師應(yīng)該及時回答學(xué)生的問題，鼓勵學(xué)生多思考，盡量獨立編寫程序并通過實驗對程序進行驗證[3]。這樣，學(xué)生就能熟練地在計算機上進行實驗，并能集中精力改進這些經(jīng)典的算法。將一般的數(shù)學(xué)建模思想融入計算方法的課堂中，不僅能夠有效地增強和培養(yǎng)學(xué)生運用數(shù)學(xué)知識和計算方法的能力，而且還可以給他們今后繼續(xù)參加大量的數(shù)學(xué)建模比賽打下良好的基礎(chǔ)。另一方面，在用傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型來解決這些問題時，往往會遇到很多困難，需要數(shù)學(xué)建模的幫助。因此，在日常的教育教學(xué)過程中，特別是在計算機實驗問題的設(shè)計中，結(jié)合一些數(shù)學(xué)建模的實例來增強學(xué)生的學(xué)習(xí)效果是必要的。例如，在數(shù)理統(tǒng)計模型中的假設(shè)檢驗中，以問題為中心的情境式教學(xué)設(shè)計原理為基本思想，設(shè)計2020年肺炎疫情背景下，關(guān)于假設(shè)檢驗問題的教學(xué)案例。它可以幫助學(xué)生從生活的角度掌握統(tǒng)計學(xué)的概念，同時培養(yǎng)他們的社會主義核心價值觀。

3數(shù)學(xué)實驗課程的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的進一步實踐與探索

建立一個基于數(shù)學(xué)實驗課程的網(wǎng)絡(luò)實驗課程教學(xué)網(wǎng)站時，必須高度重視兩個問題：一是要切實地體現(xiàn)各門課程整合與交叉發(fā)展的理念，體現(xiàn)各門課程與實踐相互融合的整體思想、理念；二是網(wǎng)站的內(nèi)容與主體必須鮮明，大量的結(jié)構(gòu)化學(xué)習(xí)信息資源、交流和探究型的“教”與“學(xué)”必須基于數(shù)學(xué)軟件及其他數(shù)學(xué)實踐。利用目前該校理學(xué)院的數(shù)學(xué)建模與數(shù)學(xué)實驗的相關(guān)課程教學(xué)網(wǎng)站，有大量的資料供學(xué)生學(xué)習(xí)和參考，但還需要進一步研究如何充分地利用網(wǎng)站并充實網(wǎng)站資料，將需要教師進行的大量重復(fù)性課程建設(shè)工作進行有機整合，持續(xù)提高網(wǎng)站的功能。充實、完善網(wǎng)絡(luò)資料，深入地研究如何充分地利用網(wǎng)站資料，讓學(xué)生進行學(xué)習(xí)。結(jié)合我國高等院校網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的現(xiàn)狀與現(xiàn)代化教育科學(xué)技術(shù)的發(fā)展趨勢，建設(shè)了網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)服務(wù)平臺與實驗性網(wǎng)絡(luò)課程?？梢詾橐跃W(wǎng)絡(luò)教學(xué)為核心的遠程教育創(chuàng)造條件，利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，如大型開放式網(wǎng)絡(luò)公開課、慕課、學(xué)習(xí)通等，將相關(guān)的學(xué)習(xí)資料放到網(wǎng)上，供學(xué)生自主學(xué)習(xí)，遇到問題時與教師進行討論。

4開設(shè)數(shù)學(xué)實驗的主要特色

在當前形勢下，該校開設(shè)的數(shù)學(xué)實驗課程由于受各專業(yè)課時總數(shù)的限制，原有課程的課時不能進一步增加，這必然導(dǎo)致其他專業(yè)數(shù)學(xué)實驗課課時數(shù)有限。該研究所從相關(guān)課程設(shè)置角度入手，對培養(yǎng)對策進行多次修訂，現(xiàn)已經(jīng)完善和融合了相關(guān)的課程，優(yōu)化了課堂教學(xué)和實驗性教學(xué)，將數(shù)學(xué)實驗融入一些數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)知識課程（如數(shù)學(xué)分析、高等代數(shù)、計算方法、概率論與數(shù)理統(tǒng)計）中，設(shè)計出相對綜合、統(tǒng)一的實驗與實踐項目。同時一些教師認為，數(shù)學(xué)建模課程應(yīng)著重介紹各種建模方法，因其往往涉及更多的數(shù)學(xué)分支，還要了解各個領(lǐng)域的相關(guān)背景知識。因此，在選擇數(shù)學(xué)實驗內(nèi)容時，不僅要注意理論與實踐相結(jié)合，而且要簡單明了，具有操作性，易于學(xué)生接受和掌握。

5結(jié)語

在該校的應(yīng)用數(shù)學(xué)專業(yè)實驗教學(xué)課程的改革和研究過程中，提出了幾點思考：首先，要充分結(jié)合相關(guān)的課程，優(yōu)化數(shù)學(xué)實驗在課堂上的理論和實踐教學(xué)。其次，數(shù)學(xué)建模的概念和思想需要深度地融入數(shù)學(xué)實驗性課程的教學(xué)中。然后，要充分利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺和數(shù)學(xué)實驗班課程進行個性化教學(xué)；最后，要利用好實驗案例進行好課程改革與建設(shè)。

【參考文獻】

[1]許建強，樂經(jīng)良，胡良劍.國內(nèi)數(shù)學(xué)實驗課程開設(shè)現(xiàn)狀的調(diào)查分析[J].大學(xué)數(shù)學(xué)，2010（4）：1-3.

[2]姚永亮，薛鐵柱.高職院校實驗教學(xué)中存在的問題及對策[J].開封大學(xué)學(xué)報，2012，26（2）：58-59.

[3]袁仕芳，王奇生.數(shù)值計算方法實驗課程教學(xué)改革的探討[J].科技信息，2011（4）：133.

作者：劉顯全 單位：重慶郵電大學(xué)理學(xué)院