試析數學實驗在高職院校各專業教學改革中的實踐與推廣
論文摘要：經濟發展需要由科學技術提供保證，科學技術由研究到工業領域的轉化需要借助數學這一工具的輔助。為了適應時代的要求，實現輔助科學技術向各領域的滲透，數學實驗的推廣為此提供了良好的契機。本文對數學實驗進行基本分析，并介紹了其在高職院校各專業教學改革中的一些實踐與推廣。
論文關鍵詞：高職；數學實驗；實踐；推廣
一、引言
隨著科學技術的飛速發展，社會進入了“知識經濟時代”、“數字化經濟時代”、“學習型經濟時代”。近年來隨著金融危機的發生，歐美等西方經濟強國步入了衰退期，而新興經濟體的高速發展，為世界經濟的穩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技能，還需要他們具備一定的創造性。為了適應時代的需要，作為科學技術基礎學科的數學努力突破傳統向各個知識領域滲透，逐漸成為經濟競爭中不可缺少的高新技術及手段。因此，推廣數學實驗課程也就成為高職院校數學創新和專業教學改革的一個新趨勢。
二、數學實驗的發展前景
（一）數學實驗的特點
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，充分發揮他們的創造能力。
（二）數學實驗的發展狀況
目前數學實驗是各大中專院校數學教學改革中的一項試點課程，尤其在高職院校，現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“數學實驗”課程，并迅速發展。目前本科類院校基本都已開設數學實驗課程或開設有與數學實驗相結合的相關課程。高職院校一直注重技能的培養，注重學生動手能力的培養，近幾年來隨著高職專業教學改革的深入，提出了基礎類課程的教授必須“精、簡、專”，而傳統的數學課程在保持大方向不變的情況下，要轉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，數學實驗就成為了最好的途徑。
三、數學實驗的教學實踐
（一）我院數學實驗課程開設情況
廣西交通職業技術學院于2006-2007學年下學期開始在全院06級各個專業開設了總課時為64課時的《數學建模與數學實驗》的選修課。隨著課程改革的深入，數學實驗課程的比重逐年增加，現已形成獨立的《數學實驗》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，專業輔助工具可選范圍增多。
（二）數學實驗融入專業教學中的實踐
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學生的獨立思考能力。高職教育的特點就是突出專業應用能力和實際動手能力的培養，將學生培養成應用型人才。因此，合理安排理論教學與實踐教學比例，強調“做中學，學中做”是專業教學改革中必須實現的目標。數學實驗課程的引入，有效的滿足了專業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，在機械設計、裝配、系統仿真等領域知識都有要求。但專業課程中的理論和結論多是經由數學推導得出，對于高職院校的學生來說過于抽象，也無法理解。通過Mathematica、Matlab等軟件的數字計算、圖形編輯及動態仿真模擬等功能，將各種系統工作原理，通過建立數學模型進行計算機仿真，使一系列專業問題均計算、圖形建模可視化，必然可使學生的理解更透徹，獲得的數據參數更為準確、直觀，同時可發揮學生自身創造性的模擬實驗，理解比例、積分和微分環節對系統的影響，學習各種編程技藝，激發學生的學習熱情。
四、數學實驗在專業教學中的推廣
隨著科學技術的進步，越來越多的學科對數學的需求日益明顯。但是高職學生多數學功底不強。這樣的現狀對高職教育提出了更高的要求，數學實驗課程的開發與教授，對各學科專業建設提供了有力的幫助。理工類專業，譬如土建類專業，強調的是工程制圖、施工設計等方面能力的培養，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是有好處的；電子信息專業，數字信號處理是專業必修的基礎課程，有大量的數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，而Mathematica、Matlab等軟件的數字計算又解決了論理推導等難題。管理類專業，譬如物流專業，需要對現代物流中心作業過程中的入庫、補貨、加工、出庫、盤點等有一個合理的安排分工，通過數學實驗中的Mathematica等軟件建模，可實現作業過程的最優化設計；會計專業，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，還能熟悉企業實際運作的流程，完成企業沙盤模擬和商務模擬實訓等等。因此數學實驗軟件的使用廣泛的應用在各專業教學和實訓當中，真正起到輔助的作用。
經過實踐，已經使越來越多的高職院校認識到數學實驗對專業教學改革的重要性，這必然會促進其在更多專業學科領域的推廣。數學實驗課程對高職院校各專業課程的輔助作用，將在很大程度上改變數學學科作為基礎學科地位不顯著的現狀，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造性，為專業教育提供有力的保障，為學生今后的發展提供更大幫助。
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