試析數學(xué)實(shí)驗在高職院校各專(zhuān)業(yè)教學(xué)改革中的實(shí)踐與推廣
論文摘要：經(jīng)濟發(fā)展需要由科學(xué)技術(shù)提供保證，科學(xué)技術(shù)由研究到工業(yè)領(lǐng)域的轉化需要借助數學(xué)這一工具的輔助。為了適應時(shí)代的要求，實(shí)現輔助科學(xué)技術(shù)向各領(lǐng)域的滲透，數學(xué)實(shí)驗的推廣為此提供了良好的契機。本文對數學(xué)實(shí)驗進(jìn)行基本分析，并介紹了其在高職院校各專(zhuān)業(yè)教學(xué)改革中的一些實(shí)踐與推廣。
論文關(guān)鍵詞：高職；數學(xué)實(shí)驗；實(shí)踐；推廣
一、引言
隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，社會(huì )進(jìn)入了“知識經(jīng)濟時(shí)代”、“數字化經(jīng)濟時(shí)代”、“學(xué)習型經(jīng)濟時(shí)代”。近年來(lái)隨著(zhù)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)濟的穩定做出了自身的貢獻。但是同時(shí)社會(huì )也對勞動(dòng)者提出了更高的要求，除了要求他們掌握專(zhuān)業(yè)技能，還需要他們具備一定的創(chuàng )造性。為了適應時(shí)代的需要，作為科學(xué)技術(shù)基礎學(xué)科的數學(xué)努力突破傳統向各個(gè)知識領(lǐng)域滲透，逐漸成為經(jīng)濟競爭中不可缺少的高新技術(shù)及手段。因此，推廣數學(xué)實(shí)驗課程也就成為高職院校數學(xué)創(chuàng )新和專(zhuān)業(yè)教學(xué)改革的一個(gè)新趨勢。
二、數學(xué)實(shí)驗的發(fā)展前景
�。ㄒ唬⿺祵W(xué)實(shí)驗的特點(diǎn)
計算機教室作為實(shí)驗場(chǎng)所。教師講授僅作為實(shí)驗引導。改變以往“黑板、粉筆——紙、筆”的教學(xué)模式，以學(xué)生作為實(shí)驗的主體。在實(shí)驗過(guò)程中，教師通過(guò)傳授Mathematica、Matlab、Lngo、Excel等軟件，讓學(xué)生自行探索問(wèn)題的解決方法，充分發(fā)揮他們的創(chuàng )造能力。
�。ǘ⿺祵W(xué)實(shí)驗的發(fā)展狀況
目前數學(xué)實(shí)驗是各大中專(zhuān)院校數學(xué)教學(xué)改革中的一項試點(diǎn)課程，尤其在高職院校，現在更受到越來(lái)越廣泛的關(guān)注。它最早開(kāi)設于上世紀80年代末期的一些美國大學(xué)中，當時(shí)被稱(chēng)為“數學(xué)實(shí)驗室”。上世紀90年代中期我國的一些高校相繼開(kāi)設了“數學(xué)實(shí)驗”課程，并迅速發(fā)展。目前本科類(lèi)院�；径家验_(kāi)設數學(xué)實(shí)驗課程或開(kāi)設有與數學(xué)實(shí)驗相結合的相關(guān)課程。高職院校一直注重技能的培養，注重學(xué)生動(dòng)手能力的培養，近幾年來(lái)隨著(zhù)高職專(zhuān)業(yè)教學(xué)改革的深入，提出了基礎類(lèi)課程的教授必須“精、簡(jiǎn)、專(zhuān)”，而傳統的數學(xué)課程在保持大方向不變的情況下，要轉變過(guò)去舊的思維模式，借鑒計算機、英語(yǔ)等課程改革方式，為專(zhuān)業(yè)教學(xué)服務(wù)的同時(shí)，逐漸融入學(xué)科課程當中，成為學(xué)生學(xué)習新知識、掌握新技術(shù)不可或缺的幫手，數學(xué)實(shí)驗就成為了最好的途徑。
三、數學(xué)實(shí)驗的教學(xué)實(shí)踐
�。ㄒ唬┪以簲祵W(xué)實(shí)驗課程開(kāi)設情況
廣西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院于2006-2007學(xué)年下學(xué)期開(kāi)始在全院06級各個(gè)專(zhuān)業(yè)開(kāi)設了總課時(shí)為64課時(shí)的《數學(xué)建模與數學(xué)實(shí)驗》的選修課。隨著(zhù)課程改革的深入，數學(xué)實(shí)驗課程的比重逐年增加，現已形成獨立的《數學(xué)實(shí)驗》課程（32課時(shí)）。教師授課均采用多媒體教學(xué)，課堂演示使用大屏幕投影和人機對話(huà)模式相結合，學(xué)生一人一機。為適應高職學(xué)生的實(shí)際操作水平，在最初的教學(xué)過(guò)程中主要講授的是數學(xué)軟件Mathematica5.0的使用。隨著(zhù)教學(xué)水平的提高，學(xué)生計算機能力的增強，逐漸在教學(xué)當中增加Excel案例講解及Lngo、Matlab軟件簡(jiǎn)介。使學(xué)生的接觸面更加的豐富，專(zhuān)業(yè)輔助工具可選范圍增多。
�。ǘ⿺祵W(xué)實(shí)驗融入專(zhuān)業(yè)教學(xué)中的實(shí)踐
長(cháng)期以來(lái)，高職院校對學(xué)生的教學(xué)評價(jià)仍脫不開(kāi)“試卷定成績(jì)”的模式，同時(shí)也把成績(jì)作為評價(jià)教師教學(xué)質(zhì)量的標準。這就造成了教師“重理論，輕實(shí)訓”的情況，學(xué)生也會(huì )養成平時(shí)上課不認真，考前臨時(shí)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(xué)生的獨立思考能力。高職教育的特點(diǎn)就是突出專(zhuān)業(yè)應用能力和實(shí)際動(dòng)手能力的培養，將學(xué)生培養成應用型人才。因此，合理安排理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)比例，強調“做中學(xué)，學(xué)中做”是專(zhuān)業(yè)教學(xué)改革中必須實(shí)現的目標。數學(xué)實(shí)驗課程的引入，有效的滿(mǎn)足了專(zhuān)業(yè)教學(xué)這一改革的需要。譬如，對于我院開(kāi)設有的機電一體化專(zhuān)業(yè)，在機械設計、裝配、系統仿真等領(lǐng)域知識都有要求。但專(zhuān)業(yè)課程中的理論和結論多是經(jīng)由數學(xué)推導得出，對于高職院校的學(xué)生來(lái)說(shuō)過(guò)于抽象，也無(wú)法理解。通過(guò)Mathematica、Matlab等軟件的數字計算、圖形編輯及動(dòng)態(tài)仿真模擬等功能，將各種系統工作原理，通過(guò)建立數學(xué)模型進(jìn)行計算機仿真，使一系列專(zhuān)業(yè)問(wèn)題均計算、圖形建�？梢暬�，必然可使學(xué)生的理解更透徹，獲得的數據參數更為準確、直觀(guān)，同時(shí)可發(fā)揮學(xué)生自身創(chuàng )造性的模擬實(shí)驗，理解比例、積分和微分環(huán)節對系統的影響，學(xué)習各種編程技藝，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習熱情。
四、數學(xué)實(shí)驗在專(zhuān)業(yè)教學(xué)中的推廣
隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，越來(lái)越多的學(xué)科對數學(xué)的需求日益明顯。但是高職學(xué)生多數學(xué)功底不強。這樣的現狀對高職教育提出了更高的要求，數學(xué)實(shí)驗課程的開(kāi)發(fā)與教授，對各學(xué)科專(zhuān)業(yè)建設提供了有力的幫助。理工類(lèi)專(zhuān)業(yè)，譬如土建類(lèi)專(zhuān)業(yè)，強調的是工程制圖、施工設計等方面能力的培養，通過(guò)Mathematica、Matlab等軟件的圖形繪制、仿真模擬等功能，可以使學(xué)生更直觀(guān)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(zhuān)業(yè)，數字信號處理是專(zhuān)業(yè)必修的基礎課程，有大量的數學(xué)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(shū)畫(huà)圖或一般的多媒體教學(xué)模式，費時(shí)費力，準確度也無(wú)法保障，Matlab軟件提供了大量的模型用于表示多種信號和線(xiàn)性時(shí)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(lèi)專(zhuān)業(yè)，譬如物流專(zhuān)業(yè)，需要對現代物流中心作業(yè)過(guò)程中的入庫、補貨、加工、出庫、盤(pán)點(diǎn)等有一個(gè)合理的安排分工，通過(guò)數學(xué)實(shí)驗中的Mathematica等軟件建模，可實(shí)現作業(yè)過(guò)程的最優(yōu)化設計；會(huì )計專(zhuān)業(yè)，需要學(xué)習管理會(huì )計、財務(wù)管理、成本會(huì )計及財務(wù)分析等學(xué)科，有了Excel軟件的輔助分析案例，既提高了學(xué)生分析具體問(wèn)題的能力，還能熟悉企業(yè)實(shí)際運作的流程，完成企業(yè)沙盤(pán)模擬和商務(wù)模擬實(shí)訓等等。因此數學(xué)實(shí)驗軟件的使用廣泛的應用在各專(zhuān)業(yè)教學(xué)和實(shí)訓當中，真正起到輔助的作用。
經(jīng)過(guò)實(shí)踐，已經(jīng)使越來(lái)越多的高職院校認識到數學(xué)實(shí)驗對專(zhuān)業(yè)教學(xué)改革的重要性，這必然會(huì )促進(jìn)其在更多專(zhuān)業(yè)學(xué)科領(lǐng)域的推廣。數學(xué)實(shí)驗課程對高職院校各專(zhuān)業(yè)課程的輔助作用，將在很大程度上改變數學(xué)學(xué)科作為基礎學(xué)科地位不顯著(zhù)的現狀，在教學(xué)實(shí)踐中有助于提高學(xué)生學(xué)習興趣，從而進(jìn)一步提升學(xué)生的創(chuàng )造性，為專(zhuān)業(yè)教育提供有力的保障，為學(xué)生今后的發(fā)展提供更大幫助。
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