高职数学课程实验教学的改革与研究

郭志军

[摘要]软件Mathematica的功能强大，上机实验教学应用其强大的功能，可以让高职学生对数学的学习产生兴趣，通过图形、动画、计算等的演示，提高了学生动手能力的同时也对知识的理解加深了，达到提高学习效果的目的。

[关键词]Mathematica；高职数学；上机实验教学；改革

[中图分类号]G642 [文献标识码]A [文章编号]1671-5918（2016）13-0086-02

doi：10.3969/j.issn.1671-5918.2016.13.042 [本刊网址]http：∥www.hbxb.net

一、引言

在现代化条件下，计算离不开计算机。我国高等职业教育落后于发达国家是非常明显的，各数学类课程的教材中大部分不给出如何用计算机解题。即使有教材给出了计算机解题方法，由于种种原因教师也不讲授，学生也不能够进行实验。

我国的情况，到现在为止，国内的数学教材中只强调理论和抽象，应用实例很少，甚至全书找不到计算机三个字。从现代科学的观点出发，数学计算离不开计算机，数学软件Math-ematica能够很好地解决这个问题，它也是进行科学计算的最好工具，它的重要性正是由于计算机的应用而日益提高。

由于高校录取率增高，使得高职院校的学生整体素质有了显著降低，而数学基础更是明显，导致这种问题的因素有很多，如何提高高职数学教育教学质量，改变学生学习数学的现状，对数学类课程进行改革，势在必行。实行上机实验教学，教学中，把一些传统计算应用数学软件Mathematica解决，让原本枯燥的数学变得有活力起来，教学中可以结合有关知识，增加讨论，建立数学建模等等，使学生在上机实验中学到了知识，并且也学到了如何应用知识解决实际问题。

二、为更好的进行改革，对我院学生进行了问卷调查

（一）学习目的的调查

调查的结果显示，对数学学习目的中想“学会”的有50%的学生，“为以后学习打基础”有21%的同学，“良好及以上”的选项有20%的学生，有45%的学生要求“及格万岁”。从这些数据来看，反映出的是高职学生渴望知识的学习，但也有一大部分学生为应付考试，只是以考试及格为目的。

（二）学习情况的调查

对数学基础的调查结果是：自己认为数学学习“好”的学生占8%，“一般”的占35%，基础“差”的占57%，从数据充分看出学生还是认为自己数学的基础水平较差。从上课的状态来看，学生学习数学确实很吃力的。对“不懂的问题”你会不会提问，有72%的学生选择在课堂上不提问，可以看出大部分学生不愿在课堂提问，原因是学生数学学习不好找不出问题或怕同学笑话，提问的问题简单等。当学生在学习中遇到问题时，“绕开走”的占26%，有42%的学生“继续探讨”。说明有很多学生是有进取心的，应当积极鼓励。因此，在教学中如何培养学生对数学的学习兴趣，引导学生发掘自身的思维潜力，是教师需要认真思考的问题。

（三）软件Mathematica的应用

在“你是否了解软件Mathematica”的选项中，有90%的学生不了解。有85%的学生在“你是否想应用软件Mathematica解决数学问题”中选择肯定选项，表明学生希望应用现代计算机技术来解决数学问题。一方面是计算机的广泛应用；另一方面学生的动手能力不强，导致他们想利用计算机软件来求解数学问题。

三、上机实验教学

通过问卷调查的结果看出，多数学生还是认为数学是重要的，造成数学学习困难的原因是学生基础差，计算能力不强，学习方法不正确，所学知识不能应用于所学专业和实际，再加上学习中的问题没有及时解决，问题越积越多，使得学生本想好好学习数学的动力也失去了，逐渐对数学产生恐惧心理，造成恶性循环。为此，我们提出上机实验教学的改革研究。

基于Mathematica平台的上机实验教学，可使学生在掌握数学知识的同时也提高了学生学习数学的热情，在独立完成实验的过程中，培养学生的动手能力，增强学数学的动力。具体体现在：

（一）借助计算机，通过图像、动画演示使数学思想更容易让学生接受，如极限的概念、连续的意义、导数的概念等。

（二）学生主动地学习，更能发挥他们学习数学的积极性，对独立思考问题和解决实际问题的能力的培养都是起到了促进作用。

（三）借助数学软件Mathematica，使学生摆脱了繁重的数学演算，摆脱了数值计算的乏味重复。从而可以使学生有时间去做更多的探索、去掌握更多的数学思想与数学方法。

四、基于Mathematica平台下数学课程上机实验教学

（一）制订新的教学大纲

新大纲中对教学内容重新设定，在“重思想轻运算”的总体思想下，对原有的内容进行修改，引入数学软件Mathematica。

（二）编写一本适合于高职学生学习的讲义

重新编写讲义，对原有教材进行重新修改，省略复杂的笔算过程及其一些定理、性质的证明过程，引入数学软件Math—ematica，给出Mathematica解决问题的方法。增加应用实例，利用Mathematica的计算、绘图、动画、数据分析等功能进行解题。

（三）采用上机实验的教学方法

上机实验教学，即课堂安排在机房，每个学生一台电脑，教师讲授知识重在对知识的产生思想、性质及应用等方面的讲解，讲解中通过软件Mathematica的强大功能，让学生对数学知识的理解更加形象、深刻。对证明、计算方法等可以简单介绍，其中计算主要由软件Mathematica进行，这样可以节省大量的时间，让学生自己动手进行实验操作，使学生能在自己动手实践的过程中较快的处理某些简单的实际问题，且充分调动他们的学习积极性。

（四）为提高教学成绩，课后加强辅导

造成高职学生数学学习不好，其中原因之一是课后辅导不够。由于课堂讲解的知识不能够很好地吸收理解，再加上课堂又“不想”提问，所以要对他们进行课后的辅导，把问题尽早的解决。对不同层次的学生，实施不同的方法，基础差一些的，应注重基础知识的解释，基础好一些的对数学的应用能力加以培养。在辅导过程中总结，为后面课程的讲解提供经验。

（五）实行上机考试

上机实验教学后，采用了软件Mathematica解题的方法，那么考试模式也将进行改革——上机考试，考试在电脑上进行，设计适合电脑考试的相关试题。

（六）课程成绩的考核，由平时成绩、上机实验、期末考试等按一定比例综合评定。为增加学生学习数学的动力，凡参加各类课外与数学应用相关的科技活动，并取得较好名次的学生，可以给予数学课程的加分。

五、结束语

上机实验教学，是一种新的尝试，对高职学生来说是改变他们对数学的传统认识，由“背数学”到“用数学”的一个改变；对教师来说是“讲数学”到把数学作为一种工具，解决实际问题的转变。数学教师在数学基础方面具有扎实的功底外，还应有较宽的知识面，具有计算机知识和应用软件的能力，有丰富的实践经验和解决实际问题的能力。基于Mathematica平台下数学课程上机实验教学给教师提供了这样的平台，对高职学生数学的学习改变了一种方法，提高了他们学习的兴趣，解决了由计算能力不强而带来的诸多问题。

（责任编辑：章樊）