对高等院校开设数学实验课的探索

王芳

【摘要】“数学实验课”是一门新开设的课程，目前还处于探索与实践阶段.本文简要介绍数学实验课的概念，并说明高等院校开设数学实验课的必要性.同时给出一个具体的实施思路，并将其分为三个阶段，由浅入深、从基础到应用，最后阐述具体实施的困难和要求.

【关键词】数学实验；高等院校；教学

目前关于数学实验课的教材很多，对于什么是数学实验课，不同的教师也有不同的理解.首先，笔者认为数学实验应该不同于大学物理、化学等实验，它的目的不是模拟自然现象而进行研究的课程，而是一门让学生熟练运用MATLAB、Mathematic等数学软件进行数值计算和图形处理的课程，通过学生自己动手做实验，深刻理解数学概念、定理等，从而培养学生严谨的数学思维，达到提高学生应用数学知识分析和解决实际问题的能力.其次，数学实验课也不同于数学建模课，该课程不光是为了数学建模，它是介于数学理论课和数学建模课之间、由浅入深、从理论到实践的一门课程.

开设数学实验课的必要性：

1.刚踏入大学校门的新生，由于刚经历过高考的学习压力，对于大学的课程学习积极性降低，尤其是面对枯燥的数学类课程，学习兴趣不高，课堂学习氛围不浓，导致数学的不及格率比较高.而且数学作为高等院校的基础课，学生没有学好数学会严重影响到后期的专业课程的学习，同时数学也是一门考研必考课程，直接关系到学生的继续深造.

2.1995年5月，高等学校工科数学课程教学指导委员会提出了《關于工科数学系列课程教学改革的建议》，1997年5月又进一步提出《关于一般院校工科数学课程建设与改革的几点意见》，这些建议和意见指明了高等院校数学教学应该加强数学实验的应用和实践，而不应该单纯地让学生进行公式的记忆和解题技巧的训练.这些计算，都可以借助计算机利用数学软件或通过编程来解决.

所以很有必要开设数学实验课，一方面，可以提高学生学习数学的兴趣，增强课堂教学效率.另一方面，通过开设数学实验课，学生可以熟练掌握一些常用的数学软件，同时也可以提高学生的动手能力和利用数学知识分析和解决实际问题的能力，从而加强学生的创新能力，为培养应用型人才做出贡献.笔者结合自己的从教经验给出开设数学实验课的具体实施思路.

第一阶段，课堂讲解数学相关软件，比如，MATLAB、Mathematic等，让学生掌握一些基本运算命令和简单的编程功能，使学生感受这些软件强大的数学运算和绘图等功能，引导学生自主学习数学软件.

第二阶段，学生上机操作，通过课堂上的理论讲解，布置一些实际的、简单的数学问题，可以是数学概念、定理的提出过程，也可以是数值的计算和推导过程.比如，高等数学中函数的极限、导数、积分等计算，线性代数中行列式的值、线性方程组的求解等.引导学生动手操作，一方面可以检验自己平时用笔计算的结果正确与否，从而形成对数学知识的主动建构；另一方面，加强了学生对计算机的熟练程度，为后续学习与计算机相关的课程打下基础，同时也培养了学生独立思考和动手的能力.

第三阶段，实际应用阶段，以每年的“高教社杯”全国大学生数学建模竞赛和“深圳杯”数学建模挑战赛题目为主题，让学生自己组队，三人一个小组，通过分工合作、查阅资料、建立数学模型，借助计算机分析和解决问题，最后撰写论文.教师批阅论文并给出分数，分别评选出一等奖、二等奖和优秀论文，并且对获奖同学给予一定的奖励，颁发校级荣誉证书，最后在课堂上进行一次论文点评，让学生深刻体会数学的广泛应用，从而激发学生的求知欲，提高学生学习数学的兴趣，培养学生的创新意识，同时也为每年的全国大学生数学建模竞赛做准备.

最后，教师要对数学实验课进行一定的教学反思，及时听取学生对数学实验课的反馈意见，针对教学中存在的问题写教后记，认真总结经验，及时优化数学实验教学，提高数学实验课的教学水平.

本文虽然指出了对高等院校开设数学实验课的必要性以及具体的实施方案，但真正实施起来还具有一定的困难.例如，实验课教材的选择、学时的分配、机房的筹备与管理等，另外也对任课教师有了较高的要求，不仅需要教师具备丰富的数学知识，还需要教师具备更精湛的专业知识和计算机操作技能.

目前数学实验课还在探索阶段，本文对数学实验课的认识也还比较肤浅，需要更深入地研究和学习，但是进行这样的探索与实践是很有必要的，它符合高等教育大众化条件下对数学教育的要求，也有利于21世纪创新型人才的培养.

【参考文献】

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