試析數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)在高職院校各專業(yè)教學(xué)改革中的實(shí)踐與推廣
論文摘要：經(jīng)濟(jì)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(zhuǎn)化需要借助數(shù)學(xué)這一工具的輔助。為了適應(yīng)時代的要求，實(shí)現(xiàn)輔助科學(xué)技術(shù)向各領(lǐng)域的滲透，數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的推廣為此提供了良好的契機(jī)。本文對數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行基本分析，并介紹了其在高職院校各專業(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(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)；實(shí)踐；推廣
一、引言
隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，社會進(jìn)入了“知識經(jīng)濟(jì)時代”、“數(shù)字化經(jīng)濟(jì)時代”、“學(xué)習(xí)型經(jīng)濟(jì)時代”。近年來隨著金融危機(jī)的發(fā)生，歐美等西方經(jīng)濟(jì)強(qiáng)國步入了衰退期，而新興經(jīng)濟(jì)體的高速發(fā)展，為世界經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定做出了自身的貢獻(xiàn)。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(yè)技能，還需要他們具備一定的創(chuàng)造性。為了適應(yīng)時代的需要，作為科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)學(xué)科的數(shù)學(xué)努力突破傳統(tǒng)向各個知識領(lǐng)域滲透，逐漸成為經(jīng)濟(jì)競爭中不可缺少的高新技術(shù)及手段。因此，推廣數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程也就成為高職院校數(shù)學(xué)創(chuàng)新和專業(yè)教學(xué)改革的一個新趨勢。
二、數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的發(fā)展前景
�。ㄒ唬⿺�(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)
計算機(jī)教室作為實(shí)驗(yàn)場所。教師講授僅作為實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)。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(yàn)的主體。在實(shí)驗(yàn)過程中，教師通過傳授Mathematica、Matlab、Lngo、Excel等軟件，讓學(xué)生自行探索問題的解決方法，充分發(fā)揮他們的創(chuàng)造能力。
�。ǘ⿺�(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的發(fā)展?fàn)顩r
目前數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)是各大中專院校數(shù)學(xué)教學(xué)改革中的一項(xiàng)試點(diǎn)課程，尤其在高職院校，現(xiàn)在更受到越來越廣泛的關(guān)注。它最早開設(shè)于上世紀(jì)80年代末期的一些美國大學(xué)中，當(dāng)時被稱為“數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室”。上世紀(jì)90年代中期我國的一些高校相繼開設(shè)了“數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)”課程，并迅速發(fā)展。目前本科類院校基本都已開設(shè)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程或開設(shè)有與數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的相關(guān)課程。高職院校一直注重技能的培養(yǎng)，注重學(xué)生動手能力的培養(yǎng)，近幾年來隨著高職專業(yè)教學(xué)改革的深入，提出了基礎(chǔ)類課程的教授必須“精、簡、�！�，而傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)課程在保持大方向不變的情況下，要轉(zhuǎn)變過去舊的思維模式，借鑒計算機(jī)、英語等課程改革方式，為專業(yè)教學(xué)服務(wù)的同時，逐漸融入學(xué)科課程當(dāng)中，成為學(xué)生學(xué)習(xí)新知識、掌握新技術(shù)不可或缺的幫手，數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)就成為了最好的途徑。
三、數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)實(shí)踐
（一）我院數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程開設(shè)情況
廣西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院于2006-2007學(xué)年下學(xué)期開始在全院06級各個專業(yè)開設(shè)了總課時為64課時的《數(shù)學(xué)建模與數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)》的選修課。隨著課程改革的深入，數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的比重逐年增加，現(xiàn)已形成獨(dú)立的《數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)》課程（32課時）。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(jī)對話模式相結(jié)合，學(xué)生一人一機(jī)。為適應(yīng)高職學(xué)生的實(shí)際操作水平，在最初的教學(xué)過程中主要講授的是數(shù)學(xué)軟件Mathematica5.0的使用。隨著教學(xué)水平的提高，學(xué)生計算機(jī)能力的增強(qiáng)，逐漸在教學(xué)當(dāng)中增加Excel案例講解及Lngo、Matlab軟件簡介。使學(xué)生的接觸面更加的豐富，專業(yè)輔助工具可選范圍增多。
�。ǘ⿺�(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)融入專業(yè)教學(xué)中的實(shí)踐
長期以來，高職院校對學(xué)生的教學(xué)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(xué)質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)。這就造成了教師“重理論，輕實(shí)訓(xùn)”的情況，學(xué)生也會養(yǎng)成平時上課不認(rèn)真，考前臨時抱佛腳，考后忘得快的不良習(xí)慣，這都不利于知識的掌握及培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考能力。高職教育的特點(diǎn)就是突出專業(yè)應(yīng)用能力和實(shí)際動手能力的培養(yǎng)，將學(xué)生培養(yǎng)成應(yīng)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(qiáng)調(diào)“做中學(xué)，學(xué)中做”是專業(yè)教學(xué)改革中必須實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的引入，有效的滿足了專業(yè)教學(xué)這一改革的需要。譬如，對于我院開設(shè)有的機(jī)電一體化專業(yè)，在機(jī)械設(shè)計、裝配、系統(tǒng)仿真等領(lǐng)域知識都有要求。但專業(yè)課程中的理論和結(jié)論多是經(jīng)由數(shù)學(xué)推導(dǎo)得出，對于高職院校的學(xué)生來說過于抽象，也無法理解。通過Mathematica、Matlab等軟件的數(shù)字計算、圖形編輯及動態(tài)仿真模擬等功能，將各種系統(tǒng)工作原理，通過建立數(shù)學(xué)模型進(jìn)行計算機(jī)仿真，使一系列專業(yè)問題均計算、圖形建�？梢暬�，必然可使學(xué)生的理解更透徹，獲得的數(shù)據(jù)參數(shù)更為準(zhǔn)確、直觀，同時可發(fā)揮學(xué)生自身創(chuàng)造性的模擬實(shí)驗(yàn)，理解比例、積分和微分環(huán)節(jié)對系統(tǒng)的影響，學(xué)習(xí)各種編程技藝，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。
四、數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)在專業(yè)教學(xué)中的推廣
隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，越來越多的學(xué)科對數(shù)學(xué)的需求日益明顯。但是高職學(xué)生多數(shù)學(xué)功底不強(qiáng)。這樣的現(xiàn)狀對高職教育提出了更高的要求，數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的開發(fā)與教授，對各學(xué)科專業(yè)建設(shè)提供了有力的幫助。理工類專業(yè)，譬如土建類專業(yè)，強(qiáng)調(diào)的是工程制圖、施工設(shè)計等方面能力的培養(yǎng)，通過Mathematica、Matlab等軟件的圖形繪制、仿真模擬等功能，可以使學(xué)生更直觀地了解設(shè)計當(dāng)中的比例、及設(shè)計不合理所造成缺失，對掌握核心課程及能力的培養(yǎng)是有好處的；電子信息專業(yè)，數(shù)字信號處理是專業(yè)必修的基礎(chǔ)課程，有大量的數(shù)學(xué)理論和推導(dǎo)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(xué)模式，費(fèi)時費(fèi)力，準(zhǔn)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(tǒng)，而Mathematica、Matlab等軟件的數(shù)字計算又解決了論理推導(dǎo)等難題。管理類專業(yè)，譬如物流專業(yè)，需要對現(xiàn)代物流中心作業(yè)過程中的入庫、補(bǔ)貨、加工、出庫、盤點(diǎn)等有一個合理的安排分工，通過數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)中的Mathematica等軟件建模，可實(shí)現(xiàn)作業(yè)過程的最優(yōu)化設(shè)計；會計專業(yè)，需要學(xué)習(xí)管理會計、財務(wù)管理、成本會計及財務(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)生分析具體問題的能力，還能熟悉企業(yè)實(shí)際運(yùn)作的流程，完成企業(yè)沙盤模擬和商務(wù)模擬實(shí)訓(xùn)等等。因此數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)軟件的使用廣泛的應(yīng)用在各專業(yè)教學(xué)和實(shí)訓(xùn)當(dāng)中，真正起到輔助的作用。
經(jīng)過實(shí)踐，已經(jīng)使越來越多的高職院校認(rèn)識到數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)對專業(yè)教學(xué)改革的重要性，這必然會促進(jìn)其在更多專業(yè)學(xué)科領(lǐng)域的推廣。數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程對高職院校各專業(yè)課程的輔助作用，將在很大程度上改變數(shù)學(xué)學(xué)科作為基礎(chǔ)學(xué)科地位不顯著的現(xiàn)狀，在教學(xué)實(shí)踐中有助于提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，從而進(jìn)一步提升學(xué)生的創(chuàng)造性，為專業(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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