首页 -> 2007年第12期

谈高职数学课中的实验教学

作者：钱常宝

　　
　　运用现代教育技术进行数学实验教学
　　
　　在现代教育技术支持下，改革传统的数学教学模式，实施数学实验教学，已成为数学教学改革的一个新动向，越来越受到教育界的关注。
　　运用现代信息技术进行数学模拟实验教学运用现代信息技术的数学实验教学是根据教学内容的需要，在典型的实验环境中或特定的实验条件下，人为地、有目的地模拟创设一些有利于观察的数学对象，经过预先的组织、设计，让学生借助一定的现代信息技术手段，并在数学思想和数学理论的指导下，对实验素材进行数学化的操作，理解、解释数学概念、定理等内容的数学学习活动。信息技术为数学学习提供了学习环境，极大地拓展了师生实践活动的空间，使学生有机会在一种真实的、体现数学发明与证明过程的环境中接受挑战性的学习任务，进行实验、探究和发现。例如，学习导数的几何意义时，传统的数学教学展现的是一种静态的数学知识，带给学生的是一种静态的思维方式，不容易发现一些隐藏的数学关系，难以理解数学概念，学生很难找到解题思路，经常片面地理解问题。运用强大的计算机动态模拟功能，可以为抽象思维提供直观模型，能够更加生动地将数学关系的静态结构表现为时空中的动态过程，帮助学生强化感知，丰富表象，揭示对象的本质和规律，使抽象知识变得容易理解，使数学课堂教学变得真实，使学生不仅亲历了探索知识的全过程，而且在整个数学实验教学活动中始终处于主体地位，给予学生充分发挥想象力和创造力的空间，是对传统教学方式的有益补充，是培养创新意识的实践园地。
　　运用Mathematica和MATLAB等软件进行数学实验教学Mathematica软件具有强大的数值计算、符号计算、绘图、程序设计等功能。从1988年问世至今，已被广泛应用到工程、应用数学、财经、生物、药学、生命科学以及太空科学等领域，深受科技工作者的喜爱。在高职数学教学中引入Mathematica软件作为教学辅助工具，可解决数学运算问题、函数图形绘制问题等，提高学生的数学分析能力和解决综合应用问题的能力。运用Mathematica软件可以求极限、求导数（偏导数）、解常微分方程等。另外，还可以运用MATLAB软件解决微积分、线性代数、概率统计等数学问题，运用LINDO软件解决运筹学中的问题，运用QSB软件解决线性规划、网络规划、排队系统模拟问题等。运用上述软件解决数学问题是计算机技术和数学软件引入教学后出现的新事物，是数学教学体系、教学内容和教学方法改革的一项尝试，能够提高学生应用数学方法解决实际问题的意识与能力。在学生学习了Mathematica、MATLAB等软件之后，让学生亲自上机操作，编程计算，现场操作，完成求函数值、导数、定积分等数值计算，绘制重要的平面函数图像及曲面图形，强调学生参与教学和运用数学知识，对于培养学生的创造性思维、创新意识和实践能力具有特殊的作用。
　　现代教育理论认为，数学教学应是数学活动过程的教学，这种活动是主体与客体之间的相互作用。它不仅要求学生接受数学家总结出的数学结论，还要求学习形成数学结论的过程、方法及思想，使学生形成学习数学的情感，形成学习数学的亲身体验。沿着数学发现的活动轨迹，从具体问题到抽象概念，从感性认识到理性认识。数学实验恰恰是沟通具体到抽象、感性到理性的桥梁。在具体情境中让学生展开实验或模拟实验，能充分调动学生的积极性、主动性和创造性，让学生最大限度地参与到教学中，让学生用自己的思维方式主动获取知识。数学实验教学的趣味性、直观性、新颖性，能够切合学生的心理特点，符合学生的认知规律。大量的数学实验教学活动，能够让学生尽可能多地动手操作，拓宽了学生的思考与探索空间，使其更真切地理解数学概念和方法，提高学生的数学素质，培养学生实事求是的科学态度、勇于探索的科学精神及团结协作的集体主义精神。数学实验教学摒弃了以往教学中过分强调形式化的逻辑推导，过分注重对数学发现过程的展示和较少注意数学直观性背景的弊端，可以突出学生的主体地位，充分激发学生的学习兴趣，使过去学生眼中那些枯燥无味的数学公式、定义、定理变得鲜活起来，让学生在“做数学”的过程中体会到数学带给他们的愉悦和快乐，真切感受到数学的美。
　　
　　参考文献：
　　[1]张奠宙.数学教育学[M].南昌：江西教育出版社，1991.
　　[2]尚春虹.数学实验教学的探索与实践[J].数学教育学报，2002，（3）.
　　[3]周灵.信息技术环境数学实验教学的探究[J].福建中学数学，2005，（12）.
　　[4]王冬琳.数学建模及实验[M].北京：国防工业出版社，2004.
　　[5]刘玉琏，傅沛仁.数学分析讲义[M].北京：人民教育出版社，1981.
　　作者简介：
　　钱常宝（1961—），男，江苏高淳人，江苏省司法警官高等职业学校副教授，主要从事数学教学研究工作。
　　

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