高职数学实验教学改革设计

摘　要：本文通过对我校计算机与信息工程系实验、分析、总结。设计了适合高职数学实验教学的教学内容、方法手段以及教师的教与学生的学过程。

关键词：高职教育 数学实验 教学模式 模拟型实验

一、高职数学实验教学改革的目标
　　在高职教育各专业中，数学课既是一门重要的文化基础课，又是一门必不可少的专业基础课。但长期以来，由于人们对高等职业教育当中的高等数学教学认识模糊，没有充分认识认识它的地位和作用，再加上现今仍缺乏比较系统的符合高职教育要求与特点的教学模式，以至于影响了它在高职人才培养中应该发挥的作用。为提高等数学课的教学质量，更好的体现其在高职人才培养中的基础性作用，那么就有必要对高职数学教学目标做一些探讨。
　　由于是在计算机与信息工程系进行的先期实验研究，所以确定本教学改革的目的是：提高高等数学课程内容与计算机专业课程的结合度；培养学生的解决实际问题的能力、逻辑思考的能力和动手能力，综合运用所学知识分析问题的能力；强化学生的数学应用能力，培养学生的实践能力。
　　二、我院计算机与信息工程系高职数学教育现状的分析
　　1.体系问题
    在教师安排上沿用比较传统的做法，数学教师同在基础部(系)。这样的安排造成数学教师跟专业课老师接触的很少，不能第一时间了解到各个专业课程需要哪些数学知识。数学老师的教研活动以及课程建设都有一定的局限性，如基础部 (系)内进行，与各系专业课教师的沟通比较少，也就很难做到高等职业教育的“必须、够用”原则，也很难达到我们的教学目标。
　　2.学生问题
    由于传统的教学方法、教学模式的影响，学生对数学有哪些用处怎么应用了解的很少，普遍认为高等数学抽象、难懂，实际应用很少没有太大用处，就算是遇到实际问题，由于知识的限制也无法建立实际问题的数学模型，进而解决实际问题。
　　3.教学方式与教学手段问题
    现在的教学方式太过单一，仍然以教师讲授课本上的知识为中心的传统教学方式，学生的主动性调动不起来。教师上课就是向学生灌输大批的定义、定理和解题技巧，学生想的就是如何应付考试，根本就没有学会如何独立思考，解决实际问题更无从谈起。
　　三、高职数学实验内容的选取与设计
　　本着课程内容既要有利于高职数学课程目标的实现，又要处处体现着计算机与信息工程系各专业所需；以服从岗位能力培养需要、服从专业教学要求、以基本素质和可持续发展能力培养为原则。课题组在分析各方面影响因素后，特确定高职数学实验课程如下内容：
　　1）验证型、演示型和模拟型实验：包括定理、公式、法则、结论和空间图形结构的实验，与高等数学内容的教学相结合。具体有：极限重要公示的证明、夹逼准则、切线的斜率演示、微分的概念、中值定理的演示、定积分的微元法过程、数学空间图形与图像的动态变化、偏导数的几何意义、重积分的计算推导等。
　　2）数值计算型实验、数据处理型实验和数学建模型实验。主要以高等数学的内容为依据，同时兼顾学生的专业实际和生活实际。具体有：用MATLAB求极限、用MATLAB进行函数运算、用MATLAB进行求导运算、用MATLAB做一元函数的积分、用MATLAB做向量运算及空间曲面、用MATLAB进行多元积分、用MATLAB进行级数运算、用MATLAB求微分方程；线性规划问题、初等建模如商场促销问题或移动电话套餐选取、最优化问题等。
　　3）数学实验软件的介绍，包括MATLAB、Mathematic、Maple、几何画板的简单使用，重点介绍软件MATLAB的使用。
　　四、基于数学实验的高职数学教与学的设计
　　1．教师教的设计
   以服从职业能力培养需要、服从专业教学要求、以基本素质和可持续发展能力培养为原则，实施行动导向教学，采用“教、学、做”相结合的学习任务驱动教学法，调动学生学习积极性。结合我院高等数学教学每周4个学时，采取大班上课，大课时单位（100分钟）的特点，特对教学设计如下：
　　1）教、学、做一体化的教学模式：将教学分为三个过程，包括教的阶段45分钟、学的阶段25分钟、做的阶段30分钟。在三个过程中也分别贯彻教学做一体化原则。
　　2）特朗普制的教学组织形式：大班教学45分钟、个人独立研究25分钟、小班讨论30分钟。
　　大班教学阶段
　　教学流程：复习或讲述预备知识；讲授新课；总结提高。
　　教学意图：通过讲解，使学生对知识有系统的认识，并获得相应的数学方法和数学思想，了解数学实验在学习中的使用。
　　个人独立研究阶段
　　教学流程：提出任务；个人独立研究；总结提高。
　　教学意图：提高学生的数学技术的应用能力，进而提高学生的解决问题的能力。
　　小班讨论阶段
　　教学流程：提出问题；解决问题；交流讨论。
　　教学意图：提高学生解决问题的能力、数学交流能力和应用数学的能力。
　　3）分阶段设计的教学方法：讲解与演示相结合（大班教学阶段）、指导与探究相结合（个人独立研究阶段）、交流讨论与动手实践相结合（小班讨论阶段）。
　　4）改进的教学手段：计算机技术的发展提供了用计算机模拟、研究实际应用问题、快速求解实际应用中的数学问题的机会。用计算机来来辅助教学既可以节省课堂授课时间，又给学生提供了实践的机会，扩大了课堂教学的信息量，调动了学生的积极性，有利于提高课堂的教学质量和效果。
　　2．学生学的设计
　　在教学实践中，力图构建一种易于传授、易于掌握且操作性强、稳定有效的“三三”数学学习模式。
　　1）“三三”数学学习模式：就是学习者通过阅读理解、思维引导、积极建构的方式，按照“理解概念——掌握运算——拓展应用”的程序，最终达到掌握数学的一种有意义接受学习。
　　2）“三三”数学学习模式的要素：首先要在学习理论与方法上充充电，尤其是在以下三个方面：建构主义的学习观、思维导图高效学习法、数学阅读学习观。对这三种学习理论与方法的了解和掌握既是施行“三三”数学学习模式的前提，也是高职生培养自学能力的需要；其次学习时要阅读思考、有意义接受：数学阅读是数学学习的重要方式，通过阅读数学材料构建数学意义和方法的学习活动,是学生主动获取信息、汲取知识、发展数学思维能力的重要途径。
　　3）“三三”数学学习模式的三个主要环节：首先理解概念，数学概念的学习既要弄清概念产生的实际背景，又要弄清概念所运用到的数学思想和方法，还要弄懂概念的多方面内容，包括它的定义及其内涵和外延、公式、数学含义、几何意义和物理意义等，每个概念都要尽可能从这几个方面来全面把握，对概念的理解与掌握要透彻、全面。
于长生。男，1984出生1月，硕士，助教，研究方向：数学基础教育。孙广民，男，硕士，讲师，研究方向：数学基础教育。1973-3

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