以开设数学实验课程为电大数学教学改革寻找突破口

摘要：电大数学教学如何改革，才能根据学生的实际情况和学生的特点确定教学方法，以全面提高学生的数学素养，更好地满足电大学员从事实际工作。本文作者从事电大数学教学多年，研究分析了电大数学教学存在的问题，从电大数学教学的实际和学员的特点出发，对电大数学教学改革的方向提出了自己的看法。

关键词：电大数学；数学实验；教学改革；突破口

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）37-0028-02

电大数学教育的对象大多是社会人员，已经参加工作的各行业从业人员，他们对所学专业，在需要上与其他高等院校是有差别的，电大数学教学就应该定位于培养生产实践的运用行人才，数学教学应该直接服务于其所从事的实际工作的需要。基于这样的实际情形，电大数学教学就应该进行必要的改革。笔者认为应该把信息技术与数学实验课紧密结合起来，以更好地为电大学员提供可与实际工作相结合的学习环境。我们知道，数学实验课是近几年兴起的一门新课，由于它是建立在实验的基础上，所以它可以提高学生学习数学的兴趣，强化对数学理论知识的理解，其对培养学生的创造性思维、意识和实践能力具有特殊的作用。加之信息技术的发展，数学实验教学如借助计算机技术和网络信息教育的支持，将获得巨大的教育功能，可以把注重传授数学知识的传统教学模式转变为注重培养数学素质的新兴教学模式，这正是电大数学教学改革应该发展的方向。数学实验是根据实际问题的特点和要求，经过对实际问题的反复观察和研究后，提出某些尽可能合理的假设，使问题在不致失真的情况下得到简化，并进行抽象和概括，建立数学模型，然后研究所建数学模型的求解方法，利用计算机数学软件求得结果，再回到实际问题中去检验和解释实际现象的新型教学模式。从以上分析会发现，这种教学方法与电大学员的学习的实际情形是一致的。而电大在硬件上是有其优势的，所以开展数学实验教学有着决定性的优势。

下面就数学实验教学的一些问题，作一个简单的介绍。

一、数学实验课程教学的特点

数学实验是计算机技术和数学软件引入数学教学后出现的新事物，是数学教学体系、内容和方法改革的一项创新，是对传统数学教学的发展与完善，在电大数学教学中具有很强的现实意义。

1.培养学员学以致用的处理实际问题的能力。选择数学实验教学可让学员从枯燥无味的定义、定理的证明中解放出来，让学生独立参与到和自己所从事的实际工作的实践中去，从而激发学员学习数学的积极性，在掌握数学的思想、方法的基础上，提高应用数学意识和创新能力，以适应本职工作的需要。通过应用数学来培养学员创新精神和能力，从而提升学员应用数学的能力。从现代教学教育观来看，数学知识、数学创新和应用能力的综合性体现就是数学素质。以数学建模与数值计算为核心内容，将数学知识、数学建模、计算机应用三者融为一体的数学实验教学，可以培养学生运用所学数学知识，建立数学模型，使用计算机技术解决实际问题的能力；培养学生进行数值计算与数据处理的能力；培养学生学习数学的兴趣，提高学生的数学素质，把学员培养成基础扎实、知识面广、富有创新精神和实践能力的高素质人才，以更好地从事本职工作。

2.以能力培养为主的数学实验教学模式。数学实验教学是以量力性、实用性、开放性和趣味性为原则的教学活动，是以实验为基础，以学生为中心，以问题为载体，以计算机为手段，以数学软件为工具，以教师为指导，以培养能力为目标组织教学工作。在教学过程中，学员在教师辅导下独立操作，发挥在计算机支持下协同工作的功能，学员主动学习，教师指导监督、鼓励学生独立思考，从数学建模和求解过程中体会数学理论与实践之间的相互作用，从结果的实际意义中看到数学的价值，体会到解决大量生产、生活中的实际问题离不开数学，激发学生学习数学知识的欲望。在进行实验时，教师与学生、学生与学生相互讨论，最终形成解决问题的方案。

二、以数学实验教学改革电大数学教学的方法

根据数学实验的特点，可以把电大数学课程分为高等数学的基础部分和学生运用已掌握的数学知识和实验知识，独立地去编程、计算，并注重解决问题的多样性的综合部分。由此，我们可以把数学实验穿插到高等数学的教学之中，如一元函数微积分、多元函数微积分、微分方程、无穷级数、线性代数、概率论和数理统计等采用逻辑推理与演绎法，把具有高度的严密性和抽象性的理论教学穿插在有关基础实验之中，进行数学建模训练，以完成基础知识教学任务。这里我们介绍几种可插入基础教学中的内容。

1.数学软件平台：介绍Mathematic、Matlab、Maple等国际通用数学软件，建立数学软件平台，使学员有一个较高的起点，直接运用数学软件解决实际问题。同时，数学软件升级后可以用最新的数学知识和数学方法来处理实际问题。

2.数学模拟实验：数列与函数的极限，函数的连续与间断等概念，都可以用计算机进行模拟其过程和结果，有利于加深学员对这些概念的理解和掌握。

3.图形演示实验：直观而形象地演示各种二维、三维函数（包括参数方程和隐函数）的图形，帮助学生理解函数的性质（如单调性、凹凸性、极值以及确定积分线等）。

4.数值计算实验：求导数、积分、概率；解方程（组），级数展开等，都可以通过数学软件进行计算，把学员从复杂的推导和运算技巧中解放出来，使学生把精力放在数学方法与数学基本内容的学习上。

5.数学建模实验：数学建模是综合运用数学知识创造性地解决实际问题的过程，体现了观察、假设、抽象、建模及求解的综合，而数学建模实验则是对这个过程的再现，对培养学员的创新能力具有重要的作用。

6.统计与模拟实验：回归系数a、b的最小二乘估计，回归模型的统计检验（F检验法）等。掌握回归模型的基本假设，明确回归分析的基本任务，学会回归分析的基本统计思想和原理。

三、加强电大数学实验课程教学师资队伍的培养

担任数学实验课程教学的教师要有较高的素质，如较高的计算机应用水平，能用计算机及数学应用软件进行数学建模，而且还要有比较丰富的专业知识，有相当的教学经验有能力，能依据教学大纲制定出切合实际和行之有效的教学方案。因此，电大要大力培养一批优秀的中青年骨干教师，通过请进来的方式，请先行院校的老师前来讲学、指导，或者选送基础较好的青年教师出去进修，打造一批足以胜任数学实验教学的人才。

四、加强电大数学实验室的建设，以更好地开展数学实验教学

电大有比较先进的计算机设备，但要根据数学实验教学的特点，对原有的设备进行必要的改造，配备各类数学软件，连接Internet网，同时加强学校的局域网建设，以具有双向交互的多媒体教学系统。为了方便学生在课余时间进行操作和练习，实验室机房应采取开放式、网络化管理，辅导教师能够在网上与学生交流，进行辅导和答疑，让每个学员都学有所成，在工作中应用所学，完成自己的工作。

参考文献：

[1]朱旭.开展数学实验教学加强科学素质培养[J].中国大学数学，2004，（12）：23-24.

[2]毕义明，郝琳.论大学数学实验的内容与实现方法[J].实验室研究与探索，2005，24（7）：62-64.