基于“三位一體”的工科數學實驗教學模式改革

摘 要：針對目前創新型人才培養的目標和當前數學實驗教學存在的缺點，本文對當前的數學教育模式進行分析，提出了“教學、實踐、科研”“三位一體”的實驗教學模式，驗證了新的教學模式實施的可能性，并且分析了其需要解決的問題，以有效激發學生的學習興趣，培養學生的創新意識、創新能力和科研能力。

關鍵詞：數學實驗教學；教學改革；教學模式

中圖分類號：G642

文獻標識碼：B

對于創新型人才的培養，不同層次的課程具有不同的功能與作用。高校在專業技術培養方面，偏重對知識的傳授，而對學生創新意識、探索精神和科研能力方面的培養不夠重視。由此導致實驗課程的功能和作用未能得到充分發揮，學生科技創新意識不強，未能掌握創新方法，未能夯實理論基礎，因而學校很難培養出高素質的創新型人才。因此，充分發揮數學實驗課程對學生探索精神、科研能力和創新意識的培養作用是十分必要的。

長期以來，數學實驗課程實驗項目的開設大多是為了驗證基礎知識。但這些課程里面不僅包含最基礎的知識理論體系，也包含科學研究和科技創新的基礎實驗方法以及豐富的設計思想、設計原理、設計技巧等。我們可以真正領會自然科學基礎課程的奧妙，理解其對創新型人才培養的功能與作用，開辟創新性的教學模式。

首先應強化對數學科學研究問題的思維方式以及學習興趣的培養。在實際教學過程中，我們要教會學生如何發現問題以及如何通過分析問題、建立模型、求解模型、優化模型來研究如何解決具體的復雜的實際問題。

為更好地開展教學活動，我們在理論教學中應講述一些與教學內容相關的故事、趣聞、應用等，以此來活躍課堂氣氛，激發學生興趣。

在實踐教學環節，必須把思維方式和研究方法結合起來。以數學實驗課為例，由于每一個實驗項目涉及的知識點都不盡相同，因此，通過不同實驗項目的實踐，可使學生的理論知識得到鞏固，同時可以培養學生的動手操作能力和解決實際問題的能力。實驗項目之中包含精妙的設計思想、思維方式和研究方法以及豐富的理論與實際相結合的設計原理，如果學生能夠理解和掌握這些設計思想、原理和方法，將其融會貫通，并聯系實際，與基礎理論中的思維方式和研究方法結合起來用于實踐，就很可能有新的發現和創新。

教師將理論教學與實驗教學結合起來，加入相關的科技創新課程設計，或者加入創新性、綜合性、設計性的開放實驗項目，讓學生進行初步的科學研究的訓練。在此過程中，學生不斷地發現問題，分析問題，解決問題，提出新問題，再進一步探索、解決問題。這樣可以鞏固學生的基礎知識，同時充分發揮和實現數學實驗課程對學生科研能力和創新能力的階段性培養。

因此，在數學實驗課程中實施“三位一體”教學模式是可行的。

目前，人才已經成為推動社會發展進步的第一生產力。越來越多的教育學者已認識到高校數學科學實驗課程對學生創新能力、科研能力培養的重要性，因此實施“教學、實踐、科研”“三位一體”的教學模式，強化對創新能力和科研能力的培養，也已成為必然之勢。

打破數學學科傳統思維模式，即打破傳授基礎知識的觀念，就要求老師講解實驗原理并演示實驗步驟的同時，樹立起利用數學實驗課程對學生創新意識、創新方法、實踐動手能力等各個環節實現全方位培養的教學理念。

同時，在數學課程教學中，實現傳授基礎知識、培養實踐動手能力、將科學研究和科技創新能力培養的有機結合、融會貫通，是我們下一步要繼續思考的問題。

參考文獻：

[1]李默涵，由巧俐.基于創新型人才培養的數學實驗教學改革探索[J].長沙鐵道學院學報（社會科學版），2014，（4）：90-91.

[2]丁衛平，李新平.基于數學實驗的高等數學教學改革[J].高等理科教育，2007，（2）：36-37.

[3]鄭宗劍，劉 瀏，張斌儒. 數學建模和數學實驗融入高等數學教學改革初探[J].四川文理學院學報，2012，22（2）：146-149.

[4]向 偉.數學模型與數學實驗教學改革探索[J].淮南師范學院學報，2014，（3）：60-62.