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一、數(shù)學(xué)實驗的教學(xué)狀況及現(xiàn)存問題

1.在教學(xué)理念上，學(xué)校普遍比較重視傳授基本知識和技能

而不夠重視數(shù)學(xué)實驗課程在拓展素質(zhì)教育、培養(yǎng)學(xué)生科研創(chuàng)新能力方面所起到的作用。學(xué)校往往把數(shù)學(xué)實驗課程看作是次要課程或理論課程的練習(xí)版，而忽略了其在人才培養(yǎng)中的地位和作用，更談不上制定其對學(xué)生科研創(chuàng)新能力培養(yǎng)的總體目標(biāo)和要求，所以數(shù)學(xué)實驗課程對學(xué)生創(chuàng)新精神和實踐能力培養(yǎng)的作用得不到充分體現(xiàn)。

2.在教學(xué)內(nèi)容上，主要以基礎(chǔ)實驗、驗證性實驗為重點，對探究性實驗、應(yīng)用性實驗以及拓展性實驗的學(xué)習(xí)課時少

普遍強調(diào)對程序語言、程序內(nèi)容、程序步驟的細(xì)節(jié)性描述，很少有程序思想、程序設(shè)計思路等內(nèi)容。

3.在教學(xué)方法上，主要針對基礎(chǔ)實驗、驗證性實驗，學(xué)生普遍在教師示范下進(jìn)行數(shù)學(xué)實驗，或者根據(jù)教材自我練習(xí)。

學(xué)生練習(xí)過程中缺乏獨立解決問題的意識與能力，缺乏學(xué)習(xí)的主動性，教師往往直接傳授解決辦法，而缺乏引導(dǎo)，這樣，數(shù)學(xué)實驗課程對學(xué)生創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)的作用和效果就無法體現(xiàn)。另外，數(shù)學(xué)實驗教學(xué)中缺乏教與學(xué)的自由度，過分強調(diào)教學(xué)要求的統(tǒng)一性，忽略學(xué)生的個性發(fā)展，從而制約了學(xué)生主動性的發(fā)揮和創(chuàng)新能力的表現(xiàn)，一些學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)想很難實現(xiàn)。

二、培養(yǎng)大學(xué)生科研創(chuàng)新能力的數(shù)學(xué)實驗課程教學(xué)改革

1.改革教學(xué)內(nèi)容。

興趣是學(xué)生學(xué)習(xí)的動力，而創(chuàng)新是學(xué)生對知識深度和廣度的進(jìn)一步拓展，興趣與創(chuàng)新互為因果，相輔相成。因此，在國家號召大學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練的大環(huán)境下，我們在講授基礎(chǔ)實驗、驗證性實驗的基礎(chǔ)上，應(yīng)讓學(xué)生重點學(xué)習(xí)探究性實驗、應(yīng)用性實驗以及拓展性實驗，即在講授程序語言、程序內(nèi)容、程序步驟的基本知識的同時，注重程序思想、程序設(shè)計思路等內(nèi)容的引導(dǎo)。我國大學(xué)生科研創(chuàng)新活動的形式主要有參與教師的科研項目、大學(xué)生課外科技活動、大學(xué)生自主申請的研究項目三種。為了培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力，需要把數(shù)學(xué)實驗課程與大學(xué)生科研創(chuàng)新活動緊密結(jié)合。把大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目引入探究性實驗，把數(shù)學(xué)建模競賽賽題引入應(yīng)用性實驗，把教師的科研項目引入拓展性實驗，引導(dǎo)學(xué)生開展自主、開放、探究、合作式的研究性學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的科研創(chuàng)新能力。

2.改革教學(xué)方法。

在數(shù)學(xué)實驗課程的具體教學(xué)過程中，要打破傳統(tǒng)的教學(xué)模式，尊重學(xué)生興趣和個體差異，突出學(xué)生的主體地位。除去基礎(chǔ)實驗、驗證性實驗以外，學(xué)生可以充分展現(xiàn)自我，分組討論，討論對象自由結(jié)合，討論時間自由選擇，課下可以延續(xù)課堂的討論。在課堂上，要使用不同的教學(xué)方式進(jìn)行不同類型的實驗。對于應(yīng)用性實驗，我們結(jié)合數(shù)學(xué)建模課程，從中選取學(xué)生感興趣的實際問題，讓學(xué)生親身體驗用數(shù)學(xué)解決實際問題的全過程，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決實際問題的能力，同時讓學(xué)生感受數(shù)學(xué)模型的魅力。對于探究性實驗，我們結(jié)合已有的大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目，教師從中提出問題，學(xué)生大膽猜想，教師引導(dǎo)學(xué)生朝著預(yù)先設(shè)計的方向提出實驗方案，預(yù)測可能的結(jié)果，然后學(xué)生進(jìn)行數(shù)學(xué)實驗，驗證猜想，讓學(xué)生在探究過程中理解數(shù)學(xué)、獲得知識。對于拓展性實驗，我們結(jié)合教師的科研項目，提高學(xué)生創(chuàng)新研究的層次和水平。教師從科研項目中提出問題，學(xué)生收集處理和分析數(shù)據(jù)，設(shè)計多個實驗方案，進(jìn)行數(shù)學(xué)實驗，最后找出正確的實驗方案或者最優(yōu)的實驗方案，得出結(jié)論。這種模式重點不再是獲得正確的結(jié)論，而是對過程和結(jié)論的探索和創(chuàng)造，學(xué)生以一種發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)問題的方式進(jìn)行發(fā)現(xiàn)式學(xué)習(xí)。數(shù)學(xué)實驗課程不但為學(xué)生參加各種形式的科研創(chuàng)新活動打下了良好的理論基礎(chǔ)，而且讓學(xué)生初步認(rèn)識了各種形式的科研創(chuàng)新活動，感受到了它們的魅力，激發(fā)了學(xué)生對科研創(chuàng)新活動的興趣以及積極性，形成了一種科研創(chuàng)新與能力提高的良性循環(huán)，使學(xué)生逐步成長為適應(yīng)創(chuàng)新型國家建設(shè)需要的高水平創(chuàng)新人才。近兩年，我校理學(xué)院每年近90%以上的二年級學(xué)生踴躍報名參加了校級數(shù)學(xué)建模競賽，選撥出的優(yōu)秀學(xué)生參加全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽，其中國家獎的獲獎率以及總體獲獎率在逐年上升并連續(xù)創(chuàng)歷史新高。每年大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目的申報數(shù)量也在逐年上升，并且省級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目以及國家級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目的獲批項數(shù)也在逐年上升。另外，部分學(xué)生會積極主動參與本科生導(dǎo)師的科研項目研究，在更高層次上鍛煉自己的創(chuàng)新能力、書面表達(dá)能力，以及與他人分工合作能力等，提高自身的就業(yè)競爭力。

3.擴展學(xué)生科研創(chuàng)新活動空間。

為了滿足部分學(xué)生的實驗興趣，鼓勵學(xué)生鉆研實驗，我們建立了開放實驗室，由學(xué)習(xí)興趣小組輪流指導(dǎo)學(xué)生開展課外實驗研究，幫助學(xué)生完善實驗設(shè)計，為學(xué)生的科研創(chuàng)新活動提供時間以及實驗條件的自由度。針對數(shù)學(xué)實驗課程的特殊性，我們重新全面確立課程考核體系，使課程考核從單純對課堂教學(xué)過程的考核，向既考核教學(xué)過程又考核第二課堂過渡，從單純考核知識掌握的程度，向既考核知識又考核能力的綜合性考核過渡。目前，我們的學(xué)生學(xué)習(xí)評價體系由三部分組成，第一部分是筆試成績，第二部分是實驗考查與創(chuàng)新設(shè)計，第三部分是課外科研創(chuàng)新活動，此部分屬于附加分值，在總成績的基礎(chǔ)上直接加分，即參與大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽、大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目以及導(dǎo)師的科研課題等，根據(jù)參與程度與級別直接加分。這樣強化了學(xué)生科研創(chuàng)新活動的獎勵機制，增強了學(xué)生創(chuàng)新的原動力，而且突出了學(xué)生的主體地位，從另一方面擴展了學(xué)生科研創(chuàng)新活動空間，學(xué)生可以根據(jù)自身自由選擇科研創(chuàng)新活動的內(nèi)容。實踐證明，這種改革讓學(xué)生不會只對書本知識進(jìn)行機械記憶，而是普遍認(rèn)識到數(shù)學(xué)素質(zhì)、數(shù)學(xué)應(yīng)用能力以及創(chuàng)造力培養(yǎng)的重要性。

作者：馬元魁 單位：西安工業(yè)大學(xué)理學(xué)院