培养大学生科研创新能力的数学实验课程教学改革探索

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1、培养大学生科研创新能力的数学实验课程教学改革探索　　摘要：本文在高校开展科研创新活动实践的基础上，从培养大学生科研创新能力的角度来对数学实验课程教学改革问题进行探讨和研究。本文依据数学实验课程的指导思想，结合学校数学实验课程改革实践，就该课程的课程内容、教学方法、如何扩展学生科研创新活动空间等方面进行了研究。实践证明，此项改革激发了学生参与科研创新活动的积极性，提高了学生的科研创新能力，而且使得学生的科研创新能力可持续发展。　　关键词：数学实验；教学改革；科研创新能力　　中图分类号：G642.0文献标志码：A文章编号：1674-9324（2015）12-0

2、095-02　　根据《教育部财政部关于“十二五”期间实施“高等学校本科教学质量与教学改革工程”的意见》和《教育部关于批准实施“十二五”期间“高等学校本科教学质量与教学改革工程”2012年建设项目的通知》，教育部决定在“十二五”7期间实施国家级大学生创新创业训练计划[1]。通过实施国家级大学生创新创业训练计划，促进高等学校转变教育思想观念，改革人才培养模式，强化创新创业能力训练，增强高校学生的创新能力和在创新基础上的创业能力，培养适应创新型国家建设需要的高水平创新人才[1]。而数学实验课程正是培养学生创新能力和实践能力的一门重要课程。在当前高等教育大众化的背

3、景下，在数学实验课程中全面实施素质教育、开展研究性教学，对于提高大学生的创新能力和实践能力，促进大学生全面、可持续发展有着十分重要的意义。　　随着计算机的出现，数学实验的内涵得到了丰富和发展，数学实验方法的水平达到了一个新高度，数学家的工作方式也得到了极大地改变，数学的性质正在被计算机改变；数学正在成为一门实验科学[2]。随着计算机技术的完善和普及，各种功能强大的数学软件平台随之出现，如：Matlab、Mathematica、MathCAD等，这些软件不但可以基于函数作图，进行符号代数运算，而且可以发现问题、探索问题，为数学实验提供了强大的技术基础。　　在

4、国外，1989年，美国MountHolyokeCollege的数学系开设了当时称为数学实验室的数学实验课，并经过多年的教学实践，于1997年出版了《数学实验室》一书。这本书很好地体现了用数学实验进行数学教育的指导思想。1991年《实验数学》季刊的问世也推动了数学实验的发展。　　在国内，1995年在国家教委“高等教育面向21世纪教学内容和课程体系改革计划”中“理科非数学类专业的数学课程体系和内容改革项目”7的总体构想报告中把数学实验列为高校非数学类专业的数学基础课之一。在这样的背景下，国内一些高校如中国科技大学、清华大学、北京大学、北京师范大学等积极创造条件

5、，准备开设数学实验课，将这项改革付诸实践[3，4]。2000年，在教育部高教司主持编纂出版的《高等教育面向21世纪教学内容和课程体系改革计划系列报告》的《高等数学改革研究报告》中，把数学实验列为高校理科类专业的基础课之一，并明确指出了数学实验在数学教学体系中的作用和地位等[5]。实践证明，越来越多的人认识到了数学实验在数学教育，特别是数学素质教育中的重要地位，越来越多的人接受了数学实验这种新的数学学习及研究方法。　　一、数学实验的教学状况及现存问题　　目前，数学实验课程教学在培养学生科研创新能力方面至少还存在以下亟待解决的问题。　　1.在教学理念上，学校普

6、遍比较重视传授基本知识和技能，而不够重视数学实验课程在拓展素质教育、培养学生科研创新能力方面所起到的作用。学校往往把数学实验课程看作是次要课程或理论课程的练习版，而忽略了其在人才培养中的地位和作用，更谈不上制定其对学生科研创新能力培养的总体目标和要求，所以数学实验课程对学生创新精神和实践能力培养的作用得不到充分体现。　　2.在教学内容上，主要以基础实验、验证性实验为重点，对探究性实验、应用性实验以及拓展性实验的学习课时少；普遍强调对程序语言、程序内容、程序步骤的细节性描述，很少有程序思想、程序设计思路等内容。　　3.在教学方法上，主要针对基础实验、验证性实

7、验，学生普遍在教师示范下进行数学实验，或者根据教材自我练习。学生练习过程中缺乏独立解决问题的意识与能力，缺乏学习的主动性，教师往往直接传授解决办法，而缺乏引导，这样，数学实验课程对学生创新实践能力培养的作用和效果就无法体现。另外，数学实验教学中缺乏教与学的自由度，过分强调教学要求的统一性，忽略学生的个性发展，从而制约了学生主动性的发挥和创新能力的表现，一些学生的创新设想很难实现。　　二、培养大学生科研创新能力的数学实验课程教学改革7　　1.改革教学内容。兴趣是学生学习的动力，而创新是学生对知识深度和广度的进一步拓展，兴趣与创新互为因果，相辅相成。因此，在国

8、家号召大学生进行创新创业训练的大环境下，我们在讲授基础实验、验证性