摘 要：高等数学教学中运用数学实验的教学形式是目前课程改革亟须的教学形式。利用高等数学实验教学可以有效提升大学生对数学的理解和掌握，教师在教授知识内容的时候，要恰当地选择数学实验教学的内容与方式，从而让大学生切实地产生体验和感悟，有效地培养和提升大学生的数学综合素养，同时培养学生的创新实践能力。本文对高等数学教学中运用实验教学的模式进行分析，探讨怎样合理有效地开展实验教学的模式，以及怎样组织数学实验教学。
关键词：高等数学教学；实验教学；组织实践
【中图分类号】G 【文献标识码】B 【文章编号】1008-1216（2018）07B-0076-02
高等数学是理工类专业学生学习过程中的一门必修课程，同时也是最为基础的课程之一，数学这门学科应用于各个领域中的研究和管理。数学教学可以培养学生的逻辑思维能力、空间想象能力及计算能力等等。但是许多教师在进行数学教学的时候，对学生应用和解决问题的能力培养还是远远不够的，在传统的数学教学中，教师在讲台上面讲解理论知识，而学生是被动的接受，从始至终教师都是一种主体的姿态。为了显现数学这门学科的具体性，很多高等院校都增添了数学实验的教学模式，数学实验就是一种以问题为载体，以计算机和软件为教学工具，让学生在其中探索数学中的知识的方式。
一、數学实验教学的背景
伴随着计算机的普及和发展，运用计算机进行数学运算的形式也在迅速发展，在20世纪的时候就相继出现了功能较为齐全的计算机数学体系，计算机数学形成的主要方式就是符号计算、数值计算和图形，运用计算机代数模式可以将复杂的数学内容变得简单，一些较难的图形也可以在计算机代数模式中体现出来。
数学实验就是在计算机代数体系中运用教材内容中的知识解决实际的数学问题，在计算机中完成数学教学实践任务。因为计算机可以快速准确地对复杂和较为抽象的数学知识进行解决，同时还可以实现一种解决数学问题的归纳和总结，高等数学实验教学不仅需要坚固的数学功底和数学能力，还需要了解和掌握数学的运用和计算能力，同时还需要学生了解数学的创建形式并具有运用计算机的能力。
数学实验教学已经成为一项全新的课程，很多院校都已经将其变为选修课或是必修课程之一，将计算机运用在数学实验中，让学生自己动手进行创建和设计，在解决数学问题的过程中，还可以让学生了解数学方面的知识内容，然后，从中去探究和发现数学知识中的规律，进而提升数学的基础知识，建立起数学基础知识和数学应用之间的联系。
二、高等数学教学运用实验教学的意义
（一）实验教学有利于带动学生对数学学习的积极主动性
大部分学生都比较怕数学这门学科，因为数学这门学科是比较抽象和难懂的，很多学生在学习的过程中都会感到迷茫，那么，学习数学的目的就变成了只为通过考试。在数学学习的过程中，多数学生都是把重心放在记公式或是套公式上，数学教学就自然而然地变成教师在讲台上对学生进行知识的灌输，学生只能被动地接受，久而久之，学生对数学学习就丧失了积极主动性。有效添加数学实验教学的模式，可以用计算机代替教学，高效地把数学理论知识转变成解决问题的方式，学生可以通过实验切实地感受到数学问题的解决方法，使得数学从“学数学”转变为“用数学”，同时利用实验数学教学还可以让学生体会到数学的“美”，然后在解题的过程中，学生也可以利用数学实验的模式寻找问题的答案。如果引导学生在数学学习中收获成功，那么学生就会对数学学习增强信心，从而更加努力地进行学习，同时在其中获取成就感，这样可以有效地提升学生对数学学习的兴趣，最后学生自然就会积极主动地进行数学学习。
（二）实验教学便于培养学生的数学应用能力和创新能力
受传统数学教学的影响，大多数学生都注重考试的成绩，这种学习理念违背了教育对人才的培养目标。创新性的人才培养是高等院校教育改革的主要目的和目标，和国外的高等院校相比较，我国学生的理论水平确实比较高，但是动手的实践能力和创新能力是远远不如国外学生的，最主要的问题就是教师在教学的时候过分强调理论教育，对动手实践能力的培养没有重视起来。数学实验教学就可以很好地将理论和实践融合到一起，有效地培养学生的动手实践能力和创新能力，利用观察、猜测和验证等等众多的活动形式，引导学生从中发现问题和解决问题，这是一种全新的数学教学形式，可以有效地培养学生在数学学习中不断探索的良好精神。
（三）高等数学教学中运用数学实验可以让学生掌握数学理论知识
在高等数学教学中，多数学生认为，数学的难点主要就是因为数学中的原理内容过于抽象，距离我们的现实生活太遥远，同时其中的内容也不够具体。那么，有效地添加数学实验之后，学生就可以运用实验的方式来理解数学中的定理和原理，数学教师在运用实验教学的时候，可以利用动态的实验形式来帮助学生们进一步理解数学概念，了解数学概念的内涵和它们之间的关系。针对数学“函数”这一内容来讲，利用实验的方式可以呈现出函数的图形和图像，这样就很容易让学生了解函数的性质，将抽象的数学知识转变为具体的方式来向学生呈现，那么，学生在运用实验的方式中获取的数学理论知识和体验会更深，对知识的掌握也会更加牢固和稳定。
三、高等数学教学运用实验教学存在的问题
数学是一门十分重要的科目，数学教师在多年的教学方法中已经形成了一整套成熟的教学模式。但高等数学教学运用实验教学的形式还存在着一定的问题：
（1）数学教师观念滞后。教师需要转化自身陈旧的思想，了解数学实验在数学教学中对学生创新能力培养的作用。
（2）数学教师的素养差别较大。提升数学教师的综合素养，才可以使其站得更高，走得更远。
（3）需要改变以往的教学形式，在数学教学活动中改变以教师为主体的教学形式，虽然有很多学校都运用网络或是PPT的形式，但是教学的形式还是没有太大的改变，教学的形式还是单纯地依靠教师的表述，而不是让学生进行展现，学生还是在被动地接受，缺少切实的体会和感受。
（4）在数学教学的内容上还是理论过多，实践较少，虽然有数学实验，但也只是使用了验证和检验的功能，学生在其中还是没有显现出主体的地位，这就会直接导致学生对数学实验教学缺少兴趣，甚至是失去兴趣。
四、高等数学教学和实驗教学的结合设想
当下很多高等数学教学内容涉及的数学实验部分较少，所以在高等数学教学的过程中，数学教师应该做到与时俱进，在数学内容中添加一些数学实验来为学生提供一些相应的参考，来让学生进行研究和讨论，并且在学习的过程中有效地解决数学中的多种问题，同时，数学实验的教学形式还可以让教师了解到学生对数学知识的掌握情况和应用能力。
高等数学教学和实验教学的有效结合需要从三个方面进行：
（1）强化高等数学教学的内容形式，增添运用数学教学有效地解决现实问题的内容。在数学新课标中明确指出，理念就是建立在人本主义和多元化等先进教育的基础之上，如果想要促使数学课程能够顺利地进行数学实验教学，就需要数学教师把新课改中先进的知识理念融入进高等数学教育教学中，那么学生怎样去学习就成了教师所重视的问题。学习的过程中需要数学教师具备一定的创新能力和精神，而不要被传统的教学形式和教材的体系内容所束缚。
（2）在课堂的教育教学中，要实现以学生为主体的教学形式。在数学实验教学中，要营造良好的学习氛围，实验教学不同于以往的教学形式，实验教学是让学生进行自主学习的形式，那么，良好的学习环境就需要数学教师去创建。教师创建出了科学的数学实验教学氛围，学生才可以进行创作和发现。教师需要在课外对问题进行设计，然后在数学实验课堂中让学生去思考和实践，充分地发挥出学生的主体地位，以及主观判断能力。培养学生可以发现问题、观察问题和解决问题的能力。同时，还可以让学生高效地利用理论知识去解决实际问题。
（3）引导学生了解Matlab语言。Matlab语言是一种演算纸式的工程计算语言，特别适合使用在科学的数值分析和系统的信号处理等多方面的学习运用中，在引导的过程中，数学教师需要列举一些实际的例子，使学生可以有效利用Matlab程序来解决现实中的实际数学问题，并且通过之后的数学专业课程的学习，来对其进行了解和分析，这种Matlab形式有助于提升学生在数学学习中分析问题和解决问题的综合能力。
五、结束语
综上所述，高等数学教学运用实验教学的形式主要是通过软件来进行的，运用实验教学的形式可以把复杂的数学问题转变为简单明了的问题。但是，数学实验教学的模式也不是万能的，数学教师需要引导学生牢记数学是一门较为细密的科目，基础的数学运算理论在教学中也是不能缺少的，高等数学运用实践教学的模式确实可以与实际的生活进行联系，但是高等数学实验课程的开设也不宜过多，教师需要适时进行开设。数学实验课程应用于某些特定的知识点教学中，可以便于学生对一些知识内容进行直观的了解和理解。
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