浅谈在五年制高职中开展数学可视化教学

夏  磊

（无锡机电高等职业技术学校，江苏  无锡  214028）

摘  要：如何解决学生的现状和高等数学课程的要求之间的矛盾，是一个值得我们重视的重大理论课题。本文主要阐述了传统数学在高职学校教学中的一些不足，通过设计数学实验课，增加学生学习数学的兴趣，真正帮助他们学好数学。

关键词：可视化；数学实验；五年制高职

中图分类号：G633    文献标识码：A        文章编号：

一、传统教学的弊端

传统教学是以课堂为中心，教师把完成教学任务作为课堂教学的唯一任务，在设计教学过程和实施课堂教学的过程中也以此为中心，在教学过程中以教师为中心，课堂上对学生的培养仅仅局限在知识的传授上，而忽略了学生的全面发展，教学中低估了学生已有的认知能力和知识积累，上课就是一个执行教案的过程，理想的状态就是完成教案，而不希望“节外生枝”。这种教学方式把丰富的、复杂的、变动的课堂教学过程简化为单一的认知过程，把它从整体的丰富的生命活动中隔离出来，教学过程中轻视了学生的个体差异，不能充分调动学生的主观能动性和创造性，使得数学教学只能是事倍功半。传统教学对图像的处理能力也相对较弱，通过教师口述和板书的形式很难充分表达清楚，教师难以彻底剖析和讲解某些与图像有关的具体变化过程和细微的结构。

二、高职数学中的问题

数学是关于空间和数量关系的科学，具有高度的抽象性和严密性。本人所在的单位是一所市属的国家级重点职业学校，开设机电、自动化、电子信息工程三大专业群，包含数控技术、电气自动化、机电一体化、软件技术、动漫等十五个专业，不同的专业对数学知识的侧重也不同。对高职学生来讲，数学历来是比较难学的课程，但是作为一本基础课，又是高职学生必须要学习的一门必修课，它的体系完整，论述严密，教材中公式、定理成群，其证明过程纯属科学范畴的事情，与数学的工具性、实用性无关，更与为专业服务的要求没有直接的联系，尤其与高职教育的人才培养目标：应用性技术人才相差甚远。因此，在高职数学教材中的某些重要概念和定理，例如极限积分的定义等，采用传统的描述性定义，学生在理解过程中难以接受，教师在教学过程中不得不削减定理的证明过程，这样势必造成学生对概念的理解处于模糊认识状态，这一点在课堂上就体现为学生对不与分析和证明的结论感到茫然，难以理解，进而影响到学生对公式定理的应用，学生对知识的认知也只是停留在认知的非常肤浅的阶段。而且高职学生的抽象思维能力偏低，他们大多数接受和获取知识的方式来自视觉，所以传统的“黑板+粉笔”的教学模式是很难实现的

三、可视化数学实验课的内容定位

目前大多数高职校的学生已对传统的“黑板+粉笔”的教学模式感到厌倦，学生进入高职校以后对公共基础课兴趣不大，产生了“轻基础课重专业课”的思想，而且传统的高等数学的教学内容编排完整、严格，大量的知识犹如一桌“满汉全席”，学生在学习时往往“难以下咽”。所以本着“学以致用”的宗旨，数学实验一方面强调学生运用数学的能力，另一方面在选取实验内容的时候要适当降低对理论的要求。鉴于此，在数学实验教学过程中，可以采取有效的“边做边学”、“先做后学”，融“教、学、做”为一体。高职数学实验主要包括有准备实验、计算实验、演示实验、综合实验等，在本研究中，主要运用演示实验，从直观的角度出来，利用一些数学软件，比如：Maple等软件的强大的图形绘制功能和动画演示功能，用图示、图解和动画等方式来解释各种数学概念、定理以及计算思路和方法。

四、进行可视化数学实验的基本环节

（一）创设问题情境

创设情境是进行数学实验教学必要的前提和条件。为了帮助学生思考和记忆，问题情境的创设要根据具体的实际问题精心设计，设计的问题情境应该清晰并能符合问题的实际情况，合理运用各种手段和方法，比如文字或者动画等。所创设的情境应该比较直观，使学生能够通过观察方便的找出结论；提出的问题难易应当适中，并具有一定的探索价值，使学生在学习探索过程中，激发出自己的创新思维，积极思考；创设的情境应简明扼要，不宜过多展开，以免冲淡主题。

（二）活动与实验

数学实验活动是可视化数学实验教学的核心部分。这一环节是对问题情境的创设和学生对问题的猜想起到了承上启下的作用。教师根据具体问题和具体情况组织适当的实验活动，活动形式最好以2-4人为一组进行，也可进行个人探索或全班进行。在充分考虑高等数学、数学软件以及高职学生的特点的前提下，对数学实验的时间也做了具体安排，每两周安排做一个实验，不但不会让学生在时间上感到太紧张，而且实验的准备和设计必须要在课余时间进行，给学生留有熟悉软件的时间，便于提高学生数学实验的学习效率。

（三）讨论与交流

讨论与交流是可视化数学实验中的重要环节，也是不可或缺的环节，是培养学生团队合作精神的重要环节。各小组及时将第二阶段中各实验研究过程中的心得体会和发现探索的过程通过发言、提问和总结等方式进行交流、研讨，与同学分享成果，从而培养学生数学思维的条理性，鼓励学生把自己的思维过程整理并明确的表示出来，让更多的学生参与思考、钻研和讨论，培养他们对数学实验的认识，培养学生的逻辑思维能力和语言表达能力，使数学实验在学生综合素质提高中真正发挥重要作用。

（四）归纳与猜想

归纳与猜想是数学实验过程中比较重要的环节，它与实验活动和讨论活动密不可分，相互交融。学生通过实验中所观察到的现象进行分析，找到现象中存在的规律，通过合理的猜想，得到学生自己的结论。这一结论是数学实验教学目的是否实现的体现，是数学实验教学成败的关键。

（五）验证与数学化

学生通过观察分析，通过猜想得出结论以后，并不代表着整个实验到此结束，还需要对猜想或者结论进行验证。提出猜想是科学发现的重要步骤，能培养学生的创新意识，开展探究式学习，但数学是一门严谨的学科，不能仅凭猜想就得到结论，还需要经过科学的验证，这也是对实验成功与否最好的理解。只有通过验证猜想，才能让学生在学习过程中明白：只有经过理论证明得到的结论才是可信的，才是正确的。

参考文献：

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