高职院校数学实验教学研究

摘要

从上个世纪90年代后期，数学实验教学在我国高校陆续兴起，近年来已经成为大学数学教学倍受关注的热点之一。但是对高职院校来说，由于受到课时数的限制，数学实验教学却没能得到足够的重视。截止到2010年底，根据笔者抽样调查统计结果显示，目前我国高职院校数学实验教学的开设率仅达到30％，其中包括为参加数学建模大赛而举办的赛前数学实验教学辅导班。为将数学实验教学引入高职院校数学教学提供理论依据和方法论基础，本研究采用文献研究法、情境访谈法、问卷调查法、行动研究法等研究范式，以教育学、心理学原理等为依据，试图进行理论上的探讨与实证研究。在研究过程中，笔者自编教师问卷，参考陈忠东“职业学校‘数学实验’教学现状分析与建议”、杨骞“数学教学偶动论”等学术论文中的数学问卷部分编写学生问卷。通过问卷调查了解学生在数学实验教学前和数学实验教学后数学学习兴趣、态度等方面发生的变化。然后对问卷收集到的数据进行统计分析，结合笔者从事的高职院校数学实验教学实践，揭示了高职院校实施数学实验教学的可行性和重要意义，为高职院校顺利开展数学实验教学提供实证依据。
　　本研究主要从以下几个方面展开:第一章在给出问题提出背景之后，概述了高职在校生特点和开展数学实验教学的意义。第二章进行了核心概念界定，笔者认为数学实验是将计算机引入数学教学后产生的新型的数学教学模式。它是指在教师指导下，在学生参与的条件下，以计算机应用数学软件为实验平台，借助计算机的快速运算能力和图形处理功能，模拟再现问题情境，引导学生发现问题，提出猜想，自主探究，合作交流，为研究和解决具体问题所进行的数学实践活动。数学实验教学与我们所熟悉的物理、化学、生物科学实验教学一样，它也是数学教学的一种模式。在数学实验教学中，教师不仅需要讲授相关的数学理论知识，还需要讲授相关的数学软件操作常识，通过指导学生上机操实验，或利用计算机进行数学运算，或验证数学结论，或推导、证明数学命题，引导学生将学过的数学理论知识应用于数学实践的过程。数学实验教学是当代高职院校数学教学不可或缺的数学教学模式，也是高职在校生数学学习的重要方式之一。
　　第三章对数学实验教学进行文献综述，分别概述了目前国内外数学实验教学的研究状况、已经达成的共识，以及我国高职院校数学实验教学存在的不足等，指出高职院校仅有数学理论教学而缺乏数学实验教学的数学教学是不完美的数学教育。
　　第四章“高职院校数学实验教学内容的实施”是本研究的重点，提出了高职院校数学实验教学的指导思想、数学实验教学原则、数学实验教材选定，以及数学实验教学模式，高职院校数学实验教学采用的教学模式是:“提出实验课题——创设问题情境----确定实验方案----提出个人猜想----归纳验证猜想----小组合作与交流----教师总结提高----写出实验报告”，本章的最后给出了在该模式下数学实验教学案例分析。
　　第五章“数学实验教学实施效果调查与分析”，笔者分别阐述了数学实验教学教师问卷和学生问卷调查目的和问卷设计意图。然后利用SPSS13.0 for windows对问卷收集到的数据进行处理，根据统计学原理，对两部分学生问卷的第1～15题进行配对样本t检验，结合Excel的绘图功能，重点对学生问卷的数据统计结果从两个维度进行系统的图文分析。第一个维度是从数学实验教学前和数学实验教学后学生数学习兴趣、态度等方面发生的变化视角进行分析；第二个维度是从不同性别(男、女)生角度分析数学实验教学前和数学实验教学后数学学习兴趣、态度等方面发生的变化，为第六章的研究结论奠定了基础。
　　第六章“高职院校数学实验教学研究结论”，通过对数学实验教学前和数学实验教学后两部分学生问卷的数据统计结果进行分析，得到以下结论:
　　1.数学实验教学有利于提高学生数学学习兴趣；
　　2.数学实验教学有利于激发学生数学学习积极性和主动性；
　　3.数学实验教学有利于学生理解数学知识，增强数学学习自信心；
　　4.数学实验教学有利于学生掌握科学的数学学习方法
　　5.数学实验教学有利于培养学生的数学观察能力；
　　6.数学实验教学有利于培养学生的数学探究能力；
　　7.数学实验教学有利于培养学生的数学创造能力。
　　从不同性别(男、女)生角度对两部分问卷数据统计结果进行分析，发现通过数学实验教学，男生在数学学习兴趣、态度等方面发生显著变化，各项指标都有较大提高，而女生的变化不明显，得到“高职院校数学实验教学受益最大的是男生”的结论。

目录

封面

声明

目录

中文摘要

英文摘要

第一章 问题的提出

一、问题提出的背景

二、高职院校在校生特点

三、高职院校数学实验教学的意义

第二章 核心概念界定

一、数学实验教学

二、数学实验教学模式

第三章 数学实验教学研究文献综述

一、国外数学实验教学研究状况

二、国内数学实验教学研究状况

三、已经达成的共识

四、高职院校数学实验教学存在的不足

第四章 高职数学实验教学内容实施

一、高职院校数学实验教学的指导思想

二、高职院校数学实验的教学原则

三、高职院校数学实验教材选定

四、高职院校数学实验的教学模式

五、高职院校数学实验教学案例分析

第五章 数学实验教学实施效果调查与分析

一、调查目的和问卷设计

二、数据收集与处理

三、调查结果分析

第六章 高职院校数学实验教学研究结论

一、数学实验教学有利于提高学生的数学学习兴趣

二、数学实验教学有利于激发学生数学学习积极性和主动性

三、数学实验教学有利于学生理解数学知识，增强学习自信心

四、数学实验教学有利于学生掌握科学的数学学习方法

五、数学实验教学有利于培养学生的数学观察能力

六、数学实验教学有利于培养学生的数学探究能力

七、数学实验教学有利于培养学生的数学创造能力

结束语

注 释

参考文献

附录

附录Ⅰ：数学实验教学研究教师调查问卷

附录Ⅱ：数学实验教学研究学生调查问卷

附录Ⅲ：攻读学位期间发表的学术论文及科研成果

致谢