淺談CDIO數學實驗課教學設計論文

一、獨立學院數學實驗的現狀及存在的問題

獨立學院學生的知識水平和學習能力參差不齊，尤其數學基礎相對比較薄弱，對數學的學習積極性不高。學習習慣還停留在高中時期，習慣於教師的“滿堂灌”，被動聽課，主觀能動性不強。而數學實驗課相對於其他微積分等數學課程而言，更注重實踐和應用，所以相對來説學生的學習積極性要高些。但是由於數學實驗開設時間較短，因此整個教學的運行還在探究摸索階段。同時，雖然開設了數學實驗，但是跟一般的計算機上機課沒太大區別，沒有達到預期的效果。這三種模式哪種更適合獨立學院的學生，我們不能盲目地生搬硬套，要做到“因材施教”、“因需施教”。所以下面就獨立學院數學實驗教學設計方面展開改革。

二、基於CDIO的數學實驗課的教學設計

數學實驗課是一門實踐性很強的課程，它改變了傳統大學數學的重理論、輕實踐，重知識、輕思維，重結果、輕過程等教學模式，更加註重理論和實踐相結合、動腦和動手相結合、內容和方法相結合、教師講授和學生討論相結合。所以我們從數學實驗的教學角度出發，按思維的層次和實驗的難易程度為劃分標準，將實驗分為基礎驗證實驗、探索應用實驗、綜合設計實驗和項目創新實驗。

（一）獨立學院數學實驗內容的改革

1.基礎驗證實驗。

軟件操作實驗主要要求學生掌握Matlab數學軟件，包括該軟件的基本知識、基本操作、程序設計及簡單編程等。基礎驗證實驗比較簡單，要求每個學生上課的時候獨立完成。一方面讓學生學會利用計算機計算驗證數學知識，加強對所學知識的理解和掌握。另一方面可以培養學生的工程基礎知識。例如我們在講解極限的.時候，先通過Matlab畫出曲線的圖像，然後再用limit函數求出極限，這樣不僅在圖形上可以直觀的看出曲線的變化趨勢，而且計算機也可以很快的計算出結果，學生更容易理解和掌握。

2.項目創新實驗。

為了提高學生綜合運用所學專業知識、分析解決實際問題的能力，藉助CDIO教育理念，教學過程中採用項目驅動的方法，讓學生在“做中學”。根據不同系別、不同專業的學生，分別設置相關專業或實際問題的項目，要求學生以5~8人為團隊在課程結束之前完成一個項目。學生可以自由組隊，根據項目進行集體討論，制訂計劃，設計方案，制定進度表，分工合作，付諸實施；最後，結課之前提交報告或小論文。例如我們會讓學生做調查問卷，調查學院學生網上購物的情況：看一下男生和女生的每月購物金額大概是多少？購物的類型分別是什麼？不同系別購物有沒有區別？經常購物的網站是什麼？談戀愛的和沒談戀愛的購物是否有區別？宅的和不宅的又有什麼區別？等等。那麼，如何做調查問卷？如何根據數據建立模型、分析模型、求解模型？通過模型得出什麼結論？為什麼有這些結論或情況出現？根據結果可提出什麼好的意見或建議？等等問題是我們值得研究的。

（二）獨立學院數學實驗方法的改革

除了上述內容的改革外，教學方法也有必要進行改革。首先採用案例教學法來激發學生的學習熱情，在篩選案例或實驗的過程中依照以下原則：（1）跟蹤國際科技前沿，結合教學內容適當補充與之相聯繫的科技前沿內容，如探月衞星的速度計算實驗和飛機飛行航程實驗；（2）將常規數學方法與現實社會中的實際問題緊密結合，如死亡時間推測模型；（3）跟蹤應用領域的新發展，及時介紹數學及相關知識在現實生活中的最新應用，如還房貸模型；（4）分層次、分專業選取案例，例如針對圖形藝術系我們會介紹分形圖，針對電工系我們會模擬仿真實驗和電路分析中的微分方程求解實驗等。其次，在講授的過程中，始終以學生為主體，教師起輔助和指導作用，運用啟發式教學方法和情景式教學方法引導學生調動主觀能動性和積極性，自己思考、自己分析、自己完成實驗並展示成果。

三、結語

教學改革是一項長期的任務，在數學實驗課程教學中融入CDIO培養了學生的綜合能力，提升了學生的數學素養，也提高了數學的教學質量和效率，同時也為學生今後從事實際工作打下了深厚的數學基礎。