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教材建设助力课程发展——国内高校数学实验教材建设综述

肖海

2005-08-30 11:20:05 来源：《现代教育报教材周刊》05年7月29日第5版

“数学实验”作为近年来大学数学教学改革中出现的一门新课程，诞生的时间并不长，却引起十分广泛的关注。数学实验课最早出现于美国的一些大学，被称为“数学实验室”，目的是要通过一系列结合使用计算机的实验引导学生进入数学的境界。1995年，我国高等学校工科数学课程教学指导委员会在“关于工科数学系列课程教学改革的建议”中提出，把开设数学实验课作为加强高校工科数学教育的一个重要环节，于是，国内各高校纷纷开始设置“数学实验”课。

教材编写百花齐放

开设数学实验课，开展数学实践性教学，加强数学实践理论与计算机技术的结合，这在国内工科数学教育领域已基本达成共识。教学内容的改革离不开教材的支撑和推动。近年来，在数学实验教材的编写方面，国内许多高校进行了有益的探索，出版了多种“数学实验”教材，如郭锡伯的《高等数学实验课讲义》(1998年)、谢云荪的《数学实验》(1999年)、萧铁树的《数学实验》(1999年)、乐经良的《数学实验》(1999年)、李尚志的《数学实验》(1999年)、李卫国的《高等数学实验课》(2000年)和傅鹏的《数学实验》(2001年)等。而由白峰杉等翻译的《数学实验室》(1998年)则是国内最早引进的国外数学实验教材。

由于数学实验主要是利用计算机技术和数学软件来“研究”数学，因此在教材内容的选取上有很大的自由空间。根据不同高校教学安排的不同，可以把数学实验教材分成两类：一类是紧密结合“高等数学”课程教学的教材，如郭锡伯的《高等数学实验课讲义》、李尚志的《数学实验》和李卫国的《高等数学实验课》等；另一类是在学习了“高等数学”、“线性代数”以及“概率统计”等基础课程后，进行综合性实验所用教材，如乐经良、谢云荪、萧铁树、傅鹏等的《数学实验》以及中译本《数学实验室》。第一类教材偏重于利用计算机“做”数学，并通过数学实验至少掌握一种数学软件的使用方法，主要针对“微积分”课程进行。第二类教材则更偏重于利用计算机“应用”数学，培养学生综合运用所学数学理论进行数学建模，解决一些经过简化的实验问题，要求略低于数学建模竞赛试题的规模和难度。此外，还有一类教材，不仅包含有“微积分”的实验内容，还有针对“线性代数”、“概率统计”课程学习的实验内容，并且在教材中同时介绍了便于概率统计实验的SAS和便于社会统计应用的SPSS，如宋世清编写的《数学实验》(2002年)。

课程建设取得突破

虽然“数学实验”课出现的时间很短，但实验教材的改革却推动了国内“数学实验”课的发展。2000年由上海交通大学国家工科数学教学基地乐经良教授负责的教育部面向21世纪“工科数学系列课程教学内容和课程体系的研究和实践”项目的子课题“数学实验”，通过专家组鉴定，并获得好评。由中国科技大学李尚志教授主持的教改项目“数学实验课程建设项目”，2001年获得国家级教学成果奖二等奖。他们各自编写的《数学实验》教材在2002年分别获得全国高校教材二等奖和教育部优秀教材奖二等奖，主持的“数学实验”课程分别入选2003、2004年国家级精品课程。

数学实验作为数学教学中一个新的内容和环节，其目的是使学生了解并初步尝试通过计算机来解决实际应用数学的问题，提高学生学习数学的兴趣，培养综合应用能力和创新意识。而目前国内对数学实验的理解和实践依然处在起步阶段，这两本获奖教材也仅仅是代表了这门课程教学内容和方法的众多模式中不同的两种。

困惑依然存在

数学实验是计算机技术和数学软件引入教学后出现的新事物，虽然已经出版了一些数学实验教材，但数学实验教材到底应该是什么格式?怎样编写才能真正达到数学实验的目的?类似的探讨始终在进行。许多专家从“数学实验”课程建设的角度出发，对实验教材提出建议：对那些紧密结合课程教学的实验教材，教材内容的选择要更加贴近课程教学要求，适当增加部分综合实验内容，目的是借助实验学数学、表现数学、理解数学；对那些在课程结束后单独开设的实验课程所用教材，要把实验内容与数学建模实践教学紧密联系起来，目的是实践和体会数学的应用以及计算机与数学理论结合的途径。此外，各类实验教材中仍然要编入有关数学软件的使用方法，使学生在编程上尽量少花时间。

从“数学实验”课程的发展来看，数学实验教材建设的繁荣是近4、5年的事情，相信经过努力，“数学实验”从教材建设到教学实践各个环节必将会更加成熟。

来源：《现代教育报教材周刊》2005年7月29日第5版

本版责编：姜舒

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