趙禮峰，趙洪牛

(南京郵電大學(xué) 理學(xué)院，南京 210023)

省級數(shù)學(xué)實驗教學(xué)示范中心建設(shè)實踐與思考

趙禮峰，趙洪牛

(南京郵電大學(xué) 理學(xué)院，南京 210023)

基于如何加強(qiáng)實驗教學(xué)示范中心建設(shè)和發(fā)揮其示范輻射作用的問題，介紹了江蘇省省級數(shù)學(xué)實驗教學(xué)示范中心建設(shè)的一些舉措，闡述了構(gòu)建數(shù)學(xué)實驗教學(xué)新體系、建立開放實驗教學(xué)平臺、深化數(shù)學(xué)實驗教學(xué)改革、培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的具體做法。實踐表明，實驗教學(xué)示范中心建設(shè)并不僅僅是硬件條件的提升，更重要的是其內(nèi)涵的提升，使軟件與硬件建設(shè)協(xié)調(diào)發(fā)展，突出強(qiáng)化創(chuàng)新人才培養(yǎng)的特點。同時，還要以有效的運(yùn)行機(jī)制保障其可持續(xù)發(fā)展,不斷提升示范中心的示范輻射功能。

數(shù)學(xué)實驗教學(xué)示范中心；實驗教學(xué)改革；課程建設(shè)；創(chuàng)新人才培養(yǎng)

大學(xué)數(shù)學(xué)教育的重點在于培養(yǎng)大學(xué)生掌握必要的數(shù)學(xué)知識，應(yīng)用數(shù)學(xué)理論與方法解決實際問題的能力[1].數(shù)學(xué)實驗教學(xué)中心是學(xué)生掌握數(shù)學(xué)應(yīng)用能力的主要場所，建立現(xiàn)代化的高效運(yùn)行機(jī)制，搞好實驗室的合理配置、實現(xiàn)資源共享、提高設(shè)備的利用率，構(gòu)建一個全新的實驗教學(xué)體系和開放的實驗體系，保證數(shù)學(xué)實驗教學(xué)有序進(jìn)行，全面提高實驗教學(xué)水平，是建設(shè)數(shù)學(xué)實驗教學(xué)示范中心的重要目標(biāo)。

1 南京郵電大學(xué)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課實驗教學(xué)中心

數(shù)學(xué)實驗帶來了數(shù)學(xué)教學(xué)全新的改革和實驗?zāi)Ｊ?，?shù)學(xué)軟件的普遍使用，機(jī)械化證明的研究和應(yīng)用，使大學(xué)教學(xué)受到前所未有的沖擊。例如，以前線性代數(shù)中特征值與特征向量的求解問題，在教學(xué)中教與學(xué)都是難點，但面對數(shù)學(xué)軟件強(qiáng)大的符號運(yùn)算變得異常簡單。因此，數(shù)學(xué)實驗代表著未來實驗的方向。數(shù)學(xué)實驗的精髓不是軟件的操作，而是創(chuàng)新，是創(chuàng)新性實驗，通過模型的研究和研發(fā)，達(dá)到對程序的升級換代，提升軟件的性能，讓大學(xué)生從事這樣的開放式，凝結(jié)自身智慧的實驗項目是極其有益的。

為適應(yīng)新時期對創(chuàng)新人才培養(yǎng)要求,南京郵電大學(xué)理學(xué)院在早在1996年就成立了數(shù)學(xué)實驗室，隨著教學(xué)改革的不斷深入以及課程需要，將數(shù)學(xué)實驗室提升為數(shù)學(xué)實驗教學(xué)中心。并于1998年開始在全國率先面向全校理工、經(jīng)管類大學(xué)生開設(shè)公共必修課數(shù)學(xué)實驗課程，同時開設(shè)數(shù)學(xué)建模公共選修課，這些課程的開設(shè)對大學(xué)生使用數(shù)學(xué)軟件、分析問題、解決問題的能力大大提高，大學(xué)生科技創(chuàng)新活動開展得有聲有色，數(shù)學(xué)建模成績一直位居江蘇省前列。

隨著改革的不斷深入以及大學(xué)生科技創(chuàng)新的需要，數(shù)學(xué)實驗教學(xué)中心建設(shè)也從硬件和軟件方面提出更高要求。經(jīng)過幾年的建設(shè)與發(fā)展，通過努力探索和實踐，從實驗室硬件建設(shè)、軟環(huán)境建設(shè)，師資隊伍建設(shè)等方面均取得一定的以強(qiáng)化創(chuàng)新人才培養(yǎng)為特色的數(shù)學(xué)實驗教學(xué)示范中心建設(shè)經(jīng)驗，真正起到了示范引領(lǐng)作用。數(shù)學(xué)實驗教學(xué)中心于2009年被評為江蘇省基礎(chǔ)課實驗教學(xué)示范中心建設(shè)點，2010年經(jīng)過專家驗收，被授予江蘇省基礎(chǔ)課實驗教學(xué)示范中心。

實驗教學(xué)示范中心建設(shè)是高等學(xué)校教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程的重要組成部分。建設(shè)高水平的實驗教學(xué)示范中心是教育部本科教學(xué)質(zhì)量工程的標(biāo)志性成果之一，對培養(yǎng)應(yīng)用性人才的工科院校意義更為重大[2]。在高校建設(shè)實驗教學(xué)示范中心，是加強(qiáng)學(xué)生素質(zhì)教育和創(chuàng)新能力培養(yǎng)，提高實驗室資源利用率的有效途徑[3]。南京郵電大學(xué)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課實驗教學(xué)中心于2009年立項建設(shè)、2011年驗收通過，被評為江蘇省基礎(chǔ)實驗教學(xué)示范中心。通過積極探索和實踐，從軟硬件設(shè)施建設(shè)、實驗教師隊伍培養(yǎng)、數(shù)學(xué)實驗內(nèi)容建設(shè)、和實驗室管理等方面進(jìn)行積極探索，為數(shù)學(xué)實驗教學(xué)示范中心建設(shè)奠定了良好基礎(chǔ)。

2 加強(qiáng)數(shù)學(xué)實驗教學(xué)示范中心建設(shè)的實踐舉措

數(shù)學(xué)實驗教學(xué)是數(shù)學(xué)教學(xué)的一個重要組成部分，它可以培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題的能力以及動手能力，尤其是數(shù)學(xué)應(yīng)用能力的培養(yǎng)至關(guān)重要。對于學(xué)生綜合素質(zhì)的提高、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，其作用是不可替代的。

2.1 硬件建設(shè)先進(jìn)，提升中心教學(xué)服務(wù)能力

硬件方面：我們現(xiàn)在擁有儀器設(shè)備總價值400余萬元。一人一組可以滿足250人同時上機(jī)實驗的硬件設(shè)施，數(shù)量充足。且設(shè)備品質(zhì)精良，還同時配備了相應(yīng)的數(shù)學(xué)軟件。已有的計算機(jī)等硬件設(shè)施不僅滿足全校學(xué)生數(shù)學(xué)實驗教學(xué)的正常進(jìn)行，還為開放性數(shù)學(xué)實驗和大學(xué)生科技創(chuàng)新提供優(yōu)良平臺。另外，刀片計算機(jī)等大型計算機(jī)設(shè)備為大學(xué)生科技創(chuàng)新、研究生科研及老師科研提供有力保障。同時，我們購買了Matlab、 SPASS、SAS、lingo等一批高性能正版數(shù)學(xué)軟件，為數(shù)學(xué)實驗提供有力保障，且儀器設(shè)備使用效益高，教學(xué)效果好。

2.2 培養(yǎng)并穩(wěn)定高水平的實教學(xué)隊伍

實驗教學(xué)質(zhì)量除了良好實驗設(shè)備等硬件設(shè)施，最重要的是師資隊伍建設(shè)。我們實行專兼職實驗教學(xué)隊伍建設(shè)的思路，既解決實驗教師隊伍不足，同時也讓其他有能力和對實驗教學(xué)感興趣的教師參與實驗教學(xué)?，F(xiàn)已經(jīng)形成實驗教學(xué)與理論教學(xué)隊伍互通，教學(xué)技術(shù)兼容，核心骨干相對穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)合理的實驗教學(xué)團(tuán)隊。這些教師熱愛實驗教學(xué)， 教育理念先進(jìn)，學(xué)術(shù)水平較高，教學(xué)科研能力強(qiáng)，實踐經(jīng)驗豐富，熟悉實驗技術(shù)，勇于創(chuàng)新的實驗教學(xué)隊伍。目前，數(shù)學(xué)實驗教學(xué)中心現(xiàn)有專任教師和管理人員12名，其中教授1名，副教授5名，兼職教師20名。數(shù)學(xué)實驗教學(xué)中心教師主持國家自然科學(xué)基金項目5項，參與主持并完成教育部重點教改項目用MATLAB和軟件技術(shù)改造工科線性代數(shù)課程項目，主持江蘇省教改項目2項，省部級科研項目5項。實驗教學(xué)隊伍教風(fēng)優(yōu)良，治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，勇于探索和創(chuàng)新。積極參加校內(nèi)外的各種培訓(xùn)，不斷更新教育理念和教學(xué)方法，使數(shù)學(xué)實驗更加有利于大學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

2.3 加強(qiáng)實驗內(nèi)容建設(shè)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力

在數(shù)學(xué)實驗教學(xué)內(nèi)容的改革方面：分為基礎(chǔ)性實驗，應(yīng)用性實驗、綜合設(shè)計型實驗。

1)基礎(chǔ)性實驗

主要是面向全校理工、經(jīng)管等所有大學(xué)生的數(shù)學(xué)實驗B，以及面向?qū)I(yè)學(xué)生的數(shù)學(xué)實驗A和一些專業(yè)課程的數(shù)學(xué)實驗。要求學(xué)生掌握數(shù)學(xué)軟件基本運(yùn)算、利用數(shù)學(xué)軟件繪制二維、三維圖形和程序設(shè)計。學(xué)習(xí)簡單的數(shù)據(jù)處理、科學(xué)計算的理論和方法，掌握一般函數(shù)建立方法，能夠熟練建立和調(diào)用M-文件。能夠熟練使用軟件完成微積分、線性代數(shù)、概率統(tǒng)計中的相關(guān)計算。

2)應(yīng)用性實驗

應(yīng)用性實驗是由教師提供一些經(jīng)過簡化的實際問題，學(xué)生通過建立數(shù)學(xué)模型和求解，進(jìn)行結(jié)果分析，體驗解決實際問題的過程。內(nèi)容素材取自于科研中的基礎(chǔ)問題和信息工程、自動控制、電子科學(xué)、經(jīng)濟(jì)管理、社會生活等多個應(yīng)用等領(lǐng)域的實際問題。選擇實驗內(nèi)容遵循可接受、實用、開放等原則, 同時問題的解決要通過計算機(jī)實現(xiàn), 這樣做收到了良好的教學(xué)效果，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和素質(zhì)。

3)綜合性設(shè)計性實驗

由教師提供有一定實際背景的問題，一般會涉及若干數(shù)學(xué)分支，要求學(xué)生以2-3人為一個小組合作完成，以科研方式進(jìn)行。從查閱文獻(xiàn)，分析研究，建立數(shù)學(xué)模型，模型求解與改進(jìn)，再求解結(jié)果分析、檢驗，最后撰寫論文。此類實驗的目的是鞏固學(xué)生在基礎(chǔ)性應(yīng)用性實驗階段的學(xué)習(xí)成果、開闊學(xué)生的眼界和思路，提高學(xué)生對實驗方法和實驗技術(shù)的綜合運(yùn)用能力。我們通過三種方式實施；一是開放性數(shù)學(xué)實驗項目；二是通過大學(xué)生科技創(chuàng)新STITP項目實施；三是數(shù)學(xué)建模競賽訓(xùn)練。

2.4 完善實驗中心管理的長效機(jī)制

落實并完善實驗中心主任負(fù)責(zé)實驗室管理體制，建立健全了培訓(xùn)與考核制度。嚴(yán)格規(guī)范實驗技術(shù)人員坐班、實驗教學(xué)資源配置優(yōu)化以及實驗室開放等日常管理工作,做到制度健全有章可循,有章必循。中心還和相關(guān)系(教研室) 協(xié)同推進(jìn)實驗教學(xué)改革,分層次實驗項目的設(shè)計和實驗室的建設(shè)與管理。

數(shù)學(xué)實驗教學(xué)中心實行全天候開放，允許學(xué)生在課余和周末利用實驗室的資源進(jìn)行自主學(xué)習(xí)和自由探索。以開放實驗室的形式為學(xué)生提供綜合性、設(shè)計性實驗的機(jī)會，同時也為數(shù)學(xué)建模競賽學(xué)生提供建模訓(xùn)練場所，為有興趣的學(xué)生提供自主創(chuàng)業(yè)和工程項目實踐場所。每年還接受來自周邊十幾所高校大學(xué)生進(jìn)行CAD項目培訓(xùn)，受益學(xué)生已達(dá)幾千人次，取得了良好的社會效益。真正起到示范中心的示范引領(lǐng)作用。

數(shù)學(xué)示范教學(xué)中心的建設(shè)，大大促進(jìn)了我校大學(xué)生科技創(chuàng)新活動的開展，通過老師的辛勤指導(dǎo)，學(xué)生刻苦鉆研，取得了優(yōu)異成績。在2013年全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽中獲得2個全國一等獎、7個全國二等獎，獲美國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽7個一等獎；在2014年江蘇省大學(xué)生科技創(chuàng)新活動中，數(shù)學(xué)實驗教學(xué)中心獲得江蘇省教育廳批準(zhǔn)重點項目2項；在2014年江蘇省高校創(chuàng)青春大學(xué)生創(chuàng)業(yè)大賽中，我校學(xué)生獲得捧得2014年“創(chuàng)青春”江蘇省大學(xué)生創(chuàng)業(yè)大賽優(yōu)勝杯。

3 示范中心建設(shè)的思考

3.1 軟環(huán)境建設(shè)

示范中心建設(shè)要在注重硬件設(shè)施建設(shè)的基礎(chǔ)上要加大軟環(huán)境建設(shè)，要建立有效的示范中心運(yùn)行機(jī)制，才能確保示范中心正常運(yùn)行并充分發(fā)揮其示范效應(yīng)。在示范中心建設(shè)中，要依托學(xué)科建設(shè)和專業(yè)建設(shè)，適時調(diào)整實驗室設(shè)置，健全和完善管理制度確保實驗教學(xué)質(zhì)量不斷提高，促進(jìn)創(chuàng)新人才的培養(yǎng)，要突出信息特色，辦出特點。

3.2 示范中心建設(shè)的重點

要把示范中心建設(shè)的著力點放在大學(xué)生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)上。把示范中心成為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的重要場所。在綜合各個層次實驗內(nèi)容的基礎(chǔ)上，建立相關(guān)內(nèi)容融合、貫通和滲透，形成科學(xué)的相互聯(lián)系的實驗教學(xué)課程新體系，以此促進(jìn)大學(xué)生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和提高。將數(shù)學(xué)示范教學(xué)中心成為大學(xué)生科技創(chuàng)新與制作的實踐基地，為學(xué)生實踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)開辟新的途徑。在學(xué)生創(chuàng)新中要打破學(xué)科專業(yè)界限，相互交融更有利于創(chuàng)新開展，使本科生之間的多學(xué)科融合與交流成為現(xiàn)實

3.3 人才培養(yǎng)

要突出隊伍建設(shè)，造就一批過硬的實驗骨干隊伍。人才培養(yǎng)關(guān)鍵要有一批素質(zhì)高、能力強(qiáng)、樂于奉獻(xiàn)的教師，實驗教師成為的整體素質(zhì)和水平的高低直接關(guān)系到學(xué)校的教育質(zhì)量。因此，必須高度重視實驗教師隊伍建設(shè)，采取切實有效的措施，提高實驗人員的素質(zhì)和水平。實行優(yōu)惠政策，鼓勵教師到實驗教學(xué)崗位工作，應(yīng)把引進(jìn)素質(zhì)高、能力強(qiáng)的并愿意從事實驗教學(xué)的人員作為學(xué)校引進(jìn)人才的一部分；有計劃有步驟地對實驗人員進(jìn)行業(yè)務(wù)培養(yǎng)和技術(shù)培訓(xùn)，使其形成制度；逐步建立實驗室主任聘任制度，增強(qiáng)責(zé)任心，調(diào)動積極性，切實保障實驗教學(xué)隊伍滿足數(shù)學(xué)實驗教學(xué)和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的需要。

3.4 建立科學(xué)實驗評價體系

要建立科學(xué)實驗評價體系，確保實驗教學(xué)示范中心建設(shè)效果。要貫徹創(chuàng)新教育思想，必須有評價創(chuàng)新教育的科學(xué)評價體系，既要評價實驗教學(xué)的過程，又要評價實驗教學(xué)的結(jié)果。

高校實驗教學(xué)示范中心的建設(shè)是一項復(fù)雜、長期的系統(tǒng)工程,必須從學(xué)校的長遠(yuǎn)發(fā)展和人才培養(yǎng)的全局出發(fā)來進(jìn)行規(guī)劃和管理和建設(shè)，充分發(fā)揮實驗教學(xué)示范中心的示范引領(lǐng)作用,教師要銳意進(jìn)取、相互協(xié)作、開拓創(chuàng)新，利用數(shù)學(xué)實驗教學(xué)示范中心的有利條件，培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力，為構(gòu)建和諧的實驗教學(xué)環(huán)境,提高實驗教學(xué)質(zhì)量作出新的更大的貢獻(xiàn)。

4 結(jié)束語

實驗教學(xué)示范中心建設(shè)是一項切實提升辦學(xué)水平的策略，數(shù)學(xué)實驗教學(xué)示范中心建設(shè)為我校人才培養(yǎng)提供了重要平臺，在建設(shè)過程中為大學(xué)生數(shù)學(xué)實驗、數(shù)學(xué)建模和科技創(chuàng)新能力培養(yǎng)發(fā)揮了不可替代的作用，所以要切實抓好示范教學(xué)中心的建設(shè)，為學(xué)校發(fā)展和人才培養(yǎng)做出更多貢獻(xiàn)。但是，隨著大學(xué)生素質(zhì)培養(yǎng)的新要求，還有許多新的規(guī)律需要我們?nèi)ヌ剿骱脱芯?，因此，要科學(xué)管理、完善管理制度和發(fā)揮示范教學(xué)中心的示范作用高校實驗教學(xué)改革提供示范經(jīng)驗，為培養(yǎng)具有更高素質(zhì)和創(chuàng)新能力的優(yōu)秀人才作出更大的貢獻(xiàn)。

[1]趙禮峰.數(shù)學(xué)實驗課程對大學(xué)生素質(zhì)培養(yǎng)的重要作用[J].中國大學(xué)教學(xué)，2011(12):41-43.

[2] 孟慶繁, 逯家輝, 孟威，等. 實驗教學(xué)示范中心管理模式與運(yùn)行機(jī)制的研究與實踐[J]. 2006(9):1-3.

[3] 呂明、黃學(xué)輝、水中和.綜合性、設(shè)計性、探究性實驗與學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[J].中國水運(yùn),2007(11):251-252.

[4]國家教育部.教育部關(guān)于開展高等學(xué)校實驗教學(xué)示范中心建設(shè)和評審工作的通知(教高[2005]8號)[S].北京：國家教育部，2005.

Practice and Thinking of Province-grade Mathematics Experimental Teaching Demonstration Center Construction

ZHAO Lifeng，ZHAO Hongniu

(College of Science, Nanjing University of Posts and Telecommunications, Nanjing 210023，China)

Aiming at the problems how to strengthen the construction of experimental teaching demonstration center and its demonstration radiation effect, this paper introduces some measures of province-grade mathematics experimental teaching demonstration center construction in Jiangsu province. We expounds the specific practice and thinking about the construction on the new system of mathematics experimental teaching, the establishment of open experimental teaching platform, deepening of the reform of mathematics experiment teaching and the cultivation of innovative talents. Practice shows that the construction on experiment teaching demonstration center is not only the improvement of the hardware condition, but also the upgrade of its connotation. It makes the development on software and hardware construction coordinating, highlights and strengthens the features of cultivating the innovative talents, but also ensure the sustainable development to effective operation mechanism, continuous upgrading of the demonstrative radiation function of demonstration center.

mathematics experimental teaching demonstration center； the experimental teaching reform；curriculum construction； innovative talent training

2014-10-14；修改日期: 2014-11-07

南京郵電大學(xué)實驗室工作研究基金資助課題：數(shù)學(xué)實驗教學(xué)省級示范中心建設(shè)研究與實踐(2013XSG08)。

趙禮峰(1959-)，男，碩士，教授，主要從事應(yīng)用數(shù)學(xué)研究、數(shù)學(xué)實驗教學(xué)與管理方面的工作。

G482

A

10.3969/j.issn.1672-4550.2015.03.044