面向21世纪，如何培养适应社会主义市场经济发展所需要的人才，是目前高教改革的主要目标。转变教育观念，进行面向21世纪课程体系的改革已在高教界达成共识，并已在逐步实施，因而与课堂教学相辅相成的实验教学的改革也势在必行。随着科技的发展，实验本身也成为科技进步的一种重要手段。实验技能和实验中所要求的观察、分析和判断能力，以及设计、组织、应用等综合能力，在加强学生素质教育，着重学生能力培养的新形势下，愈来愈显得重要了。
从教育学的观点看，实验教学的目的有三个方面：①增加感性认识，使学生易于接受和理解所学的知识；②理论联系实际，通过实验巩固和加深所学知识；③培养学生的实验技能和观察、分析、判断问题等综合能力。这些也就是教学原则中的直观性原则、巩固性原则和理论联系实际原则的具体体现。但是对于不同对象、不同学习阶段、不同专业和课程，这些目的的侧重点，是应有差别的。
对于大学生，他们感受的东西已较多，知识也较丰富，抽象思维和逻辑推理的能力在中学阶段已受到一定的锻炼与培养。从生理上看，脑的发育逐步成熟，思维能力正处于旺盛时期，对书本上的较多知识和结论，并不需要通过直观的感受即能理解和接受；从巩固性原则看，学生对很多知识的进一步理解和巩固，也不一定再要通过实验来重现书本上的某些结论而获得。因此，在大学阶段，除了少数情况外，过多地进行直观性和巩固性实验已非必要。而从人才培养的要求来看，我们希望大学生，要具备观察问题、分析问题、判断事物的本质与假象、通过现象找出本质等方面的能力，并初步学会运用理论知识去分析和解决问题；初步具有设计实验、组织实验、进行实验的能力。这些能力都是大学生所必需的，也是通过实验教学加以培养的，其中有关实验能力的部分，只有通过亲自动手才能真正学到。
“数学实验”是对学生进行科学实验基础训练的一门独立的必修实验基础课。它是数学教育改革的产物，既提供了一些新的教训内容，又构成了一个新的教学环节。它为学生学习后继课程及相关实验课程打下必要的基础。实验教学的目的：一、使学生掌握数学实验的基本思想和方法，即不能把它看成先验的逻辑体系，而是把它视为一门“实验科学”，从实验问题出发，借助于计算机，通过学生亲自设计和动手，体验解决问题的过程，从实验中去学习、探索和发现实际问题内在的数学规律；二、除了培养传统逻辑推理能力、几何直观能力和运算能力以外，还要培养数学建模能力和科学计算能力。三、培养学生双向“翻译”的能力，运用数学知识分析问题和解决问题的能力，发展观察力、联想力、增强洞察力。“数学实验”通过解决实际问题的初步实践，加深学生对数学重要性的认识，及进一步学习数学的要求。
通过对组织培训学生参加“全国数学建模”竞赛教师的调查，培训教练认为：上过“数学实验”的学生在分析、解决问题的能力上，明显要强于没有参加过“数学实验”课程教育的学生，他们在遇到问题时，能过通过分析“题目”和“条件”较熟练的去解决问题，而不是等待老师去讲解。
实验教学与实际应用相结合。实验教学是培养应用型人才的重要环节，实验教学与实际应用相结合，是提高实验教学效果和培养合格人才的前提。在我系每年组织全院学生参加的“全国大学生数学建模”竞赛，就是把学生学习的课本上的理论知识，通过数学建模的形式，结合实际生活中的问题，把问题模型化然后用数学的方法给出一种较好的解决办法，以供在实际中遇到同类问题是有一个参考。在每年的竞赛中我校学生都能取得很好的成绩，为学校赢得了荣誉。这样，就培养学生实验设计能力、组织实验能力和知识应用能力，，使他们走上工作岗位后能开创新的局面，能自己获得新知识，即“既授之以鱼，又授之以渔”。 因此，理论教学与实验教学，内容的更新和方法的改进，必须同步进行，紧密结合，才能在人才培养中收到良好的效果。
综上所述，综合性、设计性实验教学对培养面向21世纪人才与课程建设具有重要的作用，尤其在强调素质教育的今天，实验教学是转变“高分低能”为“高分高能”的重要环节。因此，我们在确立数学实验教学中心地位的时候，必须“两手抓”，既要重视课程建设，也要加大实验教学的改革力度，着重培养学生解决的问题能力。
