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在工程數學(xué)教改中加強數學(xué)軟件培養的探索論文
【論文關(guān)鍵詞】工程數學(xué) 數學(xué)教改 數學(xué)軟件
【論文摘要】針對目前新升本科院校在工程數學(xué)教學(xué)方面存在的不足所進(jìn)行的探索，即以加強數學(xué)軟件培養為手段，將數學(xué)知識、數學(xué)應用和計算機軟件進(jìn)行有效的結合，培養學(xué)生的動(dòng)手能力，達到提高學(xué)生素質(zhì)的目的。
一、前言
當今，新升本科院校中許多課程，根據新形勢和新需要，推出富有特色的教學(xué)改革措施，加強培養學(xué)生的動(dòng)手能力，并取得了良好效果。同時(shí)，很多數學(xué)工作者對作為基礎課的數學(xué)類(lèi)課程的教學(xué)改革，都提出了自己的觀(guān)點(diǎn)，進(jìn)行了有益的嘗試。其中，針對目前在新升本科院校教育中存在的如何運用數學(xué)工具解決實(shí)際問(wèn)題、數學(xué)工作者缺乏從實(shí)際問(wèn)題中提練數學(xué)模型的能力和學(xué)生缺乏運用數學(xué)模型處理問(wèn)題的能力等諸多問(wèn)題，數學(xué)教育界提出了將數學(xué)知識、數學(xué)建模與計算機應用三者有機的結合，使學(xué)生掌握數值計算方法，建立數學(xué)模型，熟悉常用的數學(xué)軟件，學(xué)會(huì )使用計算機解決實(shí)際問(wèn)題。但這一教改思想處于初級階段，特別是針對新升本科院校的數學(xué)教改沒(méi)有成熟的模式和方法。為了解決這些問(wèn)題，我們在進(jìn)行了大量的調研和考察后，決定從各專(zhuān)業(yè)的工程數學(xué)類(lèi)課程突破，對課程內容和教學(xué)方式進(jìn)行大膽的改革，加強對學(xué)生使用數學(xué)軟件的培養，并取得了較豐富的經(jīng)驗和良好的教學(xué)效果。
二、工程數學(xué)教學(xué)的現狀及教改實(shí)驗
工程數學(xué)類(lèi)課程作為新升本科院校工科各專(zhuān)業(yè)的基礎課程，有它自身的特點(diǎn)，它既是高等數學(xué)教學(xué)的延續，同時(shí)是工科專(zhuān)業(yè)學(xué)習的基礎，具有很強的針對性，對它的教學(xué)改革也是專(zhuān)業(yè)教改的需要。但是受傳統思想和條件的限制，在新升本科院校中工程數學(xué)的教學(xué)還存在很多問(wèn)題：
1。長(cháng)期以來(lái)，在工程數學(xué)類(lèi)教學(xué)中，大多以教師的課堂教學(xué)為主，普遍存在著(zhù)概念、定義、定理、論證推理和例題演算的“滿(mǎn)堂灌”講授現象，往往為了保證數學(xué)理論系統的完整性和邏輯推理的嚴密性，把教學(xué)內容形式化，使學(xué)生體會(huì )不到數學(xué)的魅力，影響他們對數學(xué)的興趣及研究能力。
2。工程數學(xué)教材內容的敘述結構大多是先建立嚴格的定義，再根據定義導出各個(gè)定理、性質(zhì)，之后是解題技巧的訓練，最后就是內容的實(shí)際應用舉例。雖然這種教材安排從數學(xué)理論體系的角度來(lái)看較為完善，也能使學(xué)生的數學(xué)基礎比較扎實(shí)，但不能滿(mǎn)足新升本科院校學(xué)生的教學(xué)要求，針對如何將數學(xué)、計算機以及專(zhuān)業(yè)知識融合在一起的教材卻很少。
3。數學(xué)教師知識的陳舊老化也是實(shí)施教改的一個(gè)主要障礙。當今，多學(xué)科相互滲透是科學(xué)發(fā)展的一大特色。但是，很多新升本科院校對數學(xué)的認識狹隘，使得對數學(xué)教師科研和知識更新的關(guān)注與資金投入較少，不能開(kāi)拓視野的數學(xué)教師很難擺脫舊思想、舊方法，從而不能保證教改的順利進(jìn)行。
4。由于新升本科院校都進(jìn)行了專(zhuān)業(yè)教改，增加了實(shí)踐教學(xué)環(huán)節的學(xué)時(shí)數，對基礎課程的授課學(xué)時(shí)進(jìn)行了較大幅度的削減，同時(shí)高校擴大招生，使得新升本科院校學(xué)生的起點(diǎn)降低，這些也使得原先的教學(xué)方法和現實(shí)情況之間的矛盾越來(lái)越突出。
很多數學(xué)工作者對怎樣改變以上數學(xué)教學(xué)中的不足，進(jìn)行了有益的嘗試，提出了為了提高學(xué)生學(xué)習數學(xué)的興趣和應用數學(xué)的能力，將數學(xué)、計算機有機地結合起來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題的觀(guān)點(diǎn)。當今，像Matlab、Mathematica、SPSS等數學(xué)軟件包已經(jīng)越來(lái)越多地受到高等院校的重視，甚至專(zhuān)門(mén)開(kāi)設了“數學(xué)實(shí)驗”或“仿真軟件”等課程，利用數學(xué)軟件培養學(xué)生的數學(xué)建模能力，提高學(xué)生的素質(zhì)。目前在新升本科院校中由于課程設置和教學(xué)要求有所不同，所以專(zhuān)門(mén)開(kāi)設數學(xué)軟件課不太可能，所以在現有的課程設置上，怎樣提高學(xué)生使用數學(xué)軟件的能力，是我們主要解決的問(wèn)題。
三、教改的具體實(shí)施措施
我們在教學(xué)實(shí)踐中，確定了以各專(zhuān)業(yè)的工程數學(xué)類(lèi)課程為教改對象，主要考慮到以下幾個(gè)方面：
�。�1）由于學(xué)生在第一、二學(xué)期開(kāi)設的《高等數學(xué)》是數學(xué)課程的基礎，沒(méi)有良好的基礎，就不可能有更好的發(fā)展。
�。�2）一年級學(xué)生還處于轉型期，有些學(xué)生計算機方面的基礎較薄弱，直接學(xué)習數學(xué)軟件較為吃力，所以不適合在課程中引入數學(xué)軟件的教學(xué)內容。
�。�3）工程數學(xué)類(lèi)的課程內容和專(zhuān)業(yè)知識結合較為緊密，由于同期也開(kāi)設有專(zhuān)業(yè)課，學(xué)生可以利用數學(xué)軟件分析和解決一些專(zhuān)業(yè)的問(wèn)題，學(xué)習興趣更強。
如何有效地在工程數學(xué)課程中引入數學(xué)軟件，我們采取了以下幾個(gè)方面的措施：
1貝蚱評礪逑擔精講課程內容，發(fā)揮學(xué)生的主觀(guān)能動(dòng)性。
原先工程數學(xué)的教學(xué)基本上就是圍繞和保證課程的理論體系，所以教師在授課時(shí)，往往要面面俱到，讓學(xué)生較為完整地了解課程的理論體系�，F在，我們在教學(xué)中打破了常規，比如：在講授“復變函數”這部分內容時(shí)，沒(méi)有按部就班地介紹復變函數的理論體系，而是采用比較教學(xué)的方法，對在復變函數中與實(shí)變函數相同的內容，由于學(xué)習了高等數學(xué)課程，學(xué)生大多都能很快理解，而對重點(diǎn)和難點(diǎn)我們也采用了精講和討論的方式，發(fā)揮學(xué)生的主觀(guān)能動(dòng)性。采用了以上的措施后，既減輕了教師在課堂上的教學(xué)壓力，也使學(xué)生對課程的重要部分能夠較好地掌握。
2弊⒅叵冉的教學(xué)方法和教學(xué)手段。
隨著(zhù)計算機的普及和應用，在課堂教學(xué)中，采用先進(jìn)的教學(xué)方法和教學(xué)手段已經(jīng)是大勢所趨，由于CAI課件采用了多媒體技術(shù)，通過(guò)逼真的、可交互的用戶(hù)環(huán)境，在教學(xué)中可以集中學(xué)生的注意力和激發(fā)學(xué)生的主動(dòng)性，節省課堂授課時(shí)間，提高教學(xué)效率。在吸取了同類(lèi)CAI軟件的優(yōu)點(diǎn)并結合自身的教學(xué)實(shí)踐，我們利用Authorware、Powerpoint開(kāi)發(fā)了《高等數學(xué)》《概率與數理統計》等教學(xué)CAI軟件，應用于課堂教學(xué)中，取得了明顯的教學(xué)效果。
3奔憂(yōu)坑胱ㄒ迪喙氐氖學(xué)軟件的教學(xué)。
由于工科院校的專(zhuān)業(yè)設置不同，培養規格不同，工程數學(xué)教學(xué)側重點(diǎn)也相應的有所不同，基于這一點(diǎn)考慮，我們在不同系科和不同專(zhuān)業(yè)的數學(xué)軟件教學(xué)上也有所不同。比如：自動(dòng)化、機械和材料各專(zhuān)業(yè)在控制理論、數值分析和曲線(xiàn)擬合方面要求較強，所以我們在教學(xué)中主要講授Matlab軟件的使用。經(jīng)濟和貿易各專(zhuān)業(yè)，偏重有關(guān)經(jīng)貿內容的統計分析，而且SPSS軟件包具有易操作性，所以我們主要講授SPSS軟件包的使用。
4碧岣囈淌φ體素質(zhì)，保證工程數學(xué)教改的順利實(shí)施。
建立一支具有高素質(zhì)的教師隊伍是教學(xué)和教改工作順利實(shí)施的保證。為了實(shí)現這個(gè)目標我們做了以下幾點(diǎn)工作：（1）加強教研室內部討論學(xué)習。我們每周的教研室活動(dòng)都組織教師之間學(xué)習交流新知識，通過(guò)交流，教研室內部的學(xué)習氣氛濃厚，教師的自我提高意識增強。（2）組織一部分教師參觀(guān)考察數學(xué)教改情況較好的高等院校，開(kāi)闊了眼界，統一了教改思想，明確了教改方向。（3）對一些有能力的年輕教師進(jìn)行外出培養，解決后備人才問(wèn)題，使教改工作具有連續性。
四、結束語(yǔ)
培養創(chuàng )新精神，樹(shù)立創(chuàng )新教育的觀(guān)念，把素質(zhì)教育提高到一個(gè)新水平，是21世紀高等教育提出的艱巨任務(wù)。通過(guò)教學(xué)實(shí)踐，結合工程數學(xué)類(lèi)課程本身，引入了數學(xué)軟件的教學(xué)，并在教學(xué)方式和手段上進(jìn)行輔助的改革，培養和加強了學(xué)生利用數學(xué)理論、方法和軟件去分析解決問(wèn)題的能力，是新升本科院校數學(xué)教改的有效途徑。
【參考文獻】
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