基于Matlab的高等數(shù)學實驗教學

趙瑋+王輝+秦瓊

【摘要】高等數(shù)學是各大院校的一門公共基礎課，為后續(xù)專業(yè)課程的學習以及解決實際問題提供必不可少的數(shù)學基礎知識以及常用的數(shù)學方法。目前的教學方法主要還是側重概念定義的介紹，定理的證明，計算技巧的訓練，學生缺乏數(shù)學應用性的認識以及科學的計算方法的掌握。隨著計算機技術和數(shù)學軟件的發(fā)展，計算機模擬成為數(shù)學學習與研究的一種重要手段。在教學中加強實踐環(huán)節(jié)，重視數(shù)學建模思想的培養(yǎng)和知識的應用，著力培養(yǎng)學生的邏輯思維能力，科學計算能力和知識應用能力。

【關鍵詞】高等教學 課程發(fā)展

【中圖分類號】O13-4 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2017）41-0122-02

一、高等數(shù)學實驗的地位和作用

由于計算機的廣泛使用， 計算機在數(shù)學教育中的作用發(fā)生了重要變化， 它給學生學習數(shù)學提供了新的前所未有的學習環(huán)境， 使學生可以通過計算機相對獨立地去從事數(shù)學的發(fā)現(xiàn)和學習， 讓學生處在數(shù)學研究的位置上。這樣， 高等數(shù)學學習就從傳統(tǒng)的老師和學生的二元關系變成老師、學生和計算機的三元關系。高等數(shù)學實驗正是在這種情況下， 利用成熟的數(shù)學軟件包技術而提出的一種新的教學模式， 對高等數(shù)學教育尤其重要。對于我院的學生來講，學習數(shù)學的目的關鍵體現(xiàn)在數(shù)學的工具性，對數(shù)學這個工具掌握程度直接影響他們后繼專業(yè)的學習和以后的工作。而任何一門工具性學科， 只有在反復運用的過程中才能駕馭它。因此必須利用數(shù)學實驗這種方式來培養(yǎng)學生學習數(shù)學這門工具的興趣， 提高使用這門工具的意識和能力，克服過去只談計算和推理而忽視形象思維、類比歸納、建模等數(shù)學思想的教學。

二、高等數(shù)學課程融入實驗教學的優(yōu)點

1.促進高等數(shù)學課程教學內(nèi)容和方法的改革

數(shù)學實驗為數(shù)學理論聯(lián)系實際開創(chuàng)了道路， 是培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的一個重要途徑。雖然， 數(shù)學實驗在培養(yǎng)學生的綜合素質(zhì)方面能夠起著很大的作用， 但是決不能放棄數(shù)學理論教學的重要性， 只片面地注重數(shù)學實驗教學， 這會導致學生基礎不扎實， 在以后的學習和工作中成為障礙， 所以必須以數(shù)學理論教學為主， 數(shù)學實驗為輔， 只有將理論和實驗有機地結合起來， 相輔相成， 才能把數(shù)學教好、學好、用好， 達到提高學生綜合素質(zhì)的目的。數(shù)學實驗對高等數(shù)學教學的重要補充， 是數(shù)學教學體系、內(nèi)容和方法改革的一項嘗試。

2.提高學生的學習興趣，培養(yǎng)積極的學習態(tài)度

數(shù)學實驗打破了原來那種只講理論的呆板教學方式， 抓住學生喜歡用計算機和網(wǎng)絡環(huán)境下教學的特點， 讓學生參與到教學活動中來， 發(fā)揮他們的積極性和能動性， 在不斷地提出問題、分析問題、解決問題中培養(yǎng)興趣和信心。高等數(shù)學實驗以其新穎性、應用性、具體性、趣味性、參與性而大大提高學生的學習熱情和主動性， 克服原有的那種單純通過做題來學習數(shù)學定義、定理、公式計算的單調(diào)的算數(shù)學方式， 而是從用數(shù)學的角度來學習數(shù)學知識和方法， 這樣更符合數(shù)學發(fā)展規(guī)律和數(shù)學教學認識規(guī)律， 為更好地學習理論知識打下堅實的基礎。

3.培養(yǎng)學生數(shù)學應用能力和創(chuàng)新能力

數(shù)學實驗不僅是為了培養(yǎng)學生應用數(shù)學的意識和能力，更應該是學生獲取數(shù)學知識和領悟數(shù)學思想的一個重要途徑。通過數(shù)學實驗這種形式能夠在學習理論的同時培養(yǎng)應用意識和能力， 而不是單純地記公式。知識創(chuàng)新是知識經(jīng)濟的基本要求和內(nèi)在動力， 因此創(chuàng)新素質(zhì)便是知識經(jīng)濟時代社會人才素質(zhì)的核心要求。數(shù)學作為一種母科學， 在培養(yǎng)學生創(chuàng)新素質(zhì)中起著關鍵作用。

三、融入實驗教學的學院數(shù)學課程發(fā)展前景展望

傳統(tǒng)的數(shù)學課程圍繞著定義、定理、公式和計算，著重于數(shù)學知識的傳授和推理演算能力的培養(yǎng)，即所謂的“學數(shù)學”和“算數(shù)學”，那么數(shù)學實驗課程就應該與其配合，著重加強“用數(shù)學”的教育，培養(yǎng)學生員定量思維習慣和創(chuàng)造性，使學生具有運用數(shù)學知識解決實際問題的意識和能力。因此數(shù)學實驗課程的教學要求，一是應該強調(diào)運用數(shù)學理論和方法將實際問題轉化為數(shù)學問題的訓練，即數(shù)學建模能力的培養(yǎng)，培養(yǎng)學生定量觀察、綜合歸納、把握現(xiàn)象的能力。二是應該強調(diào)運用理論分析和數(shù)值計算的手段解決實際問題的過程，培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識和科學計算的能力，由于解決問題的過程與計算機技術密不可分，它還可以幫助學生建立模式信息和秩序的意識。數(shù)學實驗課程作為數(shù)學教學的實踐性輔助工具，應該成為我院數(shù)學教學的一個必不可少的環(huán)節(jié)，它與數(shù)學理論課程相輔相成，不可替代。

參考文獻：

[1]張偉峰，劉丹，張昕，李澤華. 基于專業(yè)導向的高等數(shù)學教學改革研究[J].大學教育，2016，01：93-95.

作者簡介：

趙瑋，女，遼寧大連人，漢族，海軍大連艦艇學院，數(shù)學教研室 講師，碩士研究生。endprint