數(shù)學(xué)軟件在高職高等數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用淺析

李艷峰

（三門峽職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 三門峽 472000）

我國的信息化科技的發(fā)展近幾年來的發(fā)展極為迅速，許多智能設(shè)備對生活、對學(xué)生的學(xué)習(xí)都有著很大的影響。現(xiàn)在的人們無論是學(xué)生還是工作者亦或是普通百姓大部分都是與信息技術(shù)的關(guān)系是“不可分離“的。新興軟件應(yīng)用于課堂教學(xué)是一種新興的教學(xué)模式，主要是通過讓學(xué)生在以電子信息科技為載體、在固定app上學(xué)習(xí)的一種教學(xué)模式。高等職業(yè)學(xué)校的主要教學(xué)目的還是以實踐教學(xué)為主的，所以在進入高等職業(yè)院校后的學(xué)習(xí)時間會越來越少，況且高等數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)難度又很大。所以將數(shù)學(xué)軟件應(yīng)用于高等職業(yè)數(shù)學(xué)教學(xué)中可以方便學(xué)生在課余的時間來學(xué)習(xí)、練習(xí)高等數(shù)學(xué)，在一定程度上提升學(xué)生的高等數(shù)學(xué)知識基礎(chǔ)與學(xué)習(xí)能力。那么我們又該怎樣將數(shù)學(xué)軟件更好的應(yīng)用于高等數(shù)學(xué)教學(xué)呢？以下我們是我們總結(jié)的一些教學(xué)方式。

一、常用數(shù)學(xué)軟件

（一）Mathematica

Mathematica是美國一家公司設(shè)計、研發(fā)的一款非常著名的數(shù)學(xué)軟件，這個軟件采用的計算方式比較先進，順應(yīng)了我國當(dāng)前階段的高等數(shù)學(xué)教學(xué)與學(xué)習(xí)要求。這種數(shù)學(xué)軟件運用到符號運算方式可以解決高等數(shù)學(xué)里許多的難題，比如線性代數(shù)關(guān)系、微積分、數(shù)學(xué)的分支公式等都可以利用這個數(shù)學(xué)軟件進行運算，在高職高等數(shù)學(xué)的教學(xué)應(yīng)用中發(fā)揮著很強的教學(xué)輔助作用。

（二）Maple

這個軟件是加拿大一所大學(xué)與Waterloo Maple Software公司聯(lián)合注冊并且研究發(fā)行的一款軟件，主要是以對線性代數(shù)關(guān)系、微積分等高等數(shù)學(xué)知識的公式運算為主的軟件，也是當(dāng)今被長期廣泛使用的重要數(shù)學(xué)軟件之一。相對于Mathematica數(shù)學(xué)軟件來說，它的使用環(huán)境更加優(yōu)良，但是在運算方式以及運算速度、準確度上可以說是旗鼓相當(dāng)，所以在高等數(shù)學(xué)的教學(xué)中也比較受到老師和學(xué)生的青睞，但是總的來說更多使用這款數(shù)學(xué)軟件的人群主要是科研人員、高校老師等，另外這款軟件的數(shù)據(jù)處理能力也是數(shù)一數(shù)二的，而且Maple涉及的高等數(shù)學(xué)是知識面比較廣，所以在在教學(xué)上的輔助作用也是很大的。

（三）MATLAB

MATLAB軟件更加傾向于一款科技計算軟件，因為這款軟件所涉及的計算領(lǐng)域比較廣闊，更多的是被應(yīng)用到醫(yī)療領(lǐng)域、工業(yè)領(lǐng)域、電子信息、應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)等中去。而且在語言編寫上還有著很大幫助，因為最早這款軟件也是被用于到語言編寫上的，當(dāng)然為了能夠更加適用于高等數(shù)學(xué)教學(xué)中去，增加更多的運算方式以及提升運算能力，優(yōu)化運算速度、準確度等。在學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)時需要有數(shù)學(xué)建模的輔助作用，這款軟件能夠更加容易地實現(xiàn)數(shù)學(xué)建模。

（四）LINDO

LINDO是由美國的一家公司設(shè)計研發(fā)的，同以上軟件一樣有著大相徑庭的作用，但是這款軟件的主要作用還是以求解數(shù)學(xué)規(guī)劃問題為主的。相對于以上介紹的數(shù)學(xué)軟件，這款數(shù)學(xué)計算軟件的計算速度會更快，也會更加準確，在求解數(shù)學(xué)規(guī)劃問題時更加容易，輸入時更加方便。由于它的高性能、快速度、高準確率，使它無論是在教學(xué)領(lǐng)域還是在科研、工業(yè)領(lǐng)域都受到很熱烈的歡迎，也因此在這些領(lǐng)域被廣泛、頻繁的使用。

（五）MathCAD

MathCAD不僅是一款軟件，準確的說是一種系統(tǒng)——交互式數(shù)值系統(tǒng)。在開發(fā)公司MathSoft開發(fā)時的開發(fā)思想比較新奇、特殊，他們的開發(fā)目的是以更加專業(yè)、更加全面的功能集成為一個整體與該軟件中。由于開發(fā)公司不過分看重精確度、速度等所以相對來說，用這個軟件計算出的高等數(shù)學(xué)題目的答案相對來說是比較簡便的，在運算時的輸入也是非常簡便的。這款軟件還有獨特的自帶插件，更加容易地找出運算符號，應(yīng)用在高職學(xué)校高等數(shù)學(xué)的教學(xué)中能夠更加的節(jié)省時間，新穎獨特還體現(xiàn)在可以形成表格圖形，通過用圖形結(jié)果進行分析，無論是對老師的教學(xué)還是學(xué)生的學(xué)習(xí)都有著很強的作用，在此基礎(chǔ)上增加對問題的理解程度。

二、數(shù)學(xué)軟件的有效應(yīng)用

（一）教學(xué)演示實驗

教學(xué)演示實驗是通過使用多媒體技術(shù)來實現(xiàn)的，教學(xué)人員使用多媒體對數(shù)學(xué)問題的示范實驗為學(xué)生解決在學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)時遇到的數(shù)學(xué)難題、運算難題等。之所以使用多媒體使用數(shù)學(xué)軟件進行高等數(shù)學(xué)的教學(xué)，第一是讓學(xué)生熟悉數(shù)學(xué)軟件的操作方法，第二是因為在我們高等數(shù)學(xué)教學(xué)中，隨著時間的推移，許多教育工作者對高數(shù)計算方式及過程的推理過程并不是特別看重了，用數(shù)學(xué)軟件在多媒體上演示給學(xué)生，在學(xué)生熟悉數(shù)學(xué)軟件該如何應(yīng)用的同時，幫助學(xué)生理解解題步驟，同時在解答過后的驗算上也有著一定的檢測作用，也會讓結(jié)論得到更充分的補充。

（二）數(shù)學(xué)建模實驗

數(shù)學(xué)模型是數(shù)學(xué)公式、圖表對客觀現(xiàn)象進行符號運算的一種比較抽象的建模實驗。在教學(xué)上有著許多成功的案例，并且也有經(jīng)過研究分析得出使用數(shù)學(xué)建模對學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用能力培養(yǎng)有著很大的成效，是最佳的一種培養(yǎng)數(shù)學(xué)應(yīng)用能力的教學(xué)方式。在現(xiàn)在許多的數(shù)學(xué)軟件的應(yīng)用中大多都有著對數(shù)學(xué)建模有著很大幫助的成分，因此使用數(shù)學(xué)軟件可以為高等數(shù)學(xué)建模過程中提供計算和模擬的能力，讓數(shù)學(xué)建模在有數(shù)學(xué)軟件的應(yīng)用下變得更加容易，也讓學(xué)生在學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)時能夠更加迅速的理解學(xué)習(xí)內(nèi)容。

（三）數(shù)值計算實驗

在進行高等數(shù)學(xué)教學(xué)時，無論是對老師的教學(xué)還是學(xué)生的學(xué)習(xí)來說，數(shù)值計算都是比較“艱難”的一部分，因為在數(shù)值計算時會有比較麻煩的運算過程及運算方式，數(shù)學(xué)軟件的有效應(yīng)用可以幫助數(shù)值計算的快速完成。MATLAB軟件就很擅長于數(shù)值計算方面，因此在這方面的能力相對來說比較優(yōu)良。但是在方便、快捷、準確的同時也有著一定的限定性，比如在使用這款數(shù)學(xué)軟件時就需要使用者有著一定的程序設(shè)計基礎(chǔ)，不然不僅使用不好，還會讓自己的數(shù)值計算解答過程變得“雪上加霜”。

（四）應(yīng)用于高等數(shù)學(xué)的極限中

我們可以說在高等數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)中極限部分是一個重要的且難理解的概念，而且在高等數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)和研究中又是不得不理解的一個部分，所以對于對高等數(shù)學(xué)的研究可以說這是一個基本工具和知識點。學(xué)生必須理解和學(xué)習(xí)極限，熟悉極限操作中的數(shù)值計算，在此過程中就可以使用各類數(shù)學(xué)軟件作為教學(xué)學(xué)習(xí)輔助工具。這些軟件還允許使用軟件的繪圖功能來改進學(xué)生對高數(shù)學(xué)習(xí)的看法，增加對高數(shù)的學(xué)習(xí)興趣。在進行極限數(shù)值計算時，可以使用矩陣算法并利用Maple軟件的繪畫功能使學(xué)生更好地理解極限。

三、結(jié)束語

可以看出這些數(shù)學(xué)軟件被應(yīng)用在高等職業(yè)學(xué)校的高等數(shù)學(xué)教育中可以在一定程度上大大減少學(xué)生學(xué)習(xí)的困難。未來隨著信息科技以及各類數(shù)學(xué)軟件的出現(xiàn)，隨著軟件的不斷完善和不斷地優(yōu)化，在高等職業(yè)教育下學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)的學(xué)生可以擺脫過時和沉重的數(shù)學(xué)計算方式，注重應(yīng)用和理解數(shù)學(xué)知識，通過數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)來解決更多的實際問題，增強學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用能力，也會更加注重高職學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用能力的培養(yǎng)。