在工程数学教改中加强数学软件培养的探索论文.doc

在工程数学教改中加强数学软件培养的探索论文 【论文关键词】工程数学数学教改数学软件 【论文摘要】针对目前新升本科院校在工程数学教学方面存在的不足所进行的探索即以加强数学软件培养为手段将数学知识、数学应用和计算机软件进行有效的结合培养学生的动手能力达到提高学生素质的目的 一、前言 当今新升本科院校中许多课程根据新形势和新需要推出富有特色的教学改革措施加强培养学生的动手能力并取得了良好效果同时很多数学工作者对作为基础课的数学类课程的教学改革都提出了自己的观点进行了有益的尝试其中针对目前在新升本科院校教育中存在的如何运用数学工具解决实际问题、数学工作者缺乏从实际问题中提练数学模型的能力和学生缺乏运用数学模型处理问题的能力等诸多问题数学教育界提出了将数学知识、数学建模与计算机应用三者有机的结合使学生掌握数值计算方法建立数学模型熟悉常用的数学软件学会使用计算机解决实际问题但这一教改思想处于初级阶段特别是针对新升本科院校的数学教改没有成熟的模式和方法为了解决这些问题我们在进行了大量的调研和考察后决定从各专业的工程数学类课程突破对课程内容和教学方式进行大胆的改革加强对学生使用数学软件的培养并取得了较丰富的经验和良好的教学效果 二、工程数学教学的现状及教改实验 工程数学类课程作为新升本科院校工科各专业的基础课程有它自身的特点它既是高等数学教学的延续同时是工科专业学习的基础具有很强的针对性对它的教学改革也是专业教改的需要但是受传统思想和条件的限制在新升本科院校中工程数学的教学还存在很多问题： 1长期以来在工程数学类教学中大多以教师的课堂教学为主普遍存在着概念、定义、定理、论证推理和例题演算的“满堂灌”讲授现象往往为了保证数学理论系统的完整性和逻辑推理的严密性把教学内容形式化使学生体会不到数学的魅力影响他们对数学的兴趣及研究能力 2工程数学教材内容的叙述结构大多是先建立严格的定义再根据定义导出各个定理、性质之后是解题技巧的训练最后就是内容的实际应用举例虽然这种教材安排从数学理论体系的角度来看较为完善也能使学生的数学基础比较扎实但不能满足新升本科院校学生的教学要求针对如何将数学、计算机以及专业知识融合在一起的教材却很少 3数学教师知识的陈旧老化也是实施教改的一个主要障碍当今多学科相互渗透是科学发展的一大特色但是很多新升本科院校对数学的认识狭隘使得对数学教师科研和知识更新的关注与资金投入较少不能开拓视野的数学教师很难摆脱旧思想、旧方法从而不能保证教改的顺利进行 4由于新升本科院校都进行了专业教改增加了实践教学环节的学时数对基础课程的授课学时进行了较大幅度的削减同时高校扩大招生使得新升本科院校学生的起点降低这些也使得原先的教学方法和现实情况之间的矛盾越来越突出 很多数学工作者对怎样改变以上数学教学中的不足进行了有益的尝试提出了为了提高学生学习数学的兴趣和应用数学的能力将数学、计算机有机地结合起来解决实际问题的观点当今像Matlab、Mathematica、SPSS等数学软件包已经越来越多地受到高等院校的重视甚至专门开设了“数学实验”或“仿真软件”等课程利用数学软件培养学生的数学建模能力提高学生的素质目前在新升本科院校中由于课程设置和教学要求有所不同所以专门开设数学软件课不太可能所以在现有的课程设置上怎样提高学生使用数学软件的能力是我们主要解决的问题 三、教改的具体实施措施 我们在教学实践中确定了以各专业的工程数学类课程为教改对象主要考虑到以下几个方面： （1）由于学生在第一、二学期开设的高等数学是数学课程的基础没有良好的基础就不可能有更好的发展 （2）一年级学生还处于转型期有些学生计算机方面的基础较薄弱直接学习数学软件较为吃力所以不适合在课程中引入数学软件的教学内容 （3）工程数学类的课程内容和专业知识结合较为紧密由于同期也开设有专业课学生可以利用数学软件分析和解决一些专业的问题学习兴趣更强 如何有效地在工程数学课程中引入数学软件我们采取了以下几个方面的措施： 1贝蚱评砺逑担精讲课程内容发挥学生的主观能动性 原先工程数学的教学基本上就是围绕和保证课程的理论体系所以教师在授课时往往要面面俱到让学生较为完整地了解课程的理论体系现在我们在教学中打破了常规比如：在讲授“复变函数”这部分内容时没有按部就班地介绍复变函数的理论体系而是采用比较教学的方法对在复变函数中与实变函数相同的内容由于学习了高等数学课程学生大多都能很快理解而对重点和难点我们也采用了精讲和讨论的方式发挥学生的主观能动性采用了以上的措施后既减轻了教师在课堂上的教学压力也使学生对课程的重要部分能够较好地掌握 2弊叵冉的教学方法和教学手段 随着计算机的普及和应用在课堂教学中采用先进的教学方法和教学手段已经是大势所趋由于CAI课件采用了多媒体技术通过逼真的、可交互的用户环境在教学中可以集中学生的注意力和激发学生的主动性节省课堂授课时间提高教学效率在吸取了同类CAI软件的优点并结合自身的教学实践我们利用Authorware、Powerpoint开发了高等数学概率与数理统计等教学CAI软件应用于课堂教学中取得了明显的教学效果 3奔忧坑胱迪喙氐氖学软件的教学 由于工科院校的专业设置不同培养规格不同工程数学教学侧重点也相应的有所不同基于这一点考虑我们在不同系科和不同专业的数学软件教学上也有所不同比如：自动化、机械和材料各专业在控制理论、数值分析和曲线拟合方面要求较强所以我们在教学中主要讲授Matlab软件的使用经济和贸易各专业偏重有关经贸内容的统计分析而且SPSS软件包具有易操作性所以我们主要讲授SPSS软件包的使用 4碧岣呓淌体素质保证工程数学教改的顺利实施 建立一支具有高素质的教师队伍是教学和教改工作顺利实施的保证为了实现这个目标我们做了以下几点工作：（1）加强教研室内部讨论学习我们每周的教研室活动都组织教师之间学习交流新知识通过交流教研室内部的学习气氛浓厚教师的自我提高意识增强（2）组织一部分教师参观考察数学教改情况较好的高等院校开阔了眼界统一了教改思想明确了教改方向（3）对一些有能力的年轻教师进行外出培养解决后备人才问题使教改工作具有连续性 四、结束语 培养创新精神树立创新教育的观念把素质教育提高到一个新水平是21世纪高等教育提出的艰巨任务通过教学实践结合工程数学类课程本身引入了数学软件的教学并在教学方式和手段上进行辅助的改革培养和加强了学生利用数学理论、方法和软件