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在工程數學教改中加強數學軟件培養的探索論文
【論文關鍵詞】工程數學 數學教改 數學軟件
【論文摘要】針對目前新升本科院校在工程數學教學方面存在的不足所進行的探索，即以加強數學軟件培養為手段，將數學知識、數學應用和計算機軟件進行有效的結合，培養學生的動手能力，達到提高學生素質的目的。
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改革措施，加強培養學生的動手能力，并取得了良好效果。同時，很多數學工作者對作為基礎課的數學類課程的教學改革，都提出了自己的觀點，進行了有益的嘗試。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工具解決實際問題、數學工作者缺乏從實際問題中提練數學模型的能力和學生缺乏運用數學模型處理問題的能力等諸多問題，數學教育界提出了將數學知識、數學建模與計算機應用三者有機的結合，使學生掌握數值計算方法，建立數學模型，熟悉常用的數學軟件，學會使用計算機解決實際問題。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教改沒有成熟的模式和方法。為了解決這些問題，我們在進行了大量的調研和考察后，決定從各專業的工程數學類課程突破，對課程內容和教學方式進行大膽的改革，加強對學生使用數學軟件的培養，并取得了較豐富的經驗和良好的教學效果。
二、工程數學教學的現狀及教改實驗
工程數學類課程作為新升本科院校工科各專業的基礎課程，有它自身的特點，它既是高等數學教學的延續，同時是工科專業學習的基礎，具有很強的針對性，對它的教學改革也是專業教改的需要。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的教學還存在很多問題：
1。長期以來，在工程數學類教學中，大多以教師的課堂教學為主，普遍存在著概念、定義、定理、論證推理和例題演算的“滿堂灌”講授現象，往往為了保證數學理論系統的完整性和邏輯推理的嚴密性，把教學內容形式化，使學生體會不到數學的魅力，影響他們對數學的興趣及研究能力。
2。工程數學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定理、性質，之后是解題技巧的訓練，最后就是內容的實際應用舉例。雖然這種教材安排從數學理論體系的角度來看較為完善，也能使學生的數學基礎比較扎實，但不能滿足新升本科院校學生的教學要求，針對如何將數學、計算機以及專業知識融合在一起的教材卻很少。
3。數學教師知識的陳舊老化也是實施教改的一個主要障礙。當今，多學科相互滲透是科學發展的一大特色。但是，很多新升本科院校對數學的認識狹隘，使得對數學教師科研和知識更新的關注與資金投入較少，不能開拓視野的數學教師很難擺脫舊思想、舊方法，從而不能保證教改的順利進行。
4。由于新升本科院校都進行了專業教改，增加了實踐教學環節的學時數，對基礎課程的授課學時進行了較大幅度的削減，同時高校擴大招生，使得新升本科院校學生的起點降低，這些也使得原先的教學方法和現實情況之間的矛盾越來越突出。
很多數學工作者對怎樣改變以上數學教學中的不足，進行了有益的嘗試，提出了為了提高學生學習數學的興趣和應用數學的能力，將數學、計算機有機地結合起來解決實際問題的觀點。當今，像Matlab、Mathematica、SPSS等數學軟件包已經越來越多地受到高等院校的重視，甚至專門開設了“數學實驗”或“仿真軟件”等課程，利用數學軟件培養學生的數學建模能力，提高學生的素質。目前在新升本科院校中由于課程設置和教學要求有所不同，所以專門開設數學軟件課不太可能，所以在現有的課程設置上，怎樣提高學生使用數學軟件的能力，是我們主要解決的問題。
三、教改的具體實施措施
我們在教學實踐中，確定了以各專業的工程數學類課程為教改對象，主要考慮到以下幾個方面：
（1）由于學生在第一、二學期開設的《高等數學》是數學課程的基礎，沒有良好的基礎，就不可能有更好的發展。
（2）一年級學生還處于轉型期，有些學生計算機方面的基礎較薄弱，直接學習數學軟件較為吃力，所以不適合在課程中引入數學軟件的教學內容。
（3）工程數學類的課程內容和專業知識結合較為緊密，由于同期也開設有專業課，學生可以利用數學軟件分析和解決一些專業的問題，學習興趣更強。
如何有效地在工程數學課程中引入數學軟件，我們采取了以下幾個方面的措施：
1貝蚱評礪逑擔精講課程內容，發揮學生的主觀能動性。
原先工程數學的教學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，往往要面面俱到，讓學生較為完整地了解課程的理論體系。現在，我們在教學中打破了常規，比如：在講授“復變函數”這部分內容時，沒有按部就班地介紹復變函數的理論體系，而是采用比較教學的方法，對在復變函數中與實變函數相同的內容，由于學習了高等數學課程，學生大多都能很快理解，而對重點和難點我們也采用了精講和討論的方式，發揮學生的主觀能動性。采用了以上的措施后，既減輕了教師在課堂上的教學壓力，也使學生對課程的重要部分能夠較好地掌握。
2弊⒅叵冉的教學方法和教學手段。
隨著計算機的普及和應用，在課堂教學中，采用先進的教學方法和教學手段已經是大勢所趨，由于CAI課件采用了多媒體技術，通過逼真的、可交互的用戶環境，在教學中可以集中學生的注意力和激發學生的主動性，節省課堂授課時間，提高教學效率。在吸取了同類CAI軟件的優點并結合自身的教學實踐，我們利用Authorware、Powerpoint開發了《高等數學》《概率與數理統計》等教學CAI軟件，應用于課堂教學中，取得了明顯的教學效果。
3奔憂坑胱ㄒ迪喙氐氖學軟件的教學。
由于工科院校的專業設置不同，培養規格不同，工程數學教學側重點也相應的有所不同，基于這一點考慮，我們在不同系科和不同專業的數學軟件教學上也有所不同。比如：自動化、機械和材料各專業在控制理論、數值分析和曲線擬合方面要求較強，所以我們在教學中主要講授Matlab軟件的使用。經濟和貿易各專業，偏重有關經貿內容的統計分析，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，保證工程數學教改的順利實施。
建立一支具有高素質的教師隊伍是教學和教改工作順利實施的保證。為了實現這個目標我們做了以下幾點工作：（1）加強教研室內部討論學習。我們每周的教研室活動都組織教師之間學習交流新知識，通過交流，教研室內部的學習氣氛濃厚，教師的自我提高意識增強。（2）組織一部分教師參觀考察數學教改情況較好的高等院校，開闊了眼界，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行外出培養，解決后備人才問題，使教改工作具有連續性。
四、結束語
培養創新精神，樹立創新教育的觀念，把素質教育提高到一個新水平，是21世紀高等教育提出的艱巨任務。通過教學實踐，結合工程數學類課程本身，引入了數學軟件的教學，并在教學方式和手段上進行輔助的改革，培養和加強了學生利用數學理論、方法和軟件去分析解決問題的能力，是新升本科院校數學教改的有效途徑。
【參考文獻】
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［2］黃新民，林桂蓮，等。高等數學課程改革設想［J］。廣西高教研究，1999（1）：23—24。
［3］劉龍，李明，等。利用多媒體輕松實現數學課堂直觀教學［J］。科技創新導報，2011（2）：131。
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