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工程学习中的数学软件思考
工程学习中的数学软件思考 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. 关键词：工程数学数学教改数学软件 一、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. 二、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贝蚱评砺厶逑担精讲课程内容，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⒅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ㄒ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φ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. 三、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、方法和软件去分析解决问题的能力，是新升本科院校数学教改 的有效途径.
