計算機(jī)及數(shù)學(xué)軟件的應(yīng)用探討
時間:2022-10-28 11:16:59
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摘要:為了進(jìn)一步提高高職數(shù)學(xué)教學(xué)質(zhì)量,就要有效融入計算機(jī)和數(shù)學(xué)軟件,結(jié)合高職數(shù)學(xué)教學(xué)的實(shí)際情況,確保計算機(jī)和數(shù)學(xué)軟件得到有效應(yīng)用。文章主要就高職數(shù)學(xué)教學(xué)中計算機(jī)及數(shù)學(xué)軟件的應(yīng)用進(jìn)行探討,旨在充分利用數(shù)學(xué)軟件的強(qiáng)大功能,提高高職數(shù)學(xué)教學(xué)質(zhì)量。
關(guān)鍵詞:高職數(shù)學(xué)教學(xué);計算機(jī);數(shù)學(xué)軟件
一、引言
隨著社會的不斷發(fā)展,企業(yè)對于人才的要求越來越高,這就對高職院校數(shù)學(xué)教學(xué)提出很高的要求。為提高教學(xué)質(zhì)量,培養(yǎng)出合格的人才,高職院校數(shù)學(xué)教師要善于利用計算機(jī)和數(shù)學(xué)軟件,將復(fù)雜而抽象的數(shù)學(xué)知識轉(zhuǎn)變成直觀形象的內(nèi)容,使學(xué)生能夠感受到學(xué)習(xí)的趣味所在,從而提高學(xué)習(xí)的積極性和主動性。計算機(jī)及數(shù)學(xué)軟件具有強(qiáng)大的圖形處理功能,還可以對課堂進(jìn)行仿真與模擬,利用其強(qiáng)大的計算功能為學(xué)生搭建使用的數(shù)學(xué)教學(xué)平臺,促進(jìn)學(xué)生有效將理論與實(shí)踐有機(jī)結(jié)合。
二、高職數(shù)學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀
高職院校數(shù)學(xué)是一門重要的學(xué)科,這一學(xué)科與許多領(lǐng)域均有默契的關(guān)系,在許多行業(yè)中具有廣泛的應(yīng)用。因此,開展數(shù)學(xué)教學(xué),可以保證學(xué)生能夠靈活運(yùn)用所學(xué)知識解決問題,滿足企業(yè)對于人才的需求。盡管數(shù)學(xué)十分重要,而且應(yīng)用范圍廣泛,但在實(shí)際教學(xué)中還存在一些問題。現(xiàn)階段,許多高職院校的數(shù)學(xué)理論教學(xué)課時正在不斷縮減,盡管數(shù)學(xué)依然是一門主要學(xué)科,但卻很難與其他專業(yè)學(xué)科有機(jī)結(jié)合。在進(jìn)行知識傳授時,教師往往將知識和專業(yè)剝離,單純灌輸枯燥乏味的數(shù)學(xué)知識,長此以往,就會影響學(xué)生實(shí)踐能力的提升。還有一些數(shù)學(xué)教學(xué)教師在傳授知識時,重視求導(dǎo)、求微積分等方面的內(nèi)容,不過其目的卻比較功利,即為考出好成績而傳授,學(xué)生的思維能力沒有得到系統(tǒng)的培養(yǎng),其應(yīng)用數(shù)學(xué)知識解決問題的能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足。在素質(zhì)教育的要求下,各大數(shù)學(xué)教師要高度重視改進(jìn)數(shù)學(xué)教學(xué),為培養(yǎng)優(yōu)秀的人才奠定堅實(shí)的基礎(chǔ)。
三、計算機(jī)及數(shù)學(xué)軟件
為了進(jìn)一步提高數(shù)學(xué)教學(xué)質(zhì)量,需要借助先進(jìn)的技術(shù)和軟件輔助教學(xué)。隨著計算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展,數(shù)學(xué)軟件功能日益完善,類型眾多。數(shù)學(xué)軟件整體可分為兩類,第一類是通用型,第二類是專用型。通用型數(shù)學(xué)軟件主要運(yùn)用于數(shù)值計算及符號計算等計算問題,例如進(jìn)行常規(guī)的微積分運(yùn)算,解方程組及矩陣運(yùn)算等,較為常見的有MATLAB,MathCAD,Mathematic;專用型數(shù)學(xué)軟件主要用于解決數(shù)據(jù)管理和數(shù)據(jù)分析等統(tǒng)計及運(yùn)籌類問題,較為常見的有SPSS,SAS,LINDO等。在進(jìn)行計算機(jī)及數(shù)學(xué)軟件的選擇時,首先要考慮到軟件與教學(xué)之間的關(guān)系。要選擇恰當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)軟件,滿足教學(xué)各項要求,改進(jìn)數(shù)學(xué)教學(xué)方法,為學(xué)生提供更加多元化的數(shù)學(xué)解釋,使學(xué)生學(xué)習(xí)知識時不會感到枯燥乏味,晦澀難懂。要選擇計算能力強(qiáng)大、圖形處理功能優(yōu)秀的軟件,這樣就可以保證教師將知識直觀化,深刻融入數(shù)形結(jié)合的思想,使學(xué)生能夠逐步具備優(yōu)秀的數(shù)學(xué)思想。在選擇數(shù)學(xué)軟件時,要考慮到學(xué)生是否操作方便,這樣就可以方便學(xué)生在課后利用數(shù)學(xué)軟件對知識進(jìn)行查缺補(bǔ)漏,有益于提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。要明確操作步驟,保證操作界面清晰易懂,激發(fā)學(xué)生的操作興趣。為了進(jìn)一步提高學(xué)生的應(yīng)用能力,要保證數(shù)學(xué)軟件具有一定的編程功能,使學(xué)生能夠自主解決問題,提高創(chuàng)新能力以及對知識的應(yīng)用能力。
四、高職數(shù)學(xué)教學(xué)中計算機(jī)及數(shù)學(xué)軟件的應(yīng)用
在計算機(jī)技術(shù)的支持下,許多數(shù)學(xué)軟件主要是以演示工具出現(xiàn),教師利用數(shù)學(xué)軟件可以達(dá)到數(shù)形結(jié)合的目的。通過數(shù)學(xué)軟件演示的知識點(diǎn)可以為學(xué)生展示出各種各樣的形象動畫,使學(xué)生能夠及時理解和掌握知識。這種演示方式可以加深學(xué)生對知識的印象,但還是會存在一定的弊端,比如,學(xué)生雖然會記住知識,但還是不容易深入理解數(shù)學(xué)的內(nèi)涵。這就需要教師為學(xué)生提供充分的思考時間,不能過分依賴計算機(jī)和數(shù)學(xué)軟件。(一)培養(yǎng)學(xué)生主動學(xué)習(xí)精神與思維能力。教師要積極培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考的能力和主動學(xué)習(xí)的態(tài)度,鼓勵學(xué)生大膽猜想,對知識積極探索,拓展思維,在學(xué)習(xí)中找到樂趣,驗證自己的答案。學(xué)生在這一過程中能夠了解知識的內(nèi)涵,培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)的意識,還可以更順利地掌握知識,并學(xué)會利用數(shù)學(xué)知識解決問題。比如,教師在講解數(shù)列極限時,可以先通過定理對于數(shù)列極限進(jìn)行判定,然后再利用數(shù)學(xué)軟件描繪出對應(yīng)函數(shù)的圖像進(jìn)行驗證,使學(xué)生能夠及時掌握知識,還不會輕易對知識遺忘。教師可以組織學(xué)生利用軟件畫出函數(shù)圖像,對極限數(shù)列進(jìn)行驗證。(二)利用圖形處理和仿真模擬功能展示知識。利用計算機(jī)及數(shù)學(xué)軟件可以促進(jìn)學(xué)生能夠真正接受知識,通過自己的方式思考問題,解決問題,驗證結(jié)論,順利完成各種作業(yè)任務(wù)。數(shù)學(xué)軟件有強(qiáng)大的圖形處理能力和仿真模擬功能,教師充分利用這些功能,可以使學(xué)生對概念熟練掌握,具備數(shù)學(xué)思想。比如,講解定積分的定義時可以讓學(xué)生在課后嘗試運(yùn)用數(shù)學(xué)軟件來演示分割、近似求和,取極限;通過動畫來展示定積分是如何通過“以直代曲”來求曲邊梯形的面積,最終讓學(xué)生充分理解“微元求和”的數(shù)學(xué)思想。以動畫演示圖像后,要引導(dǎo)學(xué)生自習(xí)觀察,有效保證學(xué)生與所學(xué)知識順利銜接。(三)利用軟件計算功能提高學(xué)習(xí)效率。要為了進(jìn)一步提高學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用能力,掌握正確的數(shù)學(xué)方法,要避免學(xué)生將許多精力花費(fèi)在繁重的計算之上,可借助計算機(jī)進(jìn)行重復(fù)的預(yù)算,提高學(xué)習(xí)效率。比如,實(shí)對稱矩陣的對角化問題上,學(xué)生通過學(xué)習(xí)了解到實(shí)對稱矩陣可以對角化,但運(yùn)算過程往往是復(fù)雜且易錯,這就可以利用計算機(jī)及數(shù)學(xué)軟件進(jìn)行計算,保證結(jié)果準(zhǔn)確。將數(shù)學(xué)軟件與專業(yè)相結(jié)合,同樣可以解決許多問題,教師要培養(yǎng)學(xué)生利用數(shù)學(xué)軟件的計算功能解決實(shí)際問題的能力。
五、將計算機(jī)及數(shù)學(xué)軟件與數(shù)學(xué)實(shí)驗平臺相結(jié)合
(一)明確數(shù)學(xué)實(shí)驗平臺開設(shè)目的。計算機(jī)及數(shù)學(xué)軟件與數(shù)學(xué)實(shí)驗平臺的搭建密切相關(guān),對于高職數(shù)學(xué)教學(xué)而言,搭建數(shù)學(xué)實(shí)驗平臺很有必要。數(shù)學(xué)實(shí)驗平臺離不開計算機(jī)及數(shù)學(xué)軟件的支持,能夠?qū)?shù)學(xué)知識與實(shí)際生活有機(jī)結(jié)合,保證數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)更有趣味性和實(shí)用性。學(xué)生通過實(shí)驗平臺可以進(jìn)行建模,應(yīng)用軟件完成復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算。由于數(shù)學(xué)軟件具有圖形展示和仿真模擬等功能,學(xué)生可通過軟件和實(shí)驗驗證實(shí)驗結(jié)果,從而加深對數(shù)學(xué)知識的印象,掌握正確的學(xué)習(xí)方法。數(shù)學(xué)實(shí)驗平臺是提高學(xué)生應(yīng)用能力的關(guān)鍵途徑。教師可以精心設(shè)計問題,結(jié)合學(xué)生的專業(yè),使問題更加實(shí)用,激發(fā)學(xué)生的探索興趣。比如,將數(shù)學(xué)知識與管理、金融、物理等領(lǐng)域相結(jié)合,使問題更加與時俱進(jìn),具有代表性??傊?,教師要明確數(shù)學(xué)教學(xué)目的,使學(xué)生能夠做到學(xué)以致用。而這就需要在課堂中體現(xiàn)出數(shù)學(xué)的實(shí)用性,通過數(shù)學(xué)實(shí)驗平臺將這一學(xué)科的實(shí)用價值淋漓盡致地展現(xiàn)。因此,開設(shè)數(shù)學(xué)實(shí)驗平臺很有必要。(二)明確實(shí)驗和軟件與教學(xué)的關(guān)系。在數(shù)學(xué)實(shí)驗平臺上,學(xué)生可以充分利用計算機(jī)及數(shù)學(xué)軟件學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識,因此,數(shù)學(xué)軟件可以作為數(shù)學(xué)實(shí)驗的工具,也是學(xué)生掌握正確學(xué)習(xí)方法的關(guān)鍵。數(shù)學(xué)軟件與數(shù)學(xué)實(shí)驗可實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ),將理論知識與實(shí)踐環(huán)節(jié)有機(jī)結(jié)合,扭轉(zhuǎn)當(dāng)前教學(xué)中理論與實(shí)踐脫節(jié)的現(xiàn)狀。數(shù)學(xué)軟件可以輔助教學(xué),數(shù)學(xué)實(shí)驗平臺也可以輔助實(shí)踐,這二者均不能完全替代教學(xué)?;谟嬎銠C(jī)基礎(chǔ)之上的數(shù)學(xué)軟件擁有多元化的功能,但本身并不能等同于數(shù)學(xué)教學(xué),教師在教學(xué)中要保留原有的教學(xué)精華,不可過分依賴數(shù)學(xué)軟件和數(shù)學(xué)實(shí)驗。開展數(shù)學(xué)實(shí)驗時,要以學(xué)生理解知識為前提條件,使其能夠運(yùn)用知識解決問題。教師要合理設(shè)計實(shí)驗,突出學(xué)習(xí)過程,明確學(xué)習(xí)目的。由于高職數(shù)學(xué)教學(xué)時間有限,在引進(jìn)數(shù)學(xué)實(shí)驗時,教師要合理安排時間,不能將教學(xué)局限于課堂之中。要激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性,就可以提前留出問題,再組織學(xué)生在課堂上進(jìn)行驗證,也可以通過課后獨(dú)立完成實(shí)驗的方式完成對知識的消化與驗證。這種方式不會影響正常的教學(xué)進(jìn)度,還會鍛煉學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力。教師可在教學(xué)平臺上問問題,規(guī)定學(xué)生在課后時間自行完成實(shí)驗,實(shí)驗完畢后要在線上提交結(jié)果,教師再通過平臺對學(xué)生的實(shí)驗進(jìn)行評價。
綜上所述,為了有效提高高職數(shù)學(xué)教學(xué)質(zhì)量,就要充分利用計算機(jī)及數(shù)學(xué)軟件的強(qiáng)大功能,進(jìn)行復(fù)雜和重復(fù)的計算,對知識進(jìn)行仿真和模擬,保證知識更加直觀、生動、形象。教師要關(guān)注數(shù)學(xué)方法的改進(jìn),不能過分依賴數(shù)學(xué)軟件,正確處理數(shù)學(xué)軟件和教學(xué)的關(guān)系,將理論與實(shí)踐有機(jī)結(jié)合。要重視數(shù)學(xué)實(shí)驗平臺的搭建,將其與數(shù)學(xué)軟件功能有機(jī)結(jié)合,實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)教學(xué)改革。教師要積極鉆研數(shù)學(xué)教學(xué)的改進(jìn),以培養(yǎng)人才為前提,精心設(shè)計教學(xué)活動,有效融入數(shù)學(xué)軟件,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動學(xué)習(xí)意識,使學(xué)生具備優(yōu)秀的數(shù)學(xué)思想與學(xué)以致用的能力。
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作者:郝茹 單位:烏蘭察布職業(yè)學(xué)院