解析大学数学教学的应用数学实验

2022-09-10

1 传统大学数学教育中存在的问题

1.1 理论与专业实际问题结合较差

在数学教学的过程中, 学生对于理论的学习能力较强, 专业知识学习状况较好, 但是在理论的应用过程中仍然面临着很多的问题, 缺乏解决专业实际问题的数学计算实践能力, 出现这种问题的根本原因在于传统教学存在很多问题, 大学数学课本课程内容较多, 教师只重视对数学理论的教学, 忽视了实际操作训练, 各类计算题计算的训练确实强化了学生的计算能力, 但是, 学生不能将理论与专业实际结合起来, 对于理论学习的考核方式例如期末考试等, 与期末考试的考核方式相配套的传统教, 学过程直接影响了学生学以致用能力的形成。其次, 学生缺乏对数学学习的兴趣, 教师在教学过程中对教学理论的研究忽视了对学生学习兴趣的培养, 对于理论知识的用途教师没有进行介绍讲解, 导致学生感到茫然、缺乏学习兴趣, 单纯为应付考试而学习。

1.2 教学模式单一

概念—定义—定理—证明—例题—练习—作业—考试, 这是大学数学教学中比较常见的教学方式, 这种教学模式固化了学生的思维, 学生只能掌握多样化的解题方法手工计算的简单过程, 当学生进行实际问题的解决时不能将已学的理论知识融入其中, 达到学以致用的目的, 当面对较为复杂的数学计算时学生便不能进行精确的运算, 不仅浪费了大量的时间, 还容易导致学生自信心的缺失。

1.3 理论课程较多

在课程的安排布置上, 由于大学课程课时减少, 教学任务较重, 因此在教学过程中教师总是重视对理论知识的讲解而忽视了对学生动手操作能力的培养, 课程学习的机械化导致学生的学习效率不高, 兴趣较低, 学习的积极性较差, 教师在讲授的过程中缺乏与现实生活的联系, 无法实现理论与现实的对接, 导致教学效果较差, 学生感觉学习过程枯燥乏味, 变得学习只为应付考试。

1.4 忽略了学生的主体地位

传统的教学方式忽略了学生的主体地位, 不利于学生自主学习能力和创新能力的培养。学生在学习过程中不能独立思考, 对于知识的分析不到位不透彻, 应用数学知识解决实际问题动手能力差, 缺乏学习兴趣已经成为教学过程中很大的问题。

2 如何开展数学实验课程教学

2.1 数学实验课程的内涵与特点

在数学教学的过程中融入数学实验课程已经成为大学教学改革的重点, 很多高校都在进行不断的尝试与创新。

数学实验课程的开展以计算机系统为依托, 以数学理论为实验原理, 通过计算机辅助教学, 使学生真正成为学习的主体, 实现对教学知识的实践应用, 达到学以致用的目的。在大学数学教学的过程中, 专业类的学生主要是为了实现对理论知识的学习和进一步的研究, 为数学理论的进一步应用与发展做出应有的贡献, 而对于非专业的学习者来说, 数学知识的学习是为了更好地进行其他学科的学习, 应用数学知识解决专业实际问题。数学实验作为一种新的教学模式, 在进行开放式教学的基础上, 运用现代教育的思想, 切实实现学生的主体地位, 以提高学生的实践操作能力与专业素养为根本目的, 实现人才的全方位培养。

数学实验教学将传统教学过程与多媒体教学、上机实践有机结合起来, 实现教与学的一体化发展, 将学生由传统的被动的对数学知识的接受转化为对数学知识的主动学习, 有利于激发学生的学习兴趣, 加强团队协作能力与解决实际问题的应用能力, 使学生形成独立思考, 分析发现问题的良好习惯。

2.2 如何在大学数学教学中融入数学实验

在教学的过程中, 为了取得良好的教学效果, 会加强对计算机等多媒体设备的运用, 引人Matlab和Mathematic等数学软件, 经过专业化的数学软件的训练与学习, 提高学生的计算能力与软件应用能力, 培养学生解决复杂实际问题的计算能力。将理论知识与实践生活相结合, 达到学以致用的目的。根据实际的教学进度, 安排集中安排8学时左右进行数学软件的实验课程, 培养学生上机操作的能力与动手能力。采用探索式数学实验的方式以及综合式数学实验进行数学教学。

例如在线性代数行列式的教学过程中, 以及矩阵运算、解方程组, 高等数学中求极限、积分、幂级数和傅里叶级数的教学学习中, 通过教师对数学实验的演示。以问题为切入点, 引发对专业知识的思考, 激发学生的探索欲望, 教师可以所学的数学知识为基础。对探索性的数学实验进行一系列的讲解, 对已有的定理进行一个直观的介绍, 让学生进行研究推理, 以加强对理论的学习。教师通过探索性数学实验演示, 在进行概率论和数理统计中心极限定理介绍时, 通过演示高尔顿钉板实验, 引导学生对实验现象进行思考, 从理论上解释现象出现的原因, 并得出定理结论。

大学数学教学中融入数学实验教学有利于促进学生对大学数学的学习, 实现理论知识与实际生活的有效结合, 切实将理论知识转化为实践成果, 加强对理论的运用, 巩固学习效果, 实现自身的全面发展。

摘要：大学数学作为一门重要的基础课程, 各大院校都在课程上安排了较多的课时, 以增强学生的基础数学素养, 为其他学科的学习打下坚实的基础。在全方位重视数学教学过程中, 仍然有很多教师认为学生数学素养较低, 无法适应实际教学进度的发展, 主要表现为数学理论和专业计算能力的缺失。为了改善这一现状, 教育学界在大学数学教学中提出了应用数学实验教学方法, 本文主要分析了大学数学教学的应用数学实验的发展状况。

关键词：大学数学,教学,应用数学实验