在大学数学课程中开设数学实验必要性
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在大学数学课程中开设数学实验的必要性作者:钱贺斌来源:《中国科教创新导刊》2013年第10期摘要:主要从三个方面阐述了开设数学实验的重要性:一是培养应用创新人才的需要;二是提高教师信息化教学的主要手段;三是数学教学改革与发展的必然趋势。
关键词:大学数学数学实验数学软件中图分类号:G4 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2013)04(a)-0025-02在计算机技术高速发展的今天,MATL AB、Mathmetica、MATHCAD、SSPS等诸多计算软件的出现为科学、工程计算注入活力的同时,也对大中专院校数学科目的教学提出了新的要求[1]。
数学这门课程相对工程技术学科理论性很强,除了让学生从根本上理解基本数学原理外,如何使他们运用这些计算软件做到举一反三,完成好数学实验,进一步加强对所学数学知识的消化与理解是所有数学教育从业者的共识。
大学数学教育不仅只是注重学生计算能力、几何直观能力与逻辑思维能力的培养,还要培养他们对数学的创新能力与应用意识。
数学实验课程的引入为培养这些能力提供了有利条件。
把数学实验融入大学数学课程体系中不仅可以提高学生的学习兴趣与积极性,还可以增强任课教师的现代化教学意识,同时这也是大学数学教学改革的一个必然趋势。
1 开设数学实验是提高学生数学应用能力、培养创新型人才的需要传统的数学教学体系比较侧重基本概念、公式推导、计算方法和定理证明等,强调的是计算,这些虽然在一定程度上可以增强学生的逻辑思维能力、培养他们严谨的学习态度,但一味的给学生灌输数学理论,缺乏基于计算软件的数学实验,势必难以引起学生对学习数学的兴趣。
所以在讲清数学原理的同时,有必要适当增加数学应用环节。
始于1992年的全国大学生数学建模竞赛是加强学生数学应用能力的一种有益尝试,得到了高校学生与教育界的充分肯定。
建模竞赛不同于传统意义上以单纯考察学生数学计算与证明为目的的数学竞赛,而是要求参赛者通过对现实问题深入细微的观察与分析,灵活巧妙地运用各种数学知识从实际课题中抽象、提炼出数学模型,用借助计算机软件计算得到的结果来解释实际问题,并接受实际的检验,这充分体现了数学在实际生活中的应用价值。
大学数学实验的教学探讨摘要本文探讨了开展大学数学实验的必要性和意义,介绍了我校开展大学数学实验的具体做法及教学效果。
关键词数学实验大学数学教学改革一、开展大学数学实验的必要性和意义数学在现代科学技术和社会发展中发挥着越来越大的作用,近年来科技、生产的发展及计算机应用的普及,使得数学与人的各种实践活动更加贴近,形成了一种数学“无处不在,无所不用”的普及化趋势。
数学家徐利治先生指出当今人类社会与时代的三大特征:(1)信息社会(2)数学科学应用的广泛性与深入性(3)国家富强更加取决于数学科学的发展水平。
特别是计算机技术的飞速发展和广泛应用,数学与计算机相结合,更是导致了数学越来越广泛的应用。
在这样的形势下,学校的数学教育需要培养能够应用数学知识解决实际问题的创造性人才。
而我们传统的数学教育主要注重理论知识教育,主要是讲解数学的概念、定理、公式和法则以及解题,学生则只是记忆这些知识和解题,学习过程只是被动地学习数学而很少主动地应用数学,学生主体作用得不到发挥。
传统的数学教育不能适应时代发展的需要,因而需要我们变革传统的数学教学和学习方式,我们的数学教学要联系实际应用,要与计算机结合起来,学生不只靠听课和看书接受数学知识,而且要亲自动手去“学数学”和“用数学”。
数学实验通俗地讲就是对数学进行“折腾”,就是让学生自己动手,借助于计算机,自主探索,综合运用所学的知识解决实际问题。
这样的教学能真正培养学生的思维能力、动手能力、创新能力,充分发挥学生在教学中的主体作用。
因而,数学实验是对传统大学数学教学进行改革的重大举措。
建构主义认为,学习是学习者在原有经验的认知结构的基础上主动建构内部心理表征的过程,即学习过程是通过学生与外部环境相互作用,实现同化和顺应,来逐步建构有关外部世界的内部图式,从而使自身的认识结构得以转换、发展和完善。
再具体地说,建构主义认为学生有不同于成人的数学世界,数学知识不能从一个人身上直接迁移到另一个人身上,一个人的数学知识必须通过个人对经验的操作、交流,以及反省来主动建构,而教师的作用是给学生建立良好的数学环境,教师从知识的传授者转变为知识的“助产士”。
经济类专业如何开设大学数学实验课程的探讨摘要:数学实验作为一门新兴的数学课程,有其本身特有的特色和特点,它形象,生动而且应用性较强,打破了传统的数学教学的抽象,难懂的传统模式。
所以在大学数学教学中,开设数学实验课程是很有必要的。
本文对数学实验课程开设的现状进行了分析,进而对大学数学实验课程应该如何开设,尤其是在经济类专业中如何开设,才能使其更好的为专业课程教学服务进行讨论。
关键词:数学实验大学数学经济类专业近年来随着科学技术的进一步发展以及计算机的普遍应用,以及大学数学教学的需要,在大学数学教学中出现了一门新的课程——数学实验。
目前,数学实验课程已经作为选修课程在大学数学中开设,尤其是经济类专业学生。
笔者对为什么要开设数学实验课程以及如何开设数学实验课程进行了分析,结论如下。
1 开设数学实验课程的必要性1.1 什么是数学实验数学实验课程是使用计算机数学软件等工具,用实验的方法来研究数学的一门课程。
简单讲就是利用计算机和数学软件平台,一方面,对学习知识过程中的某些问题进行实验探究,发现规律;另一方面,结合已掌握的数学知识去探究,解决一些简单的实际问题,从而熟悉p数学科学现在是自然科学、社会科学和行为科学的基础。
当今科学技术的迅速发展,特别是信息时代的到来,要求人们具有更高的数学修养,现代高科技技术越来越表现为一种数学技术。
尤其是对于经济专业学生来说,这个专业的其他专业课程对数学的依赖程度也越来越高,比如《微观经济学》,《计量经济学》等等,都要用到大量的高等数学的知识。
(2)大学数学教学开设的几门课程的抽象性方面。
在大学数学教学中,高等数学几门课是必修课程。
授课内容主要是定义、定理、推论、例题,学生练习基本都是进行思考和书面作业。
在授课上普遍存在教师讲和学生听脱节的问题,学生对知识的理解仅仅停留在老师讲授内容的表层理解上,对知识的理解深度不够,导致的直接结果就是学生感觉老师课堂上讲的内容听懂了,但是在遇到相关问题时却无从下手;学生的课后思考和书面作业从广泛意义也可以看作是一种实践环节,但这是一种基于数学的思维,思考上看不见,摸不着,比较抽象,使不少人对学习数学感到困难,而作业练习的局限性在于无法充分体现其全面性和创新内容。
作者: 吴晓
作者机构: 肇庆学院数学与信息科学学院,广东肇庆526061
出版物刊名: 大学教育
页码: 116-117页
年卷期: 2014年 第5期
主题词: 数学实验;数学软件;实践教学
摘要:数学实验引导学生将实际问题转化为数学模型与实践,再运用现代的计算机技术和数学专业软件来进行数学推演和数值计算,以求出实验结果.做好高校数学实验教学工作应增强师资力量,提升数学实验课程的教学质量;加强数学实验课的教学,改变教学模式,做到理论与实践相结合;在数学实验教学过程中,应注重教师的主导作用;组织与数学实验相关的交流会;开设相关数学实验课程的公选课,建立相关学生协会或社团,让更多学生参与数学实验;提倡分块教学.通过开展数学实验教学,相关教师的应用教学能力得到了充分的锻炼和展示,学生的应用数学能力和综合素质也能得到很大提升.。
大学新生数学实验报告一、实验目的1. 加强大学新生对数学实验的了解;2. 培养大学新生在数学实验中的动手能力;3. 提高大学新生的团队合作能力;4. 掌握数学实验中实际问题的解决方法。
二、实验背景作为大学数学课程的重要组成部分,数学实验能够帮助学生巩固数学知识,培养创新思维和解决实际问题的能力。
本次实验旨在通过团队合作的方式,解决一个具体的数学实际问题。
三、实验内容1. 根据指导教师提供的题目,组成小组进行讨论并制定解决方案;2. 利用数学模型或数学方法进行问题求解;3. 实验成果呈现。
四、实验过程1. 小组组建和问题理解根据老师的要求,我们组成了一个由五名成员组成的小组。
经过讨论,我们决定选择题目“如何在餐厅设置合理的座位布局,使得最多的顾客同时非常方便地进餐”。
2. 讨论和方案制定在问题理解阶段,我们首先对题目进行概念分析,明确餐厅座位布局需要解决的具体问题,并进行了大量的市场调研。
我们通过访问多家餐厅,观察和分析它们的座位布局,并收集了一些顾客的意见和建议。
在讨论阶段,我们根据市场调研的结果,结合我们的数学知识,制定了一个以最大化就座容量和便利性为目标的数学模型。
3. 数学模型的建立和求解我们依次进行了以下步骤:1. 餐厅空间的测量和建模:我们对餐厅进行了详细的测量,并将测量结果用平面图表达出来;2. 客流量和服务时间的统计:我们通过观察和收集数据,统计了到访餐厅的顾客人数和平均用餐时间,得到了客流量和服务时间的参数;3. 座位布局设计:为了最大化座位容量和便利性,我们采用了柔性座位布局方法,不同日期、时间段甚至个别顾客的用餐需求都被充分考虑;4. 模拟实验:根据建立的数学模型,我们进行了多次模拟实验,验证了模型的合理性和可行性;5. 最优方案的确定:通过比较模拟实验结果,我们找到了最佳的座位布局方案。
4. 实验成果呈现在最后阶段,我们撰写了实验报告,并以PPT的形式进行了展示,向老师和同学们展示了我们的实验成果。
大学数学实验思想总结大学数学实验是数学教育领域的一项重要实践活动。
通过实验,学生可以在实际操作中学习数学知识和方法,培养数学思维和创新能力,提高问题解决和推理能力。
本文将从实验目的、实验内容和实验方法三个方面对大学数学实验的思想进行总结。
一、实验目的大学数学实验的目的是培养学生的实验能力和探索精神,培养解决实际问题的数学思维和方法。
具体包括以下几个方面:1. 提高学生的数学实践能力。
通过实验,学生可以通过自己动手的方式,深入了解数学知识和方法,加深对数学概念和定理的理解。
2. 培养学生的创新思维和解决问题的能力。
在实验中,学生需要根据实际情况,提出合理的假设和解决方案,培养其分析问题、解决问题的能力。
3. 培养学生的团队合作和沟通能力。
在实验过程中,学生需要与同学进行合作,共同解决问题,培养学生的团队合作和沟通能力。
二、实验内容大学数学实验的内容主要包括以下方面:1. 基础实验:包括数学模型、数据分析和统计、数值计算等内容。
通过实验,学生可以熟悉不同数学方法和工具的使用。
2. 应用实验:包括实际问题的建模与求解、优化问题等内容。
通过实验,学生可以掌握数学方法在实际问题中的应用。
3. 创新实验:包括自主选题、独立思考和解决问题等内容。
通过实验,学生可以培养创新思维和解决问题的能力。
三、实验方法大学数学实验采用了多种实验方法,包括以下几个方面:1. 教师引导法:在实验过程中,教师通过提供问题和指导方法,引导学生进行实验。
通过教师引导,学生可以更好地理解实验内容和方法。
2. 自主学习法:在实验过程中,学生可以根据自己的兴趣和能力选择实验课题,并自主进行实验。
通过自主学习,学生可以培养自主学习和解决问题的能力。
3. 团队合作法:在实验过程中,学生可以分为小组进行合作,共同解决问题。
通过团队合作,学生可以培养团队合作和沟通能力。
4. 实践探究法:在实验过程中,学生需要参与实际探究活动,通过实践来发现问题和解决问题。
在大学数学课程中开设数学实验的必要性
摘要:主要从三个方面阐述了开设数学实验的重要性:一是培养应用创新人才的需要;二是提高教师信息化教学的主要手段;三是数学教学改革与发展的必然趋势。
关键词:大学数学数学实验数学软件
中图分类号:g4 文献标识码:a 文章编号:1673-9795(2013)04(a)-0025-02
在计算机技术高速发展的今天,matl ab、mathmetica、mathcad、ssps等诸多计算软件的出现为科学、工程计算注入活力的同时,也对大中专院校数学科目的教学提出了新的要求[1]。
数学这门课程相对工程技术学科理论性很强,除了让学生从根本上理解基本数学原理外,如何使他们运用这些计算软件做到举一反三,完成好数学实验,进一步加强对所学数学知识的消化与理解是所有数学教育从业者的共识。
大学数学教育不仅只是注重学生计算能力、几何直观能力与逻辑思维能力的培养,还要培养他们对数学的创新能力与应用意识。
数学实验课程的引入为培养这些能力提供了有利条件。
把数学实验融入大学数学课程体系中不仅可以提高学生的学习兴趣
与积极性,还可以增强任课教师的现代化教学意识,同时这也是大学数学教学改革的一个必然趋势。
1 开设数学实验是提高学生数学应用能力、培养创新型人才的需要
传统的数学教学体系比较侧重基本概念、公式推导、计算方法和
定理证明等,强调的是计算,这些虽然在一定程度上可以增强学生的逻辑思维能力、培养他们严谨的学习态度,但一味的给学生灌输数学理论,缺乏基于计算软件的数学实验,势必难以引起学生对学习数学的兴趣。
所以在讲清数学原理的同时,有必要适当增加数学应用环节。
始于1992年的全国大学生数学建模竞赛是加强学生数学应用能力的一种有益尝试,得到了高校学生与教育界的充分肯定。
建模竞赛不同于传统意义上以单纯考察学生数学计算与证明为目的的数学竞赛,而是要求参赛者通过对现实问题深入细微的观察与分析,灵活巧妙地运用各种数学知识从实际课题中抽象、提炼出数学模型,用借助计算机软件计算得到的结果来解释实际问题,并接受实际的检验,这充分体现了数学在实际生活中的应用价值。
为进一步提高学生对数学的应用意识并培养他们用所学的数学知识
和计算机技术去认识问题和解决实际问题的能力,数学实验的开设可以说是又一次大胆试验。
数学实验强调以学生为主体,在教师指导下将所学数学知识运用到实际问题中,目的是让学生学会借助数学软件解决数学基础课的数学实验问题,使学生在做数学实验中能对所学数学基础课的概念、定义和内容有更直观、深入的理解和体验。
计算机技术的高速发展为这种试验提供了良好条件。
借助计算机强大的计算功能、图像显示功能并伴随着各种数学软件的不断升级,使得学生不但可以根据需要选择合适的软件,而且还可以在分析结果时对屏幕上的信息通过几何的、数值的观察、类比与联想,发现规律,提出解决问题的方法。
基于计算机技术提供的有利条件,
学生亲自动手、动脑,有效提高了他们的数学应用能力[2]。
一直以来,数学给人的印象是枯燥乏味的,多数人认为数学就是“死记硬背+考试”,这种意识势必会影响学生的学习积极性。
把数学实验植入大学数学课程体系后,学生不单是的被动的听众,更要亲自动手设计操作,对课本结论的好奇不同程度地调动了他们参与实验的兴趣,从而体现了学生的主体学习意识,而不是传统的填鸭式学习。
某些开放性实验题目的设计激发了学生解决实际问题的欲望,有利于让学生对自己的知识进行重新整合,在查阅相关资料的同时又对其作出了延伸与拓展,在实验过程中,学生自觉、主动探索新的解决问题的方法,教师只起指导作用,这有助于提高学生实践应用与独立思考能力,培养他们的创新意识。
2 开设数学实验是提高教师信息化教学的有效手段
在数学实验中,由于计算机的引入和数学软件包的应用,使学生摆脱了繁重的乏味的数学演算和数值计算,为数学的思想与方法注入了更多、更广泛的内容,促进了数学同其他学科之间的结合,从而使学生有时间去做更多的创造性工作[3]。
正是因为数学实验与计算机的结合,对教师提出了更高的要求,为了满足学生基于数学实验软件学习的需要,教师首先应在信息化教学方面提高自己的业务能力。
数学实验是结合相关软件来完成的,教师课前不但要熟悉诸如matlab、mathm- etica、mathcad、ssps、sas、maple等一些常见的软件环境,而且还要掌握java和c语言等程序语言工具的使用,
并能用latex、amstex、cct、cjk等系统对数学符号和公式进行排版。
由此可见,教师良好的软件应用水平是教好数学实验课程的前提与基础。
现在有条件的高校大多都借助计算机技术在数学教学中推行了
多媒体辅助教学,数学实验的开设进一步推动了数学信息化教学。
交互式电子课件数形结合,集演示与实验与一体,把一些难以板书或口述的复杂图形经计算机仿真技术处理后,直观形象,生动有趣,使学生更易理解,这极大丰富了数学教学的表现形式与手法。
信息化教学使得枯燥的问题趣味化,复杂的问题简单化,抽象的问题具体化,有效弥补了传统教学手法的不足,两种手段相互渗透,相互促进,共同提高了教学质量。
3 开设数学实验是数学教学改革与发展的必然趋势
数学实验是一门新的改革课程,是数学教学体系、内容与方法改革的一项尝试。
它是随着计算机技术与数学软件的发展而被广大数学教育工作者逐步提起的新事物。
在大学中开设数学实验课为学生创新能力、实际操作能力的提高提供了良好条件,求解线性方程组、数值微分与积分、求解常微分方程等典型的数学问题,借助计算机便可轻易完成,使学生摆脱了繁杂的数学计算,进而有更多的时间与精力去做其它一些创造性的工作,数学实验无疑有效地推动了传统的数学教学并促进了大学数学的改革与发展。
大学数学教育中数学实验课的开设同时也是教育部“高等教育面向21世纪教学内容和课程体系改革计划”课题组的主要研究成果,他们建议把数学实
验课作为高校非数学类专业的数学基础课之一。
国内有些高校由此尝试开设数学实验并将其作为必修课,都取得了很好的效果。
一年一度的数学建模竞赛也对学生的计算机和数学软件水平提出了更
高的要求,促成了高校对传统数学教学进行改革的思考。
现代计算机技术及大量专业数学软件的出现极大推动了数学在
应用领域的发展。
数学一改原来给人们的“一张纸+一支笔”繁琐计算的刻板印象,现在在处理现实问题时,人们只需根据实际问题抽象出一个合理的数学模型,提出如何求解它的方法,而对问题的求解这个复杂的计算过程则可以交给计算机来完成。
4 结语
开设数学实验符合现代教育规律,也适应社会发展的需要。
在当今的大学数学课程体系中融入数学实验是高等数学教育未来的发
展方向。
在计算机技术飞速发展的时代,秉承培养应用创新型人才的理念,扎实推进教学改革是每个数学教育工作者的责任。
参考文献
[1] 朱捷.数学实验[m].哈尔滨:黑龙江科学技术出版社,2005,6.
[2] 萧树铁,姜启源.数学实验[m].北京:高等教育出版社,1999.
[3] 李尚志.数学实验[m].北京:高等教育出版社,2003.。