計算機專業高等數學教學改革探討

韓　雪

摘 要：高等數學是高校計算機專業學生必修的一門重要基礎理論課程。文章通過對近幾年國內高校計算機專業高等數學教學改革主體思路的分析與探討，淺析了自己教學改革的一些建議。

關鍵詞：高等數學；教學改革；數學文化

高等數學作為科學技術的基礎和工具學科，對培養知識型人才發揮了重要作用。在計算機及相關專業教學中，高等數學課程已成為重要的理論基礎課之一。學生通過對高等數學課程的學習，不僅可以學到數學概念、公式和結論，還為其它專業課的學習奠定了良好基礎。

通過對近幾年計算機專業高等數學教學改革成果的研究、對比與總結，筆者歸納了幾點目前國內高校計算機專業高等數學教學改革的主要思路與方式。

1 近幾年國內高校計算機及相關專業高等數學教學改革主體思路

1.1 改革高等數學課程內容

目前，計算機專業高等數學課程所使用的教材主要沿用普通高等學校工科所使用的通用教材或自編講義。從總體來看，大部分內容都是經典的，但涉及現代的理論和方法的內容較少，與計算機教學結合的也很少。雖然近幾年教學內容有所更新，課程結構有所改革，但教材大的框架沒有本質上的變化，數學知識已不能滿足計算機專業發展的需要。并且現有教材也不能滿足數學素質教育與創新能力培養的要求。應該編著針對計算機學科發展的具有科學性、實用性、先進性、啟發性的特色教材。

1.2 注重高等數學與中學數學的聯結

中學數學是高等數學的基礎，高等數學是中學數學的繼續與延伸，我們在教學中把二者看成是相輔相成的整體。

一方面強調高等數學對中學數學的指導作用。一些中學數學問題用中學數學的方法和理論不易解決或不能解決，只有用高等數學的思想方法才可完滿解決。如圓錐體的體積公式，在中學數學中就不可能徹底解決，用定積分的知識解決這一問題卻很方便。另一方面，要盡量利用中學數學的思想、方法解決高等數學中的問題，以彰顯中學數學的應用價值。如一些多元函數的極值與最值問題，用拉格朗日乘數法求解很不方便，但用中學數學中的不等式反而可輕松解決。

1.3 使用現代教育技術，采用計算機輔助教學

傳統的數學作為一種形式體系，強調證明、推廣、抽象等一系列推理方式。但隨著計算機的普及，數學的內涵得到了延伸，數學實驗已被人們高度重視并成為數學的重要組成部分，產生了計算機數學，多媒體技術也在數學教學中得到廣泛應用。我們利用多媒體課件優勢，使知識內容生動，清晰，具有強烈的表現力，使數學概念的形成、圖形的生成和發展具有可視性。如今豐富的數學軟件如“MATLAB”、“SPSS”、“Mathematics”等都可以用來為課堂教學服務。如:MATLAB 計算軟件具有強大的圖形輸出功能，其簡單的命令就能夠繪制出在高等數學中許多大家不容易理解的問題的幾何圖形。

1.4 改革高等數學教學方法

傳統的以教師灌輸為主的“填鴨式”教學方法不能適應培養 21 世紀高素質人才的要求。通過對高等數學教學方法的研究與革新，使計算機專業學生通過高等數學的學習，不僅學到知識，能用數學方法來解決本專業的計算問題，而且學到良好的思維方式，形成科學的世界觀。掌握數學中辯證分析和定量分析的方法是高等數學教學方法改革探索中的重要問題。

在實踐中可以采取如下教學方法改革措施：注重轉變大一學生學習方式和學習方法；加強討論課教學；強化練習、培養計算能力；因材施教；開設小型化、模塊化的新課，供全系學生選修。

1.5 增加實踐活動，培養學生應用數學的意識與能力

信息社會要求把培養數學應用意識作為數學教育的重要任務。通過對高等數學的學習，使學生能習慣地用數學對社會生活和經濟生活中的具體問題進行思考，樹立數學應用意識，是高等數學素質教育的一項重要任務。

培養學生應用數學能力，提高數學素質，行之有效的方法之一是數學建模能力的培養。從數學教育發展的趨勢來看，數學建模能力也應是計算機專業學生具備的素質之一，它對于全面提高學生的綜合素質具有重要的作用。要在高等數學教學中適當滲透數學建模思想，使學生的學習進入“理論聯系實踐，實踐又促進理論”的良性循環。在教學中，教師可多舉一些簡單的數學建模的例子，以培養學生應用數學的意識及初步的建模能力。

以上教改思路與措施凝聚了高等數學教改研究人員與一線教師的辛勤與智慧，為我國高校計算機專業高等數學的教學發展拓寬了思路，提供了研究基礎。而我們應該怎樣利用這些已有成果，開展自己的教學改革呢？筆者認為，借鑒學習前人的經驗固然重要，但結合本學校的教學基礎與教學特色，走出自己的教學改革之路才能真正實現最大價值的教改目標。

2 借鑒前人經驗，走自己的教改之路

即虛心學習、研究前人的研究成果，又不盲目追崇，結合本校計算機專業學生的特點與實際，走出一條真正適合自己的、行之有效的高數課程教改之路一直是筆者追求的目標。

2.1 研究教學對象，設計不同的教改方案

“因材施教”這個字眼對于現代教育工作者來說早已不陌生了，在近年的教改措施中也常有人提起。但在“因材施教”對象范圍的分類與劃分過程中往往以不同專業方向為主，忽略了同一專業方向不同教學對象的需求。筆者認為進行教學改革首先要從這里入手，可采取如下措施：

對不同專業方向的學生，針對具體專業方向的特點調整總教學學時、周教學學時、教學學期的分配，進行教學內容的增、刪、改；

對同一專業方向的學生，針對學生需求，將高等數學課程拆分成必修課部分與選修課部分。對于有特殊需求，如欲考研的學生，可以通過高數選修課的設置擴充知識容量。

2.2 使用但不“迷信”現代化教學設備和教學手段

計算機輔助教學以其獨特的優勢已經在各個學科領域得以普遍應用，并且已經成為評價課程建設的重要指標。將先進的、科學的教學設備與教學手段應用于本專業的教學是學科發展的必然趨勢。我們絕不能盲目的追捧，甚至為此拋棄傳統的教學方式。要認真分析課程內容，將計算機輔助教學方式與傳統教學方式進行有機的結合，讓二者互為補充、互相促進。

2.3 與數學系合作，積極開展數學建模等實踐活動

計算機學科的研究型人才應該有著良好的數學意識，能用數學的眼光來看待計算機學科發展中的問題，并自覺運用數學知識和方法來分析解決問題。計算機技術本質上是一種數學技術，只有具備了一種數學意識，才有可能成為真正意義上的研究型人才。

2.4 彰顯數學的文化價值

張奠宙教授指出：“數學文化必須走進課堂，在實際數學教學中使得學生在學習數學的過程中真正受到文化感染，產生文化共鳴，體會數學的文化品位和世俗的人情味。”因此，在數學教學中滲透數學文化的思想已成為一種教育理念。在教學中要注意拓展教材內容的文化內涵；要關注師生情結，展示教師的個性品質；要突出數學藝術的價值，通過數學在音樂、繪畫、文學等藝術領域應用的介紹，提高學生的藝術鑒賞能力，比如，達·芬奇繪畫藝術中的“黃金分割”、中國古代文學作品中的“數字文化”等。

總之，計算機專業的高等數學教學改革是一個長期復雜艱巨的過程，牽涉到各方面的大量工作，有許多需要探討的課題。我們在高等數學教學過程中，應該結合具體教學內容，采用相應的教學手段，使學生能在輕松、愉快的環境下更直接、高效地接受和理解新的知識。

參考文獻

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作者簡介：韓雪，黑龍江省黑河市黑河學院計算機科學與技術系講師，計算機公共課教研室主任。