醫(yī)學(xué)院校中基于計(jì)算機(jī)技術(shù)的高等數(shù)學(xué)課程改革研究

李銳娟　許海丹

摘 要 面對(duì)現(xiàn)代教學(xué)改革的發(fā)展趨勢(shì)，許多高校逐漸把高等數(shù)學(xué)軟件Mathematica5利用計(jì)算機(jī)技術(shù)融入到高等數(shù)學(xué)的課程當(dāng)中，利用這項(xiàng)科技技術(shù)能夠讓高校的學(xué)生把復(fù)雜的公式計(jì)算變得極為簡(jiǎn)單化，這是現(xiàn)代高等數(shù)學(xué)課程改革的一大突破。

關(guān)鍵詞 計(jì)算機(jī)技術(shù) 高等數(shù)學(xué) 改革研究

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2015.08.028

On Advanced Mathematics Reforms Based on

Computer Technology in Medical College

LI Ruijuan， XU Haidan

（Qujing Medical College， Qujing， Yunnan 655001）

Abstract： Facing the trend of modern education reform， many colleges and universities gradually Advanced Mathematics Software Mathematica5 the use of computer technology into the curriculum of advanced mathematics， the use of this technology is technology that allows college students to become extremely complex formula simplified this is a major breakthrough in modern advanced mathematics curriculum reform.

Keywords： computer technology; advanced mathematics; reform research

0 引言

隨著現(xiàn)代高等數(shù)學(xué)課程的不斷改革，高校的數(shù)學(xué)教學(xué)課程已逐漸簡(jiǎn)易化，通過借助計(jì)算機(jī)技術(shù)與數(shù)學(xué)軟件的結(jié)合，大大改善了高等數(shù)學(xué)原有的復(fù)雜性，使高等數(shù)學(xué)的教學(xué)過程變得簡(jiǎn)單，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)課程時(shí)能夠利用計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)解決學(xué)習(xí)遇到的難題。高等數(shù)學(xué)的課程是我校衛(wèi)生信息管理、臨床、藥學(xué)等專業(yè)所需學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)課程，這項(xiàng)課程主要是幫助學(xué)生獲得微積分相關(guān)方面的基礎(chǔ)課程知識(shí)和基礎(chǔ)理論以及高等數(shù)學(xué)的運(yùn)算方式。學(xué)生在學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)時(shí)通過高等數(shù)學(xué)軟件Mathematica5能夠加快學(xué)習(xí)進(jìn)度，并能夠有效快速地掌握高等數(shù)學(xué)的運(yùn)算方式，幫助學(xué)生在將來的學(xué)科中能快速解決高等數(shù)學(xué)的問題，本文將對(duì)基于計(jì)算機(jī)高等數(shù)學(xué)軟件Mathematica5的高等數(shù)學(xué)課程改革進(jìn)行研究。①

1Mathematica5融入高等數(shù)學(xué)的教學(xué)方式

Mathematica5融入高等數(shù)學(xué)教學(xué)主要有兩種教學(xué)模式，分別是分散和集中的教學(xué)模式，分散教學(xué)模式的運(yùn)用形式是把數(shù)學(xué)軟件Mathematica5融入到高等數(shù)學(xué)教學(xué)課程中，但其運(yùn)用方式與普通課堂的解說形式不同，數(shù)學(xué)軟件Mathematica5在運(yùn)用過程中需要借助計(jì)算機(jī)。集中教學(xué)模式主要是安排在學(xué)習(xí)完高等數(shù)學(xué)的課程之后作為學(xué)生學(xué)習(xí)的選修課。學(xué)生在學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)中運(yùn)用到數(shù)學(xué)軟件Mathematica5時(shí)要掌握軟件的學(xué)習(xí)方式，步驟為三步：第一，掌握軟件基礎(chǔ)知識(shí);第二，完全掌握數(shù)學(xué)軟件Mathematica5;第三，能獨(dú)立操作數(shù)學(xué)軟件Mathematica5。學(xué)生在學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)軟件Mathematica5時(shí)教師要合理安排課程時(shí)間，可獨(dú)立安排學(xué)習(xí)Mathematica5的課程，在課程中教師安排的Mathematica5課程學(xué)習(xí)內(nèi)容大致包括：第一步Mathematica5軟件的安裝和運(yùn)行，第二步是向?qū)W生介紹Mathematica5的學(xué)習(xí)方式，第三步是Mathematica5軟件技術(shù)的數(shù)值和運(yùn)算方式，第四步是高等數(shù)學(xué)課程內(nèi)容的解方程式和解方程組的運(yùn)用，第五步是利用Mathematica5軟件來解答函數(shù)極限和導(dǎo)數(shù)的運(yùn)算。教師的教學(xué)內(nèi)容包括：定積分與不定積分的運(yùn)算方式、求出解開方程的方式、二元函數(shù)微積分學(xué)、矩陣與向量的運(yùn)算方式、線性方程組的求解方式等學(xué)習(xí)內(nèi)容，這些高等數(shù)學(xué)課程的內(nèi)容都可利用Mathematica5數(shù)學(xué)軟件來進(jìn)行解答，教師在教學(xué)過程中，可對(duì)學(xué)生進(jìn)行定期測(cè)試，檢測(cè)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，讓學(xué)生在利用Mathematica5學(xué)習(xí)的過程中能熟練掌握該軟件技術(shù)的運(yùn)用。②

2 高等數(shù)學(xué)課程改革應(yīng)利用計(jì)算機(jī)技術(shù)培養(yǎng)學(xué)生的思維能力

愛因斯坦曾經(jīng)說過：“興趣是最好的老師”，興趣是讓學(xué)生堅(jiān)持學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)的良藥。由于數(shù)學(xué)這門課程的獨(dú)特性，數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)方式本身就屬于枯燥、抽象型，這種特質(zhì)容易讓學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的時(shí)候感到乏味和失去興趣，單純的課堂數(shù)學(xué)教學(xué)方式已難以提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，但是，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)能夠很好地解決數(shù)學(xué)教學(xué)過程中遇到的困難。當(dāng)計(jì)算機(jī)技術(shù)走進(jìn)高等數(shù)學(xué)教學(xué)課堂時(shí)，從根本意義上來講直接解決了數(shù)學(xué)的抽象化，計(jì)算機(jī)技術(shù)以彩色的圖案、動(dòng)態(tài)的數(shù)據(jù)直觀地呈現(xiàn)在課堂教學(xué)中，吸引著學(xué)生的注意力和引發(fā)學(xué)生的好奇心，以直觀的形式刺激著學(xué)生的感官，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，改變了傳統(tǒng)高等數(shù)學(xué)教學(xué)的死板、抽象的印象。

高等數(shù)學(xué)內(nèi)容在學(xué)習(xí)過程中需要非常強(qiáng)的邏輯性思維能力和抽象思維能力，要想學(xué)好高等數(shù)學(xué)，不僅要學(xué)好基礎(chǔ)知識(shí)和課程知識(shí)，還要培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力和抽象思維能力。在現(xiàn)代考場(chǎng)中數(shù)學(xué)的運(yùn)算過程逐漸被計(jì)算器所替代，傳統(tǒng)的筆寫形式已逐漸走出考場(chǎng)，這也使得現(xiàn)代高等數(shù)學(xué)的教學(xué)模式已開始越來越注重學(xué)生的思維能力和創(chuàng)新能力。當(dāng)現(xiàn)代高等數(shù)學(xué)教學(xué)過程融入了計(jì)算機(jī)技術(shù)后，并不是降低了傳統(tǒng)的高等數(shù)學(xué)教學(xué)要求，而是讓學(xué)生在學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)的過程中通過提高分析和思考能力以解決具體問題，把高等數(shù)學(xué)中遇到的過程復(fù)雜的問題交給計(jì)算機(jī)完成，以此來加快學(xué)生學(xué)習(xí)的進(jìn)度。在數(shù)學(xué)教材資料中，數(shù)學(xué)的思維和方法是由定理、概念、性質(zhì)、舉例等內(nèi)容形式組成的，但高等數(shù)學(xué)的思想通常是存在于潛形態(tài)中，是在表層次的知識(shí)中融合了高層次的思想。對(duì)此，教師在Mathematica5數(shù)學(xué)軟件教學(xué)過程中不能只關(guān)注表層知識(shí)的教學(xué)，應(yīng)著重把深層知識(shí)的數(shù)學(xué)教學(xué)揭露出來，讓學(xué)生接觸到更深?yuàn)W的高等數(shù)學(xué)。在教師利用計(jì)算機(jī)技術(shù)教學(xué)時(shí)可在不改變數(shù)學(xué)內(nèi)容知識(shí)的情況下改變其數(shù)學(xué)的教學(xué)方式，把數(shù)學(xué)中抽象的圖像變得形象化，把死板的公程式變得立體化，讓學(xué)生通過計(jì)算機(jī)技術(shù)開闊思維，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。③

3基于計(jì)算機(jī)技術(shù)的高等數(shù)學(xué)課程改革應(yīng)注意的問題

3.1 計(jì)算機(jī)技術(shù)教學(xué)把握適用范圍

教師在高等數(shù)學(xué)課程教學(xué)中，應(yīng)注意計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用范圍，因?yàn)椴皇撬械母叩葦?shù)學(xué)計(jì)算問題都需要使用到計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)，教師不能為了教學(xué)方便而把課程計(jì)算方式全部依賴于計(jì)算機(jī)技術(shù)，這樣會(huì)導(dǎo)致學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)生依賴感，導(dǎo)致學(xué)生在數(shù)學(xué)考試過程中出現(xiàn)無法適應(yīng)筆試計(jì)算方式的現(xiàn)象。

3.2 計(jì)算機(jī)技術(shù)教學(xué)不宜過于復(fù)雜化

教師在利用計(jì)算機(jī)軟件教學(xué)時(shí)，應(yīng)注重操作過程的簡(jiǎn)便和清晰，由于計(jì)算機(jī)軟件是一項(xiàng)功能性較全面的技術(shù)，其使用過程千變?nèi)f化，教師在教學(xué)時(shí)要針對(duì)數(shù)學(xué)軟件的性質(zhì)，力求教學(xué)過程簡(jiǎn)單易學(xué)，尤其是在初步使用計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)軟件的階段，教師不可跳躍過大一下就教課程較難的階段，教師應(yīng)關(guān)注到每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和計(jì)算機(jī)技術(shù)的使用狀況，根據(jù)每個(gè)班每個(gè)課程的難度來設(shè)計(jì)教學(xué)進(jìn)程和選擇教學(xué)方式，在使用計(jì)算機(jī)技術(shù)教學(xué)時(shí)要步驟清晰、條理清晰，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)的初步階段能學(xué)好基礎(chǔ)知識(shí)，對(duì)此，教師可在課前設(shè)計(jì)好計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)軟件的使用步驟，避免在教學(xué)操作過程中出現(xiàn)前后顛倒的現(xiàn)象。

3.3 不能完全摒棄傳統(tǒng)式課程教學(xué)

教師在使用計(jì)算機(jī)技術(shù)教學(xué)過程中，不能把傳統(tǒng)的教學(xué)方法完全摒棄，應(yīng)把計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)與課程教學(xué)結(jié)合應(yīng)用。數(shù)學(xué)是一門邏輯思維和概念性強(qiáng)的學(xué)科，在傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)過程中常常注重學(xué)生的邏輯性思維能力和數(shù)學(xué)的概念形式，這是數(shù)學(xué)教學(xué)中的核心，在高等數(shù)學(xué)開始使用計(jì)算機(jī)技術(shù)教學(xué)后，教師應(yīng)合理安排教學(xué)課程，可利用課程連接的方式來學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)，先安排課程知識(shí)的教學(xué)，到第二節(jié)課時(shí)安排計(jì)算機(jī)軟件教學(xué)，把第一節(jié)課中學(xué)到的課程知識(shí)有效應(yīng)用于第二節(jié)課的計(jì)算機(jī)課程中，由于這樣的教學(xué)方式會(huì)給學(xué)生帶來些許壓力，因此，教師在教學(xué)過程中要注意控制好教學(xué)進(jìn)度，不可過快也不可過慢，過快的教學(xué)會(huì)讓學(xué)生無法很好地吸收所學(xué)知識(shí)，過慢會(huì)讓優(yōu)等生感到厭煩，對(duì)此，教師應(yīng)把握好節(jié)奏，做到不僅培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力，也鍛煉了學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力。

3.4 針對(duì)學(xué)習(xí)進(jìn)度慢的學(xué)生找出相應(yīng)對(duì)策

在計(jì)算機(jī)技術(shù)教學(xué)時(shí)，難免會(huì)出現(xiàn)學(xué)習(xí)進(jìn)度較慢的學(xué)生，這和學(xué)生是否有常接觸計(jì)算機(jī)有關(guān)系，計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)軟件作為一個(gè)知識(shí)與實(shí)際操作能力相組合的軟件，其學(xué)習(xí)過程無法像課程教材一樣一目了然，在操作計(jì)算機(jī)技術(shù)軟件時(shí)，是有一個(gè)規(guī)定的步驟來實(shí)現(xiàn)操作過程的，在高等數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程中，教師若發(fā)現(xiàn)有部分學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)度慢的現(xiàn)象，教師可把該技術(shù)軟件和課程知識(shí)拷貝給學(xué)生，讓學(xué)生自行在計(jì)算機(jī)上學(xué)習(xí)和熟悉操作過程，加快學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

4結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在現(xiàn)代高等數(shù)學(xué)教學(xué)中，傳統(tǒng)的教學(xué)方式已無法滿足現(xiàn)代的教學(xué)改革，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)已被廣泛應(yīng)用在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中，計(jì)算機(jī)技術(shù)中的數(shù)學(xué)軟件能夠把高等數(shù)學(xué)中復(fù)雜的方程式變得簡(jiǎn)易化，能夠把枯燥乏味的數(shù)學(xué)課堂變得生動(dòng)形象，讓高等數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程變得富有創(chuàng)意，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)的興趣。

注釋

① 李永芳.高職建筑類專業(yè)高等數(shù)學(xué)教學(xué)改革研究——以云南國(guó)防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院為例[D].濟(jì)南師范大學(xué)，2014（5）：5-12.

② 劉姣.基于高職學(xué)生職業(yè)發(fā)展的數(shù)學(xué)知識(shí)技能與相關(guān)信息技術(shù)研究[D].華東師范大學(xué)，2014（5）：32-45.

③ 洪梅，蔣志強(qiáng).基于計(jì)算機(jī)技術(shù)的高等數(shù)學(xué)課程改革研究[J].常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院，2013.23（2）：229.