淺談高等數學在理工科基礎教育中的重要性

宋麗娟

【摘 要】在當前高等教育中，高等數學是培養人才的重要學科。尤其是對理工類的學生而言，高等數學的學習為日后的進一步深造和工作質量的提升奠定了數學基礎。同時，當前很多高校在培養專業化人才方面進行了不懈的探索和研究，實施理工科基礎教育是培養理工科人才的重要舉措，對高等教學改革具有積極的推動作用。因此，想要更好地開展理工科基礎教育就一定要重視對高等數學的教學工作。

【關鍵詞】理工科基礎教育;高等數學

【中圖分類號】G642? 【文獻標識碼】A? 【文章編號】1671-8437（2019）34-0007-02

1? ?高等數學的研究范圍與應用

高等數學是當前高校培養人才的重要科目，這門課程的研究內容較為廣泛。它不僅包含函數、極限的思想知識，而且還有微分、積分知識，甚至還包括空間向量、矩陣等知識體系，高校大學生在學完這些知識以后就會在自己的腦海中形成一種系統的理論思想體系[1]。這對理工科學生的基礎教育有著舉足輕重的作用。理工科學生在畢業以后可以將高等數學的知識運用到航天科技、機械制造、建筑設計、計算機、通信工程、過程裝備控制、電氣自動化、電子信息工程以及物流工程等多個領域。如在計算機領域運用高等數學知識可以加快計算機的運行速度，不斷推動計算機技術的發展;在航天領域應用高等數學可以對航天器的各個參數和活動軌跡進行科學計算，為人們的生活提供更加多樣化的服務;在機械制造領域更是離不開高等數學的支撐，設計師在設計機械結構時不僅需要對機械的各種尺寸進行精確把控，而且還要對機械的材料性能、力學性質進行科學的計算。這些都離不開高等數學知識的支持，因此高等數學在工業生產和生活中具有廣泛的應用前景。

2? ?高等數學在理工科專業的重要性

2.1? 高等數學是學習其他理工科專業的基礎學科

當今高等教育中，高等數學是一門普遍性學科，每一位理工科專業的學生都要系統的學習高等數學，因此，這門課程被廣大高等院校作為基礎性學科進行教學。學好高等數學是順利學習其他理工科專業科目的基礎[2]。具體來說，一方面在整個數學體系中，高等數學是重要的組成部分，是每一位理工科學生的必修課程，教育部門將高等數學這門課程的教學時間設置在學生剛入大學之初在學習其他專業課程之前，可見高等數學對學生學習其他課程的重要性。另一方面理工科專業的學習都需要高等數學知識作為支撐，無論是計算機專業、還是航天專業、工程建筑設計專業等都需要高等數學知識作為工具展開學習。理工科專業的學習過程往往伴隨著大量的計算工作，需要用到很多數學知識和計算方法，這些都離不開高等數學的支撐。

2.2? 高等數學是從事理工類工作的重要工具

高校理工科基礎教育主要是為培養理工類的實用型人才，學好高等數學可以幫助學生形成良好的數學思維，學生在畢業后從事工作的過程中就可以利用高等數學知識作為解決實際問題的工具。如在工業產品設計方面就會用到高等數學知識，汽車車燈的反射鏡面是一個旋轉的拋物面，在實際產品設計時就可以利用高等數學中的微積分知識建立數學模型來輔助產品設計，通過精確計算后，可以設計出更符合生活實際的工業產品。

3? ?理工科基礎教育需要高等數學作基礎

隨著現代社會的發展，對理工類人員素質要求越來越高，這就促使當前高校在培養人才時必須改革教學方法，不斷提高學生的專業能力和實踐能力。同時，當前工程項目中對數學知識的應用越來越普及，大型的工程投資數額較多，為了能減少工程實施過程的錯誤，在施工前都會運用電腦軟件來模擬整個工程的施工過程[3]。通過這種方式可以提前解決工程中可能出現的問題或者設計錯誤，而計算機軟件模擬工程不僅需要用到數學思維和方法，還需要大量復雜的數學計算。因此，高等院校必須加強學生高等數學基礎知識方面的教學工作。

在理工科領域，高等數學基礎知識應用無處不在。高等院校要認真分析這一現象，根據每個專業的特點和發展需要設置一些專業特色更強的教學課程。如把高等數學基礎知識進行濃縮，設計一些更適合理工科學生學習、更有利于他們專業學習的高等數學特色課程，同時將高等數學基礎知識與理工科專業知識有機地結合在一起。在學習過程中使學生感受到利用高等數學基礎知識解決理工科專業方面的問題是一個良好的途徑。這樣學生在具體的學習中就會更加積極地應用高等數學知識。另外，教師可以采用多元化的方式讓學生學習和了解現代數學思想方法。如討論班、座談會、學術報告等。在這個過程中，學生在教師的引導下可以不斷激發自己的學習力和創新力，不斷尋找運用數學知識解決理工科方面的工程實際問題的途徑和方式。如，人們利用微分方程建立了單自由度體系自由振模型，并在此基礎上得到了受迫振動的振動數學模型，通過求解方程，得到了物體的振動的特性，從而在工程中分析處理遇到的棘手問題。

為此，教師在開展高等數學教學時要精心設計教學過程，統籌兼顧、合理規劃高等數學基礎知識與理工科基礎教育之間的相互關系。在課堂上講解高等數學知識過程中要將理工科中涉及的數學觀點融入進去，系統地闡述高等數學與理工科之間的緊密聯系，要為理工科基礎教學中開拓運用高等數學知識搭建平臺。用這種方式突破傳統數學教學的單一性，讓學生能夠深刻體會高等數學是解決理工實際問題的有效工具。同時學好高等數學也可以為學生成為工程師提供更多幫助。

4? ?結語

總之，高等數學在理工科基礎教育中占有重要地位。高等院校必須重視高等數學基礎在理工科基礎教育中的重要性。在理工科基礎教學中，要加強對學生應用能力的培養，尤其是數學思維的應用能力，提高學生解決實際工程問題的能力。使理工科的學生在學習過程中能夠將高等數學知識和理工科的專業知識建立直接的聯系，讓高等數學成為理工科學生未來前進的助推器。

【參考文獻】

[1]李曉霞，姜春艷.對工科高等數學教學改革的探討[J].佳木斯教育學院學報，2012（5）.

[2]張小平.談工科高等數學的教學[J].安徽電氣工程職業技術學院學報，2006（3）.

[3]楊戍，牛永君，馬素平.分級教學：工科高等數學教學的新平臺[J].教育與職業，2007（27）.