數(shù)學(xué)軟件在地方性應(yīng)用型本科院校數(shù)學(xué)課程中的應(yīng)用

張鵬垚 王曉潔 牛麗娜

[摘? ? ? ? ? ?要]? 近年來，現(xiàn)代科技快速發(fā)展，信息化教學(xué)模式在教育領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用，這不僅為教學(xué)課程教學(xué)改革提供了助力，還為學(xué)生高效學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識提供了便利。地方性應(yīng)用型本科院校是為國家培養(yǎng)應(yīng)用型人才的學(xué)校。在高校中利用數(shù)學(xué)軟件開展數(shù)學(xué)教學(xué)活動，不僅為教師教學(xué)提供了一種高效的教學(xué)方式，還有利于學(xué)生掌握相應(yīng)的數(shù)學(xué)知識點。因此，探索數(shù)學(xué)軟件在本科院校數(shù)學(xué)課程中的應(yīng)用是當(dāng)下高校數(shù)學(xué)教師需要重點研究的問題，同時，在利用數(shù)學(xué)軟件教學(xué)時，教師一定要注意特定的方法，做到合理、有針對性地教學(xué)，比如，可以利用Matab軟件計算、進行統(tǒng)計分析以及數(shù)據(jù)處理等，高效地解決數(shù)學(xué)問題，培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力。

[關(guān)? ? 鍵? ?詞]? 數(shù)學(xué)軟件;地方性應(yīng)用型本科院校;數(shù)學(xué)課程

[中圖分類號]? G642? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻標(biāo)志碼]? A? ? ? ? ? ? ? [文章編號]? 2096-0603（2021）03-0074-02

高校作為一種比較開放的環(huán)境，并且高校的教學(xué)模式和初中、高中不同，多半靠學(xué)生自主探究學(xué)習(xí)，這樣學(xué)生才能依靠自己的能力學(xué)習(xí)相關(guān)的數(shù)學(xué)知識。眾所周知，數(shù)學(xué)是理科中難度比較大的一門學(xué)科，特別是大學(xué)數(shù)學(xué)，不僅邏輯性強，而且解題的步驟比較多，給學(xué)生有效地學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識帶來了較大的阻礙。因此，高校數(shù)學(xué)教師要根據(jù)課程改革的需要，融入新式的教學(xué)理念，并且充分運用數(shù)學(xué)軟件開展教學(xué)，為學(xué)生提供新式的教育。同時，作為高校學(xué)生，也不能按照高中時期的學(xué)習(xí)方式學(xué)習(xí)，應(yīng)該做到靈活運用，教師應(yīng)多給學(xué)生介紹一些有效的數(shù)學(xué)解題方法，提高學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識的能力。

一、數(shù)學(xué)軟件簡介

要想在本科院校中利用數(shù)學(xué)軟件開展教學(xué)和學(xué)習(xí)，首先需要深刻明白數(shù)學(xué)軟件的含義，并且明晰利用數(shù)學(xué)軟件教學(xué)的優(yōu)勢?？傮w來說，數(shù)學(xué)軟件作為一項高效的方式，能夠為學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識提供幫助，例如，可以高速地算出復(fù)雜的計算題目、繪制函數(shù)圖形，同時，還可以制作數(shù)學(xué)動畫。要知道，數(shù)學(xué)軟件的種類很多，根據(jù)不完全統(tǒng)計顯示，數(shù)學(xué)軟件的類型大概有幾百種，但是主要分為兩大類，即通用數(shù)學(xué)軟件和專用數(shù)學(xué)軟件，二者既有聯(lián)系，又有區(qū)別，都可以為學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識提供幫助。以下是對這兩種數(shù)學(xué)軟件的詳細介紹。

（一）通用數(shù)學(xué)軟件

通用數(shù)學(xué)軟件有其特定的特點和功能，有超強的數(shù)值計算功能，利用通用數(shù)學(xué)軟件，能夠有效地計算出方程組、微積分等內(nèi)容。本科院校數(shù)學(xué)課程中，利用數(shù)學(xué)軟件教學(xué)，能夠有效地解決許多問題，還能簡化解題步驟，提高解題的正確率。此外，還可以利用通用數(shù)學(xué)軟件學(xué)習(xí)有關(guān)圖形的內(nèi)容。因此，在學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識的過程中，如果遇到和圖形有關(guān)的數(shù)學(xué)內(nèi)容，也可以利用通用數(shù)學(xué)軟件理解和學(xué)習(xí)。比如，數(shù)學(xué)中有解析幾何知識，也有形式多樣的統(tǒng)計圖，如果讓學(xué)生干巴巴地理解數(shù)學(xué)知識點，學(xué)生可能會有些被動。這時就可以利用圖形繪制方法教學(xué)大學(xué)數(shù)學(xué)知識，圖形的繪制不僅可以讓學(xué)生直觀地了解相關(guān)的數(shù)學(xué)圖形，還能為學(xué)生解題提供一些思路，不至于讓學(xué)生陷入無從下手的境地。由此可見，通用數(shù)學(xué)軟件應(yīng)用在地方性應(yīng)用型本科院校數(shù)學(xué)課程中所起的作用非常大，能夠適應(yīng)相關(guān)數(shù)學(xué)教學(xué)改革，進而增強學(xué)生學(xué)習(xí)的高效性。

（二）專用數(shù)學(xué)軟件

專用數(shù)學(xué)軟件和通用數(shù)學(xué)軟件最大的區(qū)別就是其包含的類型更加豐富，一般來說，教師側(cè)重于使用統(tǒng)計分析軟件和運籌學(xué)軟件等。統(tǒng)計分析軟件具有數(shù)據(jù)分析和管理的功能，最顯著的特點是具有完整性和可靠性，比如，可以應(yīng)用在回歸分析、方差分析等數(shù)學(xué)內(nèi)容中，為學(xué)生解決一些相關(guān)的數(shù)學(xué)題目提供助力，數(shù)學(xué)教學(xué)的有效性。此外，據(jù)筆者調(diào)查可知，運籌學(xué)軟件經(jīng)常應(yīng)用在解決線性規(guī)劃和整數(shù)規(guī)劃的一些問題中，實現(xiàn)預(yù)期的教學(xué)效果。

綜上所述，可以總結(jié)出數(shù)學(xué)軟件的特點：數(shù)學(xué)軟件的程序設(shè)計都比較簡潔，并且有信息化技術(shù)的融入，同時學(xué)生也比較容易學(xué)習(xí)一些數(shù)學(xué)知識，可獲得性較高，同時，數(shù)學(xué)軟件和其他軟件不同，它對硬件的要求并不高，能夠起到良好的教學(xué)效果，而且還能整合有效的資源，在地方性應(yīng)用型本科院校數(shù)學(xué)課程中容易推廣，這種信息化的教學(xué)方式也容易被學(xué)生接受。

二、地方性應(yīng)用型本科院校數(shù)學(xué)課程教學(xué)中存在的問題

（一）課程內(nèi)容較多，教學(xué)課時較少

當(dāng)前，地方性應(yīng)用型本科院校中大學(xué)生的數(shù)學(xué)成績普遍不高的主要原因是數(shù)學(xué)內(nèi)容繁多，并且難度較大，這兩方面原因已經(jīng)為學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識帶來了較大的阻礙，但是如果高校中安排的數(shù)學(xué)課時少，這對原本困難的數(shù)學(xué)題目更是雪上加霜，那么這就決定了學(xué)生不能有充足的學(xué)習(xí)時間學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識，學(xué)生難以學(xué)到一些有效的知識。此外，還有一種原因，主要是大學(xué)中學(xué)生需要學(xué)習(xí)的課程增多，既要學(xué)習(xí)專業(yè)課程，又要學(xué)習(xí)選修課程，這也直接影響了學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識的時間，學(xué)生難以在數(shù)學(xué)課程中投入較多的時間，這也決定了學(xué)生難以高效地掌握一些數(shù)學(xué)內(nèi)容。

（二）課程內(nèi)容較難，學(xué)生基礎(chǔ)較弱

進入大學(xué)以后，數(shù)學(xué)的難度又上升了一個層次，理論知識變得晦澀難懂，并且學(xué)生也很難熟練地掌握一些理論知識，更不會有效地應(yīng)用在具體的學(xué)習(xí)實踐中。比如，在學(xué)習(xí)大學(xué)數(shù)學(xué)中的函數(shù)問題時，它并不像高中時期的函數(shù)知識那樣容易理解，需要學(xué)生將有關(guān)的函數(shù)理論知識、圖像等問題結(jié)合在一起來學(xué)習(xí)和解決實際問題。如果學(xué)生的理解能力較弱，很難學(xué)好、學(xué)精高數(shù)這門課程。同時，一些學(xué)生可能數(shù)學(xué)基礎(chǔ)比較差，初中、高中時期的數(shù)學(xué)成績不是特別出色，這也直接影響學(xué)生學(xué)習(xí)大學(xué)數(shù)學(xué)知識。

（三）受大學(xué)氛圍影響，學(xué)生難以全身心投入學(xué)習(xí)

如果說高中的氛圍比較緊張，時間比較緊迫，那么大學(xué)的氛圍就比較寬松，學(xué)生不用再像高中那樣一味地埋頭苦學(xué)，有許多時間可以做自己喜歡的事情。所以，有些學(xué)生可能不會將大部分時間用于數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)，但是高數(shù)的難度很大，如果學(xué)生只是投入一小部分的精力，就不利于學(xué)生全面地掌握數(shù)學(xué)知識，學(xué)生學(xué)習(xí)也會變得十分被動。除此之外，受應(yīng)試教育的影響，高校學(xué)生往往存在這樣一種觀點：只要保證不掛科就可以。那么學(xué)生就缺少學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識的積極性和主動性，進而降低學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

三、數(shù)學(xué)軟件在地方性應(yīng)用型本科數(shù)學(xué)課程教學(xué)中的運用

功能強大的數(shù)學(xué)軟件作為一種有效的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)方法，它不僅被廣泛地應(yīng)用在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)領(lǐng)域，在其他方面也有具體的應(yīng)用。據(jù)實踐可以得出：本科院校中通過數(shù)學(xué)軟件模式開展教學(xué)，既可以幫助大學(xué)生輕松地理解理論知識，而且能夠培養(yǎng)學(xué)生利用數(shù)學(xué)軟件解題的能力，提高大學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識的能力，進而為打造優(yōu)質(zhì)的應(yīng)用型本科大學(xué)生人才提供助力。

（一）運用數(shù)學(xué)軟件輔助課堂教學(xué)

數(shù)學(xué)軟件屬于信息技術(shù)模式的一種，能夠起到開展針對性的教育和指導(dǎo)工作的作用。例如，數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中會涉及許多數(shù)學(xué)思想方法，像數(shù)形結(jié)合、類比推理等，由于大學(xué)數(shù)學(xué)中有許多知識點比較抽象，僅靠教師講解理論學(xué)生很難有效地掌握，但是如果利用數(shù)學(xué)軟件，將數(shù)學(xué)知識和圖形有機地結(jié)合在一起，就有利于學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握一些難度較大的數(shù)學(xué)內(nèi)容。例如，在學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)函數(shù)知識時，教師采取傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)教學(xué)方式只是在黑板上畫出圖形，這樣做出的圖形不僅精確度較差，浪費的時間也很多，制約數(shù)學(xué)課堂教學(xué)效率的提升。但是如果采用數(shù)學(xué)軟件，不僅可以節(jié)省作圖的時間，還能精準(zhǔn)地畫出圖像，為學(xué)生提供有針對性的數(shù)學(xué)教學(xué)圖形，幫助學(xué)生有效學(xué)習(xí)。除此之外，數(shù)學(xué)軟件還有動畫演示的功能，通過動畫演示，可以使靜態(tài)的理論知識變成動態(tài)的數(shù)學(xué)畫面，有利于學(xué)生掌握相關(guān)的數(shù)學(xué)知識，實現(xiàn)預(yù)期的數(shù)學(xué)教學(xué)目標(biāo)。

（二）利用數(shù)學(xué)軟件，提高本科院校數(shù)學(xué)課程的教學(xué)效率

本科院校數(shù)學(xué)課程教學(xué)中的一些專業(yè)知識比較多，需要利用具體的數(shù)學(xué)方法來解決。同時，涉及一些計算問題往往十分復(fù)雜，教師在課堂上不會給學(xué)生留出過多的時間讓學(xué)生去計算得數(shù)，只是直接給學(xué)生具體的結(jié)果，不會浪費過多的課堂時間為學(xué)生解答，即使做出了具體的計算步驟，也不一定完全正確，這樣學(xué)生的計算能力不僅得不到鍛煉，還浪費了課堂教學(xué)時間。長此以往，學(xué)生的解題效率和準(zhǔn)確性就會降低，學(xué)生可能很難在有效的時間內(nèi)完成教師布置的數(shù)學(xué)任務(wù)，教師也可能會出現(xiàn)拖堂的現(xiàn)象。但是如果借助信息化教學(xué)模式學(xué)習(xí)，既可以節(jié)省計算的時間，又可以保障計算的準(zhǔn)確性，提高計算的效率，增強學(xué)生計算的能力。所以，利用數(shù)學(xué)軟件學(xué)習(xí)和計算數(shù)學(xué)知識，可以讓學(xué)生從煩瑣的計算中解脫出來，進而提升學(xué)生利用數(shù)學(xué)知識解決實際問題的能力。

（三）借助數(shù)學(xué)軟件開設(shè)數(shù)學(xué)實驗

數(shù)學(xué)軟件除了可以輔助教學(xué)、計算題目，還可以開展實驗課堂，利用計算機和數(shù)學(xué)軟件相結(jié)合，有效地學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識。長期以來，教師多是講解數(shù)學(xué)概念，證明一些數(shù)學(xué)結(jié)論，開展數(shù)學(xué)實驗教學(xué)的情況很少。為了改變學(xué)習(xí)現(xiàn)狀，教師可以利用數(shù)學(xué)軟件開展具體的數(shù)學(xué)實驗教學(xué)，幫助學(xué)生了解基本的數(shù)學(xué)知識和理論，解決相關(guān)的數(shù)學(xué)問題。

本科院校是為國家培養(yǎng)優(yōu)秀人才的主要陣地。在地方性應(yīng)用型本科院校中，教師要順應(yīng)數(shù)學(xué)課程教育改革，并且融入新式的數(shù)學(xué)教育理念，加大改革和創(chuàng)新力度，在數(shù)學(xué)教學(xué)中充分融入數(shù)學(xué)軟件，利用數(shù)學(xué)軟件掌握數(shù)學(xué)基本知識、理解數(shù)學(xué)概念和解決具體的數(shù)學(xué)問題。由此可見，數(shù)學(xué)軟件在本科院校數(shù)學(xué)課程教學(xué)中能夠起到很好的效果，需要得到學(xué)生和教師的高度關(guān)注，利用數(shù)學(xué)軟件學(xué)好相應(yīng)的數(shù)學(xué)知識，提高數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)能力。

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編輯 馮永霞