教师教学任务重,实践能力急需加强
在学校教师建设上,学校强调学历、重理论水平,而忽视教师将理论转换为技术、将技术转换为现实生产力的专业实践能力。忽略了教师的教学实践能力。这方面主要是因为在人才引进的政策,职称评定的导向所致。另一方面,教师的教学任务重,还有很多老师科研项目急需完成,深入思考怎么实践教学也没有精力。
3 数学类课程教学中实验设计思考
在数学过程教学过程中,对于重要核心的知识点,老师当然要注重理论讲解与推导,但是基本知识讲解完后之后,可以给学生一些实验实践问题去分析和研讨。
3.1 利用数学软件设计教学,帮助学生理解相关数学知识
在数学教学过程中,很多知识仅仅通过教师在黑板上板书或者推导,学生是很难理解的,尤其是空间图形的教学。老师可以在课堂上设计相关演示教学实验,引导学生理解知识。
3.2 基于理论应用的推广实验
在教学生学习线性代数的过程中,对于行列式性质讲解完后,学生可以手动计算低阶的行列式,或者一些特殊类型的行列式。但是在工程应用中,我们碰到的行列式大多高维的,稀疏的行列式,如果我们还是用手动去计算,那是很困难的。因此,我们可以设置一些实验,让学生通过MATLAB软件去计算,其实在MATLAB中,我们只需要去用det函数即可算出高阶的行列式。
3.3 基于问题驱动的推广性实验
问题驱动的教学方法在很多实践能力很强的课程中已经得到了广泛的应用,但是在数学类课程中,我们也结合知识设计相关问题进行实验。例如,在我们学习完成微分方程后,可以要求学生针对在我国流行过的SARs病毒,H1N1病毒爆发等问题进行适当简化,设计相关数学实验,让学生正真明白微分方程在实际问题中到底如何应用。其实,一切涉及到变换率的问题,都与微分方程有关系。
3.4 基于后续专业课程所用知识实验
数学类课程在后学专业课程中应用非常广,后续专业课程急需数学老师解决学生怎么用的问题,如果在数学教学中,提前让学生知道后续专业课程的知识点应用,那是非常有帮助的。
当然,在教学过程中,还可以设计其他很多类别的实验,在这里就不一一举例。下面我们通过两个案例说明在数学教学过程中数学实验教学与设计。
4 利用MATLAB辅助教学和实验设计
初入大学的学生普遍对数学课程的高度抽象性感到迷惑,提高该课程的教学质量和教学效果是非常必要的。以下是一个演示实验教学案例。
在《高等数学》课程中有一个知识点是求旋转体,给出一条曲线或是一个曲面,绕一个固定的轴旋转一周所得到的图形,这个知识点要求有较好的空间想象能力,一般的同学可能对此感到特别苦恼,往常的教学计划是老师提前准备几个简单图形,通过旋转后得到的图形也是可以比较直观的表现出来。但是这对于同学们理解旋转体是远远不够的,现在运用MATLAB软件来画旋转体,可以让同学们更好的观察到不同的曲线、曲面按不同的旋转轴旋转之后得到的旋转体的区别。
在0-xyz坐标系中,在xz平面有一个抛物线z=-x*x+250。取第一象限的抛物线部分围绕Z轴旋转一周,用MATLAB画出其旋转体如图1所示。
我们可以从中看出MATLAB在高等数学的教学中有一定的影响,并且用MATLAB辅助教学可以让同学们更好的接受所学的知识,也能够避免课堂中的枯燥、无味。许多同学也表示老师用MATLAB教学会让他们比之前更容易接受,因为之前都只是语言文字的描述,老师再怎么有经验和方法也比不上把实物摆在面前,让我们自己去发掘它的一些特点。通过一些动态的三维图的展现和演示,我们也对它有了更深的了解,印象更深,学起来也更容易。有一位同学说:“以往的教学中,老师只会让我们自己课下去做,并没有比较重视,但是现在老师会让我们在课上到机房去做实验,并且我也觉得我们大学四年不能只做一个书呆子,只读书,除了会读书,其他的都不擅长,我们应该在大学期间尽量让自己学的东西全面,就我而言,我觉得学一门软件对我只有好处没有坏处,并且在学习MATLAB的过程中,当你用它解决了一个问题的时候,你会特别有成就感。”同学们在后续课程中相比较而言,学习主动性和积极性得到了很大的提高。
5 结语
在数学类课程中引入数学实验,是我们为专业转型发展在课程设计方面做得一些尝试,现阶段也还处于改革实验阶段,随着改革不断推进和我们对学生不断的跟踪,在后续课程改革中不断完善。
【参考文献】
[1]赵瑛,张海波,卜兵.将MATLAB融入《数学分析》课程的探索[J].吉林化工学院学报,2015(02):84-86.
[2]颜青,孙小康.关于数学分析教学的一点建议[J].教育教学论坛,2012(27):110-111.
[3]教育部数学与统计学教学指导委员会数学类教学指导分委员会.信息与计算科学专业教学规范(试行稿)[J].大学数学,2003(1):6-10.
[4]赵礼峰.《数学实验》教学改革研究与实践[J].实验科学与技术,2013(05):64-66.
[5]苏彦文.两点四分教学法与传统教学法的比较研究[J].吉林化工学院学报,2007(05):18-19.
[6]华东师范大学数学系.数学分析[M].4版.北京:高等教育出版社,2010.
[7]张顺燕.数学的源与流[M].北京:高等教育出版社,2002.
[8]刘卫国.MATLAB程序设计教程[M].北京:中国水利水电出版社,2010:178-200.
[责任编辑:王楠]