高等数学实验课程设计论文

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时间:2021-11-25

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         设计   
高等数学实验课程设计论文一、开设高等数学实验课的必要性及现状分析目前,已有很多高校在进行高等数学实验课程的尝试,也取得了相对良好的效果。数学实验课程的开设为未来高等数学教育模式的改革指明了方向。人们看到,必须冲破传统数学教育观念的束缚,重新审视高等数学教育在整个高等教育中的地位和作用,定位现代高等数学教育目标,推进高等数学教育模式改革,才能培养出具有国际竞争力的高素质人才。虽然在一些学校中,高等数学实验课程的开设取得了良好的效果,使很多学生受益。但目前总体来说,这类课程还处于不断地革新和完善过程中。如何准确地把握这类课程的教学内容和方法还有待于进一步探索和实践。目前,高等数学实验课程存在的主要问题在于以下几个方面:(1)大部分数学实验类课程是孤立于原有高等数学课程体系之外的,实验内容没有和原有的教学内容形成有机的结合,没有真正的起到实验辅助教学的作用。(2)现有的大部分数学实验类课程的设计片面追求自成体系,遍地开花、内容臃肿,冲淡了这类课程实践性的特点,也使得很多专业不愿开设相关课程。(3)目前大部分数学实验课程的设计完全由数学教师完成。对于不同学科、专业的学生采用了相同的实验设计,缺乏针对性,完全为了实验而实验,无法充分调动学生的积极性。二、高等数学实验课程设计的基本原则第5页共5页n笔者结合自己高等数学的教学实践,通过阅读大量相关文献以及和相关教师探讨,认为高等数学实验课程设计应遵循以下几个原则:1.实验课程设计应有侧重点实验课程是辅助性的,是对原有高等数学教学的有益补充,不追求自成体系,应集中在高等数学核心概念和重要内容。高等数学原有的体系是经过多年积累的,实验课程的融入不应打破原有的体系结构,它应该成为"山路上"的风景,使人在"登山"的路上忘记疲惫,而不是成为山脚下的一处花园,让人忘记"登山"。2.实验课程的设计应分层次、立体化传统高等数学教学方式主要的问题在于学生对于一些抽象概念缺乏直观的理解,抑或是学生不了解一些数学工具的具体作用,进而缺乏对数学的兴趣。实验课程的设计应重点围绕这些问题进行考虑。(1)设计一些演示实验对一些抽象概念给予直观形象的描述;(2)对一些有着重要应用背景的概念、方法,通过设计实验让学生学会通过软件计算相关的问题;(3)可以结合数学建模的内容,设计一些探索性综合实验,充分激发学生的合作和创新精神,提高学习的积极性。3.实验课程的设计应"因地制宜"实验的内容应与专业相结合,不应由数学教师独立完成。以往的数学实验课完全由数学老师独立设计完成,没有充分考虑学生的专业背景以及未来的应用领域。而这些方面对于学生对实验课程的兴趣有着重要关系。因而在高等数学实验课程设计中,应征求不同专业背景教师的意见。第5页共5页n4.实验课程设计应有实效性要从培养应用型、复合型人才的角度来设计高等数学实验课程体系。实验课程的设计应以学生为中心、以问题为主线、以培养能力为目标。开设高等数学实验课程最终的目的是让学生更好地掌握高等数学知识,因而实验课程的设计不能流于表面,应注重教学的实效性。三、高等数学实验课程改革的基本方案1.教学内容第5页共5页n在保持原有高等数学教学的基本框架下,从三个层次设计高等数学实验内容。第一,针对一些抽象不易理解的数学概念设计相关的演示实验,这一部分的内容直接嵌入原有的课堂教学当中,主要以教师演示为主,其目的是增加学生对一些抽象概念的直观认识,不需要增加学时。第二,针对高等数学中一些重要的内容,围绕目前广泛应用的Matlab软件,设计一些实验使学生能够顺畅的应用数学软件完成诸如求导数、积分、傅里叶变换、解微分方程等的计算方法。这一部分的内容应结合高等数学理论课程的进程,以实验课形式使学生在教师指导下完成对相关软件编程的掌握。这部分是数学教师能够直接完成的,相关专业可以结合自身专业特点对实验课的内容进行相应的删减。这一部分Matlab基础教学和练习需要4~6个学时,高等数学相关的一些计算可以控制在6~10个学时。第三,结合全国大学生数学建模竞赛的相关试题,以及和相关专业的教师进行探讨,结合学生的专业特点设计综合性实验,这一部分课程可采用相对开放性的方式开设。教师在课堂通过2~4个学时讲述相关实验内容的核心模型,具体内容的完成可让学生课下通过查阅相关文献最终完成。2.教学模式实验课程的教学应以学生为中心,除了演示实验外,更应以学生独立操作为主,教师辅导为辅。让学生在软件辅助下完成一些复杂的数学运算,处理相关的数学问题。实验过程中,教师应通过问题引导学生的学习,促进学生的思考。实验过程可采用分组的形式,而对于教学内容可进行分块处理,把思想方法接近的实验结合到一起来做。实验教学应该与理论教学相协调,实验课程的安排应该围绕理论课程的进程来进行。四、开设高等数学实验课程应注意的一些问题1.正确处理学习数学基础理论课和相关软件使用的关系要正确处理学习数学基础理论和相关软件使用的关系,需要时刻铭记实验课程是辅助性的,不能因软件强大的计算能力而忽视对数学基础的学习,避免学生过分依赖数学软件。2.注重教师素质的提高再好的方案都是需要人来执行的,任课教师的素质直接决定了最终实验课程改革的成败。要促成教师观念的转变,对于一些长期从事高等数学教学的人员,尤为重要。新的教学模式对一些老教师提出了更高的要求,要求他们掌握通用的数学软件并具备一定的编程能力。3.要在实验内容的设计上下硬功夫第5页共5页n近年来,一些数学实验课程的开设,带来了一些负面影响,甚至有人因此而否定数学实验课程。数学实验课程有它固有的优势,而实验中出现的某些弊端,多数是因为选材不当造成的。因此,要想更好地开展数学实验课程,在内容设计上还有很长的路要走,需要从事高等数学教育的人不懈努力。五、结束语总之,高等数学实验课程的改革势在必行,它已成为高等数学课程教学改革的必然趋势。在改革中一定要恪守一些基本原则,内容选择和方案设计要与实际相结合。实验课程教学改革对高校从事高等数学课程教学的教师提出了更高的要求,向传统的教学模式和观念提出了挑战,也为高等数学教学未来的发展指明了方向。本文是笔者在高等数学教学改革与实践中获得的一点粗浅的认识和体会,愿与各位同仁交流、分享。作者:赵振宇邝雪松李志单位:广东海洋大学理学院第5页共5页
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