王棟
摘 要:常微分課程在大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中扮演著重要角色,是一種“扎實(shí)的基礎(chǔ)理論知識+創(chuàng)新的思維方式+競技技能提升+科研探究”的新型課程,其教學(xué)模式是對傳統(tǒng)教學(xué)方式的一種革新,能夠更加有效地培育出適應(yīng)社會發(fā)展需求的高素質(zhì)復(fù)合型人才。
關(guān)鍵詞:大學(xué)數(shù)學(xué);常微分課程;教學(xué)改革
常微分課程教學(xué)模式是集扎實(shí)的基礎(chǔ)理論知識、多變的思考方式、過硬的競技技能、符合社會發(fā)展需求的科研成果于一身的新型大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)方式,改變了傳統(tǒng)單一的板書教學(xué)方式。本文立足于常微分課程教學(xué)模式的優(yōu)越性,探究其在大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用及價值,期望能夠?yàn)榇髮W(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)改革提供一定的參考與指導(dǎo)。
一、常微分課程教學(xué)模式的內(nèi)涵
常微分課程教學(xué)模式是指,通過先進(jìn)的分析檢測技術(shù)以及新穎的分析思路,核查學(xué)生的數(shù)學(xué)分析、掌握、應(yīng)用能力,能適當(dāng)變換思路求解問題,鍛煉學(xué)生的應(yīng)變能力,最終獲取高質(zhì)量的教學(xué)效果。這種教學(xué)模式,不僅對學(xué)生是考驗(yàn),對于教師來說,也面臨著巨大的挑戰(zhàn)。
二、常微分課程教學(xué)模式的優(yōu)越性
1.形式多樣,能夠彌補(bǔ)傳統(tǒng)板書教學(xué)的缺陷
常微分課程教學(xué)模式與多媒體技術(shù)緊密相關(guān),多媒體技術(shù)是常微分課程教學(xué)的主要載體。眾所周知,多媒體技術(shù)具有跨時空、三維動畫、及時視頻、材料備份、數(shù)據(jù)分析、案例完整呈現(xiàn)等功能,能夠?qū)⒖菰锓ξ兜拇髮W(xué)數(shù)學(xué)知識變得生動活潑,且這樣的教學(xué)模式改變了傳統(tǒng)板書教育方式的局限。
2.創(chuàng)新教學(xué)內(nèi)容,使得教學(xué)內(nèi)容充滿生機(jī)
大學(xué)數(shù)學(xué)教材所設(shè)定的教學(xué)內(nèi)容比較枯燥乏味,而且大部分的教學(xué)內(nèi)容脫離學(xué)生的實(shí)際生活,深奧難懂,部分教師不能真正意義上領(lǐng)會問題設(shè)置的本質(zhì)。采用強(qiáng)硬的“灌輸式”教育方式,不僅起不到應(yīng)有的教學(xué)價值,而且會大大的挫傷學(xué)生的積極性。因此,需要通過常微分課程教學(xué)模式來為枯燥乏味的教學(xué)內(nèi)容增添新鮮血液,補(bǔ)充生機(jī)活力,并做到及時調(diào)查掌握社會發(fā)展對人才的需求,根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況(學(xué)習(xí)狀態(tài)、學(xué)習(xí)能力、興趣愛好等)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容。
三、常微分課程教學(xué)模式在大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用及價值
常微分課程教學(xué)集中體現(xiàn)在常微分方程方面,包括高變量的一階微分方程、一階線性微分方程、齊次微分方程、可降價的高階微分方程以及二階常系數(shù)線性微分方程等。在這些常微分方程的解題上,我們能夠看到解題思路的變通性,學(xué)生在熟練掌握各種類型的微分方程的代公式的基礎(chǔ)上,需要開動腦筋探索特殊高階微分方程的解題思路和方法,拓展自身在經(jīng)濟(jì)學(xué)、物理學(xué)等領(lǐng)域的知識,從經(jīng)濟(jì)學(xué)角度、物理學(xué)角度深入理解問題設(shè)置的本質(zhì),可以增強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力,從而全面有效提升學(xué)習(xí)效率和質(zhì)量。舉個例子:
求方程(x+1)-ny=(x+1)的通解,這里為常數(shù).
解:將原方程改寫為=y+(x+1)nex.
先求它所對應(yīng)的齊線性方程=y的通解.
由=y,經(jīng)變量分離后得到此齊線性方程的通解為
y=C(x+1)n.
其次,應(yīng)用常數(shù)變易法求原非齊線性方程的通解.為此,設(shè)y=u(x)(x+1)n并將它代入到原方程(x+1)-ny=(x+1),得到=(x+1)n+n(x+1)n-1u(x)
=u(x)(x+1)n+(x+1)nex
化簡后得到ex,兩邊積分得到u(x)=ex+C,這里C是任意常數(shù),于是原方程的通解為y=(x+1)n(ex+C).
這樣的解題思路應(yīng)用了轉(zhuǎn)換思想,學(xué)生利用已經(jīng)掌握的基礎(chǔ)知識,將復(fù)雜的表現(xiàn)形式轉(zhuǎn)化為簡單的表現(xiàn)形式,再根據(jù)可以變通的知識體系自主解決問題。并且換一個思考角度,便可以找出另一解題方法,能夠刺激學(xué)生的探知欲,激發(fā)學(xué)生的自主創(chuàng)新能力,從而提高學(xué)習(xí)效率和質(zhì)量。
大學(xué)數(shù)學(xué)“常微分課程”的教學(xué)改革旨在利用現(xiàn)代多媒體、影像技術(shù)教學(xué)。課堂上學(xué)生為主導(dǎo),教師扮演參與者、指導(dǎo)者的角色,積極調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和主觀能動性,從學(xué)生的思想上下手,糾正學(xué)生對大學(xué)數(shù)學(xué)的認(rèn)識偏差,提升教學(xué)質(zhì)量,培育高素質(zhì)的復(fù)合型應(yīng)用人才。通過常微分課程教學(xué),能夠充分挖掘?qū)W生潛在的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力,為全面健康社會、和諧社會的構(gòu)建和發(fā)展源源不斷地提供人才及動力保障。
參考文獻(xiàn):
[1]阿拉坦倉,侯國林.以<常微分方程>課程為例淺談教學(xué)也是一種學(xué)術(shù)[J].大學(xué)數(shù)學(xué),2012,28(5):18-21.
[2]張海峰.論P(yáng)BL教學(xué)法在“常微分方程”課程教學(xué)中的應(yīng)用[J].合肥學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版),2015,(3):90-92.