郭志軍

[摘要]軟件Mathematica的功能強(qiáng)大，上機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)用其強(qiáng)大的功能，可以讓高職學(xué)生對數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)產(chǎn)生興趣，通過圖形、動畫、計算等的演示，提高了學(xué)生動手能力的同時也對知識的理解加深了，達(dá)到提高學(xué)習(xí)效果的目的。

[關(guān)鍵詞]Mathematica；高職數(shù)學(xué)；上機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)；改革

[中圖分類號]G642 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A [文章編號]1671-5918（2016）13-0086-02

doi：10.3969/j.issn.1671-5918.2016.13.042 [本刊網(wǎng)址]http：∥www.hbxb.net

一、引言

在現(xiàn)代化條件下，計算離不開計算機(jī)。我國高等職業(yè)教育落后于發(fā)達(dá)國家是非常明顯的，各數(shù)學(xué)類課程的教材中大部分不給出如何用計算機(jī)解題。即使有教材給出了計算機(jī)解題方法，由于種種原因教師也不講授，學(xué)生也不能夠進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

我國的情況，到現(xiàn)在為止，國內(nèi)的數(shù)學(xué)教材中只強(qiáng)調(diào)理論和抽象，應(yīng)用實(shí)例很少，甚至全書找不到計算機(jī)三個字。從現(xiàn)代科學(xué)的觀點(diǎn)出發(fā)，數(shù)學(xué)計算離不開計算機(jī)，數(shù)學(xué)軟件Math-ematica能夠很好地解決這個問題，它也是進(jìn)行科學(xué)計算的最好工具，它的重要性正是由于計算機(jī)的應(yīng)用而日益提高。

由于高校錄取率增高，使得高職院校的學(xué)生整體素質(zhì)有了顯著降低，而數(shù)學(xué)基礎(chǔ)更是明顯，導(dǎo)致這種問題的因素有很多，如何提高高職數(shù)學(xué)教育教學(xué)質(zhì)量，改變學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的現(xiàn)狀，對數(shù)學(xué)類課程進(jìn)行改革，勢在必行。實(shí)行上機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，教學(xué)中，把一些傳統(tǒng)計算應(yīng)用數(shù)學(xué)軟件Mathematica解決，讓原本枯燥的數(shù)學(xué)變得有活力起來，教學(xué)中可以結(jié)合有關(guān)知識，增加討論，建立數(shù)學(xué)建模等等，使學(xué)生在上機(jī)實(shí)驗(yàn)中學(xué)到了知識，并且也學(xué)到了如何應(yīng)用知識解決實(shí)際問題。

二、為更好的進(jìn)行改革，對我院學(xué)生進(jìn)行了問卷調(diào)查

（一）學(xué)習(xí)目的的調(diào)查

調(diào)查的結(jié)果顯示，對數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)目的中想“學(xué)會”的有50%的學(xué)生，“為以后學(xué)習(xí)打基礎(chǔ)”有21%的同學(xué)，“良好及以上”的選項(xiàng)有20%的學(xué)生，有45%的學(xué)生要求“及格萬歲”。從這些數(shù)據(jù)來看，反映出的是高職學(xué)生渴望知識的學(xué)習(xí)，但也有一大部分學(xué)生為應(yīng)付考試，只是以考試及格為目的。

（二）學(xué)習(xí)情況的調(diào)查

對數(shù)學(xué)基礎(chǔ)的調(diào)查結(jié)果是：自己認(rèn)為數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)“好”的學(xué)生占8%，“一般”的占35%，基礎(chǔ)“差”的占57%，從數(shù)據(jù)充分看出學(xué)生還是認(rèn)為自己數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)水平較差。從上課的狀態(tài)來看，學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)確實(shí)很吃力的。對“不懂的問題”你會不會提問，有72%的學(xué)生選擇在課堂上不提問，可以看出大部分學(xué)生不愿在課堂提問，原因是學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)不好找不出問題或怕同學(xué)笑話，提問的問題簡單等。當(dāng)學(xué)生在學(xué)習(xí)中遇到問題時，“繞開走”的占26%，有42%的學(xué)生“繼續(xù)探討”。說明有很多學(xué)生是有進(jìn)取心的，應(yīng)當(dāng)積極鼓勵。因此，在教學(xué)中如何培養(yǎng)學(xué)生對數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)掘自身的思維潛力，是教師需要認(rèn)真思考的問題。

（三）軟件Mathematica的應(yīng)用

在“你是否了解軟件Mathematica”的選項(xiàng)中，有90%的學(xué)生不了解。有85%的學(xué)生在“你是否想應(yīng)用軟件Mathematica解決數(shù)學(xué)問題”中選擇肯定選項(xiàng)，表明學(xué)生希望應(yīng)用現(xiàn)代計算機(jī)技術(shù)來解決數(shù)學(xué)問題。一方面是計算機(jī)的廣泛應(yīng)用；另一方面學(xué)生的動手能力不強(qiáng)，導(dǎo)致他們想利用計算機(jī)軟件來求解數(shù)學(xué)問題。

三、上機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)

通過問卷調(diào)查的結(jié)果看出，多數(shù)學(xué)生還是認(rèn)為數(shù)學(xué)是重要的，造成數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)困難的原因是學(xué)生基礎(chǔ)差，計算能力不強(qiáng)，學(xué)習(xí)方法不正確，所學(xué)知識不能應(yīng)用于所學(xué)專業(yè)和實(shí)際，再加上學(xué)習(xí)中的問題沒有及時解決，問題越積越多，使得學(xué)生本想好好學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的動力也失去了，逐漸對數(shù)學(xué)產(chǎn)生恐懼心理，造成惡性循環(huán)。為此，我們提出上機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革研究。

基于Mathematica平臺的上機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，可使學(xué)生在掌握數(shù)學(xué)知識的同時也提高了學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的熱情，在獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)的過程中，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力，增強(qiáng)學(xué)數(shù)學(xué)的動力。具體體現(xiàn)在：

（一）借助計算機(jī)，通過圖像、動畫演示使數(shù)學(xué)思想更容易讓學(xué)生接受，如極限的概念、連續(xù)的意義、導(dǎo)數(shù)的概念等。

（二）學(xué)生主動地學(xué)習(xí)，更能發(fā)揮他們學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的積極性，對獨(dú)立思考問題和解決實(shí)際問題的能力的培養(yǎng)都是起到了促進(jìn)作用。

（三）借助數(shù)學(xué)軟件Mathematica，使學(xué)生擺脫了繁重的數(shù)學(xué)演算，擺脫了數(shù)值計算的乏味重復(fù)。從而可以使學(xué)生有時間去做更多的探索、去掌握更多的數(shù)學(xué)思想與數(shù)學(xué)方法。

四、基于Mathematica平臺下數(shù)學(xué)課程上機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)

（一）制訂新的教學(xué)大綱

新大綱中對教學(xué)內(nèi)容重新設(shè)定，在“重思想輕運(yùn)算”的總體思想下，對原有的內(nèi)容進(jìn)行修改，引入數(shù)學(xué)軟件Mathematica。

（二）編寫一本適合于高職學(xué)生學(xué)習(xí)的講義

重新編寫講義，對原有教材進(jìn)行重新修改，省略復(fù)雜的筆算過程及其一些定理、性質(zhì)的證明過程，引入數(shù)學(xué)軟件Math—ematica，給出Mathematica解決問題的方法。增加應(yīng)用實(shí)例，利用Mathematica的計算、繪圖、動畫、數(shù)據(jù)分析等功能進(jìn)行解題。

（三）采用上機(jī)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)方法

上機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，即課堂安排在機(jī)房，每個學(xué)生一臺電腦，教師講授知識重在對知識的產(chǎn)生思想、性質(zhì)及應(yīng)用等方面的講解，講解中通過軟件Mathematica的強(qiáng)大功能，讓學(xué)生對數(shù)學(xué)知識的理解更加形象、深刻。對證明、計算方法等可以簡單介紹，其中計算主要由軟件Mathematica進(jìn)行，這樣可以節(jié)省大量的時間，讓學(xué)生自己動手進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，使學(xué)生能在自己動手實(shí)踐的過程中較快的處理某些簡單的實(shí)際問題，且充分調(diào)動他們的學(xué)習(xí)積極性。

（四）為提高教學(xué)成績，課后加強(qiáng)輔導(dǎo)

造成高職學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)不好，其中原因之一是課后輔導(dǎo)不夠。由于課堂講解的知識不能夠很好地吸收理解，再加上課堂又“不想”提問，所以要對他們進(jìn)行課后的輔導(dǎo)，把問題盡早的解決。對不同層次的學(xué)生，實(shí)施不同的方法，基礎(chǔ)差一些的，應(yīng)注重基礎(chǔ)知識的解釋，基礎(chǔ)好一些的對數(shù)學(xué)的應(yīng)用能力加以培養(yǎng)。在輔導(dǎo)過程中總結(jié)，為后面課程的講解提供經(jīng)驗(yàn)。

（五）實(shí)行上機(jī)考試

上機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)后，采用了軟件Mathematica解題的方法，那么考試模式也將進(jìn)行改革——上機(jī)考試，考試在電腦上進(jìn)行，設(shè)計適合電腦考試的相關(guān)試題。

（六）課程成績的考核，由平時成績、上機(jī)實(shí)驗(yàn)、期末考試等按一定比例綜合評定。為增加學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的動力，凡參加各類課外與數(shù)學(xué)應(yīng)用相關(guān)的科技活動，并取得較好名次的學(xué)生，可以給予數(shù)學(xué)課程的加分。

五、結(jié)束語

上機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，是一種新的嘗試，對高職學(xué)生來說是改變他們對數(shù)學(xué)的傳統(tǒng)認(rèn)識，由“背數(shù)學(xué)”到“用數(shù)學(xué)”的一個改變；對教師來說是“講數(shù)學(xué)”到把數(shù)學(xué)作為一種工具，解決實(shí)際問題的轉(zhuǎn)變。數(shù)學(xué)教師在數(shù)學(xué)基礎(chǔ)方面具有扎實(shí)的功底外，還應(yīng)有較寬的知識面，具有計算機(jī)知識和應(yīng)用軟件的能力，有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和解決實(shí)際問題的能力?；贛athematica平臺下數(shù)學(xué)課程上機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)給教師提供了這樣的平臺，對高職學(xué)生數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)改變了一種方法，提高了他們學(xué)習(xí)的興趣，解決了由計算能力不強(qiáng)而帶來的諸多問題。

（責(zé)任編輯：章樊）