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高等數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)的區(qū)別精選(九篇)

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高等數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)的區(qū)別

第1篇:高等數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)的區(qū)別范文

關(guān)鍵詞 高等數(shù)學(xué) 高職院校 教學(xué)體會(huì)

中圖分類(lèi)號(hào):G424 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

1 轉(zhuǎn)變學(xué)生對(duì)高等數(shù)學(xué)的認(rèn)識(shí),克服懼怕心理

絕大部分高職高專(zhuān)學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)都比較差,對(duì)數(shù)學(xué)存在很大的懼怕心理。再加上老師強(qiáng)調(diào)數(shù)學(xué)的邏輯性很強(qiáng),前后聯(lián)系很緊密,導(dǎo)致他們?cè)谒枷肷闲纬勺约褐袑W(xué)時(shí)數(shù)學(xué)就沒(méi)學(xué)好,現(xiàn)在的高等數(shù)學(xué)肯定也學(xué)不好的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)。在這種錯(cuò)誤思想的基礎(chǔ)之上就會(huì)滋生上課睡覺(jué)、玩手機(jī)、看課外書(shū)、聽(tīng)音樂(lè)等種種課堂上的不良現(xiàn)象,不但會(huì)影響到自己對(duì)后繼專(zhuān)業(yè)課程的學(xué)習(xí),而且會(huì)給整個(gè)班級(jí)的學(xué)風(fēng)帶來(lái)極壞的影響。這一連串的惡性循環(huán)不得不引起我們的注意和反思,要追根求源,從思想上轉(zhuǎn)變學(xué)生對(duì)高等數(shù)學(xué)這門(mén)課程的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí),樹(shù)立積極向上的學(xué)習(xí)態(tài)度。

縱觀高等數(shù)學(xué)教材,其版本多種多樣,內(nèi)容大同小異。所選內(nèi)容和難易程度視不同的對(duì)象而有所取舍和簡(jiǎn)化,教材在編寫(xiě)的過(guò)程中考慮到了不同專(zhuān)業(yè)、不同學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)不同。如中國(guó)水利水電出版社出版、何春江主編的《高等數(shù)學(xué)》中極限只給出了它的一個(gè)描述性定義,這與它的數(shù)學(xué)定義相比簡(jiǎn)單直觀得多,但考慮到學(xué)生的基礎(chǔ)和所學(xué)專(zhuān)業(yè)的需求,這樣的描述性定義對(duì)高職院校的學(xué)生已經(jīng)足夠了。所以,高職院校學(xué)生只要認(rèn)真地去聽(tīng)、去理解的話,還是很容易接受的。

2 激勵(lì)學(xué)生了解高等數(shù)學(xué)的特點(diǎn),積極探索適合自己的學(xué)習(xí)方法

相當(dāng)多的學(xué)生認(rèn)為高等數(shù)學(xué)過(guò)難,高等數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)是很枯燥、很頭疼的事情,這些學(xué)生當(dāng)中有的是因?yàn)閿?shù)學(xué)基礎(chǔ)弱,上課聽(tīng)不懂,做題不知如何下手;有的學(xué)生眼高手低,課后懶于動(dòng)手。與之相反的是,有的學(xué)生反復(fù)做大量的習(xí)題,但是不善于總結(jié)歸納,結(jié)果還是收效甚微。其實(shí)這些學(xué)生的情況都可以歸結(jié)為沒(méi)有找到適合自己學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)的方法,也就達(dá)不到理想的效果。事實(shí)上,事物之間都是既相互聯(lián)系又相互區(qū)別的。沒(méi)有聯(lián)系,就沒(méi)有基礎(chǔ)和來(lái)源,如“空中樓閣”一樣,那是不現(xiàn)實(shí)的;沒(méi)有區(qū)別,就不會(huì)有變化和發(fā)展,事物就會(huì)停止不前,也是與現(xiàn)實(shí)相違背的。知識(shí)也一樣,我們說(shuō)一個(gè)新的知識(shí)一定是建立在原有知識(shí)基礎(chǔ)之上的,它有它來(lái)源的背景,是為了不斷地解決新的問(wèn)題而逐步建立的,數(shù)學(xué)知識(shí)更是如此,新舊知識(shí)之間的聯(lián)系更加緊密。

高等數(shù)學(xué)是建立在初等數(shù)學(xué)基礎(chǔ)之上的,但在內(nèi)容上又有著明顯的特點(diǎn)。如初等數(shù)學(xué)是常量數(shù)學(xué),所研究的對(duì)象通常是有限的;而高等數(shù)學(xué)所研究的主要對(duì)象是變量,通常要涉及到無(wú)限,無(wú)限個(gè)量、無(wú)限區(qū)間、無(wú)限的趨近過(guò)程等等。初等數(shù)學(xué)基本上是等式的數(shù)學(xué),不等式的內(nèi)容所占比例較小;而在高等數(shù)學(xué)中不等式則起著至關(guān)重要的作用,把握好不等式的技巧,是學(xué)好高等數(shù)學(xué)的重要一環(huán)。初等數(shù)學(xué)所處理的對(duì)象較為具體,容易和現(xiàn)實(shí)相對(duì)照;高等數(shù)學(xué)所討論的知識(shí)則較為抽象,常常是從大量現(xiàn)實(shí)問(wèn)題中所歸納出來(lái)的一般性的概念,不容易理解,因之看上去似乎離現(xiàn)實(shí)很遙遠(yuǎn)。初等數(shù)學(xué)所研究的對(duì)象大多較為直觀,而且偏重于計(jì)算;而高等數(shù)學(xué)所研究的對(duì)象通常是抽象的,討論起來(lái)需要借助于嚴(yán)密的邏輯推理和深入的抽象思維。基于高等數(shù)學(xué)的特點(diǎn),在教學(xué)時(shí)就要引導(dǎo)學(xué)生從中學(xué)時(shí)的學(xué)習(xí)方法、學(xué)習(xí)模式中解放出來(lái),探索更加適合自己學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)的方法,比如:努力用變化的觀點(diǎn)思考問(wèn)題,注意提高解不等式的技巧,留心有限與無(wú)限的區(qū)別,不要想當(dāng)然地把有限情形下才成立的運(yùn)算法則習(xí)慣地運(yùn)用到無(wú)限的問(wèn)題中,盡量加強(qiáng)自己的抽象思維能力等等。

3 要重視對(duì)高等數(shù)學(xué)基本概念的講解和背景知識(shí)的介紹

概念是人們對(duì)客觀事物在感性認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上經(jīng)過(guò)比較、分析、綜合、概括、判斷、抽象等一系列思維活動(dòng),逐步認(rèn)識(shí)到它的本質(zhì)屬性以后才形成的。高等數(shù)學(xué)中的概念也不例外,我們教材中的很多重要概念都是在解決不同學(xué)科實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程中抽象出來(lái)的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)。比如,求解變速直線運(yùn)動(dòng)的速度和平面曲線的切線斜率,它們雖然屬于不同的學(xué)科范疇,但通過(guò)分析最終都可以歸結(jié)為增量比的極限問(wèn)題?,F(xiàn)實(shí)生活當(dāng)中還有很多可以歸結(jié)為這類(lèi)數(shù)學(xué)上的極限問(wèn)題,因此我們有必要對(duì)它們提供的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究,這就是我們學(xué)習(xí)的導(dǎo)數(shù)概念,而這些實(shí)際問(wèn)題就是導(dǎo)數(shù)這個(gè)概念來(lái)源的背景。

弄清楚了概念的來(lái)源背景,就回答了很多學(xué)生經(jīng)常提到的為什么要學(xué)習(xí)這個(gè)概念,學(xué)了這些知識(shí)有什么用的問(wèn)題,從而明確了學(xué)習(xí)的目的,產(chǎn)生了學(xué)習(xí)興趣也就有了學(xué)習(xí)的動(dòng)力。同時(shí),高等數(shù)學(xué)中很多法則、定理、公式及解題方法都來(lái)源于相應(yīng)的概念,學(xué)生如果不能正確地理解數(shù)學(xué)中的各種概念,就很難應(yīng)用它來(lái)解決相應(yīng)的問(wèn)題。而學(xué)生理解和應(yīng)用數(shù)學(xué)概念過(guò)程就是培養(yǎng)“數(shù)學(xué)地思維”能力的關(guān)鍵一環(huán)。因此,我們?cè)诟叩?a href="http://saumg.com/haowen/215272.html" target="_blank">數(shù)學(xué)的教學(xué)中要重視對(duì)高等數(shù)學(xué)基本概念的講解和背景知識(shí)的介紹,要盡可能地從學(xué)生熟悉的事例入手,從具體到抽象,從特殊到一般,從簡(jiǎn)單到復(fù)雜,從感性到理性,逐步揭示概念的內(nèi)涵和外延,將概念的本質(zhì)屬性用數(shù)學(xué)語(yǔ)言表示出來(lái);在運(yùn)用這些概念的過(guò)程中進(jìn)一步加深對(duì)這些概念的理解,使學(xué)生在理解和使用基本概念中培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力,這些對(duì)于提高高等數(shù)學(xué)教學(xué)質(zhì)量都具有十分重要的意義。

4 高等數(shù)學(xué)教學(xué)要在應(yīng)用性上下功夫

在高職院校中,有很大比例的學(xué)生對(duì)高等數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)持懷疑態(tài)度,他們對(duì)數(shù)學(xué)在科學(xué)、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)及日常生活中所起的作用認(rèn)知甚少,認(rèn)為高等數(shù)學(xué)“學(xué)了沒(méi)有用”。教師要根據(jù)學(xué)生所學(xué)的專(zhuān)業(yè),在教學(xué)中找出一套切合該專(zhuān)業(yè)學(xué)生特點(diǎn)的教學(xué)方法,讓學(xué)生更多了解高等數(shù)學(xué)在他們專(zhuān)業(yè)課當(dāng)中的應(yīng)用,使學(xué)生知道高等數(shù)學(xué)可以解決他們的專(zhuān)業(yè)問(wèn)題,從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。比如說(shuō),引出導(dǎo)數(shù)概念時(shí)可根據(jù)專(zhuān)業(yè)的不同介紹不同的例子,經(jīng)濟(jì)管理類(lèi)專(zhuān)業(yè)可以介紹邊際的概念,機(jī)電類(lèi)專(zhuān)業(yè)可以介紹速率、線密度等問(wèn)題,農(nóng)科類(lèi)專(zhuān)業(yè)可以介紹細(xì)胞繁殖速度、邊際產(chǎn)量和最大利潤(rùn)率施肥量問(wèn)題等。這樣既能讓學(xué)生了解到數(shù)學(xué)的巨大作用,又能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

為培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用能力,在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中還可以適當(dāng)融入一些數(shù)學(xué)建模,培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力。數(shù)學(xué)建模是利用數(shù)學(xué)方法解決實(shí)際問(wèn)題的一種實(shí)踐,它是通過(guò)抽象、簡(jiǎn)化、假設(shè)、引進(jìn)變量等處理過(guò)程后,將實(shí)際問(wèn)題用數(shù)學(xué)方式表達(dá),建立起數(shù)學(xué)模型,然后運(yùn)用先進(jìn)的數(shù)學(xué)方法及計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行求解。通過(guò)對(duì)數(shù)學(xué)建模全過(guò)程地參與與嘗試,學(xué)生感受到數(shù)學(xué)在日常生活中是無(wú)處不在的。這種讓學(xué)生通過(guò)“用”數(shù)學(xué)認(rèn)識(shí)到“數(shù)學(xué)是實(shí)際生活的需要”的方法,在培養(yǎng)了學(xué)生數(shù)學(xué)應(yīng)用能力,使學(xué)生獲得了成就感的同時(shí),也培養(yǎng)了學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的濃厚興趣。

參考文獻(xiàn)

[1] 匡繼昌.數(shù)學(xué)教學(xué)要重視基本概念的深入理解[J].數(shù)學(xué)通報(bào),2008.47(9):17-20.

[2] 張居麗,徐常青.淺談如何激發(fā)文科生對(duì)高等數(shù)學(xué)的興趣[J].世紀(jì)橋,2008.7(156):133-137.

[3] 楊立新.高職院校高等數(shù)學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀分析及解決方法[J].高等數(shù)學(xué)研究,2009.12(5):11-14.

第2篇:高等數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)的區(qū)別范文

關(guān)鍵詞: 導(dǎo)數(shù) 極限 不等式 聯(lián)系 區(qū)別

一、導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用

導(dǎo)數(shù)是研究函數(shù)的工具,利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的性質(zhì)問(wèn)題,可以比較容易地得到結(jié)果或找到解題的方向.

導(dǎo)數(shù)的單調(diào)性:

定理:設(shè)函數(shù)y=f(x)在[a,b]上連續(xù),在(a,b)內(nèi)可導(dǎo):

(1)如果在(a,b)內(nèi)f′(x)>0,那么函數(shù)y=f(x)在[a,b]上單調(diào)增加;

(2)如果(a,b)在內(nèi)f′(x)

例:確定函數(shù)f(x)=x■-2x+4在哪個(gè)區(qū)間內(nèi)是增函數(shù),哪個(gè)區(qū)間內(nèi)是減函數(shù).

解法一:設(shè)x■,x■是R上的任意兩個(gè)實(shí)數(shù),且x■>x■,則

f(x■)-f(x■)=(x■-x■)(x■+x■-2).

因?yàn)閤■-x■>0,所以要使x■+x■-2>0,則x■>x■>1.

于是f(x■)-f(x■)>0.

即x>1時(shí),f(x)是增函數(shù);x

解法二:f′(x)=2x-2

令2x-2>10解得x>1;因此,當(dāng)x∈(1,+∞)時(shí),f(x)是增函數(shù).

再令2x-2

經(jīng)過(guò)對(duì)兩種方法的對(duì)比,我發(fā)現(xiàn)用大學(xué)數(shù)學(xué)解決此問(wèn)題更方便快捷.當(dāng)我們?cè)倩仡^看高中學(xué)的方法,覺(jué)得它在解決一些問(wèn)題上存在一定的弊端.

二、極限的應(yīng)用

學(xué)習(xí)極限是從一個(gè)“有限”到“無(wú)限”的飛躍.從數(shù)列極限或函數(shù)極限的變化趨勢(shì)來(lái)理解極限問(wèn)題是認(rèn)識(shí)和解決問(wèn)題的需要.

數(shù)列極限:

中學(xué)與大學(xué)的數(shù)列極限的概念雖相差不遠(yuǎn),但大學(xué)的數(shù)列極限概念卻引出了”收斂”一詞,由此給出了收斂數(shù)列及其極限的準(zhǔn)確定義.有了數(shù)列極限的精確定義,我們便可以用定義(又稱(chēng)“ε-N”定義)證明高中數(shù)列極限中所用的結(jié)論.

例:證明■■=0(a,k均為常數(shù),且k∈N■)

在中學(xué),我們直觀地知道,當(dāng)n∞時(shí),n■=∞,■■=0.這僅僅局限于直觀得出結(jié)論.然而,在大學(xué),我們可以通過(guò)極限的“ε-N”定義來(lái)證明這個(gè)結(jié)論的正確性.

在高中,我們已經(jīng)開(kāi)始接觸數(shù)列極限.總的來(lái)說(shuō),高中階段的數(shù)列極限注重的是利用所給結(jié)論來(lái)求解所給數(shù)列的極限值,重點(diǎn)是培養(yǎng)解題能力,注重的是理性思維的培養(yǎng)和備考能力的提高.而大學(xué)的數(shù)列極限,更多的是利用抽象定義證明某一命題的正確性,強(qiáng)化鍛煉的是抽象思維能力及邏輯思維能力.而且大學(xué)里對(duì)數(shù)列極限的深入介紹,不僅完善了我們對(duì)數(shù)列極限的認(rèn)識(shí),在求解一些極限問(wèn)題上,思維也越發(fā)靈活.

三、不等式的應(yīng)用

不等式是刻畫(huà)現(xiàn)實(shí)世界中的不等關(guān)系的數(shù)學(xué)模型,反映了事物在量上的區(qū)別.不等式在解決優(yōu)化問(wèn)題中有廣泛應(yīng)用,也是學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)的重要基礎(chǔ).不等式的內(nèi)容體現(xiàn)了數(shù)學(xué)思想的精深.不等式的性質(zhì)貫穿于不等式的證明、求解和實(shí)際應(yīng)用.充分理解不等式的性質(zhì)是學(xué)習(xí)不等式的關(guān)鍵.不等式作為中學(xué)教學(xué)內(nèi)容,大體可以分為四個(gè)部分:一是不等式的概念與性質(zhì);二是解不等式;三是不等式的證明;四是不等式的應(yīng)用.大學(xué)雖然沒(méi)有專(zhuān)門(mén)介紹不等式,但不等式的應(yīng)用,特別是幾個(gè)常見(jiàn)的有關(guān)不等式的定理的應(yīng)用,在整個(gè)大學(xué)數(shù)學(xué)幾乎隨處可見(jiàn).

不等式的證明:

不等式的證明方法靈活多變,有時(shí)要用多種方法,并且不等式的證明常和函數(shù)聯(lián)系,這體現(xiàn)了數(shù)學(xué)素質(zhì)的要求.在中學(xué),我們所學(xué)的不等式證明所用的最基本的方法主要有比較法、分析法、綜合法、歸納法,以及放縮法、換元法、反證法、判別式法等.某些不等式,我們雖然可以用中學(xué)的知識(shí)解答,但是用大學(xué)所學(xué)的某些知識(shí)來(lái)解答,我們會(huì)發(fā)現(xiàn)明顯簡(jiǎn)單得多.

定理3.1(拉格朗日(Lagrange))中值定理:若函數(shù)f(x)滿足如下條件:

(1)在閉區(qū)間[a,b]上連續(xù);

(2)在開(kāi)區(qū)間(a,b)內(nèi)可導(dǎo).

則在開(kāi)區(qū)間(a,b)內(nèi)至少存在一點(diǎn)c,使得

f′(c)=■

例:證明:當(dāng)a>b>0時(shí),不等式nb■(a-b)1時(shí)成立.

在中學(xué),我們可以用作差法來(lái)證明此題.這里不再證明.下面我們就用大學(xué)所學(xué)的拉格朗日中值定理證明此題.

證明:設(shè)f(x)=x■,則f′(x)=nx■,當(dāng)a>b>0時(shí),對(duì)f(x)在區(qū)間[b,a]上應(yīng)用拉格朗日中值定理有

■=■=f′(c)=nc■

其中b0,所以

nb■

故有

nb■(a-b)

運(yùn)用精確的定義對(duì)高中的某些結(jié)論進(jìn)行證明,也就讓我們從只是純粹地接受結(jié)論上升為自主地探討結(jié)論的正確性,這本身就是在認(rèn)識(shí)上的一個(gè)質(zhì)的飛躍.而且大學(xué)的證明方法更簡(jiǎn)便快捷,使我們一目了然.

初等數(shù)學(xué)與高等數(shù)學(xué)有機(jī)地緊密結(jié)合,以學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)知識(shí)作指導(dǎo),學(xué)習(xí)重溫初等數(shù)學(xué)知識(shí),可以達(dá)到一個(gè)新的高度.而以高等數(shù)學(xué)知識(shí)用以指導(dǎo)解題,常??梢跃痈吲R下地事先估測(cè)答案,確定解題思路.

通過(guò)對(duì)初等數(shù)學(xué)與高等數(shù)學(xué)在解問(wèn)題時(shí)的對(duì)比,提高了數(shù)學(xué)和科學(xué)素養(yǎng),并促進(jìn)了對(duì)數(shù)學(xué)分析、高等代數(shù)學(xué)科知識(shí)的進(jìn)一步理解和掌握.

參考文獻(xiàn):

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[2]劉玉璉等編.數(shù)學(xué)分析講義.(上冊(cè)/5版).北京:高等教育出版社,2008.5.

[3]人民教育出版社中學(xué)數(shù)學(xué)室編著.全日制普通高級(jí)中學(xué)教科書(shū)(必修)數(shù)學(xué).第一冊(cè)(上).

第3篇:高等數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)的區(qū)別范文

關(guān)鍵詞:信息技術(shù);高職數(shù)學(xué);教學(xué)

在當(dāng)今世界經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展信息化的大趨勢(shì)下,以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的現(xiàn)代信息技術(shù),已經(jīng)逐漸與人們的生活、工作和學(xué)習(xí)變得密不可分?!靶畔⒓夹g(shù)”指的是以網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和多媒體技術(shù)為核心的技術(shù),是指利用計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、廣播電視等各種硬件設(shè)備及軟件工具與科學(xué)方法,對(duì)數(shù)據(jù)、語(yǔ)言、文字、聲音、圖畫(huà)和影像等各種信息進(jìn)行獲取、加工、存儲(chǔ)、傳輸與使用的技術(shù)之和。信息技術(shù)的發(fā)展,對(duì)各學(xué)科的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)方法等產(chǎn)生了深刻的影響,借助信息技術(shù)的開(kāi)放性、多媒體性、交互性和網(wǎng)絡(luò)化等特點(diǎn),將信息技術(shù)帶入高職數(shù)學(xué)教學(xué)過(guò)程中,能促進(jìn)傳統(tǒng)教學(xué)方式的改變,帶動(dòng)高職數(shù)學(xué)課程的根本變革。

一、采用多媒體教室,改善課堂視聽(tīng)效果

由于高等數(shù)學(xué)是高職院校的一門(mén)公共基礎(chǔ)課,大多數(shù)院校均采用大班授課方式,一個(gè)大班一般有100人左右,如單純采用板書(shū)教學(xué),由于天氣、燈光、位置等原因,部分學(xué)生存在“看不清,聽(tīng)不清”的問(wèn)題,而且教師連著幾節(jié)課下來(lái),嗓子也受不住。采用多媒體教室,由于使用大屏幕投影、麥克風(fēng)、擴(kuò)音器等設(shè)備,使得任何座位的學(xué)生都能看到清晰、規(guī)范的屏幕字跡,都能聽(tīng)到清晰的聲音,能明顯改善課堂的視聽(tīng)效果。

二、利用多媒體課件,節(jié)省板書(shū)時(shí)間,擴(kuò)充課堂容量

利用多媒體課件,部分粉筆板書(shū)如定義、例題題目等可用電子板書(shū)代替,節(jié)省板書(shū)時(shí)間。教學(xué)過(guò)程中,可根據(jù)不同的教學(xué)環(huán)節(jié),適時(shí)添加或引入課外知識(shí),比如相關(guān)的數(shù)學(xué)家、數(shù)學(xué)史、數(shù)學(xué)文化等,增加課堂密度與容量。如在講授極限的概念時(shí),介紹劉徽的割圓術(shù),讓學(xué)生了解我國(guó)早期極限思想的萌芽與發(fā)展;在講授微積分的概念時(shí),介紹微積分的發(fā)展歷史,播放牛頓、萊布尼茲等數(shù)學(xué)大師們的圖片與生平,使學(xué)生了解數(shù)學(xué)的發(fā)展進(jìn)程,感受數(shù)學(xué)家們的人格魅力,開(kāi)拓視野。

三、利用數(shù)學(xué)軟件與多媒體的有機(jī)結(jié)合,突破傳統(tǒng)課堂的教學(xué)難點(diǎn)

常用的數(shù)學(xué)軟件很多,如:Matlab,Mathematica,Maple等,集符號(hào)運(yùn)算、數(shù)值運(yùn)算、圖形功能、編程功能于一體。通過(guò)多媒體可以展示數(shù)學(xué)軟件的強(qiáng)大功能。

1.利用數(shù)學(xué)軟件的繪圖功能,能直觀形象地展現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容

高等數(shù)學(xué)課被認(rèn)為是單調(diào)、枯燥的,但是由于多媒體的輔助,提供了聲像并茂的圖文、色彩鮮明的教學(xué)氛圍,直觀形象地展現(xiàn)了教學(xué)內(nèi)容。譬如在教函數(shù)的連續(xù)性的時(shí)候,通過(guò)數(shù)學(xué)軟件將連續(xù)與間斷的、不同間斷點(diǎn)類(lèi)型的各種函數(shù)例子的圖形直觀地展現(xiàn)出來(lái),使學(xué)生能迅速區(qū)別掌握;空間解析幾何和重積分這兩大部分內(nèi)容對(duì)空間圖形的繪制要求很高,很多學(xué)生這一部分的題做不好,主要原因是空間想象力不足,在大腦里構(gòu)造不出圖形,而利用數(shù)學(xué)軟件能夠清晰完整地展示出這些形象的圖形,從而克服限于課堂時(shí)間,教師無(wú)法在課堂上把所有的空間圖形逐一展示的困難。同時(shí),數(shù)學(xué)軟件不僅提供各種基本幾何圖形的繪制,還提供各種復(fù)雜、特殊圖形的繪制和處理,能夠在不同的坐標(biāo)系下顯示圖形,并能夠通過(guò)鼠標(biāo)直接對(duì)產(chǎn)生的圖形進(jìn)行各種處理,如變換角度、改變顏色等。這些都為教學(xué)帶來(lái)了極大的便利。

2.利用多媒體技術(shù)動(dòng)態(tài)演示,突破了概念教學(xué)

在微積分教學(xué)過(guò)程中,極限、導(dǎo)數(shù)、定積分等概念的教學(xué)一直是一個(gè)難點(diǎn),主要因?yàn)槠渲猩婕暗轿⒂^的圖形分割問(wèn)題,比較抽象,在普通的教學(xué)課堂上難以讓學(xué)生直觀地觀察和理解。利用多媒體技術(shù),則可以動(dòng)態(tài)地演示。譬如數(shù)列的變化趨勢(shì),割線無(wú)限接近切線的動(dòng)畫(huà),分割越細(xì)矩形面積和無(wú)限接近曲邊梯形面積等,通過(guò)多媒體教學(xué)手段得以生動(dòng)直觀地展現(xiàn)在學(xué)生面前,使學(xué)生對(duì)定義有了透徹的理解,更好地抓住概念本質(zhì),從而能很好地運(yùn)用概念。

3.利用數(shù)學(xué)軟件的強(qiáng)大計(jì)算功能,提高課堂效率

Malhematica,matlab等數(shù)學(xué)軟件能夠進(jìn)行初等數(shù)學(xué)、高等數(shù)學(xué)、工程數(shù)學(xué)等的各種數(shù)值計(jì)算和符號(hào)計(jì)算,特別是其符號(hào)運(yùn)算功能,給數(shù)學(xué)公式的推導(dǎo)帶來(lái)很大的方便。在不定積分的章節(jié)中,關(guān)于第二類(lèi)換元法、分部積分法的積分題對(duì)高職學(xué)生來(lái)說(shuō)較為復(fù)雜,是定積分解法的難點(diǎn)。而用數(shù)學(xué)軟件來(lái)計(jì)算,則使求不定積分變得簡(jiǎn)單化,只需輸入變量即可得到結(jié)果。在線性代數(shù)中,教師在進(jìn)行矩陣這一部分的講解時(shí),往往需要花費(fèi)過(guò)多的時(shí)間在板書(shū)上,講解起來(lái)更顯得非常吃力和笨拙。采用數(shù)學(xué)軟件則可以解決,譬如矩陣的加法、乘法、求逆的運(yùn)算可以利用matlab軟件進(jìn)行演示操作,以及矩陣的行列刪除、行列交換、轉(zhuǎn)置等都可以在Maple軟件中演示出來(lái)。這樣不僅避免了那些機(jī)械重復(fù)的計(jì)算和復(fù)雜的板書(shū),節(jié)省時(shí)間,而且使得講解過(guò)程更為直觀,重要信息更為集中,利于教師將主要精力放在數(shù)學(xué)的思想方法傳授上,提高課堂效率。

四、利用信息技術(shù),開(kāi)設(shè)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn),提高學(xué)生的動(dòng)手能力與實(shí)踐能力

在進(jìn)行高職數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)教學(xué)的同時(shí),以計(jì)算機(jī)和數(shù)學(xué)軟件為手段,開(kāi)設(shè)一些以數(shù)值計(jì)算、圖形演示、符號(hào)變換等為內(nèi)容的實(shí)驗(yàn)課程,通過(guò)實(shí)例分析、模擬仿真、歸納發(fā)現(xiàn)等主要實(shí)驗(yàn)形式,使學(xué)生獲得某種數(shù)學(xué)理論、探求或驗(yàn)證某個(gè)數(shù)學(xué)猜想、解決某類(lèi)數(shù)學(xué)問(wèn)題,進(jìn)行做數(shù)學(xué)、學(xué)數(shù)學(xué)、用數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)與研究。通過(guò)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn),學(xué)生自己動(dòng)手操作,不僅可以鞏固課堂教學(xué)內(nèi)容,還可以增強(qiáng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)軟件的能力,有利于培養(yǎng)學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)軟件的興趣,進(jìn)而提高學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和動(dòng)手能力。增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣,提高學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)的意識(shí),以及培養(yǎng)學(xué)生用所學(xué)的數(shù)學(xué)知識(shí)去認(rèn)識(shí)問(wèn)題和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

五、結(jié) 語(yǔ)

要充分有效地發(fā)揮信息技術(shù)在教學(xué)中的作用,教師首先要吃透教材,心中有數(shù),這樣才能把教材的思維邏輯很好地體現(xiàn)在多媒體教學(xué)中。在深入研究教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上,教師還要注意在教學(xué)中的主導(dǎo)地位,要把傳統(tǒng)教學(xué)與多媒體教學(xué)有機(jī)地結(jié)合,取長(zhǎng)補(bǔ)短,加強(qiáng)教與學(xué)的交流,指引學(xué)生的思路,引導(dǎo)學(xué)生自主有效地思考和學(xué)習(xí)。在結(jié)合數(shù)學(xué)軟件教學(xué)的同時(shí),注意引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)并使用數(shù)學(xué)軟件積極主動(dòng)探索的興趣,激發(fā)學(xué)生學(xué)數(shù)學(xué)、做數(shù)學(xué)的激情,提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。

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Application of Information Technology in the Teaching of Higher Vocational Mathematics

PAN Jin-song, TONG Li-juan

第4篇:高等數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)的區(qū)別范文

高校應(yīng)用數(shù)學(xué)應(yīng)用數(shù)學(xué)意識(shí)數(shù)學(xué)應(yīng)用能力

傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)分為“純數(shù)學(xué)”與“可應(yīng)用的數(shù)學(xué)”。純數(shù)學(xué)如微分方程、概率統(tǒng)計(jì)、計(jì)算數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)和運(yùn)籌學(xué)等都算在可應(yīng)用的數(shù)學(xué)范圍內(nèi)。而物理學(xué)家、航空工程師、地質(zhì)學(xué)家、生物學(xué)家、經(jīng)濟(jì)學(xué)家等,他們?yōu)榱私鉀Q各學(xué)科及工程上的問(wèn)題,需要用數(shù)學(xué)應(yīng)用為工具,創(chuàng)造性地發(fā)展新的數(shù)學(xué)方法,來(lái)處理他們所遇到的獨(dú)特問(wèn)題,這就是“可應(yīng)用的數(shù)學(xué)”。在當(dāng)代,數(shù)學(xué)不僅作為一個(gè)解決問(wèn)題的工具,而且已成為時(shí)代文化的一個(gè)重要組成部分。高校學(xué)生應(yīng)必須具備解決實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題的數(shù)學(xué)素養(yǎng),應(yīng)用數(shù)學(xué)教學(xué)改革與學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)意識(shí)的培養(yǎng)也成為眾多高校教育管理者面臨的重要課題。

一、高校應(yīng)用數(shù)學(xué)是區(qū)別于純數(shù)學(xué)的數(shù)學(xué)科學(xué)

1.應(yīng)用數(shù)學(xué)的內(nèi)涵。應(yīng)用數(shù)學(xué)是一門(mén)獨(dú)立的學(xué)科,它有自己研究問(wèn)題的態(tài)度、方法和思維模式,也有自己的教育理念和方法。應(yīng)用數(shù)學(xué)不同于純數(shù)學(xué)的一門(mén)獨(dú)立的基礎(chǔ)學(xué)科,應(yīng)用數(shù)學(xué)與純數(shù)學(xué)是科學(xué)研究領(lǐng)域中兩個(gè)很不相同的學(xué)科。二者相輔相成。

應(yīng)用數(shù)學(xué)不等同于實(shí)用數(shù)學(xué),實(shí)用數(shù)學(xué)的主要目的是滿足社會(huì)上的需要,如計(jì)算導(dǎo)彈的發(fā)射以及登月等,這是一種服務(wù)的性質(zhì),幫助解決服務(wù)對(duì)象提出的數(shù)學(xué)問(wèn)題,它所注重的是數(shù)學(xué)的方法,注重方法的改進(jìn)或提高;應(yīng)用數(shù)學(xué)則注重的是主動(dòng)提出研究對(duì)象中的科學(xué)問(wèn)題,通過(guò)問(wèn)題的解決加深對(duì)研究對(duì)象的認(rèn)識(shí),或創(chuàng)造出新的知識(shí),它所注重的是用數(shù)學(xué)來(lái)解決科學(xué)問(wèn)題。應(yīng)用數(shù)學(xué)也應(yīng)當(dāng)為社會(huì)服務(wù),但同時(shí)更重要的是要為科學(xué)本身服務(wù),即服務(wù)于基礎(chǔ)科學(xué),又服務(wù)于應(yīng)用科學(xué)。

2.應(yīng)用數(shù)學(xué)思維素質(zhì)的培養(yǎng)

應(yīng)用數(shù)學(xué)用數(shù)學(xué)的方法推動(dòng)經(jīng)驗(yàn)科學(xué)和工程學(xué)的發(fā)展,同時(shí)又不斷刺激對(duì)新數(shù)學(xué)的需要,為純數(shù)學(xué)提出新的問(wèn)題,這就是應(yīng)用數(shù)學(xué)的雙重性。因此,大學(xué)應(yīng)用數(shù)學(xué)課程體系應(yīng)該包括如下內(nèi)容:第一,純數(shù)學(xué)知識(shí);第二,培育學(xué)生對(duì)應(yīng)用數(shù)學(xué)態(tài)度;第三,培養(yǎng)常用的工作能力,即培養(yǎng)應(yīng)用數(shù)學(xué)的方法;第四,學(xué)科全貌介紹,即概述課程,讓學(xué)生了解整個(gè)學(xué)科的全貌;第五,對(duì)學(xué)科某一分支深入地了解。如果我們?cè)跀?shù)學(xué)教學(xué)中注重轉(zhuǎn)化,用好這根有力的杠桿,對(duì)培養(yǎng)學(xué)生思維品質(zhì)的靈活性、創(chuàng)造性及開(kāi)發(fā)智力、培養(yǎng)能力是十分有益的。

二、高校應(yīng)用數(shù)學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀

1.對(duì)高校應(yīng)用數(shù)學(xué)課作用的認(rèn)識(shí)

(1)高校應(yīng)用數(shù)學(xué)課是高校學(xué)生必需的素質(zhì)教育課。通過(guò)應(yīng)用數(shù)學(xué)課程的學(xué)習(xí),可以培養(yǎng)學(xué)生的基本運(yùn)算能力、抽象思維和邏輯推理能力、分析和解決問(wèn)題的能力以及繼續(xù)學(xué)習(xí)與應(yīng)用創(chuàng)造的能力,提高學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)。

(2)高校應(yīng)用數(shù)學(xué)課是學(xué)生學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)知識(shí)技能的基礎(chǔ)。高等數(shù)學(xué)課是專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)方案中課程體系的一個(gè)重要組成部分,是為后續(xù)專(zhuān)業(yè)課服務(wù)的工具課。

(3)高校應(yīng)用數(shù)學(xué)課是培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)能力的載體。通過(guò)這門(mén)課程的學(xué)習(xí),有助于培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力,提高學(xué)生的基本數(shù)學(xué)素養(yǎng)。

2.高校應(yīng)用數(shù)學(xué)教學(xué)存在的主要問(wèn)題

(1)教學(xué)內(nèi)容方面。高校知識(shí)體系帶有較重的學(xué)科模式,過(guò)多強(qiáng)調(diào)學(xué)科知識(shí)的系統(tǒng)性、完整性及理論的嚴(yán)謹(jǐn)性,使得學(xué)生所學(xué)知識(shí)與實(shí)際脫節(jié),在一定程度上增加了學(xué)生學(xué)習(xí)的難度。

(2)教學(xué)方法方面?,F(xiàn)在的高校數(shù)學(xué)課堂教學(xué)多半采用“滿堂灌”的教學(xué)模式,缺乏探究和學(xué)生的主動(dòng)參與,缺乏合作與交流。

(3)課程內(nèi)容方面。注重?cái)?shù)學(xué)技巧的訓(xùn)練,講求嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐评磉^(guò)程,但是對(duì)數(shù)學(xué)結(jié)論的應(yīng)用重視不足,很難從專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)的視角實(shí)現(xiàn)以就業(yè)為導(dǎo)向,立足崗位,注重素質(zhì),強(qiáng)化應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生職業(yè)能力的培養(yǎng)。

(4)教師隊(duì)伍方面。數(shù)學(xué)課教師一般來(lái)說(shuō)對(duì)工程技術(shù)以及專(zhuān)業(yè)知識(shí)了解較少,不了解專(zhuān)業(yè)知識(shí)對(duì)應(yīng)用數(shù)學(xué)的需要,導(dǎo)致應(yīng)用數(shù)學(xué)與專(zhuān)業(yè)知識(shí)結(jié)合不夠緊密,不能充分考慮到各專(zhuān)業(yè)的實(shí)際需要,也就不能緊密結(jié)合專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo),突出應(yīng)用能力的培養(yǎng)。

三、高校應(yīng)用數(shù)學(xué)課教學(xué)改革的方法與策略

1.明晰高校應(yīng)用數(shù)學(xué)課的教學(xué)理念

高校應(yīng)用數(shù)學(xué)課的開(kāi)設(shè)應(yīng)定位于服務(wù)不同專(zhuān)業(yè)的實(shí)際需求,以適度和夠用為原則,服務(wù)于學(xué)生綜合素質(zhì)的提高;以突出數(shù)學(xué)文化育人功能為主線,服務(wù)于學(xué)生能力的培養(yǎng);以培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)方法解決實(shí)際問(wèn)題并能進(jìn)行創(chuàng)新為重點(diǎn)。

2.改革高校應(yīng)用數(shù)學(xué)課的教學(xué)內(nèi)容

即針對(duì)不同專(zhuān)業(yè)和不同學(xué)生的需求,采取彈性課程設(shè)置體系,不過(guò)分強(qiáng)調(diào)總體理論體系的完整性和邏輯的嚴(yán)謹(jǐn)性,為專(zhuān)業(yè)課程的學(xué)習(xí)和職業(yè)崗位技能的訓(xùn)練提供必需、夠用的基礎(chǔ)知識(shí)與基本能力的支撐。

3.改革高校應(yīng)用數(shù)學(xué)課的教學(xué)方法與手段

(1)改變單向灌輸式的教學(xué)方法,積極探索啟發(fā)式等多樣化的教學(xué)方法;改變單一的教師授課、學(xué)生被動(dòng)聽(tīng)講的傳統(tǒng)方式,樹(shù)立師生課堂互動(dòng)的良好風(fēng)氣。重視因材施教,重視發(fā)揮學(xué)生的主體作用。

(2)將傳統(tǒng)教學(xué)手段與現(xiàn)代教學(xué)手段有機(jī)結(jié)合,充分發(fā)揮多媒體教學(xué)的優(yōu)勢(shì)。可將多媒體技術(shù)應(yīng)用到數(shù)學(xué)教學(xué)中,提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效率。

4.課程建設(shè)方面:包括修訂教學(xué)大綱和教材建設(shè)兩方面的內(nèi)容

(1)修訂現(xiàn)行的教學(xué)大綱。新的教學(xué)大綱應(yīng)服從專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)的體系,圍繞專(zhuān)業(yè)需求制訂,按教學(xué)內(nèi)容及授課形式的不同進(jìn)行修訂。

(2)教材建設(shè)方面。教材內(nèi)容力求注重實(shí)際知識(shí)的應(yīng)用,注重配合專(zhuān)業(yè)技能的訓(xùn)練。

5.重視教師隊(duì)伍建設(shè),加強(qiáng)青年教師的培訓(xùn)

為改變高等數(shù)學(xué)課教師對(duì)工程技術(shù)以及專(zhuān)業(yè)知識(shí)了解較少的現(xiàn)狀,按照學(xué)院“走出去,請(qǐng)進(jìn)來(lái)”的教育教學(xué)方式,使高等應(yīng)用數(shù)學(xué)課的教師了解工程技術(shù)及專(zhuān)業(yè)知識(shí)對(duì)應(yīng)用數(shù)學(xué)的需要,加強(qiáng)對(duì)青年教師的培訓(xùn),做好傳、幫、帶工作數(shù)學(xué)教學(xué)要注重培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)的能力。

四、培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)意識(shí),提高學(xué)生數(shù)學(xué)應(yīng)用能力

1.拓寬對(duì)數(shù)學(xué)的認(rèn)識(shí),提高學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣

學(xué)生能否對(duì)數(shù)學(xué)產(chǎn)生興趣,主要依賴于我們的教學(xué)實(shí)踐,與我們的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的選擇和應(yīng)用密切相關(guān)。

2.通過(guò)“數(shù)學(xué)建?!被顒?dòng),把培養(yǎng)學(xué)生用數(shù)學(xué)的能力落到實(shí)處

培養(yǎng)學(xué)生“用數(shù)學(xué)”的能力是數(shù)學(xué)教育的根本任務(wù),當(dāng)然應(yīng)當(dāng)成為數(shù)學(xué)應(yīng)用教學(xué)目的中的“重中之重”。要突出數(shù)學(xué)應(yīng)用,就應(yīng)站在構(gòu)建數(shù)學(xué)模型的高度來(lái)認(rèn)識(shí)并實(shí)施應(yīng)用題教學(xué),要更加強(qiáng)調(diào)如何從實(shí)際問(wèn)題中發(fā)現(xiàn)并抽象出數(shù)學(xué)問(wèn)題,然后試圖用已有的數(shù)學(xué)模型來(lái)解決問(wèn)題,最后用其結(jié)果來(lái)闡釋這個(gè)實(shí)際問(wèn)題,這是教學(xué)中一種“實(shí)際―理論―實(shí)際”的策略。

3.實(shí)施“問(wèn)題解決”形式教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用意識(shí)和解決應(yīng)用問(wèn)題的能力

教師要引導(dǎo)學(xué)生落實(shí)解答過(guò)程,把能力培養(yǎng)和基礎(chǔ)知識(shí)、基本技能的學(xué)習(xí)結(jié)合起來(lái),使學(xué)生感到成功的喜悅并樹(shù)立學(xué)習(xí)的自信心。

總之,我們應(yīng)該把培養(yǎng)學(xué)生的能力放在首位,培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)意識(shí),提高學(xué)生數(shù)學(xué)應(yīng)用能力。我們要做好高校應(yīng)用數(shù)學(xué)教育的研究,提高高校數(shù)學(xué)教育水平和效率,開(kāi)創(chuàng)高校應(yīng)用數(shù)學(xué)教育的嶄新局面。

參考文獻(xiàn):

第5篇:高等數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)的區(qū)別范文

【摘要】高等數(shù)學(xué)是當(dāng)前我國(guó)高等教育中幾乎所有學(xué)生都必須學(xué)習(xí)的一門(mén)公共選修課程,它對(duì)于學(xué)生數(shù)學(xué)應(yīng)用能力的培養(yǎng)非常重要。本文基于大學(xué)生數(shù)學(xué)應(yīng)用能力結(jié)構(gòu),分析了學(xué)生數(shù)學(xué)應(yīng)用能力培養(yǎng)與高等數(shù)學(xué)教學(xué)的關(guān)系,并給出了幾點(diǎn)高等數(shù)學(xué)培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)應(yīng)用能力的策略。

【關(guān)鍵詞】高等數(shù)學(xué) 培養(yǎng) 數(shù)學(xué)應(yīng)用能力

高校

【中圖分類(lèi)號(hào)】G64 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089(2014)03-0137-01

1.大學(xué)生數(shù)學(xué)應(yīng)用能力及其結(jié)構(gòu)分析

(1)大學(xué)生數(shù)學(xué)應(yīng)用能力的含義

所謂大學(xué)生數(shù)學(xué)應(yīng)用能力是指使用高等數(shù)學(xué)理論知識(shí)和數(shù)學(xué)思維模式來(lái)解決實(shí)際生產(chǎn)生活問(wèn)題的能力,如工業(yè)控制、技術(shù)研發(fā)、算法推導(dǎo)等。高等數(shù)學(xué)教育的目的之一就是要培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)應(yīng)用能力,提高他們?cè)趯?shí)際工作中應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)去解決實(shí)際問(wèn)題的能力。數(shù)學(xué)不僅僅教會(huì)學(xué)生一些公式和定理,更重要的是培養(yǎng)學(xué)生思考問(wèn)題時(shí)具備的數(shù)學(xué)思維。任何一個(gè)基礎(chǔ)性研究都是從數(shù)學(xué)推導(dǎo)開(kāi)始,縱觀世界上科技水平發(fā)達(dá)的國(guó)家,無(wú)不是數(shù)學(xué)應(yīng)用研究相對(duì)超前的。

(2)數(shù)學(xué)應(yīng)用能力的結(jié)構(gòu)分析

數(shù)學(xué)應(yīng)用能力是一種較為復(fù)雜的認(rèn)知技能,它需要通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的培養(yǎng)和鍛煉,才能夠有所成效。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),數(shù)學(xué)認(rèn)知操作可以概括為數(shù)學(xué)抽象、邏輯推理和建模。所以,這里所講的數(shù)學(xué)應(yīng)用能力,就是數(shù)學(xué)抽象能力、邏輯推理能力和數(shù)學(xué)建模能力。任何一個(gè)生產(chǎn)生活實(shí)際問(wèn)題都可以利用這三方面能力得以解決,只是有時(shí)需要三者配合使用,有時(shí)只需要使用其中一種的區(qū)別。

數(shù)學(xué)抽象:所謂數(shù)學(xué)抽象,就是將實(shí)際問(wèn)題與數(shù)學(xué)相關(guān)概念聯(lián)系起來(lái),通過(guò)公式或者圖形來(lái)描述兩者之間的關(guān)系。這就涉及到多種參數(shù)、變量以及連接這些參數(shù)、變量的函數(shù)關(guān)系,它是由感性認(rèn)識(shí)上升到理性認(rèn)識(shí)的過(guò)程,是一種思維活動(dòng)。

邏輯推理:所謂邏輯推理,就是指利用已有的知識(shí)概念推導(dǎo)出新的所需要的結(jié)論,已知某些條件推導(dǎo)出所需結(jié)論的過(guò)程。邏輯推理的類(lèi)型有兩種,一是演繹推理,即從一般到特殊的推理過(guò)程,按照命題的實(shí)際內(nèi)涵,從廣義概念推導(dǎo)出一個(gè)必然結(jié)論;另一個(gè)是歸納推理,它正好與演繹推理相反,是從特殊到一般的推理過(guò)程,從特定概念推導(dǎo)出一個(gè)廣泛適用的結(jié)論。任何一個(gè)邏輯推理過(guò)程都必須遵循一定的邏輯關(guān)系,按照其內(nèi)在的規(guī)律進(jìn)行推導(dǎo),既不擴(kuò)大原有命題的內(nèi)容,也不縮小其范圍,嚴(yán)格按照規(guī)則研究其內(nèi)在規(guī)律。

數(shù)學(xué)建模:所謂數(shù)學(xué)建模,就是指利用數(shù)學(xué)概念來(lái)構(gòu)建與實(shí)際問(wèn)題相符的數(shù)學(xué)模型,求解數(shù)學(xué)模型的結(jié)論,就是解決相應(yīng)實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程。簡(jiǎn)單地說(shuō),我們?cè)谘芯恳粋€(gè)實(shí)際問(wèn)題時(shí),可以根據(jù)一些參數(shù)和約定條件構(gòu)建一個(gè)數(shù)學(xué)架構(gòu),最終的問(wèn)題就對(duì)應(yīng)著一個(gè)結(jié)論。學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)建模,并不只是簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單的學(xué)習(xí)數(shù)學(xué),學(xué)習(xí)的是一種數(shù)學(xué)理念,一種數(shù)學(xué)思維方式。

2.學(xué)生數(shù)學(xué)應(yīng)用能力培養(yǎng)與高等數(shù)學(xué)教學(xué)的關(guān)系

高等數(shù)學(xué)是當(dāng)前我國(guó)高等院?;舅袑W(xué)生都需要學(xué)習(xí)的一門(mén)公共必修課程,它對(duì)學(xué)生數(shù)學(xué)應(yīng)用能力和數(shù)學(xué)理論知識(shí)的提高有著非常大幫助。所以高等數(shù)學(xué)教學(xué)必須要重視數(shù)學(xué)理論基礎(chǔ)知識(shí)的講授,幫助學(xué)生形成高等數(shù)學(xué)知識(shí)體系,為應(yīng)用能力的培養(yǎng)打下基礎(chǔ)。自我國(guó)高等教育制度改革以來(lái),越來(lái)越多的學(xué)生有機(jī)會(huì)走入大學(xué),享受更加優(yōu)秀的高等教育。但同時(shí)也降低了高校的生源質(zhì)量,有很多學(xué)生在高中階段就開(kāi)始厭倦數(shù)學(xué),甚至于有些人在選擇專(zhuān)業(yè)的時(shí)候,把不學(xué)數(shù)學(xué)作為標(biāo)準(zhǔn)之一。很多高校高等數(shù)學(xué)教學(xué),別說(shuō)是應(yīng)用能力培養(yǎng)了,就連最基本的數(shù)學(xué)理論基礎(chǔ)知識(shí)教學(xué),所獲得的教學(xué)效果都非常不佳。這里面學(xué)生數(shù)學(xué)基礎(chǔ)是一方面原因,但學(xué)校在傳授知識(shí)與培養(yǎng)能力關(guān)系的處理上問(wèn)題也很多?,F(xiàn)在很多高校在高等數(shù)學(xué)教學(xué)上依然延用“題海戰(zhàn)術(shù)”,教材中所設(shè)計(jì)的應(yīng)用材料也逐漸的轉(zhuǎn)化為普通數(shù)學(xué)解答題。實(shí)際上,學(xué)生數(shù)學(xué)應(yīng)用能力與高等數(shù)學(xué)教學(xué)關(guān)系非常密切,因?yàn)榇髮W(xué)學(xué)習(xí)課程中,高等數(shù)學(xué)是涉及實(shí)際數(shù)學(xué)應(yīng)用問(wèn)題最廣最多的一門(mén)學(xué)科,而且很多專(zhuān)業(yè)都開(kāi)設(shè)有這一課程,這也表明很多專(zhuān)業(yè)在解決實(shí)際問(wèn)題時(shí)都需要應(yīng)用到高等數(shù)學(xué)的知識(shí)。

3.大學(xué)高等數(shù)學(xué)培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)應(yīng)用能力的策略

(1)探索學(xué)生學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)的認(rèn)知結(jié)構(gòu),建立新的內(nèi)容體系

經(jīng)調(diào)查研究可以發(fā)現(xiàn),研究學(xué)生學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)的認(rèn)知結(jié)構(gòu)對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)應(yīng)用能力有著很大的幫助。教師要充分利用有聯(lián)系的數(shù)學(xué)概念,分析如何利用它們之間的這種關(guān)系,巧妙地引導(dǎo)學(xué)生“舉一反三”,最大限度降低學(xué)生的認(rèn)知負(fù)荷。這種方式不僅有利于學(xué)生牢固掌握數(shù)學(xué)知識(shí),同時(shí)也會(huì)讓學(xué)生感覺(jué)到學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)并不是那么“沉重”的事情。尤其是現(xiàn)代教育技術(shù)發(fā)展迅速的今天,很多輔助計(jì)算軟件出現(xiàn)在實(shí)際生產(chǎn)生活中。高等數(shù)學(xué)教育教學(xué)應(yīng)該提倡學(xué)生充分利用這些軟件,如MATLAB等,利用計(jì)算機(jī)來(lái)解決冗長(zhǎng)計(jì)算過(guò)程,提高學(xué)習(xí)效率和學(xué)習(xí)興趣。

(2)與專(zhuān)業(yè)知識(shí)相結(jié)合,形成結(jié)合型認(rèn)知結(jié)構(gòu)

高等數(shù)學(xué)是很多專(zhuān)業(yè)學(xué)生都必須學(xué)習(xí)的一門(mén)公共必修課,這就說(shuō)明這門(mén)課程在這些專(zhuān)業(yè)中都有著較為重要和廣泛的應(yīng)用。學(xué)校要針對(duì)不同專(zhuān)業(yè)制定不同的高等數(shù)學(xué)教學(xué)計(jì)劃,有區(qū)別構(gòu)建高等數(shù)學(xué)教學(xué)體系。不同專(zhuān)業(yè)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中所遇到的問(wèn)題也有所不同,相應(yīng)的所需要使用到的高等數(shù)學(xué)知識(shí)和數(shù)學(xué)解決方法理念也有所不同,要想提高學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用能力,就必須在日常的高等數(shù)學(xué)教學(xué)過(guò)程中,有針對(duì)性的設(shè)定一些專(zhuān)業(yè)問(wèn)題,以培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)應(yīng)用能力和提高學(xué)生學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)的興趣,

(3)介紹數(shù)學(xué)建模思想,增強(qiáng)建模意識(shí)和能力

數(shù)學(xué)建模是當(dāng)前解決生產(chǎn)生活實(shí)際問(wèn)題的重要手段之一。通過(guò)這種方法所得到的結(jié)論更加準(zhǔn)確科學(xué)。高校開(kāi)展高等數(shù)學(xué)教學(xué),首先要做到的是教授學(xué)生高等數(shù)學(xué)相關(guān)理論知識(shí),更重要的是培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)應(yīng)用能力。數(shù)學(xué)建模就是培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)應(yīng)用能力的最佳方式,面對(duì)實(shí)際問(wèn)題,如何選擇參數(shù)和變量,怎么構(gòu)建兩者之間的函數(shù)關(guān)系。在什么樣的約束條件之下求得結(jié)論,這都是數(shù)學(xué)建模所能夠培養(yǎng)學(xué)生的方面。高等數(shù)學(xué)教學(xué)過(guò)程中,介紹數(shù)學(xué)建模思想,增強(qiáng)建模意識(shí),對(duì)于提高學(xué)生數(shù)學(xué)應(yīng)用能力有著很大的幫助。

參考文獻(xiàn):

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第6篇:高等數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)的區(qū)別范文

關(guān)鍵詞: 工程數(shù)學(xué) 教學(xué)改革 措施及對(duì)策

一、工程數(shù)學(xué)的重要性

高職教育是以全面素質(zhì)教育為基礎(chǔ),以能力為本位的教育。因此,學(xué)生的能力培養(yǎng)是核心問(wèn)題。長(zhǎng)期以來(lái),工程數(shù)學(xué)作為各類(lèi)高職院校工科專(zhuān)業(yè)的一門(mén)公共課,是學(xué)生學(xué)好專(zhuān)業(yè)課的基礎(chǔ)學(xué)科。工程數(shù)學(xué)除了讓學(xué)生學(xué)習(xí)傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)理論知識(shí)之余,更重要的是其結(jié)合專(zhuān)業(yè)的應(yīng)用實(shí)例,并滲透到教學(xué)中,使數(shù)學(xué)更好地服務(wù)于專(zhuān)業(yè)課程,同時(shí)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。另外,工程數(shù)學(xué)對(duì)學(xué)生理性思維、思辨能力、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力有重要的作用,是開(kāi)發(fā)學(xué)生潛在能動(dòng)性和創(chuàng)造力的重要課程。

二、存在問(wèn)題

教學(xué)系統(tǒng)的要素很多,其中最為重要的三要素是:教師、學(xué)生和課程,所以教學(xué)改革理應(yīng)做到面向這三要素,從這三要素入手。

1.學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)

從教學(xué)上,要弄清學(xué)生的基礎(chǔ),了解學(xué)生的實(shí)際,并在此基礎(chǔ)上實(shí)施因材施教。

高職學(xué)生多數(shù)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)弱,學(xué)生比較喜歡實(shí)踐與操作活動(dòng)。相比較書(shū)面作業(yè),他們更喜歡實(shí)訓(xùn),相比較基礎(chǔ)課,他們更喜歡專(zhuān)業(yè)課。再加上學(xué)生缺乏自信,認(rèn)識(shí)不到數(shù)學(xué)基礎(chǔ)的重要性,尤其是數(shù)學(xué)課程的學(xué)習(xí)難以持之以恒。另外也有少數(shù)基礎(chǔ)好、心理素質(zhì)高的學(xué)生,因此應(yīng)考慮不同層次的學(xué)生需求。

2.教師的教學(xué)方法與教學(xué)模式

基礎(chǔ)理論課的任課老師講授課本理論知識(shí)是游刃有余,但對(duì)數(shù)學(xué)應(yīng)用方面的知識(shí)比較欠缺,很難將專(zhuān)業(yè)知識(shí)滲透到數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)中并結(jié)合專(zhuān)業(yè)知識(shí)講解數(shù)學(xué)知識(shí)。因而授課時(shí),從數(shù)學(xué)到數(shù)學(xué)的多,聯(lián)系專(zhuān)業(yè)實(shí)例的少,教學(xué)方式比較傳統(tǒng)。學(xué)生只記住相關(guān)知識(shí),單純應(yīng)付考試,未學(xué)會(huì)運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)分析解決問(wèn)題。

3.教學(xué)內(nèi)容

高職教材與普通高校的教材的區(qū)別應(yīng)該是側(cè)重結(jié)論的應(yīng)用,減少理論的推導(dǎo)及證明,降低難度,增強(qiáng)實(shí)用性,學(xué)以致用,讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到高等數(shù)學(xué)不僅僅是公式、定理和計(jì)算,更應(yīng)該是一種解決問(wèn)題的工具,它與實(shí)際緊密相連,這樣學(xué)生才會(huì)感到學(xué)有所用,提高學(xué)習(xí)的興趣。

對(duì)于職業(yè)教育中的數(shù)學(xué)課程,其內(nèi)容上不應(yīng)像高等數(shù)學(xué)內(nèi)容中包含大量定義、定理及理論推導(dǎo)。對(duì)與某些于高中知識(shí)有重復(fù)的知識(shí)點(diǎn),如導(dǎo)數(shù)、積分等,學(xué)生覺(jué)得是重復(fù)學(xué)習(xí),沒(méi)有興趣。另外,工程數(shù)學(xué)的教材中應(yīng)用題型較少,應(yīng)用題也是距離現(xiàn)實(shí)較遠(yuǎn)的題型,使學(xué)生感到高等數(shù)學(xué)抽象,不知道其實(shí)用性。

總之,工程數(shù)學(xué)教學(xué)面臨著學(xué)生基礎(chǔ)差,而又要面對(duì)學(xué)生高期盼、社會(huì)高要求的問(wèn)題。

三、改革措施及對(duì)策

1.教師教學(xué)方式

在工程數(shù)學(xué)教學(xué)過(guò)程中,要始終堅(jiān)持以應(yīng)用為目的,以夠用為度的原則。教師必須從感知的材料入手,通過(guò)明確知識(shí)學(xué)習(xí)的目標(biāo)引導(dǎo)學(xué)生,用數(shù)學(xué)解析表達(dá)式表述專(zhuān)業(yè)概念和定律,又要根據(jù)數(shù)學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的生活案例和專(zhuān)業(yè)相關(guān)的應(yīng)用案例,通過(guò)案例學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識(shí),又使所學(xué)的數(shù)學(xué)知識(shí)得以應(yīng)用,使學(xué)生能夠運(yùn)用所學(xué)的數(shù)學(xué)知識(shí)掌握相關(guān)的專(zhuān)業(yè)知識(shí),并能解決專(zhuān)業(yè)中的數(shù)學(xué)問(wèn)題。這樣能調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的積極性,既服務(wù)專(zhuān)業(yè),又強(qiáng)化學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)分析解決問(wèn)題的能力。在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中,教師要主動(dòng)與學(xué)生進(jìn)行溝通,教與學(xué)是相輔相成的。教師對(duì)學(xué)生的關(guān)心與學(xué)生對(duì)教師的尊重和愛(ài)戴形成良性互動(dòng),也使得學(xué)生愛(ài)屋及烏,對(duì)數(shù)學(xué)產(chǎn)生興趣。

2.教學(xué)內(nèi)容

根據(jù)專(zhuān)業(yè)需要改革教學(xué)內(nèi)容,以服務(wù)專(zhuān)業(yè)為重點(diǎn),側(cè)重?cái)?shù)學(xué)的基本概念及相關(guān)的實(shí)際背景,突出數(shù)學(xué)定義的圖形及特征;淡化證明并引入數(shù)學(xué)理論的重要結(jié)論,突出結(jié)論的應(yīng)用,增強(qiáng)對(duì)數(shù)學(xué)的應(yīng)用意識(shí)。應(yīng)用數(shù)學(xué)基礎(chǔ)按照專(zhuān)業(yè)課教學(xué)的基本要求,分專(zhuān)業(yè)按需選擇部分內(nèi)容,直接選取專(zhuān)業(yè)課程的相關(guān)內(nèi)容作為例題,習(xí)題講解和練習(xí)題,強(qiáng)調(diào)知識(shí)的應(yīng)用。

通過(guò)對(duì)專(zhuān)業(yè)的分析和調(diào)查,并與專(zhuān)業(yè)教師交流,把工程數(shù)學(xué)與專(zhuān)業(yè)相結(jié)合,確定一些相關(guān)的內(nèi)容,現(xiàn)以機(jī)電一體化專(zhuān)業(yè)為例。

從上表可以看出,機(jī)電一體化專(zhuān)業(yè)所涉及的工程數(shù)學(xué)知識(shí)比較多,所以學(xué)生要學(xué)好專(zhuān)業(yè)課就要把工程數(shù)學(xué)的知識(shí)掌握好。

以基礎(chǔ)課為專(zhuān)業(yè)課服務(wù)的原則,應(yīng)重視數(shù)學(xué)教學(xué)如何與專(zhuān)業(yè)教學(xué)貼近,探討數(shù)學(xué)知識(shí)點(diǎn)在專(zhuān)業(yè)上的應(yīng)用。例如,機(jī)電一體化專(zhuān)業(yè)中,對(duì)非恒定電流,電流強(qiáng)度的計(jì)算就是通過(guò)求電量的導(dǎo)數(shù),因此可通過(guò)i=求瞬時(shí)電流強(qiáng)度,此式恰好是導(dǎo)數(shù)的解析表達(dá)式,以此引入導(dǎo)數(shù)的概念。另外,求輸出功率的問(wèn)題中,涉及最值問(wèn)題,也可用導(dǎo)數(shù)求最值的方法解決。

3.將數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)融入教學(xué)中

工程數(shù)學(xué)課包含大量的符號(hào)計(jì)算,圖形描繪。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,借助計(jì)算機(jī)解決相關(guān)的問(wèn)題已成必然。數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)正是一門(mén)包含數(shù)學(xué),以及其他學(xué)科知識(shí)的課程,它以數(shù)學(xué)知識(shí)為出發(fā)點(diǎn),借助于計(jì)算機(jī)軟件――Mathematica解決一些實(shí)際問(wèn)題。Mathematica是能將符號(hào)運(yùn)算,數(shù)值計(jì)算和圖形顯示結(jié)合在一起的軟件。

根據(jù)各專(zhuān)業(yè)的實(shí)際情況,可以安排適當(dāng)學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)課,指導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)使用數(shù)學(xué)軟件,如Mathematica,畫(huà)出簡(jiǎn)單的函數(shù)圖形,求極限、導(dǎo)數(shù)、不定積分,等等。通過(guò)實(shí)驗(yàn)作圖分析讓學(xué)生更深層次理解和掌握所學(xué)知識(shí)。并結(jié)合專(zhuān)業(yè)知識(shí)設(shè)計(jì)相關(guān)問(wèn)題,讓學(xué)生獨(dú)立思考解決。數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)加強(qiáng)了學(xué)生的動(dòng)手能力和分析解決問(wèn)題的能力,為數(shù)學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)和應(yīng)用提供了觀察實(shí)體及結(jié)論的新渠道。

通過(guò)一個(gè)學(xué)期幾個(gè)課時(shí)的數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn),學(xué)生普遍態(tài)度積極,提高了學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣。

參考文獻(xiàn):

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第7篇:高等數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)的區(qū)別范文

【關(guān)鍵詞】 醫(yī)用高等數(shù)學(xué);數(shù)學(xué)建模

1 引言

馬克思說(shuō)過(guò),一門(mén)科學(xué),只有當(dāng)它成功地運(yùn)用數(shù)學(xué)時(shí),才能達(dá)到真正完善的地步。20世紀(jì)以來(lái),數(shù)學(xué)向醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的不斷滲透,推動(dòng)了醫(yī)學(xué)向更深層次的發(fā)展,不斷有新的科學(xué)分支出現(xiàn),如生物數(shù)學(xué)、數(shù)理診斷學(xué)、細(xì)胞動(dòng)力學(xué)、病理過(guò)程的模擬及決策分析等。數(shù)學(xué)作為工具應(yīng)用于醫(yī)學(xué)中生命系統(tǒng)重要特征的研究,更深刻地揭示出了生命系統(tǒng)中每個(gè)細(xì)胞、有機(jī)體隨時(shí)間不斷變化的特征與規(guī)律。

醫(yī)學(xué)院校的學(xué)生要掌握醫(yī)用高等數(shù)學(xué)這門(mén)工具,不僅要掌握其理論知識(shí),更重要的是要會(huì)用,要具備將其作為一項(xiàng)技能與輔助工具解決實(shí)際醫(yī)學(xué)問(wèn)題的能力。數(shù)學(xué)教育應(yīng)該培養(yǎng)學(xué)生兩種能力:“算數(shù)學(xué)”(計(jì)算、推導(dǎo)、證明…)和“用數(shù)學(xué)”(實(shí)際問(wèn)題建模及模型結(jié)果的分析、檢驗(yàn)、應(yīng)用)。

數(shù)學(xué)建模是應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)與計(jì)算機(jī)解決醫(yī)學(xué)中諸多實(shí)際問(wèn)題的一種有效工具。例如:生物醫(yī)學(xué)專(zhuān)家若掌握了藥物濃度在人體中隨時(shí)間和空間變化的數(shù)學(xué)模型,就可以用來(lái)分析藥物的療效,從而有效指導(dǎo)臨床用藥。

2 為什么要在醫(yī)用高等數(shù)學(xué)中融入數(shù)學(xué)建模思想

醫(yī)用高等數(shù)學(xué)課程主要內(nèi)容微積分具有將復(fù)雜問(wèn)題歸納為簡(jiǎn)單規(guī)劃和步驟的非凡能力,迄今已獲得相當(dāng)大的成功。但是由于微積分形式抽象及大量符號(hào)語(yǔ)言的使用與人們的直接生活距離較大,給醫(yī)用高等數(shù)學(xué)的教與學(xué)帶來(lái)了很大的障礙和困難。

醫(yī)學(xué)院傳統(tǒng)的高等數(shù)學(xué)教學(xué)過(guò)分注重?cái)?shù)學(xué)的抽象定義、定理的證明,而與現(xiàn)實(shí)結(jié)合很少。這一學(xué)科在學(xué)生眼中成為一些規(guī)劃與步驟,而對(duì)其本身的價(jià)值缺乏認(rèn)識(shí),造成相當(dāng)多的學(xué)生覺(jué)得數(shù)學(xué)抽象難學(xué)、枯燥無(wú)味,從而愈來(lái)愈失去興趣。這對(duì)于培養(yǎng)有競(jìng)爭(zhēng)與創(chuàng)新能力的學(xué)生來(lái)講是十分不利的。

而數(shù)學(xué)建模正是這樣一門(mén)學(xué)科,它將復(fù)雜的實(shí)際問(wèn)題劃歸為數(shù)學(xué)問(wèn)題,應(yīng)用數(shù)學(xué)理論和方法或編程計(jì)算對(duì)模型進(jìn)行分析從而得到結(jié)果,再返回去解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。它建立了一座從理論到現(xiàn)實(shí)的橋梁。

3 如何融入數(shù)學(xué)建模思想

3.1 讓學(xué)生認(rèn)識(shí)高等數(shù)學(xué)的重要性

迫于學(xué)時(shí)壓力,我們大多數(shù)醫(yī)學(xué)院數(shù)學(xué)教師在第一堂課直接“切入主題”,開(kāi)始第一章內(nèi)容的講解。我們忽略了高等教育與初等教育的區(qū)別。高等教育不是簡(jiǎn)單地在課堂上將知識(shí)灌輸給學(xué)生,更多地是要引導(dǎo)學(xué)生合理安排課堂之外的時(shí)間自主學(xué)習(xí),激發(fā)學(xué)生去發(fā)掘,去創(chuàng)新。通過(guò)以往的經(jīng)驗(yàn),我們發(fā)現(xiàn)學(xué)生由于缺乏對(duì)高等數(shù)學(xué)與醫(yī)學(xué)結(jié)合日益緊密的認(rèn)識(shí),學(xué)生學(xué)習(xí)的目標(biāo)盲目,在遇到難題的時(shí)候往往缺乏知難而進(jìn)的精神。

在緒論課上,醫(yī)學(xué)院校的數(shù)學(xué)教師,首先要將一些數(shù)學(xué)與醫(yī)學(xué)最新結(jié)合的動(dòng)態(tài)傳遞給學(xué)生。如醫(yī)學(xué)上CT的發(fā)明獲得1979年諾貝爾獎(jiǎng),其數(shù)學(xué)基礎(chǔ)就是二維Rodan變換,1985年醫(yī)學(xué)諾貝爾獎(jiǎng)也是由建立了“免疫網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)”的瑞典數(shù)理醫(yī)學(xué)專(zhuān)家Jerne獲得。隨著在完整基因組、功能基因組、生物大分子相互作用及基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)等方面大量數(shù)據(jù)的積累和基本研究規(guī)律的深入,生命科學(xué)正處在用統(tǒng)一的理論框架和先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)方法來(lái)探討數(shù)據(jù)間的復(fù)雜關(guān)系,向定量生命科學(xué)發(fā)展的重要階段。醫(yī)學(xué)科研問(wèn)題,與數(shù)學(xué)聯(lián)系越來(lái)越緊密。

留出第一節(jié)課,讓學(xué)生了解數(shù)學(xué)應(yīng)用于醫(yī)學(xué)研究的最前沿的知識(shí),而不是僅僅停留在抽象的數(shù)學(xué)符號(hào)、公式、定理的表面,讓學(xué)生認(rèn)識(shí)其重要性,培養(yǎng)學(xué)生興趣,激發(fā)其自主學(xué)習(xí)的動(dòng)力,這一點(diǎn)是十分必要的。

3.2 將醫(yī)學(xué)模型引入課堂教學(xué)

應(yīng)用數(shù)學(xué)模型研究生命科學(xué)與臨床醫(yī)學(xué)中的一些課題已越來(lái)越受到重視。將醫(yī)學(xué)模型引入課堂教學(xué),有助于學(xué)生將數(shù)學(xué)與自己的專(zhuān)業(yè)知識(shí)聯(lián)系在一起學(xué)習(xí),對(duì)數(shù)學(xué)的認(rèn)識(shí)不再停留于抽象的理論。如:

例1 恒速靜脈滴注多次給藥一室模型血藥濃度計(jì)算

設(shè)k0是靜脈滴注速率, k是一級(jí)消除率,τ0 是滴注時(shí)間,c(t)t 是t 時(shí)刻體內(nèi)血藥濃度,V 是表觀體積,靜脈滴注過(guò)程服從如下一室藥物動(dòng)力學(xué)模型[1]:

dc(t)dt=k0V-kc(t), 0≤t≤τ0

dc(t)dt=-kc(t), t≥τ0

c(0)=0(1)

若考慮以24 h為一個(gè)治療時(shí)段,由(1)式可解得第一次靜脈滴注后體內(nèi)的血藥濃度為[2]:

c(t)=A(1-e-kt), 0≤t≤τ0

c(τ0)e-k(t-τ0), τ0≤t≤24(2)

其中 A=k0kV=k0Clt(3)

Clt 為藥物的清除率。

若dn 為第n 次靜脈滴注與第n-1 次靜脈滴注間隔的天數(shù)(n=2,3,…) 。由(1)式及(2)式可推導(dǎo)出第n 次靜脈給藥后體內(nèi)的血藥濃度為[2]

c(t)=A-[A-c(24dn-1)]e-k(t-24dn-1), 24dn-1≤t≤24dn-1+τ0

c(24dn-1+τ0)e-k(t-24dn-1-τ0), 24dn-1+τ0≤t≤24dn(4)

臨床中很多疾病需采用不同藥物交替治療,各種藥物在組織與血液中血藥濃度也不同,醫(yī)生采取什么樣的用藥方案直接影響治療結(jié)果。例如小兒重癥支原體肺炎治療方案的涉及一直是臨床關(guān)注的問(wèn)題。文獻(xiàn)[2]的作者在進(jìn)一步的研究中以小兒重癥支原體肺炎的治療問(wèn)題為背景,根據(jù)其療程的要求和恒速靜脈滴注多次給藥一室模型給出四種用藥方案,并根據(jù)計(jì)算出的4種給藥方案的血藥濃度,繪制藥時(shí)曲線,給出其相應(yīng)的平均穩(wěn)態(tài)血藥濃度和有效治療時(shí)間,為依據(jù)臨床表現(xiàn),選擇最優(yōu)的治療提供了可供參考的方案。

我們嘗試在每章數(shù)學(xué)知識(shí)介紹的同時(shí)穿插個(gè)別典型醫(yī)學(xué)應(yīng)用模型,個(gè)別數(shù)學(xué)模型作為課后輔助研讀材料[3],如下:

第一章 函數(shù)、極限與連續(xù)

藥物的吸收模型、藥物在體內(nèi)的殘留量模型、簡(jiǎn)單的腫瘤生長(zhǎng)模型(判斷已知生長(zhǎng)規(guī)律函數(shù)的腫瘤是否會(huì)無(wú)限制長(zhǎng)大)、化學(xué)反應(yīng)物質(zhì)的量。

第二章 導(dǎo)數(shù)與微分

微分在心輸出量誤差估計(jì)中的應(yīng)用模型、種群增長(zhǎng)變化率模型、病菌繁殖速度模型。

第三章 中值定理與導(dǎo)數(shù)應(yīng)用

小血管的軸流問(wèn)題,咳嗽問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型,導(dǎo)數(shù)在求醫(yī)學(xué)中一些極值問(wèn)題時(shí)的應(yīng)用模型(血藥濃度何時(shí)達(dá)到最大、睡眠時(shí)氣管中氣流何時(shí)流速最大)。

第四章 不定積分,第五章 定積分

單位時(shí)間內(nèi)血流量、心臟輸出血量的控制、血流速、心臟輸出量的測(cè)定、呼出或吸入空氣的速度、主動(dòng)脈壓。

第六章 多元函數(shù)微積分學(xué)

尿素清除率的誤差估計(jì)、利用已知樣本數(shù)據(jù)和最小二乘法擬合血硒和發(fā)硒的經(jīng)驗(yàn)公式、利用已知數(shù)據(jù)和最小二乘法擬合血藥濃度和時(shí)間的關(guān)系式、藥物穩(wěn)定性及疾病診斷模型、糖尿病診斷模型。

第七章 常微分方程

給藥模型、靜脈輸液?jiǎn)栴}、死亡生物體內(nèi)C14 變化規(guī)律、血液流速、種群生長(zhǎng)模型、人口模型、流行病學(xué)模型、減肥問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型、藥物動(dòng)力學(xué)房室模型(快速靜脈注射模型、口服或肌肉注射模型)、SARS傳染病模型。

由于各種病毒潛伏期、傳播途徑、變異與否及生物體是否產(chǎn)生抗體等因素不同,在介紹了經(jīng)典的傳染病模型之后,引導(dǎo)學(xué)生思考H1N1病毒傳播的數(shù)學(xué)模型。

第八章 無(wú)窮級(jí)數(shù)

藥物在體內(nèi)的殘留量。

面向不同專(zhuān)業(yè)的學(xué)生我們根據(jù)其未來(lái)的發(fā)展方向介紹不同的應(yīng)用模型,如醫(yī)學(xué)信息管理專(zhuān)業(yè)的學(xué)生我們更多引入醫(yī)院管理中所涉及到的規(guī)劃、預(yù)測(cè)、決策模型,并會(huì)用計(jì)算機(jī)模擬求解。我們也可適當(dāng)引入應(yīng)用高等數(shù)學(xué)知識(shí)的社會(huì)熱點(diǎn)問(wèn)題模型,如高校學(xué)費(fèi)收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn),核廢料處理,H1N1傳播規(guī)律與控制等問(wèn)題,引導(dǎo)學(xué)生自主思考,學(xué)會(huì)建模。這也無(wú)形中提高了學(xué)生科研創(chuàng)新的能力。

3.3 將數(shù)學(xué)建模軟件引入課堂教學(xué)

計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)學(xué)軟件的迅速發(fā)展,為數(shù)學(xué)建模的應(yīng)用提供了強(qiáng)有力的工具。SPSS、SAS等數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)軟件從凌亂的數(shù)據(jù)中找到規(guī)律,Mathematica、Matlab、Maple、Lindo、Lingo等常用數(shù)學(xué)建模軟件不僅可處理繁瑣的計(jì)算,其強(qiáng)大的繪圖功能也豐滿了我們的課件,將抽象的符號(hào)直觀地呈現(xiàn)。

例如,Matlab將高性能的數(shù)值計(jì)算和可視化集成在一起,提供了大量的內(nèi)置函數(shù),被廣泛地應(yīng)用于科學(xué)計(jì)算、控制系統(tǒng)一集信息處理等領(lǐng)域的分析、仿真和設(shè)計(jì)工作。它強(qiáng)大的數(shù)學(xué)函數(shù)庫(kù),包括了一系列基本的數(shù)學(xué)函數(shù)。利用Matlab可以進(jìn)行高等數(shù)學(xué)中的極限計(jì)算、導(dǎo)數(shù)微分計(jì)算、積分計(jì)算、常微分方程求解以及級(jí)數(shù)計(jì)算。

例2 求解微分方程組的通解和特解[4]

2dxdt+dydt-y=e-t

dxdt+x+y=0,

其中初始條件:x(0)=1.5,y(0)=0 。

首先求解微分方程的通解:

>> s=dsolve('2*Dx+Dy-y=exp(-t)','Dx+x+y=0');%求解的微分方程組的通解

>> s.x %微分方程組變量x的通解

ans =

-C1*exp((1+2^(1/2))*t)-C2*exp(-(2^(1/2)-1)*t)+1/2*C1*exp((1+2^(1/2))*t)*2^(1/2)-1/2*C2*exp(-(2^(1/2)-1)*t)*2^(1/2)-1/2*exp(-t)

>> s.y %微分方程組變量y的通解

ans =

C1*exp((1+2^(1/2))*t)+C2*exp(-(2^(1/2)-1)*t)

然后根據(jù)初始條件,求解微分方程組的特解:

>> s=dsolve('2*Dx+Dy-y=exp(-t)','Dx+x+y=0','x(0)=1.5','y(0)=0');%微分方程組在給定初始條件下的特解

>> s.x

ans=

-2^(1/2)*exp((1+2^(1/2))*t)+2^(1/2)*exp(-(2^(1/2)-1)*t)+exp((1+2^(1/2))*t)+exp(-(2^(1/2)-1)*t)-1/2*exp(-t)

>> s.y

ans=

2^(1/2)*exp((1+2^(1/2))*t)-2^(1/2)*exp(-(2^(1/2)-1)*t)

%或者使用下面的命令直接獲取x,y的特解

[x,y]=dsolve('2*Dx+Dy-y=exp(-t)','Dx+x+y=0','x(0)=1.5','y(0)=0')

得到

x =

-2^(1/2)*exp((1+2^(1/2))*t)+2^(1/2)*exp(-(2^(1/2)-1)*t)+exp((1+2^(1/2))*t)+exp(-(2^(1/2)-1)*t)-1/2*exp(-t)

y =

2^(1/2)*exp((1+2^(1/2))*t)-2^(1/2)*exp(-(2^(1/2)-1)*t)

Mtalab還提供了豐富的圖形表示方法,使得數(shù)學(xué)計(jì)算結(jié)果可以方便、多樣性地實(shí)現(xiàn)可視化,從而可以直觀地觀察數(shù)據(jù)之間的內(nèi)在關(guān)系。Matlab圖像處理工具箱和自編函數(shù)可以方便快捷地對(duì)醫(yī)學(xué)圖像進(jìn)行各種處理,使用者可根據(jù)臨床需要自行建模與仿真,為臨床教學(xué)與科研提供了很好的處理工具。

例3 利用Matlab特殊圖像顯示技術(shù)顯示多幀核磁共振圖像[4],代碼如下:

%定義一個(gè)4維矩陣,用來(lái)存儲(chǔ)27幅核磁共振圖像

>>mri=uint8(zeros(128,128,1,27));

%循環(huán)讀出多幀圖像中的每一圖像

for frame=1:27

[mri(:,:,:,frame),map]=imread('mri.tif',frame);

End

%多幀顯示

>> montage(mri,map)

其運(yùn)行結(jié)果如下: Mtalab制作的圖形使我們的CAI課件更加形象生動(dòng),激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,另一方面還可培養(yǎng)學(xué)生對(duì)醫(yī)學(xué)圖像處理和加工的能力。圖像變換功技術(shù)在圖像增強(qiáng)、圖像恢復(fù)和有效地減少圖像數(shù)據(jù)、進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮以及特征提取等方面都有著十分重要的作用。Matlab提供的快速傅立葉變換函數(shù)和離散余弦變換函數(shù)(DCT)等在對(duì)圖像效果增強(qiáng)、圖像分析、圖像復(fù)原和圖像壓縮等方面應(yīng)用廣泛。

3.4 融入醫(yī)學(xué)建模實(shí)例的高等數(shù)學(xué)教材編寫(xiě)

緊密跟隨醫(yī)學(xué)與生命科學(xué)發(fā)展的腳步,編寫(xiě)包含最新科研成果的醫(yī)用高等數(shù)學(xué)教材也是我們醫(yī)科院校高等數(shù)學(xué)教師積極不懈所奮斗的一個(gè)方向,這也無(wú)形中要求我們改變知識(shí)結(jié)構(gòu),拓寬知識(shí)面,多學(xué)習(xí)醫(yī)學(xué)知識(shí),與醫(yī)學(xué)類(lèi)教師多交流合作。

4 結(jié)語(yǔ)

我們通過(guò)選取個(gè)別專(zhuān)業(yè)班級(jí)(醫(yī)學(xué)信息技術(shù)、生物醫(yī)學(xué)工程和臨床醫(yī)學(xué))作為試點(diǎn),不斷嘗試和改進(jìn)教學(xué)方法,并起到了良好的效果。試點(diǎn)班級(jí)學(xué)生課堂表現(xiàn)活躍,課下積極思考,并踴躍參加全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽。我們發(fā)現(xiàn),要培養(yǎng)高素質(zhì)的醫(yī)學(xué)人才,醫(yī)用高等數(shù)學(xué)作為基礎(chǔ)課程必須與應(yīng)用緊密結(jié)合,這就要求我們將數(shù)學(xué)建模的思想和方法結(jié)合計(jì)算機(jī)的模擬求解巧妙融入其課堂教學(xué)過(guò)程。當(dāng)然提高醫(yī)用高等數(shù)學(xué)的教學(xué)質(zhì)量,需要做的還很多,這將是我們醫(yī)學(xué)院數(shù)學(xué)教師要不斷努力和探索的課題。

參考文獻(xiàn)

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2 李冬梅,王樹(shù)忠,汪琪.阿奇霉素治療支原體肺炎的序貫療法定量分析.生物數(shù)學(xué)學(xué)報(bào),2007,22 (4):735~739.

3 姜啟源,謝金星,葉俊.數(shù)學(xué)模型.北京:高等教育出版社,2003.

4 劉會(huì)燈,朱飛.Matlab編程基礎(chǔ)與典型應(yīng)用.北京:人民郵電出版社,2008,146~193.

第8篇:高等數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)的區(qū)別范文

一、數(shù)學(xué)與物理的區(qū)別

物理學(xué)研究宇宙間物質(zhì)存在的各種主要的基本形式,它們的性質(zhì)、運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)化,以及內(nèi)部結(jié)構(gòu),從而認(rèn)識(shí)這些結(jié)構(gòu)的相互作用、運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)化的基本規(guī)律?,F(xiàn)代的定義:物理學(xué)是研究物質(zhì)運(yùn)動(dòng)最一般規(guī)律及物質(zhì)基本結(jié)構(gòu)的學(xué)科。具體地說(shuō),物理學(xué)是研究的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)形態(tài)和具體對(duì)象。簡(jiǎn)而言之,物理是就物講理,有具體的研究對(duì)象。既有一般的數(shù)學(xué)表達(dá)式,又有某一特定事物規(guī)律的數(shù)學(xué)表達(dá)式,分析這一表達(dá)式,也離不開(kāi)事物本身的特點(diǎn)。

數(shù)學(xué)對(duì)象并非物質(zhì)世界中的真實(shí)存在,而是人類(lèi)抽象思維的產(chǎn)物,它的研究對(duì)象是存在于客觀世界又超越于物質(zhì)存在的數(shù)量關(guān)系,幾何體的大小、形狀、位置關(guān)系。它高度的抽象性和概括性決定了它的學(xué)習(xí)規(guī)律。數(shù)學(xué)的特點(diǎn)是它所探求的不是某種轉(zhuǎn)瞬即逝的東西,也不是服務(wù)于某種具體物質(zhì)需要的問(wèn)題,而是宇宙中永恒不變的規(guī)律;它不斷追求最簡(jiǎn)單的、最深層次的、超出人類(lèi)感官所及的宇宙的根本,僅是把物理思想簡(jiǎn)單地體現(xiàn)出來(lái)。

數(shù)學(xué)是研究現(xiàn)實(shí)世界數(shù)量關(guān)系和空間形式的科學(xué),數(shù)學(xué)的特點(diǎn)不僅在于概念的抽象性、邏輯的嚴(yán)密性、結(jié)論的明確性和體系的完整性,而且在于應(yīng)用的廣泛性。數(shù)學(xué)是物理的基本工具之一,數(shù)學(xué)表示式可以簡(jiǎn)潔明了地表示物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),是物理學(xué)研究的重要表達(dá)方式。

數(shù)學(xué)使物理更為精確,物理使數(shù)學(xué)更具有模型意義。比如牛頓是偉大的物理學(xué)家,同時(shí)也是高等數(shù)學(xué)“微積分”的創(chuàng)始人之一;愛(ài)因斯坦為了研究相對(duì)論,先“苦啃”高等數(shù)學(xué),如果沒(méi)有黎曼的非歐幾何,愛(ài)因斯坦根本不會(huì)那么容易發(fā)現(xiàn)廣義相對(duì)論;物理學(xué)家楊振寧請(qǐng)數(shù)學(xué)家谷超豪解決數(shù)學(xué)問(wèn)題,等等,這些都告訴我們,數(shù)學(xué)與物理是很難分開(kāi)的。沒(méi)有數(shù)學(xué)就不可能得到深入的物理,就好像沒(méi)有微積分就沒(méi)有牛頓力學(xué)的繁榮,沒(méi)有黎曼幾何和張量代數(shù)就沒(méi)有愛(ài)因斯坦的相對(duì)論一樣。物理是數(shù)學(xué)得以向前發(fā)展的動(dòng)力之一,物理總是在給數(shù)學(xué)提出一個(gè)又一個(gè)論題。但畢竟數(shù)學(xué)是數(shù)學(xué),物理是物理,不能把物理問(wèn)題完全數(shù)學(xué)化,研究物理一旦離開(kāi)具體事物本身,就成了數(shù)學(xué)。

二、物理中的數(shù)學(xué)

在中學(xué)物理中,有許多定理和規(guī)律的公式都是用數(shù)學(xué)的知識(shí)表達(dá)的。這些式子既有數(shù)學(xué)的一面,又有物理的一面。例如V=S/T,在數(shù)學(xué)中只求對(duì)這個(gè)式子的應(yīng)用,不深究式子的內(nèi)涵,就是說(shuō)只用此式子求V、T、S。而在物理中此公式在特定的對(duì)象中表達(dá)不同的物理含義。對(duì)于勻速運(yùn)動(dòng)的物體和光速運(yùn)動(dòng)的物體,V與S、V與T都沒(méi)有關(guān)系;對(duì)于不同物體的運(yùn)動(dòng)和變速運(yùn)動(dòng)物體,T一定V與S成正比,S一定V與T成反比。再如,歐姆定律的表達(dá)式I=U/R,在數(shù)學(xué)中,U、I、T僅是一個(gè)抽象的符號(hào),與a、b、c沒(méi)有什么區(qū)別。它不針對(duì)哪個(gè)物體、哪一事件,只是一個(gè)抽象的式子,I與U成正比,I與R成反比,U與R成正比。反之,變形后R=U/I,R與U成正比,R與I成反比。在物理中就不同了,I=U/R是研究電路中電流規(guī)律的式子,U與R是影響電路中電流大小的兩個(gè)因素,R=U/I是電路中電阻的計(jì)算式,U與I不是影響電阻大小的因素,影響電阻大小的因素是溫度、材料、長(zhǎng)短和橫截面積。而U=IR也是同樣,是電路中用電器兩端電壓大小的計(jì)算式,可以理解為:影響電路中用電器兩端電壓大小的原因是通過(guò)它的電流和自身的電阻。這時(shí)就不能理解為:I與R是影響電源電壓的原因。在數(shù)值上它們兩個(gè)有可能相等,但是影響電源電壓的原因,對(duì)于電池是內(nèi)部物質(zhì)和結(jié)構(gòu),對(duì)于發(fā)電機(jī)是線圈的匝數(shù)、線圈的長(zhǎng)度、磁場(chǎng)強(qiáng)度、線圈在磁場(chǎng)中的位置等。物理中的數(shù)學(xué)表達(dá)式是離不開(kāi)物體本身的。

例如:在功率一章中有P=UI,物理中理解為:U是加在用電器兩端的電壓,I是通過(guò)它的電流,P是用電器消耗的功率,不一定表示它的額定功率,但在數(shù)值上兩者有可能相等,但絕不是一個(gè)概念。在數(shù)學(xué)中就不追求每一個(gè)字母的含義。再如,P=U/R,P=IR,對(duì)于這兩個(gè)式子,在物理中因?yàn)镽有純電阻、容抗、感抗,用這兩個(gè)式子求出的P就不是用電器消耗的總功率,只是純阻性下的熱功率。例如在電動(dòng)機(jī)計(jì)算功率時(shí)用P=UI算出的是電動(dòng)機(jī)消耗的總功率,用P=IR時(shí),因?yàn)镽既有線圈的純電阻又有線圈的感抗,所以計(jì)算出的P由R決定。再如在高壓輸電時(shí)用P=IR,R如果是輸電線上的電阻,P就是輸電線上的功率塤耗,R如果不是輸電線上的電阻,P就不是輸電線上的功率損耗。如用P=UI時(shí),U既有輸電線上分擔(dān)的電壓,又有用電器上分擔(dān)的電壓,所以計(jì)算出的P由U決定。再如,對(duì)于公式:ρ=v/m,Q=cmt進(jìn)行分析時(shí),必須規(guī)定或者給定是同種物質(zhì)或者是不同物質(zhì),對(duì)于同種物質(zhì)ρ、c都是定值,都是物質(zhì)本身屬性的量。數(shù)學(xué)只求式子間的變換和數(shù)與數(shù)間的運(yùn)算,不把它放在哪一個(gè)特定的事物中。針對(duì)物體和研究的物理環(huán)境靈活運(yùn)用物理中的數(shù)學(xué)公式,物理是在特定事物中的對(duì)數(shù)學(xué)的應(yīng)用,事物本身有它自身的特定性,所以物理在應(yīng)用數(shù)學(xué)解決問(wèn)題時(shí)得把事物本身的特性考慮進(jìn)去。物理不能離開(kāi)事物數(shù)學(xué)化,物理研究事物的規(guī)律,數(shù)學(xué)只是工具而已。

中學(xué)的物理定律的公式都是用初等數(shù)學(xué)的知識(shí)表達(dá)的,而到了大學(xué)許多公式都可以用微分方程等形式來(lái)表示,而且有了更廣泛的物理意義。比如說(shuō)牛頓第二定律,它的表達(dá)方式有以下熟悉的幾種形式:高中的表達(dá)式F=ma(注意這里的質(zhì)量是慣性質(zhì)量,質(zhì)量要求為常量),微分形式dp/dt=F(其中p=mv),這個(gè)就是當(dāng)年牛頓在著作中采用的形式。他認(rèn)為:運(yùn)動(dòng)(就是動(dòng)量)的變化與所加的動(dòng)力成正比,并且發(fā)生在這個(gè)力所沿直線的方向上。積分形式:動(dòng)量定理I=S(t,t)(積分符號(hào),上限t,下限t)Fdt。動(dòng)能定理dA=F?dr(dA是元功,dr是原位移)。在數(shù)學(xué)中解方程式時(shí),從來(lái)不考慮增根的問(wèn)題,在利用數(shù)學(xué)方程式解決物理問(wèn)題時(shí)就要舍棄不合理的、不符合物理實(shí)際的增根。

第9篇:高等數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)的區(qū)別范文

數(shù)學(xué)不只是關(guān)于數(shù)的世界、形的世界,數(shù)學(xué)更是一門(mén)充滿人文精神的科學(xué):大學(xué)數(shù)學(xué)教育是大學(xué)生素質(zhì)教育中一個(gè)不可替代的重要組成部分,它不僅傳授數(shù)學(xué)的基本知識(shí),更是培育大學(xué)生的邏輯推理能力和抽象思維能力,特別是創(chuàng)新意識(shí)能力培育訓(xùn)練過(guò)程中不可缺少的重要環(huán)節(jié)。而高等數(shù)學(xué)課程是在各相關(guān)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)確定的基礎(chǔ)上。根據(jù)“必須、夠用”原則及各專(zhuān)業(yè)對(duì)各種數(shù)理論、知識(shí)、方法以及量化思維需求的基礎(chǔ)上設(shè)置的,這一課程的開(kāi)設(shè)旨在培養(yǎng)和提升各專(zhuān)業(yè)學(xué)生進(jìn)行專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)所必須的數(shù)理基礎(chǔ)和數(shù)理思維:通過(guò)高等數(shù)學(xué)課程的學(xué)習(xí),使學(xué)生初步掌握必須、夠用的數(shù)理理論、知識(shí)、方法以及培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力、科學(xué)理論理解能力、量化解決相關(guān)專(zhuān)業(yè)問(wèn)題能力和繼續(xù)深造的學(xué)習(xí)與自主學(xué)習(xí)能力等。

從上世紀(jì)90年代后期開(kāi)始,我國(guó)部分高校在文科開(kāi)設(shè)了高等數(shù)學(xué)課程,到現(xiàn)在全國(guó)絕大部分高等院校文科專(zhuān)業(yè)都相繼開(kāi)設(shè)了大學(xué)文科數(shù)學(xué)課程,從而培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)思維方式和思維能力。提高學(xué)生的思維素質(zhì)和文化素質(zhì)。教育部十分重視高校文科開(kāi)設(shè)高等數(shù)學(xué)課程,還特別指出,對(duì)于文科大學(xué)生,高校數(shù)學(xué)教育將從以下五個(gè)方面發(fā)揮作用:第一,掌握必要的數(shù)學(xué)工具。用來(lái)處理和解決人文科學(xué)中普遍存在的數(shù)量化問(wèn)題與邏輯推理問(wèn)題;第二,了解數(shù)學(xué)文化,提高數(shù)學(xué)素質(zhì);第三,潛移默化地培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)方式的理性思維,如抽象思維、邏輯思維等;第四,培養(yǎng)全面的審美情操,培養(yǎng)要對(duì)數(shù)學(xué)的美感;第五,為學(xué)生終身學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ),作好準(zhǔn)備。資料顯示:盡管高等院校文科專(zhuān)業(yè)類(lèi)別各種各樣,所開(kāi)設(shè)數(shù)學(xué)課程的目的、范圍、要求程度有所不同,但普遍都存在著課程內(nèi)容陳舊、脫離相應(yīng)專(zhuān)業(yè)需要。學(xué)生所學(xué)難以致用等諸多現(xiàn)象。筆者就大學(xué)文科數(shù)學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀談幾點(diǎn)粗淺的看法。

一、高校文科開(kāi)設(shè)數(shù)學(xué)課程的作用

數(shù)學(xué)的功能,是社會(huì)、科學(xué)、認(rèn)識(shí)、教育和文化功能。當(dāng)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,不僅使自然科學(xué)和工程技術(shù)離不開(kāi)數(shù)學(xué),人文社會(huì)科學(xué)的許多領(lǐng)域也已發(fā)展到與數(shù)學(xué)相輔相成,共同發(fā)展的地步。越來(lái)越多的人已經(jīng)認(rèn)識(shí)到,新時(shí)代的人文社會(huì)科學(xué)工作者也應(yīng)當(dāng)掌握一些高等數(shù)學(xué)知識(shí),并且能夠運(yùn)用數(shù)學(xué)科學(xué)的思想方法和精神來(lái)指導(dǎo)、幫助自己的工作。

現(xiàn)代科學(xué)的發(fā)展,使得數(shù)學(xué)化的趨勢(shì)使大學(xué)文科專(zhuān)業(yè)所設(shè)置的課程越來(lái)越需要數(shù)學(xué)的支撐,一些與數(shù)學(xué)關(guān)系密切的學(xué)科分支與方向如:數(shù)理語(yǔ)言學(xué)、計(jì)量史學(xué)、教育信息處理學(xué)等研究熱點(diǎn)的蓬勃興起也無(wú)疑有力地說(shuō)明了數(shù)學(xué)工具與思想在人文社會(huì)科學(xué)領(lǐng)域的生機(jī)和活力。高校文科生掌握必備的數(shù)學(xué)工具并具備一定的邏輯思維能力、數(shù)學(xué)思想方法和應(yīng)用意識(shí),無(wú)疑會(huì)對(duì)他們今后的良好發(fā)展鋪墊更好的基礎(chǔ)。數(shù)學(xué)知識(shí)的運(yùn)用,可以為高校文科學(xué)生提供量化的知識(shí)和技能,彌補(bǔ)直觀思維和形象思維的不足,訓(xùn)練抽象思維、邏輯思維和創(chuàng)造思維:可以提供模型化方法、公理化方法、數(shù)學(xué)試驗(yàn)仿真方法等有效的數(shù)學(xué)思想方法,提高文科學(xué)生智能素質(zhì)和文化素質(zhì),使之形成嚴(yán)謹(jǐn)、細(xì)膩、堅(jiān)毅、務(wù)實(shí)、追求真理等優(yōu)秀品格。有助于學(xué)生形成科學(xué)的世界觀和方法論。

整個(gè)數(shù)學(xué)學(xué)科的形成和發(fā)展都是形象思維、邏輯思維、辯證思維相輔相成的過(guò)程和結(jié)果。從學(xué)生的個(gè)人發(fā)展來(lái)看,數(shù)學(xué)能夠培養(yǎng)人的正確思維;絕大部分高校文科專(zhuān)業(yè)的學(xué)生走上工作崗位,都將面臨大量的處理公務(wù)、制定計(jì)劃、研究方案、組織實(shí)施等任務(wù),需要思維的清晰性、條理性和全面性、辯證性,同時(shí)又由于時(shí)代的發(fā)展。獲取信息渠道的多樣化,人才全面成長(zhǎng)的各種需求,創(chuàng)新精神的培養(yǎng),都對(duì)他們的邏輯能力、思維能力等數(shù)學(xué)能力提出了較高的要求。

二、高校文科數(shù)學(xué)教學(xué)中存在的問(wèn)題

現(xiàn)階段雖然高校文科數(shù)學(xué)課程改革也有了一定的成效,但還不是很理想,究其原因主要存在著以下問(wèn)題:

1、注重結(jié)論而不注重過(guò)程。傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)課堂教學(xué)過(guò)于偏重演繹論證的邏輯過(guò)程,而不是發(fā)明定理或發(fā)現(xiàn)定理證法的過(guò)程,長(zhǎng)期以來(lái),由于受到傳統(tǒng)教育觀念的影響,以至于高校對(duì)課程的開(kāi)設(shè)首先、甚至于只關(guān)注知識(shí)的傳授。這種誤解導(dǎo)致部分高校數(shù)學(xué)教育將數(shù)學(xué)知識(shí)的傳授作為高校數(shù)學(xué)教學(xué)的目的:不少教師由于習(xí)慣了照搬傳統(tǒng)教學(xué)方法。使得他們固守課堂中心、教師中心、課本中心,教學(xué)中僅僅局限于傳播數(shù)學(xué)知識(shí),而不涉及人文教育,無(wú)視文科專(zhuān)業(yè)學(xué)生的特殊需要,無(wú)視文科生在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過(guò)程中的特殊認(rèn)知規(guī)律和特殊的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。另外,由于從事文科大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的人員,基本上就是從事理科高等數(shù)學(xué)教學(xué)的教師,從而否定在文科開(kāi)設(shè)高等數(shù)學(xué)課程:導(dǎo)致大多數(shù)高校文科數(shù)學(xué)課程基本上是理工類(lèi)高等數(shù)學(xué)課程的壓縮和簡(jiǎn)化。這使他們難以區(qū)分文科與理科的區(qū)別。因此常常不能結(jié)合文科生的實(shí)際水平進(jìn)行教學(xué),不能采取有效性的教學(xué)策略與方法,導(dǎo)致無(wú)法充分調(diào)動(dòng)文科生學(xué)學(xué)數(shù)學(xué)的積極性,大大地影響了教學(xué)效果。這樣就導(dǎo)致高校文科數(shù)學(xué)教學(xué)中出現(xiàn)一方面試圖把大量的基礎(chǔ)的高等數(shù)學(xué)知識(shí)介紹給學(xué)生,另一方面又由于受課時(shí)較少的限制必須精簡(jiǎn)內(nèi)容的現(xiàn)象。所以大多數(shù)高校文科數(shù)學(xué)教學(xué)普遍采取了只重結(jié)論不重過(guò)程、只重計(jì)算不重推理、只重知識(shí)不重思想的講授方法。學(xué)生為了應(yīng)付考試,也常以類(lèi)型題的方法去學(xué)習(xí),以老師上課的筆記作為主要學(xué)習(xí)資料去復(fù)習(xí):雖然較好的學(xué)生也能掌握不少高等數(shù)學(xué)知識(shí),但是在數(shù)學(xué)素質(zhì)的提高上收效甚微,而數(shù)學(xué)基礎(chǔ)較差的文科學(xué)生,也只能是勉強(qiáng)應(yīng)付考試,談不到真正的理解和掌握,更談不到數(shù)學(xué)素質(zhì)的提高。

2、數(shù)學(xué)教學(xué)過(guò)程中缺乏德育教育的滲透。傳統(tǒng)的文科數(shù)學(xué)課堂中,課堂上講授的知識(shí)都是成熟的、系統(tǒng)的、完美的,大多數(shù)教師只注重?cái)?shù)學(xué)知識(shí)的傳授,很少介紹數(shù)學(xué)家獲得真理的思維過(guò)程,教學(xué)過(guò)程中普遍缺乏對(duì)學(xué)生的啟發(fā)性,忽視對(duì)學(xué)生科學(xué)探討精神的幫助與鼓勵(lì),缺乏對(duì)數(shù)學(xué)家獲得真理的過(guò)程及其艱辛程度的描述。感受不到數(shù)學(xué)家們頑強(qiáng)追求真理的執(zhí)著與勇氣,看不到數(shù)學(xué)的本質(zhì)與思想:其次割斷了數(shù)學(xué)與哲學(xué)等自然科學(xué)的聯(lián)系。

3、考試形式單一化,效果檢驗(yàn)不合理。文科學(xué)生習(xí)慣于背誦一些內(nèi)容,特別是結(jié)論性的知識(shí);有的學(xué)生每學(xué)期期末,只要將主要內(nèi)容看一看,重點(diǎn)內(nèi)容背一背就有把握參加考試了。這種學(xué)習(xí)方法對(duì)數(shù)學(xué)不適應(yīng)。當(dāng)然,數(shù)學(xué)中的某些內(nèi)容,如公式,法則也需要記憶,但是只記住這些結(jié)論還不行,還應(yīng)該了解結(jié)論的來(lái)龍去脈,并作一定數(shù)量的練習(xí)和習(xí)題。數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)需要理解,這一點(diǎn)比文科課程要突出。如果不注意這一點(diǎn),就難學(xué)好數(shù)學(xué)。對(duì)于死記硬背的學(xué)習(xí)方法,學(xué)生花費(fèi)較多的時(shí)間和精力,始終找不到學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的方法,久而久之就會(huì)使他們失去學(xué)習(xí)興趣。

三、大學(xué)文科數(shù)學(xué)教學(xué)過(guò)程中的問(wèn)題解決策略

參考許多從事高校數(shù)學(xué)教育工作者、數(shù)學(xué)學(xué)者、數(shù)學(xué)專(zhuān)家等對(duì)高校文科數(shù)學(xué)教育的不同見(jiàn)解,并結(jié)合個(gè)人多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn),筆者試著從以下幾個(gè)方面解決高校文科數(shù)學(xué)教學(xué)過(guò)程中面臨的這些問(wèn)題。

1、引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)數(shù)學(xué)的重要作用。社會(huì)與科技的進(jìn)步已經(jīng)充分驗(yàn)證了數(shù)學(xué)在各個(gè)領(lǐng)域里邊的指導(dǎo)地位,文科數(shù)學(xué)教學(xué)中應(yīng)當(dāng)充分結(jié)合理論與實(shí)踐,加大數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的宣傳力度:在引導(dǎo)的前提下,讓他們主動(dòng)去查閱資料,主動(dòng)去體會(huì)數(shù)學(xué)的價(jià)值,使得學(xué)生自然地、充分地認(rèn)識(shí)數(shù)學(xué)在社會(huì)進(jìn)步、科技發(fā)展、文化交流、人自身發(fā)展等方面的重要作用。讓他們從內(nèi)心接受數(shù)學(xué),從而主動(dòng)學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)。促進(jìn)高等數(shù)學(xué)教育的開(kāi)展。

2、融入數(shù)學(xué)史。無(wú)論數(shù)學(xué)家、數(shù)學(xué)教育家、還是數(shù)學(xué)教師、數(shù)學(xué)愛(ài)好者都從自己學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的切身感受中體會(huì)到。數(shù)學(xué)的發(fā)展歷史對(duì)學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)、提高學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣有一定的作用,究其原因在于它可以使人們獲得思想啟迪,得到教育。對(duì)于文科生眼中枯燥無(wú)味、復(fù)雜抽象的數(shù)學(xué)概念和理論,針對(duì)文科學(xué)生自身學(xué)習(xí)中的特點(diǎn)。進(jìn)一步融入數(shù)學(xué)史教學(xué)??上攵绻麑?duì)于相關(guān)的數(shù)學(xué)概念和理論,學(xué)生知道它的來(lái)龍去脈,更好地了解數(shù)學(xué)家堅(jiān)持不懈的精神,數(shù)學(xué)發(fā)展過(guò)程中的趣事等,就會(huì)對(duì)其有更深一步的認(rèn)識(shí)。加強(qiáng)數(shù)學(xué)史料和教學(xué)內(nèi)容的恰當(dāng)結(jié)合,能使數(shù)學(xué)課變得生動(dòng)有趣,既可以無(wú)形中對(duì)學(xué)生進(jìn)行思想素質(zhì)教育,也培養(yǎng)了學(xué)生的思維能力,提高了數(shù)學(xué)教學(xué)質(zhì)量能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣,同時(shí)也使學(xué)生體會(huì)到數(shù)學(xué)在人類(lèi)發(fā)展中的作用與價(jià)值。

3、合理地運(yùn)用啟發(fā)式教學(xué)方法。啟發(fā)式教學(xué)不但重視教學(xué)的結(jié)果。更加重視教學(xué)的過(guò)程。針對(duì)文科學(xué)生比較擅長(zhǎng)形象思維、不大擅長(zhǎng)邏輯思維的特點(diǎn)。教師如果能夠合理地運(yùn)用啟發(fā)式教學(xué)方法,往往會(huì)在培養(yǎng)學(xué)生形象思維、邏輯思維、辯證思維的相輔相成方面收到很好的效果。例如在在“導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用”中,“極值的必要條件和充分條件”是一個(gè)重點(diǎn),我們?cè)诮榻B“極值”的定義后,利用高中數(shù)學(xué)文科學(xué)生學(xué)過(guò)的有關(guān)導(dǎo)數(shù)的簡(jiǎn)單知識(shí),啟發(fā)學(xué)生結(jié)合“導(dǎo)數(shù)的幾何意義是函數(shù)曲線在該點(diǎn)切線的斜率”,觀察幾個(gè)特殊函數(shù)圖像極值點(diǎn)附近切線的情況,然后讓學(xué)生自己猜測(cè)“極值點(diǎn)的必要條件”,并與高中數(shù)學(xué)中的導(dǎo)數(shù)“極值”的相關(guān)知識(shí)進(jìn)一步聯(lián)系,然后用多媒體形象地用一般函數(shù)曲線的切線“隨點(diǎn)的變化而變化”的動(dòng)畫(huà)演示,再一次發(fā)現(xiàn)并檢驗(yàn)該結(jié)論。

4、用現(xiàn)代化教學(xué)手段提高教學(xué)效率。多媒體以其容量大、形象、直觀等特點(diǎn)對(duì)提高課堂效率,發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新素質(zhì)提供了很好的途徑:利用多媒體的各種功能。可以把高度抽象的概念和定理給出動(dòng)態(tài)的幾何解釋?zhuān)拐n堂教學(xué)更加直觀生動(dòng)和全面。對(duì)于講究抽象思維的數(shù)學(xué)課程,應(yīng)該慎重采用多媒體手段輔助教學(xué);大學(xué)文科數(shù)學(xué)課程不同于一般的理工科數(shù)學(xué)課程,它培養(yǎng)抽象思維的任務(wù)相對(duì)較輕,而培養(yǎng)形象思維與抽象思維相融合的任務(wù)相對(duì)較重,可以較多地采用多媒體輔助教學(xué)。在教學(xué)中合理利用多媒體,同時(shí)結(jié)合高等數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)以及文科學(xué)生本身的實(shí)際情況進(jìn)行課堂教學(xué),不僅能提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。而且能減少數(shù)學(xué)知識(shí)的抽象和枯燥性,起到事半功倍的效果。