计算机技术在数学教学的应用策略

【摘要】在信息技术时代下，计算机技术与多媒体技术的融合在当代的教学中已经十分常见，能够促进教学活动的进程，使教学更加有质量、有秩序。大学教育面向的是已经累积了一定基础知识的青年学生，通过计算机技术的运用，发挥计算机技术中大数据整合、信息分析等功能，帮助大学学生对知识进行拓展和整理，使学生能够进一步深入对知识的研究。大学数学是学习数学的升华阶段，要求学生更多的是利用已经学过的知识实现知识的拓展和运用，相比于其他的教育阶段的数学内容来说，大学数学具有一定的难度，其表现在大学数学的复杂性、逻辑性以及技术性，在这一个数学学习阶段，更加有必要运用好计算机技术，便利学生加深对数学问题的研究。基于此，本文将讨论计算机技术在大学数学教学中的实际应用措施，以此供各界相关人士进行交流参考。

【关键词】计算机技术；数学课程；教学策略

随着时代的不断发展和变革，我国的信息技术和科学技术都得到了飞速的提升，一些高新技术进入到各行各业的生产和活动中去，使生产行业的质量和速率得到提升。教育行业作为国家培养人才促进发展的重要行业，也随着时代的不断进步引入了新的技术，以促进教学活动的有序开展，培养适应于社会发展，推动国家进步的全方面发展型人才。从当代的发展形势看，计算机技术在教学活动中的使用已经越来越普遍，并向着深入教育活动的形势推进。高校教育是培养社会人才的重要基地，是反映社会进步促进社会发展场所，大学教育模式和方法应该随着社会的发展变化而不断改革。在高等院校所开展的教育中，大学数学成为理工科、管理科等专业必备的基础科目，是大部分大学生的基础课程。这是基于数学本身是一门锻炼学生逻辑思维和思考能力、是能够辅助社会各项数据处理事物进行的知识科目，融合了多项学科的知识点，能为推动其他学术研究提供基础的知识。也因此，当代更多的学者注重对数学进行深入的研究，并通过利用各项工具加强对数学的教学和探讨。计算机技术具有较强的数据处理能力和共享能力，能为数学知识研究活动提供有力的帮助，促进数学研究的发展。大学数学教学中利用好计算机技术进行教学，极大地促进了教学活动的进行，提高了大学数学课堂教学有效性，成为课堂教学的有力工具。大学教师及相关人员应该重视计算机技术在大学数学课堂教学中的运用，通过研究更多适用于大学计算机技术与数学教学活动的融合方式，使计算机技术能够与大学数学课堂教学活动相互补充。

一、运用多媒体技术建立模型，简化抽象数学概念

数学的知识点大部分都比较抽象复杂，需要运用各种的抽象数据来表示出来的，因此，如果仅仅是利用口述的形式进行讲学，学生很难理解教师所说的知识点，并容易造成大学数学教学课堂枯燥乏味。这时候就需要用到数学概念和数学模型对所讲述的知识点进行模拟与简化，使可以运用模型所表现出来的知识点能够更加具体化，方便学生对知识点进行理解。同时通过对数学抽象知识点的概念模型建设，使学生能够透彻地理解知识点的形成以及如何将其进行进一步的演算，使学生能够在观察模型的过程中建立属于自己的思维，找到解题的关键点，建立解题方法。例如，在高等数学中有几何图形的关系这一个知识点，大学教师在教学集合关系数学知识点时，运用计算机辅助教学，能够发挥出明显的教学效果。通过计算机的数学辅助软件进行几何图形的模拟，使几何图形能够以多维的方式呈现在学生的面前，方便学生对这一些图形进行进一步的观察。除了几何图形之外，一些比较复杂的函数图像，例如曲面图，曲线图，立体图，也可以通过计算机模拟软件进行具体模型的建设。更重要的是计算机除了可以建立图形的模型之外，还能模拟这些图形的生成过程以及函数线条的运动过程，实现函数的真正运动，让一些复杂的公式变得更加直观，方便学生对这些数学问题的认知和理解。例如，在讲授二重积分这一个知识点时，了解到大学的学生在高中阶段已经对定积分有所理解，能够利用基础的知识对定积分进行进一步分析，但对定积分的极限概念还处在初学阶段，需要领会其中的基础知识，即“分割、代替、求和、取极限”。如果仅仅用讲述的形式让学生理解这一些概念，会导致学生在学习时对知识点混淆模糊。利用计算机技术中的模型建立功能，将这一些用模型动漫图展现动态取极限过程，使学生在学习时能够更加直观明了。在丰富课堂教学模式和运动的同时引起学生对学习的兴趣。

二、运用计算机软件验算公式，细化数学问题过程

大学数学习题大多数都是以公式的模式呈现，在大学的数学课堂上，教师进行数学题的演算和教学，就将所教学的数学公式一步步地推导出来。如果在课堂教学中遇到一些比较复杂且过程或者步骤较多的数学公式，在运算的过程中容易出现错误，而且因为过程漫长，需要耗费大量的课堂教学时间，这就不利于大学数学教师对课堂进行安排，影响课程教学的进度。应用计算机软件进行数学公式的验算，可以进一步解决这样的问题出现。例如，在教学高等数学的课堂上，教师使用计算机数学软件Matlab、Maple或者Mathematics，将公式导入并输入符合的条件，就可以实现一边讲解知识点，一边推断和演算。这种数学软件还具有储存功能，可以记录所教学过的数学试题，在有需要的时候可以重新导入，使学生在复习的时候更加便利，展现计算机数学软件的信息储存功能和数据分析功能。除了Matlab、Maple、Mathematics之外，如果经济比较拮据，可以用Octave、Scilab、Maxima，代替，前两个与Matlab接近，Scilab还带一个Xcos仿真系统，最后一个用来符号计算；如果是计算机专业的数学学习，也可以运用通用计算和编程的Python、Julia，Python通过Numpy、Scipy、Sympy能实现绝大多数常见的计算；Julia是新兴的科学计算语言，速度快，语法简单，可以代替Fortran的存在，而且语言原生支持数组运算。这些计算机软件都能为大学学生的数学学习生活带来非常多的便利，提高学生的数学学习效率。

三、运用计算机公式计算数学，精准化计算题答案

大学数学大部分的内容是结合多个教育阶段所教学的基础知识点所呈现出的复杂数学公式，要计算起来可能需要运用到比较多的公式，使得计算用时变长。一部分学生在计算高等数学时，由于复杂的计算过程，往往会使答案出现偏差，如果在大学的教学课堂上让学生对数学计算题进行计算，可能会出现过度耗费课堂教学时间的现象，不利于课堂教学的有序进行。因此，在大学进行数学课堂的教学时，教师可以利用好计算机技术中的公式计算功能，精准化计算出一些比较复杂且繁琐的计算题。这样既能使计算题的答案快速而准确地计算出来，不耗费过多的课堂教学时间，使学生能够利用更多的有效时间进行新知识点的学习。也能使学生在学习到数学知识点同时，了解到计算机的计算能力，引起学生对计算机知识学习的兴趣。一般在大学的数学课堂教学中，教师利用计算机进行数学公式的计算有许多种方法，比较基础的是将数学公式运用wps中的演示文档演示出来，需要计算时则可以利用Wps自带的公式计算功能。例如，大学数学教师在进行《函数的定义域和函数》这一课程的教学时，用MSWord中的方程式编辑器将所要教学的函数方程，编辑在计算机上，然后可以运用该软件的解题功能，在多媒体上一步步地演算给学生看，在演算的过程中，教师也要及时地对所演算的步骤进行讲解，使学生对知识点了解程度更高。除了运用wps相关计算功能之外，教师也可以运用mathlap,mathematica等数学工具软件，但这一类软件需要教师拥有操作技术，并能够熟练地运用这些计算机数学工具。这一类型的计算机教学辅助工具能够帮助教师更好地进行数学课堂教学，也能使学生更加简便地进行数学题的计算。这时应该建议学生去学习mathlap,mathematica等软件的操作方法，并将其更好地运用在日常的高等数学学习中去，使数学学习更加顺利，简便。

四、运用计算机教学设计软件，生动化教学过程

数学这一门科目一直以来都以具有非常高的严谨性、逻辑性、复杂性印象出现在学生的各层教育阶段中，大学数学更是成为了众多大学生的挂科高频科目，使学生在数学教学课堂上具有一定的学习压力，严重的甚至会出现对数学科目的学习产生厌恶情绪的现象。再加上传统的数学课堂教学往往是教师讲，学生听基本模式，而一些数学知识和数学模型的呈现也仅仅通过教师的口述或者是用粉笔在黑板上描绘的方法。这样的方法使得数学这一类本身就缺乏色彩的知识点，让学生感到复杂，枯燥乏味，长久以来，很容易磨灭学生对数学学习的兴趣，使学生在数学课堂教学环境下产生疲惫的心理，最终无法集中精力去学习数学。大学数学以高数的形式出现，是对以往教育阶段的数学基础知识进行总结以及拓展，相比于其他教育阶段来说高数的复杂性更强，涉及到的理论知识和基础知识更多，难度进一步增加。如果仍然使用传统的教学方式，很容易会使学生在学习数学的过程中丧失信心，产生压力。在大学数学课堂中运用计算机教学设计软件进行课件的设计，使数学课件更加生动多彩，增添多种影视图片，声乐元素，结合数学知识点，能够使数学教学课堂更加生动具体。在教学形式上吸引学生的注意力，使学生在学习的过程中感到轻松自如。例如，在教学《初等函数》这一个知识点时，讲到要探究函数的基本性质与关系，这时可以运用例题来说明。教师设计一个与初等函数相关的例题，并在运用计算机课件设计软件设计课件时，增添更多有趣的元素。如，一位旅客住在旅馆里，（课件里插放一个动漫人物与一间旅馆的场景，吸引学生的目光，使学生的关注点投放到课件上去。有必要可以融入一些背景音乐，可以选择一些搞怪的音乐色彩，使严肃的数学课堂更加轻松。)图1描述了他的一次行动，请你根据图形给纵坐标赋予某一个物理量后，再叙述他的这次行动。你能给图1标上↑具体的数值，（这也可以插入一个对话框运用彩色的字体表现问题，条件允许插入一个模拟声音，这样可以让学生了解题目。)精确描述这位旅客的这次行动并用一个函数解析式表达出来吗？通过运用计算机的课件设计，使一些枯燥的数学题与趣味的形式呈现出来，活跃课堂的教学氛围，提高学生学习数学的积极性。

五、结束语

高等院校作为我国培养多种类型人才的重要教育场所，在教学活动中运用最先进且最有效的教学，致力于培养出社会所需要的全面发展型人才。在大学的教学科目中，数学作为大部分大学生学习的基础课程，对学生的专业学习以及其他能力的培养具有重要的作用。因此，在大学的数学教学课堂中，教师有必要思考更多能够使学生数学能力得到提高的教学方法。在网络时代下，计算机技术已经得到了进一步的发展，并在教育活动中凸显出其优越性。在大学的数学教学课堂上，运用好先进的计算机技术来提高数学的教学效果，培养学生的数学解题能力，锻炼学生的逻辑思维和解题思维，对学生的成长具有一定的意义。但目前来说还有一部分大学数学课堂对于计算机的运用存在着缺乏的状况，不能够有效地发挥出计算机在大学数学课堂教学中的作用。因此，还需要更多的大学数学教师参与到计算机技术在大学数学课堂教学中运用的研究中，使大学数学这一门课程能够在计算机的辅助之下更加容易理解，从而促进大学数学课堂教学有效性的提高。

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作者：陈虹 单位：山西警察学院