Mathematica在计...津电子信息职业技术学院为例_孙海青.pdf

145 学术研讨绪，而43.5%的学生认为对数学不能产生兴趣的主要原因是内容1 引言当前经济和技术都在迅速的发展，教育的发展更应适应经过于繁杂听不懂，39.51%的学生认为数学与专业课程的相关性济和技术发展的趋势，而高等教育中的一个不可或缺的组成部很大，能对专业课程的学习起到很大的作用，58.18%的学生认分是高等职业技术教育，它正面临着越来越多的严峻的挑战，为数学课程的逻辑性很强具有很强的吸引力，48.12%的学生认怎样培养高素质高水平的职业技术人才是高职院校普遍面临的为数学主要是能够培养思维能力且61.29%的学生认为这种思维重要问题。而高职院校的数学课程因其在数据处理、表达计能力能最能对专业课程的学习起到辅助和推动作用，只有7%的算、演绎推理等方面具有重要作用，能为软件、移动、网络、学生认为数学对专业不具有影响力和作用力。35.2%的学生比较数字影视等计算机专业类学科提供特有的语言、思想和方法，喜欢板书式教学，且53.63%的学生希望能多讲实际生活案例且1能和计算机联系起来，用计算机来解决数学问题，22.27%的学使其数学的基础性地位无可替代。一直以来，针对数学课程的生希望能以小组形式共同合作完成案例课题报告，81.25%的学教学研究与改革工作一直没有停顿过，但大多数高职高专院校生均认为应进行模块化教学，且56.11%的学生认为周3学时是合目前的数学课程普遍不分专业不分学科均采用高等数学进行教适的。学，学生学习没有针对性，与专业课学习的联系更是少之又少，学生对数学课程的兴趣不高，主动性较差，教师也不能充3 数学实验课的必要性众所周知高职高专院校计算机专业类的教学目标是培养和分将数学与专业联系起来更好的进行教学，提高自身教学水平塑造合格的计算机方面的应用型人才。这对学生提出了较高要和学生的学习积极性。因此，为了更好的了解我校计算机专业求，指明了未来的方向。学生除了需要掌握扎实的计算机专业类数学课程的教学现状，我们做了文献和问卷调查，通过此次知识外，还应该具备一定的程序分析能力与设计能力和图形、的调研工作，进一步深化数学课程的教学改革，突出数学与专图像处理能力，而这些能力要想掌握的较好必然离不开良好扎业需求紧密相融、技术能力与文化素养并重的理念，使高职数2学教学更好地为教育目标服务，适应工学结合新模式。实的数学基础。我们知道传统的数学课程比较侧重于理论知识的讲解与计算方法的应用，实际中产生的问题能用数学知识解2 调研的基本情况本次调研以本校天津电子信息职业技术学院为依托，以在答的介绍少之又少，而且计算机与数学之间的关系体现感也不校2020级学生为基本考察对象，采取文献和问卷调查方式从教强烈，这一点我们在调查问卷中也能看出来，而数学软件与数材与教学内容、教法与手段、教学资源、教师能力、学生学习学实验的结合能很好的解决这类问题，但通过了解目前大部分态度与目的和评价考核方式六个大方向考察学院计算机数学基高职高专院校的数学课程对数学实验的课时安排均较少，对数础课程的现状，问卷公设计18个题目，共收回有效问卷1253学和专业的教学作用微乎其微。份。数据统计和分析归纳如下：因此，在计算机专业类课程中开设的数学课程应加强数学38.31%的学生对数学有好感有兴趣喜欢学习数学，34.48%实验课的课时，我们可以将数学课程进行结构调整，并把数学的学生持平常心态度，只有不到2%的学生对数学产生厌烦的情中涉及到的繁琐复杂的计算问题设计成数学实验课要求学生用Mathematica在计算机专业类数学课程的探索分析以天津电子信息职业技术学院为例天津电子信息职业技术学院 孙海青数学课程是计算机专业类学生必修的一门专业基础课程。在实际教学中发现，计算机专业类的学生普遍对此课程不感兴趣，且多数畏惧其概念多、理论推导公式繁琐、内容抽象，与专业联系不紧密，无法在实践中具体体现，从而出现部分学生放弃数学课程的现象。本文以天津电子信息职业技术学院为例，采用调研问卷的形式分析当前高职高专院校数学基础课程的课程现状及存在的问题，并提出教学改进建议和措施。1462023 年 第 3 期Mathematica进行输出解决。而且实际问题也可以设计成数学问5.2 案例讲解以编程实现应用为目标，实现数学理论知识与专业知识的题即数学建模，再用数学软件Mathematica加以设计解决，从而深度融合。课程教学中精心设计应用实例，实现数学理论知识让学生体会实验课与计算机的关系，体会数学知识的实际应用与专业知识的结合，提高数学教学效率，提高学生的学习热情。性。因此，数学实验课不但可以使学生们掌握必要的数学知（1）理论实验。识，更重要的是为学生创设一个环境，认识到数学并不是枯燥a、在矩阵教学中，由于矩阵是算法中非常重要的部分，它乏味的定义、难懂定理、繁琐的证明，而是可以独立并能全身的应用非常广泛，比如数字图像的处理等等都运用到了矩阵的心的投入到实践中，从而能大大提高学生学习数学的积极性，算法，因此，矩阵教学中可结合编程实现矩阵的相关运算。并使学生在不知不觉的学习中掌握着数学的思想、原理与方法,不断提高学生对数学的创新意识和应用能力，不断适应新时期例1 设 ，求 ，.高素质高标准人才的需要。4 数学课程结构解 利用模板输出矩阵依据计算机专业类专业的数学教学要求与标准，对与专业课相关的内容予以保留、加强；对专业课使用较少的内容降低要求或删减；对于专业课中有特殊要求的数学知识，在数学课中学习并结合，由此确定数学课程的教学内容模块。我们主要分为基础模块微积分理论部分，包括一元函数微分学、定积分与不定积分、导数与微分和无穷级数；应用模块线性概率数理逻辑部分，主要包括矩阵、线性方程组、数理逻辑和图论；专题模块数学建模与数学实验部分，主要包括数学建模知识，数学软件Mathematica。5 Ma t h e ma t i c a 软件介绍与案例应用5.1 Mathematica软件介绍Mathematica是一个符号计算系统，是一个做数学和学数学的软件。Mathematica能够完成计算器的任何工作，能够做中小学数学中的计算题目，能够做大学数学中的许多题目，给出数据或函数能绘出复杂的函数图形。安装好Mathematica，可以双击快捷方式图标或从程序中单击启动系统，执行后就可以在工注意 .作区中通过键盘输入计算命令了。显示窗口如图1所示。b、图形图像能直观形象的为学生解释概念及计算的理论思想。例2 作出函数 在 内的图形（图3）.解 图1 图2Mathematica的菜单项包括文件、编辑、插入等项，其中文件下拉菜单中的新建、打开、关闭、保存等命令与Word相同，保存文件名为.nb形式，面板选项中数学助手分类给出了各种基本计算的按钮。单击各项前面的小三角，会显示出该项所包含的子菜单项。再次单击各子项前面的小三角，则显示出子项中的各种按钮。若单击其中的某个按钮，就可以该运算命令（函数）输入到工作区窗口中，然后在各个小方块中键入数学表达式，即可进行计算（图2）。图3在使用软件时，我们要始终牢记以下几点：c、概率统计。（1）所有的Mathematica函数都以大写字母开头。例3 某厂生产一批机器零件，现从中取出20个，测得其重量（2）圆括号()，花括号，方括号都有特殊用途，应特如下（单位：千克）.别注意。13.63,13.47,13.56,13.56,13.20,13.58,13.48，13.51,13.42,13.65，（3）句号“.”，分号“；”感叹号“！”等都有特殊用13.26,13.13,13.40,13.35,13.38,13.48,13.53,13.46,13.29,13.69.途，应特别注意。求样本的均值和方差，并绘制所给零件重量数据的直方图（4）用主键盘区的组合键Shift+Enter或数学助手中数字键（图4）.盘中的Enter键执行命令。解 In1:=data=13.63,13.47,13.56,13.56,13.20,13.58,13.48，.147 学术研讨13.51,13.42,13.65，13.26,13.13,13.40,13.35,13.38,13.48,13.53,13.46,L=(b/Cos+a/Sin)/.a2，b313.29,13.69;PlotL，7，0.5，1，AxesOrigin 0.5，7MeandataFindMinimumL，1Out1=13.415结果：7.02348，0.718025。In2:=Variancedata说明：当角度为0.718025时，走廊尽头拐角处的最小长度Out2=0.022397为7.02348，超出这个长度钢管无法通过。In3:Histogramdata由以上案例可以看到，现实世界和我们实际生活中的很多Out4=问题都蕴含着数学问题。只要我们多注意观察思考，并学习用数学的思想方法及计算机软件去分析和解决它们，相信它会给我们的工作和生活带来更多的精彩。图4（2）背景实验搬运的问题。生活中我们常常遇到搬运的问题，这里也存在着数学问题。例如，在b米宽的走廊中搬运钢管。走廊尽头有一直角拐弯6 结束语进入一条a米的较窄走廊。要能水平让钢管转过拐弯，则钢管最计算机专业类数学基础课程建设是一项与教育思想、教育长不超过多长？若a=2，b=3，7米长的钢管是否可以通过？理念、教学方法、教材建设和评价体系密不可分的艰巨任务，要突出“高职”特色，应紧密结合专业实际，鼓励学生基于认识问题、理解问题、解决问题的学习方式，培养学生的逻辑思维能力，创新能力和空间想象能力；要以学生为主体，培养学生吃苦耐劳、精益求精的精神，向着德智体美劳的方向全面发展；教师也需要不断提高自身综合素质，提高教学与信息技术的融合能力，提高解决问题的效率。数学软件知识能为学生提供很好的帮助，并与专业知识更加紧密的结合起来，总之开设数学实验课是数学发展的需要，更是高职院校培养21世纪创新a、问题分析与建立模型。型、实践型人才的需要。如图5所示，设钢管与地面夹角为，钢管在走廊尽头拐角处的长度为L()，则1 唐孝法.数学建模在高职高专院校高等数学课程教学中的作用J.科技资讯,2016,14(26):123+125.2 温九祥.用数学建模思想进行高等数学教学的探索与实践J.科技创新导报,2011(12):139.作者简介：孙海青（1986），女，汉族，天津市人，硕由 ，得 .士，讲师，研究方向：数学。将 代入 得钢管长度的最小值为当a=2，b=3，结论：钢管长度若不超过 ，就可过去。而当a=2，b=3，7米长的钢管能通过。b、利用计算机的图形分析：输入Mathematica程序，如图6所示：ClearL,a,b,图6【参考文献】图5