引導高職學生用MATLAB軟件解決數(shù)學的意義和價值論文
現(xiàn)在MATLAB軟件的應(yīng)用范圍已經(jīng)越來越廣泛。它的便捷性、靈活性、開發(fā)性等優(yōu)點廣受用戶歡迎。試想，在高職數(shù)學教學中，若能引領(lǐng)學生熟練掌握MATLAB去解決數(shù)學問題，那必將會使他們的思維能力和動手能力同時得到更好地鍛煉。理論和數(shù)學軟件的結(jié)合不僅能帶給他們新鮮感，調(diào)動他們的學習熱情，更能使他們將所學到的數(shù)學思想靈活運用到各個領(lǐng)域中。
1 MATLAB與數(shù)學教學的聯(lián)系
MATLAB是美國設(shè)計的一款軟件，它的基本數(shù)據(jù)單位是矩陣，所以英文也是matrix和laboratory的組合。它在矩陣運算、工程與科學繪圖、數(shù)字圖像處理方面有較為突出的作用。MATLAB函數(shù)所能解決的問題基本包括線性方程組和矩陣運算的求解、微分方程及偏微分方程組的求解、符號運算、傅立葉變換和數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析、工程中的優(yōu)化問題、稀疏矩陣運算、復數(shù)的各種運算、三角函數(shù)和其它初等數(shù)學運算、多維數(shù)組操作以及建模動態(tài)仿真等。在數(shù)學教學中，我們不能單純的進行理論教學，而是要通過數(shù)學實驗來進行輔助教學。讓數(shù)學模型來加強學生們的數(shù)學思想。在生活中，我們已經(jīng)自覺不自覺地使用了最優(yōu)化的'數(shù)學思想，目的可能是最省錢，或者是最省時間，或者是其他目的，總之，是對我們最有利的。凡是在解決問題的過程中，能利用數(shù)學的思想方法對問題的求解有一定幫助的，都可以稱為數(shù)學問題。而解決數(shù)學問題不可或缺的就是這些方便人們使用的數(shù)學軟件。
2 MATLAB在高職數(shù)學教學中的具體應(yīng)用
在高職數(shù)學教學中，我們可以將MATLAB引入到以下的幾個教學內(nèi)容中，如創(chuàng)建矩陣、矩陣運算、多項式運算、線性方程組、微積分、函數(shù)優(yōu)化、微分方程的數(shù)值解等。同時，教師還可根據(jù)學生的接受程度，讓他們不局限于原有的函數(shù)庫，而是自己動手創(chuàng)造更多更實用的函數(shù)。因為所有MATLAB的各種工具包都是可讀可修改的文件，用戶通過對源程序的修改或加入自己編寫程序構(gòu)造新的專用工具包。MATLAB軟件與數(shù)學的結(jié)合可以使同學們更清晰更直觀的學習到理論知識和數(shù)學思想。在以往傳統(tǒng)的教學中，太過于強調(diào)學生的題海戰(zhàn)術(shù)，而忽視了學生的認知過程。將數(shù)學軟件應(yīng)用到數(shù)學教學中，不但能夠加強學生們對數(shù)學概念，數(shù)學公式的理解，而且還能促使學生發(fā)現(xiàn)問題并自主解決問題。這些數(shù)學思想與數(shù)學實驗的結(jié)合可以使知識具體化、形象化。如，在極限教學中學生們對重要極限 的各種變形問題很難掌握，這時，我們就可以用MATLAB來解決。例如，求極限 。
再如，我們在講授用導數(shù)解決函數(shù)的最值問題時，有這樣一個應(yīng)用問題。如圖1所示，鐵路線上AB的距離為100km，工廠C距A處為20km，AC垂直于AB，要在AB線上選定一點D向工廠修筑一條公路，已知鐵路與公路每km貨運費之比為3：5，問D選在何處，才能使從B到C的運費最少？
由于鐵路每km貨物運費與公路每km
貨物運費之比為3：5，因此，不妨設(shè)鐵路上每km運費為3k，則公路上每km運費為5k，并設(shè)從B到C點需要的總運費為y，則 （0≤x≤100）。
對于高職學生這個函數(shù)的求導及求導后整理出簡單的式子求導數(shù)為零的點，學生比較困難。這時我們就可以用MATLAB來解決。
3 選取MATLAB進行教學的幾大優(yōu)勢
第一、MATLAB有好的用戶界面以及更加貼近數(shù)學公式的自然化語言，相對其他數(shù)學軟件來說，是更容易接受更容易學習的。第二、新版的MATLAB語言基于最流行的C++語言的基礎(chǔ)上，對于非計算機專業(yè)的人員來說更加容易操作。并且這種語言可拓展性強，可以深入到科學研究及工程計算。第三、MATLAB極大地提高了教學效率。在以往的數(shù)學教學中，普遍存在著基本公式羅列，公式推導繁雜，圖形繪制耗時等特點，實驗驗證和數(shù)學軟件的結(jié)合，能夠清晰地演示傳統(tǒng)教學中的難點。學生們因為課堂充滿動態(tài)化的演示變得更有興趣，因此也能更主動的進行學習，從而提高了教學質(zhì)量。第四、實驗教學還能提高學生們的團隊合作意識。在數(shù)學實驗教學中，教師們可以將較難的課題讓學生們以組為單位進行研究。這樣，學生們通過一個實驗項目共同探討，也進而培養(yǎng)他們的團隊合作意識。學生們互幫互助，更能加強他們的學習能力。
4 結(jié)束語
在現(xiàn)在的教學中，教師們將數(shù)學軟件引入到教學中是必要的。教師應(yīng)該以學生為主體，數(shù)學軟件為工具通過計算機的手段帶領(lǐng)學生們進行數(shù)學學習。數(shù)學的教學，不僅僅局限于數(shù)學知識，更重要的是學生的參與，學生只有參與其中才能獲得學習的樂趣，才能提升數(shù)學在他們心中的位置。眾所周知，數(shù)學素質(zhì)的提高和培養(yǎng)是要通過課程體系、教學方法、教學手段來體現(xiàn)的。教師們完全可以借助數(shù)學軟件把經(jīng)典的數(shù)學內(nèi)容換種方式教授給學生，改進以往單一的僵硬的教學方式，使得學生們真正從應(yīng)試教育中解脫出來，發(fā)揮學生的特長。
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