谈数学软件在高数教学中的功能及应用实例
摘要：随着课程改革不断推进，高等数学教师需要寻新的教学模式以提高教学效率，培养学生兴趣，将数学软件与教学课程相互结合，逐渐成为新的课程改革方向。本文阐述了数学软件的种类及在高等数学教学中所具备的功能，分析了数学软件在高等数学教学中的实施方法及价值，提出了有效应用策略。
关键词：高数教学；数学软件；功能；应用实例
高等数学这门课程在高等院校学生学习中占据主要位置，是理工科专业学生必须学习的专业课程之一，但高等数学这门课程知识点理论结构较为复杂，需要学生具备缜密的逻辑，正是基于此种情形下，部分学生会对这门课程的学习兴趣降低甚至会出现厌学的情绪。在国家推进课程改革时，有些理论课程教学形式不能被学生所认可，经过高等数学软件运用到高等数学知识中，建立数学模型以及新型教学模式，让学生能参与到学习中，学生学习兴趣以及能力逐步提升。所以，在高等数学教育中，数学软件的应用能够使教学效率提升，在理论实践教学中占据重要位置，需要对其进行进一步研究。
一、数学软件的种类和在高等数学中所具备的功能以及价值
（一）高等院校数学教学中所使用软件种类
在课程改革这项工作被推进时，为适应高等数学教学的要求，不同种类的数学软件研发出来，这类软件的功能相当丰富，能够适应不同的专业学生学习需求。在高等数学教学过程中，关键是将软件与数学教学结合，作为教学的重要辅助内容。此外，教学开展时仅使用数学软件不能取得应有的效果，需要其他不同类型的软件知识结合。按照不同专业所使用软件分为数据计算软件，数据模拟软件、数据统计学软件、系统规划软件以及有限元分析软件等。
（二）数学软件在教学中的主要功能
在高等数学教育开展时，所使用的数学软件数目较多，不同软件之间的功能各不相同。在高等院校开展数学教育工作时，使用的数学软件的功能主要从以下几方面展示出来，首先，从数学功能的角度考虑，部分工科学生对知识学习兴趣降低或者在学习期间出现厌烦的情绪，主要是工程类的数据计算逻辑性强、耗费精力较多。专业数学软件运用能够借助计算机功能，将复杂的数学知识计算简单化，学生只需要掌握计算的逻辑即可，能够节省出时间对数学知识的本质掌握。数学软件运用中能实现知识点专业性，将辅助软件功能充
分地发挥出来[1]。其次，将抽象的数学知识运用图形或者动画的形式展现出来。高等院校内的数学知识具备的特点是逻辑性和抽象性，将这两者转化成为动态化影像展示，数据展示将原有的逻辑推理形式转变可视化，学生学习兴趣充分地被激发出来。最后，从软件的功能考虑运用数学软件对生活中出现的问题解决。因此，高等数学知识与软件结合能对数学的知识模型建立，将数学问题系统解决。
（三）数学软件对高等数学教学价值
在高等数学开展教学任务时，如果仅是教师将软件运用多媒体形式展示给学生，不能够取得应有教学效果，需要教师在思想上进行转变，将教学知识传递与课堂上的练习相互结合，能让学生学习兴趣增加，学习效率也会全面提升。将软件运用到高等数学教学中的前提条件便是，学生能够对电脑操作完成相关软件的操作学习。例如，在教师对数学知识讲解以后，运用“z+z”平台对知识理解，软件的演示能够让学生直观地了解到对函数以及原函数在数学知识中的功能，让原本抽象的数学知识点变为动态化的形式，在教师完成演示以后学生通过这个平台软件的运用能将知识点熟练掌握，学习的兴趣也会增加。当课程结束以后教师也要学生对所学习的知识点总结，将所学习的知识点深入吸收理解。综上所述，
在将教学方案执行中，软件是数学知识的关键内容，软件运用能够让学生学习兴趣增加，同时创造性也在增加。
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（四）高等数学教学的互动性能被有效地提高
现阶段，高等数学教育中学生会花费一部分时间向老师请教不同类型问题，这部分学生主要的特点属于死记硬背型，很少花费时间对数学问题钻研分析。在使用数学软件中能改变学生学习态度，主动的对知识点学习。众所周知，传统的高等数学教学强调学生对数学问题运算能力，寻合适的方法通过计算将问题解决。但是，数学软件运用一般从简单的问题着手，学生在使用软件解决问题时，能发现数学问题之间存在的规律，实现数学模型的建立，解决数学问题的主体参与者为学生，教师仅是教学中辅助人员，发现学生在使用软件时存在的问题，对学生问题适时给予纠正，同时对学生提出的软件问题给予解决[3]。另外，计算机上机课上学生之间能够相互的交流学习，能够发现自己数学知识学习中存在的弊端并及时改变。数学软件运用能提高学习兴趣，提升创新能力。
二、数学软件在数学教学中的应用策略
高等数学教育中所使用的数学软件种类繁多，具备的功能也各不相同，因此，数学教师在教学工作时，对软件的运用场景也有所不同，主要的形式分为以下几种：第一，教师通过多媒体形式运用展示艰涩难懂的理论知识点给学生，是新课程改革以后常见的教学形式，这类教学方法主要关注数学理论知识传授，使用数学软件作为教学辅助。此种教学形式所运用的资源数量较少，被部分高等院校所接受。但是，这样的教学模式也存在一定的弊端，教师在对软件演示教学中，学生会出现思想不集中，教师不能与学生开展课堂互动，学生学习兴趣和学习的积极性也会降低[2]。第二，在高等数学开学习的过程中，教师完成基本的教学知识以后，让学生在学校内的机房运用专业的软件学习，理论知识后重点执行的是软件运用教学。学生在完成基本的知识学习后，按照教学任务的要求计算机上操作，这种教学形式能让学生对数学知识点的理解加深，在实际生活中解决问题能力也会提升。但是需要学校在资金上给予一定的支持，保证学校教学设施符合教学要求。在学生学习兴趣提升的过程中，将传统意义上的数学知识点转化成为计算机知识。
1.
数学软件在数学教学中的实例分析
高等数学这门课程学习中，涉及到的知识点相当丰富，学生在掌握基本知识以后，需要花费大量的计算才能将问题解决，这些数学问题计算整体的耗费时间较长，长久的计算学习会让学生感受到高等数学知识的枯燥，学生从心里产生厌烦对数学知识的学习兴趣降低。虽然学生对数学问题经过细致计算，但当其遇到新的问题时仍然无法解决。在运用数学软件以后能将繁琐的数据计算交由软件处理，能够节省大量的数据计算时间，学生能将更多的时间运用到理论知识点的掌握和应用上。例如，在对绘图知识学习的过程中，简单的绘图均是由教师使用教具和粉笔绘制，但是，遇到较为复杂的画图形式使用画图软件则不能将图形表示出来，绘制图形的时间较长，所绘出的图形不能在课程上获取应有的效果，在教师使用Matlab软件的过程中，能够将复杂的曲面问题用软件绘制出来，常见的一些椭圆形面、各种不同类型的曲面以及抛物面等均能被呈现出来，直观的曲面形式能被学生所接受。此外，在高等数学开展时多元函数的最大值或最小值，在使用Matlab软件时，能够将一系列的步骤省略下去，获取函数的最值。学生的理解能力增加的同时，让其了解软件的重要性。
结语：
综上所述，随着新课程改革在推进的过程中，需要高等数学教师将原本枯燥的数学教学模式改变，让数学软件与教育结合起来，让学生学习兴趣提升同时学生对知识点理解能力也在增加。正是基于此项问题，需要教育工作者将数学教学点与软件知识结合，在学生运用软件的过程中，对高等数学知识掌握程度也在提升能实现其创造性思维，为其在毕业后社会中发展做好铺垫。
参考文献
1.
刘兴元. Maple软件动画功能在高等数学教学中的应用示例[J]. 邵阳学院学报：自然科学版， 2019, 16(02):89-95.
2.
王文秋. 数学软件在高等数学教学中的应用研究[J]. 东西南北, 2019, No.538(14):236-237.
3.
[耿杰, 代良云, 芦梦莹,等. 关于数学软件在高等数学教学中的应用研究[J]. 教育信息化论坛, 2019, No.43(04):36-37.
作者简介：姓名：张佳琳 出生年份： 1973年11月 性别：女 民族：汉族
学历: 硕士研究生 职称：副教授 主要研究方向：数学教育 

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