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数学实验:理论与实践相结合,深化学习印象

时间:2023-11-26 理论教育 版权反馈
【摘要】:实验,顾名思义就是对理论知识进行实际验证,对化学、物理这样的课程,当我们在课堂上或是书本上学完一些化学和物理知识后,既可以通过自然现象,也可以在实验室做实验进行验证,这样,理论和实验相结合能够更好的理解书本上所学的知识,加深印象,牢固掌握所学内容.而对于数学这门学科由于其自身的特性,要真正达到像化学和物理那样进行实验是比较困难的.但是,可以根据它的特征,改进学习方法,加进新的内容,特别是用现代化的

数学实验:理论与实践相结合,深化学习印象

实验,顾名思义就是对理论知识进行实际验证,对化学物理这样的课程,当我们在课堂上或是书本上学完一些化学和物理知识后,既可以通过自然现象,也可以在实验室做实验进行验证,这样,理论和实验相结合能够更好的理解书本上所学的知识,加深印象,牢固掌握所学内容.而对于数学这门学科由于其自身的特性,要真正达到像化学和物理那样进行实验是比较困难的.但是,可以根据它的特征,改进学习方法,加进新的内容,特别是用现代化的学习工具,帮助我们加快掌握这门学科知识,计算机科学的发展,为我们学习数学提供了一个科学的现代化的环境,把计算机引入到数学学习中,使用计算机进行数学运算,能够提高数学学习的效率.我们把这种用计算机代替人的部分脑力劳动进行数学学习的手段称作数学实验.

数学运算基本上可以分成数值计算和符号运算两类.纯数值的计算包括求函数的值、方程的数值解、矩阵的特征值、科学计算中的浮点运算等.计算机的出现把人们从这些繁琐的数值运算中解放出来,简单地求代数方程组的解到天气预报航天飞行,都可以通过使用计算机进行数值计算来完成.用计算机解决这类问题是利用程序设计语言编写程序来实现的.即使是简单的公式代入,也要有相对应的程序才能完成.而用于数学试验的数学软件有其独特的功能,简单的问题只要按规则输入表达式就可以直接得到结果,复杂的问题也可以用数学软件提供的语言编写程序完成,这种程序设计语言简单且容易掌握.符号运算可以归结到非数值运算方面.公式的推导、理论的证明都离不开数学符号的运算.比如,多项式的分解,函数的求导,不定积分、定积分等都是符号的运算,它和数值计算一样,也是一个相当复杂的工作.例如,要求一个函数的导函数,涉及到初等函数的求导、复合函数的求导最后合并同类项等过程,才能得到最后结果,这样求出的结果是否正确,还有待于验证.对运算者来说,除了要牢记初等函数的求导公式外,还要有运算技巧,以及在运算过程中不能出现差错.对于一般的工程技术人员,经常需要求实际问题的数学模型,有了数学模型后希望通过运算快速得到一个满意的结果,至于中间的推导过程如何,不是他们关心的问题.对于学习数学的学生来说,为了熟悉讲课内容,要做大量的练习.每一道练习题都需要按步骤来求结果,结果正确、运算步骤和采用的运算方法才正确,虽然得到了最后的表达式,而要保证这一结果的正确性,就要付出更多的时间和更多的劳力,数学实验正好弥补了以上这些不足.(www.xing528.com)

课堂教学中的作图,可以使某些抽象思维形象化,帮助同学理解问题.但准确形象的画出单元函数,特别是多元函数的图形,是比较困难的,如果是用数学实验的软件,这些问题就比较容易解决了.

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