項目教學法在數學軟件課程教學中的應用

劉思東

【摘要】數學軟件是一門實踐性和應用性很強的課程，其知識點多、邏輯結構不強.針對數學軟件課程的特點，本文探討了項目教學法在數學軟件教學中的應用，并給出了具體過程.項目教學法給學生較大的自主空間，可以讓學生自由發揮，提高了學生自主學習能力和團隊溝通合作能力.

【關鍵詞】項目教學法；數學軟件；教學探討

【中圖分類號】G642.4 【文獻標示碼】A

項目教學法以實際的項目為對象，項目來自教師課題或現實中的實際問題，教師對項目所涉及的知識點進行細分，對主要知識點進行示范，然后將學生分組對項目進行討論、團隊合作學習，最后以小組答辯和回答問題的形式對學生進行評價.項目教學法適用于實踐性較強和知識點多的課程教學.數學軟件是數學理論和方法與現代計算機技術結合的課程，課程力求在內容上反映MATLAB的程序設計及在圖形顯示和科學可視化方面的特點，強調理論聯系實際.通過講授、習題和上機實習后，使學生在較短的時間內，能夠在專業課程設計和畢業設計中掌握MATLAB的程序設計及在圖形顯示和科學可視化方面應用的基礎知識；并通過對優化軟件LINGO的學習，使學生能夠利用數學軟件解決現實中的一些最優化問題.

一、數學軟件教學中存在的問題

數學軟件是一門實踐性和應用性很強的課程，其知識點多、邏輯結構不強，學生反映比較難學，課程內容比較枯燥，知識點之間聯系不緊密，這就增加了教師在教授該課程的難度.首先，課堂講授時，學生學習的積極性和主動性不夠，不能集中精力聽課；其次，教學容易陷入各個知識點的解釋，而各個知識點之間并沒有前后邏輯聯系；最后，導致學生不能夠真正地解決實際問題.

二、項目教學法的基本特征

項目教學法和傳統教學法的區別主要體現在：傳統教學以教師為主體，教師課堂傳授知識，學生被動接受；而項目教學以學生為主體，學生主動課外學習，解決問題，教師給予適當輔導.傳統教學教師講授課本知識點，各個知識點的聯系不夠緊密；而項目教學不僅需要課本的知識點還需要大量學習課本以外的知識點，并將知識點緊密聯系起來，使得能夠完成整個項目.傳統教學以課堂為中心，項目教學轉變以實際經驗為中心，學習地點可以在校外的某個企業或研究中心.具體來說，項目教學法具有下述主要特征：

（1）實踐性.項目來自教師課題或現實中的實際問題，使得學生能夠真正地運用所學知識解決實際問題，而不會認為所學知識一點用也沒有.

（2）自主性.學生要完成項目，必須自主學習所涉及的知識點，并和其他同學進行討論.

（3）發展性.項目的完成過程，體現了科學研究和完成工作任務的基本步驟，使得學生在接受項目的訓練后，對今后的進一步學習和工作有更好的理解.

三、項目教學法在數學軟件中的教學案例

1.給出項目名稱

結合學生實際給出幾個不同的項目題目：

例如：（題目前面部分略）根據所提供的數據，回答以下問題：

（1）分析各風場的風速分布特征、風場間相關性以及相關系數和風場間距離的關系；

（2）建立合適的模型分散風電投資的風險，假設投資6000 MW裝機容量，每個風場各分配多少？

2.教師要給出項目需要用到的知識點

完成項目要用到的主要知識點：（1）文本文件數據讀入MATLAB；（2）均值、方差、偏度、峰度、直方圖和相關關系等基本統計量的MATLAB命令；（3）回歸模型的MATLAB編程；（4）二次規劃模型的MATLAB編程；（5）LINGO軟件二次規劃模型編程.

3.教師演示

教師對主要知識點里的某個知識點進行示范，以3.2中的第4個知識點為例來說明.二次規劃在MATLAB中的模型和求解函數如下：

結合項目的問題，對于第二問，借鑒現代投資理論可以建立二次規劃模型，然后利用MATLAB軟件求解，得到每個風場的裝機容量.

4.項目分組

為了培養學生的溝通和合作能力，將班級學生分成三人一組完成項目.每個小組推薦一位組長，由組長分配任務，組織討論.

5.完成項目

對于項目布置的內容，小組成員在一起相互交流和討論，并完成項目所設置的問題.在討論的過程中碰到不能解決的問題，需要教師給予一定的指導.另外，教師需要參加每個小組的討論，了解每個小組討論的進展.

6.項目驗收

項目驗收以小組答辯的形式向全班同學展示，具體過程如下：

（1）每個小組派一名同學用PPT演示并講解項目完成的情況，具體誰來講由小組內部決定；

（2）老師和其他小組同學提問，講解人答不出來，可以由該小組其他人回答；

（3）老師根據演示講解過程和回答問題過程給每個小組評分，項目評分成績在期末考試成績中占一定的比例.

四、結束語

本文探討了項目教學法在數學軟件課程中的應用，以風電裝機容量分配的項目為例，給出了項目教學法的具體過程.項目教學法給學生較大的自主空間，可以讓學生自由發揮，提高了學生自主學習能力和團隊溝通合作能力.本文的工作為今后數學軟件課程的教學提供了有效參考.