淺談高等數(shù)學在理工科基礎教育中的重要性

宋麗娟

【摘 要】在當前高等教育中，高等數(shù)學是培養(yǎng)人才的重要學科。尤其是對理工類的學生而言，高等數(shù)學的學習為日后的進一步深造和工作質(zhì)量的提升奠定了數(shù)學基礎。同時，當前很多高校在培養(yǎng)專業(yè)化人才方面進行了不懈的探索和研究，實施理工科基礎教育是培養(yǎng)理工科人才的重要舉措，對高等教學改革具有積極的推動作用。因此，想要更好地開展理工科基礎教育就一定要重視對高等數(shù)學的教學工作。

【關鍵詞】理工科基礎教育;高等數(shù)學

【中圖分類號】G642? 【文獻標識碼】A? 【文章編號】1671-8437（2019）34-0007-02

1? ?高等數(shù)學的研究范圍與應用

高等數(shù)學是當前高校培養(yǎng)人才的重要科目，這門課程的研究內(nèi)容較為廣泛。它不僅包含函數(shù)、極限的思想知識，而且還有微分、積分知識，甚至還包括空間向量、矩陣等知識體系，高校大學生在學完這些知識以后就會在自己的腦海中形成一種系統(tǒng)的理論思想體系[1]。這對理工科學生的基礎教育有著舉足輕重的作用。理工科學生在畢業(yè)以后可以將高等數(shù)學的知識運用到航天科技、機械制造、建筑設計、計算機、通信工程、過程裝備控制、電氣自動化、電子信息工程以及物流工程等多個領域。如在計算機領域運用高等數(shù)學知識可以加快計算機的運行速度，不斷推動計算機技術的發(fā)展;在航天領域應用高等數(shù)學可以對航天器的各個參數(shù)和活動軌跡進行科學計算，為人們的生活提供更加多樣化的服務;在機械制造領域更是離不開高等數(shù)學的支撐，設計師在設計機械結(jié)構(gòu)時不僅需要對機械的各種尺寸進行精確把控，而且還要對機械的材料性能、力學性質(zhì)進行科學的計算。這些都離不開高等數(shù)學知識的支持，因此高等數(shù)學在工業(yè)生產(chǎn)和生活中具有廣泛的應用前景。

2? ?高等數(shù)學在理工科專業(yè)的重要性

2.1? 高等數(shù)學是學習其他理工科專業(yè)的基礎學科

當今高等教育中，高等數(shù)學是一門普遍性學科，每一位理工科專業(yè)的學生都要系統(tǒng)的學習高等數(shù)學，因此，這門課程被廣大高等院校作為基礎性學科進行教學。學好高等數(shù)學是順利學習其他理工科專業(yè)科目的基礎[2]。具體來說，一方面在整個數(shù)學體系中，高等數(shù)學是重要的組成部分，是每一位理工科學生的必修課程，教育部門將高等數(shù)學這門課程的教學時間設置在學生剛?cè)氪髮W之初在學習其他專業(yè)課程之前，可見高等數(shù)學對學生學習其他課程的重要性。另一方面理工科專業(yè)的學習都需要高等數(shù)學知識作為支撐，無論是計算機專業(yè)、還是航天專業(yè)、工程建筑設計專業(yè)等都需要高等數(shù)學知識作為工具展開學習。理工科專業(yè)的學習過程往往伴隨著大量的計算工作，需要用到很多數(shù)學知識和計算方法，這些都離不開高等數(shù)學的支撐。

2.2? 高等數(shù)學是從事理工類工作的重要工具

高校理工科基礎教育主要是為培養(yǎng)理工類的實用型人才，學好高等數(shù)學可以幫助學生形成良好的數(shù)學思維，學生在畢業(yè)后從事工作的過程中就可以利用高等數(shù)學知識作為解決實際問題的工具。如在工業(yè)產(chǎn)品設計方面就會用到高等數(shù)學知識，汽車車燈的反射鏡面是一個旋轉(zhuǎn)的拋物面，在實際產(chǎn)品設計時就可以利用高等數(shù)學中的微積分知識建立數(shù)學模型來輔助產(chǎn)品設計，通過精確計算后，可以設計出更符合生活實際的工業(yè)產(chǎn)品。

3? ?理工科基礎教育需要高等數(shù)學作基礎

隨著現(xiàn)代社會的發(fā)展，對理工類人員素質(zhì)要求越來越高，這就促使當前高校在培養(yǎng)人才時必須改革教學方法，不斷提高學生的專業(yè)能力和實踐能力。同時，當前工程項目中對數(shù)學知識的應用越來越普及，大型的工程投資數(shù)額較多，為了能減少工程實施過程的錯誤，在施工前都會運用電腦軟件來模擬整個工程的施工過程[3]。通過這種方式可以提前解決工程中可能出現(xiàn)的問題或者設計錯誤，而計算機軟件模擬工程不僅需要用到數(shù)學思維和方法，還需要大量復雜的數(shù)學計算。因此，高等院校必須加強學生高等數(shù)學基礎知識方面的教學工作。

在理工科領域，高等數(shù)學基礎知識應用無處不在。高等院校要認真分析這一現(xiàn)象，根據(jù)每個專業(yè)的特點和發(fā)展需要設置一些專業(yè)特色更強的教學課程。如把高等數(shù)學基礎知識進行濃縮，設計一些更適合理工科學生學習、更有利于他們專業(yè)學習的高等數(shù)學特色課程，同時將高等數(shù)學基礎知識與理工科專業(yè)知識有機地結(jié)合在一起。在學習過程中使學生感受到利用高等數(shù)學基礎知識解決理工科專業(yè)方面的問題是一個良好的途徑。這樣學生在具體的學習中就會更加積極地應用高等數(shù)學知識。另外，教師可以采用多元化的方式讓學生學習和了解現(xiàn)代數(shù)學思想方法。如討論班、座談會、學術報告等。在這個過程中，學生在教師的引導下可以不斷激發(fā)自己的學習力和創(chuàng)新力，不斷尋找運用數(shù)學知識解決理工科方面的工程實際問題的途徑和方式。如，人們利用微分方程建立了單自由度體系自由振模型，并在此基礎上得到了受迫振動的振動數(shù)學模型，通過求解方程，得到了物體的振動的特性，從而在工程中分析處理遇到的棘手問題。

為此，教師在開展高等數(shù)學教學時要精心設計教學過程，統(tǒng)籌兼顧、合理規(guī)劃高等數(shù)學基礎知識與理工科基礎教育之間的相互關系。在課堂上講解高等數(shù)學知識過程中要將理工科中涉及的數(shù)學觀點融入進去，系統(tǒng)地闡述高等數(shù)學與理工科之間的緊密聯(lián)系，要為理工科基礎教學中開拓運用高等數(shù)學知識搭建平臺。用這種方式突破傳統(tǒng)數(shù)學教學的單一性，讓學生能夠深刻體會高等數(shù)學是解決理工實際問題的有效工具。同時學好高等數(shù)學也可以為學生成為工程師提供更多幫助。

4? ?結(jié)語

總之，高等數(shù)學在理工科基礎教育中占有重要地位。高等院校必須重視高等數(shù)學基礎在理工科基礎教育中的重要性。在理工科基礎教學中，要加強對學生應用能力的培養(yǎng)，尤其是數(shù)學思維的應用能力，提高學生解決實際工程問題的能力。使理工科的學生在學習過程中能夠?qū)⒏叩葦?shù)學知識和理工科的專業(yè)知識建立直接的聯(lián)系，讓高等數(shù)學成為理工科學生未來前進的助推器。

【參考文獻】

[1]李曉霞，姜春艷.對工科高等數(shù)學教學改革的探討[J].佳木斯教育學院學報，2012（5）.

[2]張小平.談工科高等數(shù)學的教學[J].安徽電氣工程職業(yè)技術學院學報，2006（3）.

[3]楊戍，牛永君，馬素平.分級教學：工科高等數(shù)學教學的新平臺[J].教育與職業(yè)，2007（27）.