關(guān)于在學(xué)院數(shù)學(xué)教學(xué)中合理應(yīng)用的研究報(bào)告（單位、姓名**號(hào)等隱去）一、問(wèn)題的提出：學(xué)院化學(xué)學(xué)是文科及物理、物理方面專(zhuān)業(yè)中學(xué)生的一門(mén)選修課，因?yàn)閷W(xué)院數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中物理處理比較復(fù)雜，中學(xué)生學(xué)習(xí)上去普遍倍感困。而隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，各學(xué)科的分科越來(lái)越細(xì)，造成人們不得不花更多的時(shí)間在專(zhuān)業(yè)方向的深入學(xué)習(xí)上，因而不可能花大量的時(shí)間來(lái)深入學(xué)習(xí)并熟練應(yīng)用相關(guān)物理知識(shí)。另外，隨著化學(xué)知識(shí)的深入和數(shù)學(xué)問(wèn)題的復(fù)雜化，也很難通過(guò)書(shū)本上的幾行字便在腦子中形成相應(yīng)的數(shù)學(xué)情境，對(duì)化學(xué)問(wèn)題的理解也顯得愈發(fā)困難。為此，怎么能夠促使學(xué)院數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)顯得更容易成為學(xué)院數(shù)學(xué)教學(xué)中的一個(gè)問(wèn)題。究其根本，物理教學(xué)過(guò)程中的大量物理知識(shí)要求成為問(wèn)題的焦點(diǎn)。怎么能夠讓中學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中甩掉繁雜的物理問(wèn)題而更多地關(guān)注數(shù)學(xué)問(wèn)題本身成為一個(gè)關(guān)鍵的問(wèn)題。因?yàn)楝F(xiàn)代筆記本軟件技術(shù)的發(fā)展，如、Maple、、等物理軟件在學(xué)院數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。這種軟件的引入為上述問(wèn)題的解決提供了一種可能性。以其杰出的圖形及運(yùn)算能力吸引了我的注意，這么怎樣在學(xué)院數(shù)學(xué)教學(xué)中進(jìn)行應(yīng)用？怎么能夠促使在學(xué)院數(shù)學(xué)教學(xué)過(guò)程中的推動(dòng)作用最大化呢？這便是本課題要研究的。
二、選題的意義：在學(xué)院數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用為解決學(xué)院數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)難、教學(xué)難的問(wèn)題提供了方向。對(duì)于在教學(xué)過(guò)程中的應(yīng)用的研究可以使得其在更多更廣泛的數(shù)學(xué)學(xué)科及教學(xué)過(guò)程中內(nèi)發(fā)揮作用，促使中學(xué)生對(duì)學(xué)院數(shù)學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)與理解，進(jìn)而提升中學(xué)生的學(xué)習(xí)療效，推動(dòng)知識(shí)的深刻理解，培養(yǎng)物理學(xué)習(xí)的興趣。而針對(duì)在學(xué)院數(shù)學(xué)教學(xué)過(guò)程中合理化運(yùn)用問(wèn)題的研究，將對(duì)今后學(xué)院數(shù)學(xué)教學(xué)療效的進(jìn)一步提升有所幫助。也為其他軟件或高新技術(shù)在教學(xué)過(guò)程中的引入提供值得參考的資料。三、對(duì)研究的理論劃分：（一）名詞解釋?zhuān)?、：為矩陣實(shí)驗(yàn)室()之意，是法國(guó)司于20世紀(jì)80年代推出的一種簡(jiǎn)便的工程估算語(yǔ)言。它集數(shù)值剖析、矩陣運(yùn)算、信號(hào)處理和圖形顯示于一體，具備卓越的數(shù)值估算能力。基于平臺(tái)的還可提供動(dòng)態(tài)系統(tǒng)建模，容許用戶擴(kuò)充仿真環(huán)境，并兼顧實(shí)時(shí)控制等功2、物理：本文中所涉及的數(shù)學(xué)一詞專(zhuān)指專(zhuān)科理學(xué)數(shù)學(xué)課程的選修課程部份。3、教學(xué)：本文中涉及的“教學(xué)”僅指代將有關(guān)知識(shí)以各類(lèi)方式由教育者傳播給學(xué)習(xí)者的過(guò)程。主要涉及課堂教學(xué)及中學(xué)生的課下學(xué)習(xí)方面。
（二）研究思路：本課題主要著眼于在學(xué)院數(shù)學(xué)教學(xué)中的合理應(yīng)用。通過(guò)對(duì)身特性、學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)的特性及學(xué)院化學(xué)自身特征的研究，結(jié)合現(xiàn)實(shí)教學(xué)過(guò)程中存在的問(wèn)題，探求在學(xué)院化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用，并力爭(zhēng)提出一個(gè)合理應(yīng)用，促使在此條件下的學(xué)院化學(xué)教學(xué)最優(yōu)化的方案。研究的思路如下：1、分析現(xiàn)今的學(xué)院化學(xué)教學(xué)情況2、分析存在的缺陷，這些可能通過(guò)的引入解決3、考慮怎樣在學(xué)院化學(xué)教學(xué)中進(jìn)行應(yīng)用4、探索的合理應(yīng)用5、考慮相關(guān)問(wèn)題并建立研究四、研究假定：1、在現(xiàn)有學(xué)習(xí)環(huán)境下，學(xué)院化學(xué)的學(xué)習(xí)是比較困難的2、在學(xué)院化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用可以提升教學(xué)療效3、過(guò)分的依賴于不利于中學(xué)生學(xué)習(xí)學(xué)院化學(xué)知識(shí)五、研究方式設(shè)計(jì)：基于研究條件所限，根據(jù)研究思路設(shè)計(jì)研究方式如下：（一）個(gè)例研究：1、描述性觀察：基于研究目的僅對(duì)一些化學(xué)課程進(jìn)行描述性觀察，通過(guò)中學(xué)生及老師的互動(dòng)以及中學(xué)生的反應(yīng)等對(duì)中學(xué)生現(xiàn)階段的課堂學(xué)習(xí)療效進(jìn)行剖析。鑒于研究時(shí)間及課程的開(kāi)辦時(shí)間的限制，選擇電磁學(xué)及理論熱學(xué)兩門(mén)有一定差異的課程進(jìn)行觀察。2、訪談：通過(guò)對(duì)中學(xué)生及班主任的采訪了解中學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況及對(duì)提升學(xué)習(xí)療效的看法。
鑒于研究水平，選定一名化學(xué)系的中學(xué)生及一名化學(xué)課程的班主任為采訪對(duì)象。內(nèi)容涉及學(xué)院化學(xué)課程的學(xué)習(xí)、計(jì)算機(jī)輔助學(xué)習(xí)及學(xué)習(xí)療效的提升等。基于現(xiàn)實(shí)的學(xué)習(xí)狀況，選定一名成績(jī)中上等的中學(xué)生及一名平常較為熟稔的班主任作為采訪對(duì)象。（二）綜合剖析：1、資料剖析：首都師范學(xué)院物理系的相關(guān)課程沒(méi)有涉及的應(yīng)用，故僅通過(guò)對(duì)現(xiàn)有的關(guān)于在學(xué)院化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用的文獻(xiàn)、資料進(jìn)行剖析，了解學(xué)院化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用方案及應(yīng)用實(shí)例，因而對(duì)其應(yīng)用進(jìn)行相關(guān)討論。2、進(jìn)一步討論：通過(guò)描述性觀察、訪談、資料剖析的結(jié)果對(duì)在學(xué)院化學(xué)教學(xué)中的合理應(yīng)用進(jìn)行闡述，剖析應(yīng)用不當(dāng)可能引起的結(jié)果，并提出其合理應(yīng)用的建議。六、研究結(jié)果：下邊通過(guò)采取兩種研究方式后得出的材料和推論進(jìn)行剖析。（一）、描述性觀察：1、對(duì)理論熱學(xué)課程的觀察結(jié)果（見(jiàn)附表）及剖析：a、觀察環(huán)境：寢室中前部幾乎坐滿了人（約90人），觀察者以本課程的學(xué)習(xí)者的身份介入課堂，因而觀察是在自然狀態(tài)下進(jìn)行的。后面幾排的座位是朋友提早占好的。經(jīng)觀察者觀察，后座幾乎看不清黑板上的內(nèi)容。b、分析：因?yàn)榭床磺搴诎逡鸬膶W(xué)習(xí)困難并非與本課題內(nèi)容相關(guān)，僅對(duì)中前部約50~60名中學(xué)生及班主任的行為進(jìn)行了較具體的觀察。
這是一節(jié)剖析熱學(xué)部份的課程，剖析熱學(xué)的特征在于幾乎不用畫(huà)一張圖能夠由化學(xué)規(guī)律及語(yǔ)文多項(xiàng)式得到問(wèn)題的結(jié)果。果然，整整一節(jié)課，班主任并未畫(huà)過(guò)一張圖，只是在黑板上對(duì)某一問(wèn)題進(jìn)行物理多項(xiàng)式的演算和推論。班主任在每寫(xiě)完一個(gè)階段的多項(xiàng)式以后總會(huì)對(duì)中學(xué)生指出黑板上的推到很簡(jiǎn)單，但中學(xué)生常常會(huì)保持沉默或漏出比較無(wú)奈的笑容，應(yīng)當(dāng)是覺(jué)得黑板上的內(nèi)容似乎并不簡(jiǎn)單。但在班主任進(jìn)行演算的過(guò)程中可以看見(jiàn)后排的朋友大部份會(huì)奮筆疾書(shū)的記筆記，同時(shí)有一些同學(xué)會(huì)微微點(diǎn)頭，應(yīng)當(dāng)是表示對(duì)老師所寫(xiě)的內(nèi)容可以理解。但在某些時(shí)侯，同學(xué)會(huì)停下記筆記盯住班主任的板書(shū)看，而且下邊會(huì)有一些朋友之間互相討論的聲音，其實(shí)是對(duì)老師所講的內(nèi)容不大理解。在極某些情況下，有些同學(xué)會(huì)對(duì)一些問(wèn)題向老師提問(wèn)。不過(guò)經(jīng)過(guò)老師的進(jìn)一步講解及與朋友之間兩三次的交換信息，問(wèn)題就得到解決了，老師繼續(xù)進(jìn)行講授。由此可以看出，在理論熱學(xué)課程的課堂教學(xué)當(dāng)中，對(duì)于這些樂(lè)意聽(tīng)課并有條件聽(tīng)課的朋友來(lái)說(shuō)確實(shí)存在一些理解上的問(wèn)題，但基本上都可以在課堂上經(jīng)過(guò)老師的講解解決，并且不用通過(guò)形象的圖象進(jìn)行輔助。2、對(duì)電磁學(xué)課程的觀察結(jié)果（見(jiàn)附表）及剖析：a、觀察環(huán)境：寢室中前部幾乎坐滿了人（約120人），且較集中于中間部份，階梯課室，觀察者進(jìn)行非介入性觀察，因?yàn)榕c講課班主任較熟，故被班主任注意到，但班主任并未問(wèn)及聽(tīng)課緣由，可覺(jué)得是在自然狀態(tài)下的觀察。
后座同樣看不清黑板上的內(nèi)容。b、分析：這是一節(jié)磁學(xué)方面的課程，對(duì)全體中學(xué)生及班主任進(jìn)行了較為具體的觀察。該班主任為化學(xué)系有名的“名捕”之一，通過(guò)率較低，對(duì)課堂紀(jì)律及作業(yè)要求很?chē)?yán)。課上，每每朋友有輕微的焦躁時(shí)，班主任便會(huì)提醒中學(xué)生不要說(shuō)話，并對(duì)朋友述說(shuō)現(xiàn)今的就業(yè)形勢(shì)，督促朋友好好學(xué)習(xí)。該班主任的授課十分細(xì)致、嚴(yán)謹(jǐn)，但從朋友們的背部沮喪表情可以看出，朋友們的學(xué)習(xí)情況并不太好，對(duì)班主任所講內(nèi)容不懂的居多matlab物理應(yīng)用實(shí)例，不過(guò)因?yàn)榘嘀魅螌?duì)紀(jì)律的要求，大多數(shù)朋友都堅(jiān)持聽(tīng)課。班主任在須要的時(shí)侯會(huì)在黑板上做一些圖象一邊相關(guān)問(wèn)題的講授，但有些數(shù)學(xué)情境因?yàn)樽鰣D上的困難只能通過(guò)語(yǔ)言進(jìn)行描述，經(jīng)過(guò)反復(fù)講解才有部份中學(xué)生勉強(qiáng)的點(diǎn)點(diǎn)頭，但從中學(xué)生遲疑的表情來(lái)看，可能她們并不是真的明白了，而只是聽(tīng)得多了以后勉強(qiáng)先接受出來(lái)由此可以看出，在電磁學(xué)的課堂教學(xué)當(dāng)中，幾乎所有的朋友都碰到了較大的困難，而其中有一部份的緣由是因?yàn)閷?duì)化學(xué)情境的無(wú)法理解，而班主任單純的語(yǔ)言描述并不能解決這一問(wèn)題。（二）、訪談的結(jié)果及剖析：1、對(duì)班主任的采訪（見(jiàn)附表）：該班主任（以下用A代稱(chēng)）為一名化學(xué)系專(zhuān)業(yè)選修課的班主任，對(duì)中學(xué)生比較負(fù)責(zé)。采訪的內(nèi)容主要涉及中學(xué)生對(duì)其所教課程的學(xué)習(xí)情況，怎么提升中學(xué)生學(xué)習(xí)療效，計(jì)算機(jī)軟件的應(yīng)用對(duì)學(xué)習(xí)療效的影響等。
通過(guò)采訪，我了解到A對(duì)其所教課程中學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況并不滿意，極少人能否在課上認(rèn)真聽(tīng)講并將所教知識(shí)理解，作業(yè)也大都有剽竊現(xiàn)象，只有幾種版本。A覺(jué)得主要的緣由是：中學(xué)生內(nèi)心浮躁及筆記本游戲等促使中學(xué)生不能安下心來(lái)學(xué)習(xí)；課程安排縮水，沒(méi)有足夠的課時(shí)來(lái)仔細(xì)闡述講解問(wèn)題；該課程的學(xué)習(xí)有較高的難度促使好多中學(xué)生學(xué)不會(huì)、學(xué)不懂等。在對(duì)學(xué)習(xí)有較高的難度促使好多中學(xué)生學(xué)不會(huì)、學(xué)不懂這一緣由的闡述時(shí)，A說(shuō)道該課程的知識(shí)與大多數(shù)學(xué)院化學(xué)課程一樣具有相當(dāng)?shù)木呦笮裕c實(shí)際生活相去甚遠(yuǎn)，但是因?yàn)槲锢碇R(shí)的要求比中學(xué)生之前學(xué)習(xí)的課程更難學(xué)。覺(jué)得在教學(xué)中的應(yīng)用對(duì)中學(xué)生對(duì)該課程的學(xué)習(xí)有所幫助。對(duì)這樣才能進(jìn)行微積分符號(hào)及數(shù)值運(yùn)算、方程求解、數(shù)值估算、圖形運(yùn)算處理的軟件，假如引入教學(xué)，將對(duì)中學(xué)生形象地理解化學(xué)模型及知識(shí)有所幫助，也才能對(duì)學(xué)生從復(fù)雜的物理估算中甩掉下來(lái)而專(zhuān)心于化學(xué)情境的理解與化學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)有所幫助。并且一些基本的微積分運(yùn)算等中學(xué)生還是必須把握的，有些東西要親自算過(guò)能夠真正理解，只能作為一種輔助的工具，不能取代中學(xué)生主體的學(xué)習(xí)過(guò)程。過(guò)于依賴于軟件反倒會(huì)使中學(xué)生忘掉了根本的東西，對(duì)之后的學(xué)習(xí)不利。
2、對(duì)中學(xué)生的采訪（見(jiàn)附表）：該中學(xué)生（以下用B代稱(chēng)）學(xué)習(xí)較為努力，成績(jī)處于年級(jí)中上等。采訪的內(nèi)容主要涉及現(xiàn)階段化學(xué)課程的學(xué)習(xí)體會(huì)，怎么提升學(xué)習(xí)療效，計(jì)算機(jī)軟件的應(yīng)用對(duì)學(xué)習(xí)療效的影響等。通過(guò)采訪，我了解到B對(duì)現(xiàn)有化學(xué)課程的學(xué)習(xí)倍感有一些困難，倍感好多專(zhuān)業(yè)課程的難度都較大，聽(tīng)老師講完后還要反復(fù)的思索能夠勉強(qiáng)理解，但是這也是其他好多人共同面臨的問(wèn)題。B覺(jué)得現(xiàn)今學(xué)的知識(shí)太具象，不像初、高中時(shí)還與生活有一些密切的關(guān)系，大多是一些物理的多項(xiàng)式來(lái)表示一些“看不見(jiàn)matlab物理應(yīng)用實(shí)例，摸不找”的東西的規(guī)律，物理的功力不好就沒(méi)辦法學(xué)好化學(xué)課程。對(duì)并不太了解，但了解到其具有微積分、矩陣運(yùn)算、數(shù)值運(yùn)算求解微分等式及圖形處理功能后，他覺(jué)得的應(yīng)用將會(huì)對(duì)學(xué)院數(shù)學(xué)課程的學(xué)習(xí)有所幫助。他覺(jué)得的運(yùn)算功能將還能幫助朋友們從繁雜的微積分運(yùn)算中甩掉下來(lái)，因而得出一些數(shù)學(xué)問(wèn)題更通常、更實(shí)際的結(jié)果。同時(shí)這也將為朋友們節(jié)約出更多的時(shí)間進(jìn)行化學(xué)知識(shí)的理解與消化。而的圖形處理將為朋友們提供一些數(shù)學(xué)知識(shí)在形象上的理解。但在其編程語(yǔ)言的學(xué)習(xí)上可能要耗費(fèi)一些時(shí)間。3、分析：采訪的結(jié)果表明，化學(xué)系中學(xué)生對(duì)學(xué)院數(shù)學(xué)課程的學(xué)習(xí)存在一定困難，緣由有多方面，課程的具象、難學(xué)及對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的要求是誘因之一。
針對(duì)這一緣由，將引入教學(xué)可能會(huì)有一定的作用，它的形象性及強(qiáng)悍的數(shù)據(jù)處理功能對(duì)解決這一緣由引起的學(xué)習(xí)上的困難有所幫助。并且學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)課程的根本是對(duì)知識(shí)的理解與把握，的應(yīng)用不能取代中學(xué)生的主體學(xué)習(xí)過(guò)程，因而其幫助的作用是有限的。另外對(duì)于編程語(yǔ)言的學(xué)習(xí)也要耗費(fèi)一定的時(shí)間。（三）資料剖析：從對(duì)相關(guān)文獻(xiàn)資料的剖析中可以看出，在教學(xué)中的應(yīng)用主要集中在光學(xué)、電磁學(xué)及實(shí)驗(yàn)方面的應(yīng)用十分廣泛，課后習(xí)題的處理方面也有某些。從中可以看見(jiàn)，不用過(guò)分復(fù)雜的程序編輯就可以得到相應(yīng)的結(jié)果，給出一些原先看似抽象無(wú)法理解的內(nèi)容的圖形表示。其編程語(yǔ)言與大多數(shù)計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言有相仿之處，學(xué)上去并不比在電磁學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用主要集中在電磁場(chǎng)的模擬方面。諸如“散度”“旋度”等一些數(shù)學(xué)上常常用到的物理概念，單看其物理定義，很難理解其在物理學(xué)上的定義，而當(dāng)把一個(gè)電磁場(chǎng)的磁感應(yīng)硬度矢量在空間的分布形象的畫(huà)下來(lái)時(shí)，就挺好理解其物理表達(dá)式下隱藏的實(shí)際意義了。在光學(xué)的教學(xué)方面，的運(yùn)用則主要彰顯在對(duì)實(shí)際教學(xué)中難以進(jìn)行的光學(xué)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果的模擬上。如各類(lèi)干涉、衍射現(xiàn)象的紋樣的模擬，運(yùn)用都可以得到，甚至可以得到一些好看的微孔衍射紋樣，對(duì)中學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣的提升也會(huì)有幫助。而在實(shí)驗(yàn)的教學(xué)方面，完全可以取代現(xiàn)今通常處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)用的Excel，但是因?yàn)槠湓谄渌矫?span style="display:none">jUJ物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
