翟麗麗
摘要:大學數(shù)學是大學里一門非常重要的基礎課程,本文通過一些實際例子簡單探討了實際應用在現(xiàn)今大學數(shù)學教學中的重要作用。
關鍵詞:大學數(shù)學 基礎課程 重要作用
中圖分類號:G4 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)10(b)-0203-01
早在兩千多年前,人們就認識到數(shù)的重要。中國古代哲學家老子在《道德經(jīng)》中說:“道生一,一生二,二生三,三生萬物”。數(shù)是一切事物的參與者,數(shù)學自然就無所不在了。
但是在目前的大學數(shù)學教學過程中,許多學生問的最多的問題卻是:“學習數(shù)學到底有什么用?”學生產(chǎn)生這樣問題的原因在于,在傳統(tǒng)的教學思想的影響下許多教師還是只重視抽象的概念,程序化的計算,忽略了數(shù)學的實際應用,讓學生感覺數(shù)學十分枯燥,充滿了難以掌握的抽象的定義、定理。若教師在大學公共數(shù)學的教學過程中考慮聯(lián)系實際問題,有意識的多增加一些應用教學實例,可以讓學生覺得學有所用,體會到數(shù)學是來源于實際又為實際生活服務的一門實實在在的學科,進而激發(fā)大學生學習數(shù)學的興趣。
1 在抽象概念的講解中引入數(shù)學背景
在我們學習高等數(shù)學時,極限時一個極為抽象的概念,在講解極限概念時可利用公孫龍?zhí)岢龅摹耙怀咧?,日取其半,萬世不竭”和劉徽的“割圓術”思想先來引發(fā)學生的思考。在學習微積分基本公式時,可以介紹這個重要公式的產(chǎn)生背景,牛頓和萊布尼茲分別對微積分所作出的貢獻,從而使學生加深對這個公式的印象,激發(fā)學生的學習興趣。
又如,在講解線性代數(shù)矩陣的概念時,可以利用大家熟知的“田忌賽馬”的故事,將田忌與齊王雙方馬的出場順序和比賽結果用矩陣清晰的描述出來,使抽象的概念融入實際應用背景中。同樣,在引入逆矩陣的概念時,可以利用逆矩陣在軍事上密碼的加密與解密過程中的應用來激發(fā)學生的學習興趣。在軍事上,經(jīng)常用無線電傳遞消息,為避免消息被敵方破獲,需要對消息采取保密措施。
常用的方法是把原文通過一定的方法轉化成為一組數(shù)字,并且把這組數(shù)字分成一些由n個數(shù)字構成的向量(小組),然后再通過一個n×n可逆矩陣做矩陣乘法,把每個部分再轉化成另外一組數(shù)字,最后再把每個部分放在一起就構成了密碼文件。
和轉化矩陣,可將“PLEASEDONOTCOME”轉化成為密碼文件:
1312082132101156101166141226931421332121827。
將這個密碼文件還原成原文,只需要把密碼文件分成一些由2個數(shù)字構成的向量,然后用A-1做矩陣乘法,最后再按前面的圖表轉化回字母就可以了。
2 重視數(shù)學知識在實際問題中的應用
在日常生活中,許多問題都與我們所學的數(shù)學知識密切相關,如果能夠在教學過程中將相關的應用知識引入,會極大的激發(fā)學生的學習熱情。
比如,在解析幾何中,橢圓有十分有趣的反射性質。從橢圓焦點之一向外傳播的波動,由它的周邊反射回來時會聚焦到另一焦點上,橢圓的這種特性,在現(xiàn)代醫(yī)學上應用來擊碎腎結石,將病人放在叫做“震波碎石儀”的橢圓儀器槽內,他的腎結石位置正對于一個焦點上,高能聲波自另一焦點發(fā)出,聲波遂從壁反射,聚焦到病患身上擊碎腎結石。由橢圓旋轉上半平面而成的圓頂大廳,又叫耳語廊,若從廳內的一個焦點發(fā)聲,聲音會反射到另一個焦點上。位于華盛頓特區(qū)的國會大廈就是這種造型。在這樣的大廳中,位于一個焦點上的細語,能于另一個焦點的位置上聽的清清楚楚。
概率統(tǒng)計本身就是一門十分有趣的貼近實際的學科,在講解過程中注意與實際的聯(lián)系,可是課堂變得生動有趣。比如,在講解古典概型時,可增加與日常生活聯(lián)系密切的抽取彩票的例題:
盒中有若干張彩票,其中,a張有獎,b張無獎,k個人一次在盒中取出一張彩票,取出的彩票不放回,求第i個人抽到有獎彩票的概率(k≤a+b)。
解:設A為第i次取到的為有獎彩票。
則,
可以看到,此題中P(A)與抽獎的順序無關,所以抽獎時不必爭先恐后,抽取的先后次序雖然不同,但是各人抽到獎的概率是一樣的,大家機會相同。
離散數(shù)學中也有許多的知識和實際密切相關,比如在學習歐拉圖的時候,就可以利用哥尼斯堡的七橋問題來提高大家對歐拉圖的學習興趣,使歐拉圖的概念具有生動的實際形象。
3 結論
數(shù)學是一切自然科學和社會科學的基礎,它不但是解決實際問題的工具,本身也包含了深刻的奧妙和發(fā)人深省的意義。要想讓它學生對這門學科產(chǎn)生學習興趣,激發(fā)他們的學習熱情,實際應用是必不可少的教學內容,我們一定要通過例子,將知識點與實際融合,使得大學公共數(shù)學不再是一門學生望而生畏的枯燥學科。
參考文獻
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