普及数学实验教育提高学生综合素质.ppt

1,普及数学实验教育提高学生综合素质,南京邮电大学理学院杨振华制作,南京邮电大学理学院杨振华制作,2,内容概要,一、南京邮电大学开展数学实验教学的情况二、数学实验案例三、数学实验-数学建模-竞赛培训,南京邮电大学理学院杨振华制作,3,一、南京邮电大学开展数学实验教学的情况,1、历史1999年，南京邮电大学开始开设数学建模实践性教学课程。课程中介绍Mathematica软件，简单的数学建模案例。2000年起，加入数学实验的内容，着手编写数学实验教材。,南京邮电大学理学院杨振华制作,4,一、南京邮电大学开展数学实验教学的情况,2002年，数学实验教材由科学出版社出版。2009年起，着手编写数学实验第二版,南京邮电大学理学院杨振华制作,5,一、南京邮电大学开展数学实验教学的情况,2、课时根据不同的院系情况，分别开设1-2周。工科院系：1周，课内学时16理科院系：2周，课内学时32开设数学实验时，其它全部课程停开。,南京邮电大学理学院杨振华制作,6,一、南京邮电大学开展数学实验教学的情况,3、教学内容（1）数学软件目前的教材以Mathematica为软件平台，课程中介绍软件最基本的操作。理科院系开始以Matlab为软件平台。,南京邮电大学理学院杨振华制作,7,一、南京邮电大学开展数学实验教学的情况,（2）基础数学实验线性代数、高等数学知识点的软件实现。实验二 数列的极限实验三 函数的最值与导数实验五 定积分的定义与计算实验六 级数与函数逼近实验九 线性映射的迭代与特征向量的计算,南京邮电大学理学院杨振华制作,8,（3）综合数学实验数值分析、数论、概率统计等学科中的问题实验四 函数的迭代、混沌与分形实验七 数学常数实验八 差分方程实验十 辗转相除法,南京邮电大学理学院杨振华制作,9,（3）综合数学实验实验十一 不定方程实验十二 计算机随机模拟与基因遗传问题实验十三 二项分布的计算与中心极限定理,南京邮电大学理学院杨振华制作,10,（4）数学建模介绍介绍全国大学生数学建模竞赛介绍简单的数学建模题目易拉罐问题照相机问题,南京邮电大学理学院杨振华制作,11,二、数学实验案例,勾股数a2+b2=c2如何求解这一方程的正整数解?(1)给出c=b+1情形下的解,南京邮电大学理学院杨振华制作,12,二、数学实验案例,(2)观察解的规律a为奇数时都有一组解(3)根据规律给出解的统一表达式学生所要解决的问题对c-b=2的情形，解决类似的问题,南京邮电大学理学院杨振华制作,13,二、数学实验案例,给出c-b=3的解，可以发现，它是c-b=1的解的3倍。,南京邮电大学理学院杨振华制作,14,二、数学实验案例,学生所要解决的问题对c-b=4,5,6,7的情形，解决类似的问题,用公式表示解。（要求观察计算机程序得出的数据结果归纳结论，并给出证明）,南京邮电大学理学院杨振华制作,15,二、数学实验案例,本原勾股数若a2+b2=c2的一组解最大公约数为1,则称为本原勾股数。存在本原勾股数的必要条件：c-b=q2或2q2学生所要解决的问题a2+b2=(b+k)2对那些k存在本原勾股数？,南京邮电大学理学院杨振华制作,16,二、数学实验案例,若c-b=q2,本原勾股数有可能存在，给出此时正整数解的表达式学生所要解决的问题给出其它的本原勾股数的解的表达式给出勾股数的一般表达式,南京邮电大学理学院杨振华制作,17,二、数学实验案例,至此，勾股数问题的数学实验完成。通过逐步提问，适当引导，最终让学生参与并体会数学发现的过程。,南京邮电大学理学院杨振华制作,18,教学实践原则,数学实验课程的讲授与教材的编排方式都是以问题为线索，引导学生逐步解决问题，体现了下面的教学实践原则。注重思想，通过介绍丰富的数学思想，培养学生应用数学思想解决实际问题，提高学生数学应用的能力。,南京邮电大学理学院杨振华制作,19,强调过程，通过展示数学知识发现、发展、完善的思维演变过程，培养学生的科研能力与创新精神。突出方法，通过数学知识与现代计算技术相结合的方法，造就学生创新尝试的能力。,南京邮电大学理学院杨振华制作,20,金字塔型的教学结构：全校必修课：数学实验公共选修课：数学建模提高：数学建模竞赛,三、数学实验-数学建模-竞赛培训,南京邮电大学理学院杨振华制作,21,三、数学实验-数学建模-竞赛培训,数学实验学习数学软件的基本使用学习用计算机手段解决数学问题，解决实际问题受益面：全校理工科学生，必修课,南京邮电大学理学院杨振华制作,22,三、数学实验-数学建模-竞赛培训,数学建模学习各种数学建模的基本方法受益面：有兴趣的理工科学生，选修课,南京邮电大学理学院杨振华制作,23,三、数学实验-数学建模-竞赛培训,竞赛培训针对实际问题，或历年竞赛问题模拟集训以讨论班的形式交流总结受益面：准备参加全国大学生数学建模竞赛的学生,