项目教学法在数学软件课程教学中的应用

刘思东

【摘要】数学软件是一门实践性和应用性很强的课程，其知识点多、逻辑结构不强.针对数学软件课程的特点，本文探讨了项目教学法在数学软件教学中的应用，并给出了具体过程.项目教学法给学生较大的自主空间，可以让学生自由发挥，提高了学生自主学习能力和团队沟通合作能力.

【关键词】项目教学法；数学软件；教学探讨

【中图分类号】G642.4 【文献标示码】A

项目教学法以实际的项目为对象，项目来自教师课题或现实中的实际问题，教师对项目所涉及的知识点进行细分，对主要知识点进行示范，然后将学生分组对项目进行讨论、团队合作学习，最后以小组答辩和回答问题的形式对学生进行评价.项目教学法适用于实践性较强和知识点多的课程教学.数学软件是数学理论和方法与现代计算机技术结合的课程，课程力求在内容上反映MATLAB的程序设计及在图形显示和科学可视化方面的特点，强调理论联系实际.通过讲授、习题和上机实习后，使学生在较短的时间内，能够在专业课程设计和毕业设计中掌握MATLAB的程序设计及在图形显示和科学可视化方面应用的基础知识；并通过对优化软件LINGO的学习，使学生能够利用数学软件解决现实中的一些最优化问题.

一、数学软件教学中存在的问题

数学软件是一门实践性和应用性很强的课程，其知识点多、逻辑结构不强，学生反映比较难学，课程内容比较枯燥，知识点之间联系不紧密，这就增加了教师在教授该课程的难度.首先，课堂讲授时，学生学习的积极性和主动性不够，不能集中精力听课；其次，教学容易陷入各个知识点的解释，而各个知识点之间并没有前后逻辑联系；最后，导致学生不能够真正地解决实际问题.

二、项目教学法的基本特征

项目教学法和传统教学法的区别主要体现在：传统教学以教师为主体，教师课堂传授知识，学生被动接受；而项目教学以学生为主体，学生主动课外学习，解决问题，教师给予适当辅导.传统教学教师讲授课本知识点，各个知识点的联系不够紧密；而项目教学不仅需要课本的知识点还需要大量学习课本以外的知识点，并将知识点紧密联系起来，使得能够完成整个项目.传统教学以课堂为中心，项目教学转变以实际经验为中心，学习地点可以在校外的某个企业或研究中心.具体来说，项目教学法具有下述主要特征：

（1）实践性.项目来自教师课题或现实中的实际问题，使得学生能够真正地运用所学知识解决实际问题，而不会认为所学知识一点用也没有.

（2）自主性.学生要完成项目，必须自主学习所涉及的知识点，并和其他同学进行讨论.

（3）发展性.项目的完成过程，体现了科学研究和完成工作任务的基本步骤，使得学生在接受项目的训练后，对今后的进一步学习和工作有更好的理解.

三、项目教学法在数学软件中的教学案例

1.给出项目名称

结合学生实际给出几个不同的项目题目：

例如：（题目前面部分略）根据所提供的数据，回答以下问题：

（1）分析各风场的风速分布特征、风场间相关性以及相关系数和风场间距离的关系；

（2）建立合适的模型分散风电投资的风险，假设投资6000 MW装机容量，每个风场各分配多少？

2.教师要给出项目需要用到的知识点

完成项目要用到的主要知识点：（1）文本文件数据读入MATLAB；（2）均值、方差、偏度、峰度、直方图和相关关系等基本统计量的MATLAB命令；（3）回归模型的MATLAB编程；（4）二次规划模型的MATLAB编程；（5）LINGO软件二次规划模型编程.

3.教师演示

教师对主要知识点里的某个知识点进行示范，以3.2中的第4个知识点为例来说明.二次规划在MATLAB中的模型和求解函数如下：

结合项目的问题，对于第二问，借鉴现代投资理论可以建立二次规划模型，然后利用MATLAB软件求解，得到每个风场的装机容量.

4.项目分组

为了培养学生的沟通和合作能力，将班级学生分成三人一组完成项目.每个小组推荐一位组长，由组长分配任务，组织讨论.

5.完成项目

对于项目布置的内容，小组成员在一起相互交流和讨论，并完成项目所设置的问题.在讨论的过程中碰到不能解决的问题，需要教师给予一定的指导.另外，教师需要参加每个小组的讨论，了解每个小组讨论的进展.

6.项目验收

项目验收以小组答辩的形式向全班同学展示，具体过程如下：

（1）每个小组派一名同学用PPT演示并讲解项目完成的情况，具体谁来讲由小组内部决定；

（2）老师和其他小组同学提问，讲解人答不出来，可以由该小组其他人回答；

（3）老师根据演示讲解过程和回答问题过程给每个小组评分，项目评分成绩在期末考试成绩中占一定的比例.

四、结束语

本文探讨了项目教学法在数学软件课程中的应用，以风电装机容量分配的项目为例，给出了项目教学法的具体过程.项目教学法给学生较大的自主空间，可以让学生自由发挥，提高了学生自主学习能力和团队沟通合作能力.本文的工作为今后数学软件课程的教学提供了有效参考.