关于在学院数学教学中合理应用的研究报告（单位、姓名**号等隐去）一、问题的提出：学院化学学是文科及物理、物理方面专业中学生的一门选修课，因为学院数学学习中物理处理比较复杂，中学生学习上去普遍倍感困。而随着科学技术的不断发展，各学科的分科越来越细，造成人们不得不花更多的时间在专业方向的深入学习上，因而不可能花大量的时间来深入学习并熟练应用相关物理知识。另外，随着化学知识的深入和数学问题的复杂化，也很难通过书本上的几行字便在脑子中形成相应的数学情境，对化学问题的理解也显得愈发困难。为此，怎么能够促使学院数学的学习显得更容易成为学院数学教学中的一个问题。究其根本，物理教学过程中的大量物理知识要求成为问题的焦点。怎么能够让中学生在学习的过程中甩掉繁杂的物理问题而更多地关注数学问题本身成为一个关键的问题。因为现代笔记本软件技术的发展，如、Maple、、等物理软件在学院数学教学中的应用越来越广泛。这种软件的引入为上述问题的解决提供了一种可能性。以其杰出的图形及运算能力吸引了我的注意，这么怎样在学院数学教学中进行应用？怎么能够促使在学院数学教学过程中的推动作用最大化呢？这便是本课题要研究的。
二、选题的意义：在学院数学教学中的应用为解决学院数学学习难、教学难的问题提供了方向。对于在教学过程中的应用的研究可以使得其在更多更广泛的数学学科及教学过程中内发挥作用，促使中学生对学院数学知识的学习与理解，进而提升中学生的学习疗效，推动知识的深刻理解，培养物理学习的兴趣。而针对在学院数学教学过程中合理化运用问题的研究，将对今后学院数学教学疗效的进一步提升有所帮助。也为其他软件或高新技术在教学过程中的引入提供值得参考的资料。三、对研究的理论划分：（一）名词解释：1、：为矩阵实验室()之意，是法国司于20世纪80年代推出的一种简便的工程估算语言。它集数值剖析、矩阵运算、信号处理和图形显示于一体，具备卓越的数值估算能力。基于平台的还可提供动态系统建模，容许用户扩充仿真环境，并兼顾实时控制等功2、物理：本文中所涉及的数学一词专指专科理学数学课程的选修课程部份。3、教学：本文中涉及的“教学”仅指代将有关知识以各类方式由教育者传播给学习者的过程。主要涉及课堂教学及中学生的课下学习方面。
（二）研究思路：本课题主要着眼于在学院数学教学中的合理应用。通过对身特性、学生学习知识的特性及学院化学自身特征的研究，结合现实教学过程中存在的问题，探求在学院化学教学中的应用，并力争提出一个合理应用，促使在此条件下的学院化学教学最优化的方案。研究的思路如下：1、分析现今的学院化学教学情况2、分析存在的缺陷，这些可能通过的引入解决3、考虑怎样在学院化学教学中进行应用4、探索的合理应用5、考虑相关问题并建立研究四、研究假定：1、在现有学习环境下，学院化学的学习是比较困难的2、在学院化学教学中的应用可以提升教学疗效3、过分的依赖于不利于中学生学习学院化学知识五、研究方式设计：基于研究条件所限，根据研究思路设计研究方式如下：（一）个例研究：1、描述性观察：基于研究目的仅对一些化学课程进行描述性观察，通过中学生及老师的互动以及中学生的反应等对中学生现阶段的课堂学习疗效进行剖析。鉴于研究时间及课程的开办时间的限制，选择电磁学及理论热学两门有一定差异的课程进行观察。2、访谈：通过对中学生及班主任的采访了解中学生的学习状况及对提升学习疗效的看法。
鉴于研究水平，选定一名化学系的中学生及一名化学课程的班主任为采访对象。内容涉及学院化学课程的学习、计算机辅助学习及学习疗效的提升等。基于现实的学习状况，选定一名成绩中上等的中学生及一名平常较为熟稔的班主任作为采访对象。（二）综合剖析：1、资料剖析：首都师范学院物理系的相关课程没有涉及的应用，故仅通过对现有的关于在学院化学教学中的应用的文献、资料进行剖析，了解学院化学教学中的应用方案及应用实例，因而对其应用进行相关讨论。2、进一步讨论：通过描述性观察、访谈、资料剖析的结果对在学院化学教学中的合理应用进行阐述，剖析应用不当可能引起的结果，并提出其合理应用的建议。六、研究结果：下边通过采取两种研究方式后得出的材料和推论进行剖析。（一）、描述性观察：1、对理论热学课程的观察结果（见附表）及剖析：a、观察环境：寝室中前部几乎坐满了人（约90人），观察者以本课程的学习者的身份介入课堂，因而观察是在自然状态下进行的。后面几排的座位是朋友提早占好的。经观察者观察，后座几乎看不清黑板上的内容。b、分析：因为看不清黑板引起的学习困难并非与本课题内容相关，仅对中前部约50~60名中学生及班主任的行为进行了较具体的观察。
这是一节剖析热学部份的课程，剖析热学的特征在于几乎不用画一张图能够由化学规律及语文多项式得到问题的结果。果然，整整一节课，班主任并未画过一张图，只是在黑板上对某一问题进行物理多项式的演算和推论。班主任在每写完一个阶段的多项式以后总会对中学生指出黑板上的推到很简单，但中学生常常会保持沉默或漏出比较无奈的笑容，应当是觉得黑板上的内容似乎并不简单。但在班主任进行演算的过程中可以看见后排的朋友大部份会奋笔疾书的记笔记，同时有一些同学会微微点头，应当是表示对老师所写的内容可以理解。但在某些时侯，同学会停下记笔记盯住班主任的板书看，而且下边会有一些朋友之间互相讨论的声音，其实是对老师所讲的内容不大理解。在极某些情况下，有些同学会对一些问题向老师提问。不过经过老师的进一步讲解及与朋友之间两三次的交换信息，问题就得到解决了，老师继续进行讲授。由此可以看出，在理论热学课程的课堂教学当中，对于这些乐意听课并有条件听课的朋友来说确实存在一些理解上的问题，但基本上都可以在课堂上经过老师的讲解解决，并且不用通过形象的图象进行辅助。2、对电磁学课程的观察结果（见附表）及剖析：a、观察环境：寝室中前部几乎坐满了人（约120人），且较集中于中间部份，阶梯课室，观察者进行非介入性观察，因为与讲课班主任较熟，故被班主任注意到，但班主任并未问及听课缘由，可觉得是在自然状态下的观察。
后座同样看不清黑板上的内容。b、分析：这是一节磁学方面的课程，对全体中学生及班主任进行了较为具体的观察。该班主任为化学系有名的“名捕”之一，通过率较低，对课堂纪律及作业要求很严。课上，每每朋友有轻微的焦躁时，班主任便会提醒中学生不要说话，并对朋友述说现今的就业形势，督促朋友好好学习。该班主任的授课十分细致、严谨，但从朋友们的背部沮丧表情可以看出，朋友们的学习情况并不太好，对班主任所讲内容不懂的居多matlab物理应用实例，不过因为班主任对纪律的要求，大多数朋友都坚持听课。班主任在须要的时侯会在黑板上做一些图象一边相关问题的讲授，但有些数学情境因为做图上的困难只能通过语言进行描述，经过反复讲解才有部份中学生勉强的点点头，但从中学生迟疑的表情来看，可能她们并不是真的明白了，而只是听得多了以后勉强先接受出来由此可以看出，在电磁学的课堂教学当中，几乎所有的朋友都碰到了较大的困难，而其中有一部份的缘由是因为对化学情境的无法理解，而班主任单纯的语言描述并不能解决这一问题。（二）、访谈的结果及剖析：1、对班主任的采访（见附表）：该班主任（以下用A代称）为一名化学系专业选修课的班主任，对中学生比较负责。采访的内容主要涉及中学生对其所教课程的学习情况，怎么提升中学生学习疗效，计算机软件的应用对学习疗效的影响等。
通过采访，我了解到A对其所教课程中学生的学习状况并不满意，极少人能否在课上认真听讲并将所教知识理解，作业也大都有剽窃现象，只有几种版本。A觉得主要的缘由是：中学生内心浮躁及笔记本游戏等促使中学生不能安下心来学习；课程安排缩水，没有足够的课时来仔细阐述讲解问题；该课程的学习有较高的难度促使好多中学生学不会、学不懂等。在对学习有较高的难度促使好多中学生学不会、学不懂这一缘由的阐述时，A说道该课程的知识与大多数学院化学课程一样具有相当的具象性，与实际生活相去甚远，但是因为物理知识的要求比中学生之前学习的课程更难学。觉得在教学中的应用对中学生对该课程的学习有所帮助。对这样才能进行微积分符号及数值运算、方程求解、数值估算、图形运算处理的软件，假如引入教学，将对中学生形象地理解化学模型及知识有所帮助，也才能对学生从复杂的物理估算中甩掉下来而专心于化学情境的理解与化学知识的学习有所帮助。并且一些基本的微积分运算等中学生还是必须把握的，有些东西要亲自算过能够真正理解，只能作为一种辅助的工具，不能取代中学生主体的学习过程。过于依赖于软件反倒会使中学生忘掉了根本的东西，对之后的学习不利。
2、对中学生的采访（见附表）：该中学生（以下用B代称）学习较为努力，成绩处于年级中上等。采访的内容主要涉及现阶段化学课程的学习体会，怎么提升学习疗效，计算机软件的应用对学习疗效的影响等。通过采访，我了解到B对现有化学课程的学习倍感有一些困难，倍感好多专业课程的难度都较大，听老师讲完后还要反复的思索能够勉强理解，但是这也是其他好多人共同面临的问题。B觉得现今学的知识太具象，不像初、高中时还与生活有一些密切的关系，大多是一些物理的多项式来表示一些“看不见matlab物理应用实例，摸不找”的东西的规律，物理的功力不好就没办法学好化学课程。对并不太了解，但了解到其具有微积分、矩阵运算、数值运算求解微分等式及图形处理功能后，他觉得的应用将会对学院数学课程的学习有所帮助。他觉得的运算功能将还能帮助朋友们从繁杂的微积分运算中甩掉下来，因而得出一些数学问题更通常、更实际的结果。同时这也将为朋友们节约出更多的时间进行化学知识的理解与消化。而的图形处理将为朋友们提供一些数学知识在形象上的理解。但在其编程语言的学习上可能要耗费一些时间。3、分析：采访的结果表明，化学系中学生对学院数学课程的学习存在一定困难，缘由有多方面，课程的具象、难学及对数学知识的要求是诱因之一。
针对这一缘由，将引入教学可能会有一定的作用，它的形象性及强悍的数据处理功能对解决这一缘由引起的学习上的困难有所帮助。并且学习数学课程的根本是对知识的理解与把握，的应用不能取代中学生的主体学习过程，因而其帮助的作用是有限的。另外对于编程语言的学习也要耗费一定的时间。（三）资料剖析：从对相关文献资料的剖析中可以看出，在教学中的应用主要集中在光学、电磁学及实验方面的应用十分广泛，课后习题的处理方面也有某些。从中可以看见，不用过分复杂的程序编辑就可以得到相应的结果，给出一些原先看似抽象无法理解的内容的图形表示。其编程语言与大多数计算机编程语言有相仿之处，学上去并不比在电磁学教学中的应用主要集中在电磁场的模拟方面。诸如“散度”“旋度”等一些数学上常常用到的物理概念，单看其物理定义，很难理解其在物理学上的定义，而当把一个电磁场的磁感应硬度矢量在空间的分布形象的画下来时，就挺好理解其物理表达式下隐藏的实际意义了。在光学的教学方面，的运用则主要彰显在对实际教学中难以进行的光学实验的结果的模拟上。如各类干涉、衍射现象的纹样的模拟，运用都可以得到，甚至可以得到一些好看的微孔衍射纹样，对中学生的学习兴趣的提升也会有帮助。而在实验的教学方面，完全可以取代现今通常处理实验数据用的Excel，但是因为其在其他方面
