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摘要：本文通过作者的教学实践，讨论了利用数学软件补充本科生数学基础的不足，使本科生能够在学习其他相关学科知识的过程中减少来自基础课的困扰，在目前有限的数学基础上掌握综合的多方面的相关知识。
关键词：机械设计；数学软件；教学
中图分类号：G642.4 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）25-0248-02
在目前的本科生和部分研究生的教学过程中，往往会出现数学基础与专业课、专业基础课教学之间的关系问题。由于社会对人才的培养越来越高的提出了具有综合性知识的需求，学科之间的交叉和渗透日益严重，就使得学生不仅仅要掌握本学科过去在本科阶段应掌握的知识，还要掌握本学科甚至其他相关学科更宽泛的知识，而每个专业的学时数是有限的，每个专业的数学和物理基础也是有限的，当需要掌握其他学科知识并进行综合运用时就会出现数学基础不完全具备的情况。例如：过去一个机械设计专业的本科生只要掌握微积分、线性代数等知识就可以了，但目前的社会需求需要学生掌握更多的机械振动、自动化控制等知识，这就需要用到更多的数学知识，如微分方程、积分变换等，但目前学时偏紧，不可能大幅度补充进来许多数学课程，这就使得学生在学习机械振动、自动控制等课程时感到困难。如何破解这个矛盾是一个亟待解决和处理的问题。
一、应大胆采用以计算机软件作为数学基础的补充和支持
首先是在观念上要有一个更新。传统的教学理念一般偏重于基础知识，这是从新中国初期全面学习当时苏联的办学理念时形成的，在当时的具体情况下，由于当时受过高等教育的人口比例非常低，所以大学生是“金宝宝”，为了满足高层次科技人才的迫切需求，实行国家包分配的体制，教育也偏重于基础理论的培养，使人才具有理论钻研的“后劲”。这在当时的具体情况下无疑是正确的。但是，随着高等教育的普及，对高层次学历人才，不同的单位和部门有了不同的需求。科研院所仍需要理论基础扎实的高层次人才，而更多的生产部门、企业和公司则需要动手能力强，知识面宽广，能在生产一线解决实际问题的人才。目前多数的高等学校实际上培养的也是后者。这类高等教育普及化所培养的大众化的实践型人才，不能奢望都掌握高深的理论水平和科研能力，而是应重点培养其动手能力，借助于数学工具解决实际问题的能力。如果仍抱着老观念，要求大学生都必须对所有的应用性问题要知其然且知其所以然，则无论怎么增加学时都是不够的，而过多增加基础的数学课时，使学生知其所以然，必定事倍功半。因为对大多数学生而言，真的并不需要知道过多的数学原理，主要是利用数学作为工具解决问题。就比如我们每天都在打电话，可又有多少人能清楚电话的原理和具体构造。如果要求每个人知道了电话的原理和构造，甚至会修理电话才允许使用电话，那么电话也就不可能有目前的那么多的用户。
同样道理，机械设计专业的本科生需要适当掌握机械振动，自动控制等方面的知识，而机械专业的学生较之自动控制专业的学生，较之专门研究振动学的力学专业的学生，在数学基础方面会有比较大的差距。如果一味强调增加数学课时是不合适也很难做到的。因为每个专业的总学时是有限的。解决的方法只有一个，够用即可。从计算机软件着手，让计算机软件弥补数学的不足。有的专家认为，现在已经是一个知识可以通过买卖来进行交流和利用的时代，这无疑是正确的。在教学实践中可以采用少量补缺，重在运用的方法，例如：对于积分变换等数学知识可以在讲授自动控制原理课程的前几节课程讲授具体应用查表的方法求解变换与反变换，只要能解答出微分方程即可，而不求学生掌握其原理。再例如在讲授机械振动学的过程中，对于多自由度的振动系统，要求解较复杂的矩阵以求得固有频率，甚至要解一元三次和一元四次方程，可以要求学生在网上下载高次方程求解的计算器，利用MATLAB等优秀的数学软件直接求解。从而避免了再花很多时间补习高等代数，也消除了许多数学基础不太好的同学对学习机械振动学没有信心的问题。使得许多数学基础不太好的同学克服了心理障碍，利用数学软件解决自己本身不会求解的数学问题，照样敢于学习和学好机械振动学，自动控制原理。
[1]陆宁.MATLAB语言即学既会[M].北京：机械工业出版社，2001.
[2]陆宁，樊江玲.机械原理（第二版）[M].北京：清华大学出版社，2008.