大学数学在电子信息技术专业中的应用研究

窦林立 展正然 李海军

【摘要】    本文针对电子信息技术专业的专业特点，从教学内容出发对大学数学进行了重构，围绕电路和信号与系统这两门专业课进行了案例调整。通过具体的案例实践来说明大学数学与电子信息技术专业的相互融合。目的是为了激发学生对数学的兴趣，引起学生对数学的重视，充分地发挥大学数学基础课的作用。

【关键词】    大学数学    电子信息技术    MATLAB

引言：

大学数学是所有高校理工科专业必须学习的基础课，它不仅仅是各专业基础课和专业课所需要的基础工具，还为学生解决实际问题提供了数学方法和思维能力。尽管大学数学如此重要，但是在实际的教学中却并不如此。学生们总觉得数学没有什么用，不知道为什么学数学，数学对今后所学的专业课有什么用途。造成了大学数学与专业课的脱节，也背离了人才培养目标。

一、大学数学与专业脱节的原因

1.1学生方面

1.学生的基础薄弱。从中学开始，学生对于学习数学的积极性就不高，感觉数学枯燥，难学。

2.学习兴趣缺乏。认为学习数学没什么用，只不过就是为了应付考试。

1.2教师方面

1.由于教授数学的老师都是数学专业出身，对于数学在专业课中的应用不了解或者了解到的也只是教材中的那部分内容，因此在讲授过程中和专业知识的联系也就甚少。没有发挥出数学在专业课中的用途。

2.教学内容陈旧。重理论，轻应用。

3.教学手段单一，现代信息技术没有发挥其作用，教师只是单纯地将板书换成了ppt，但方式仍是“教师讲，学生听”。没有发挥学生的主动性。

4.考核方式单一。目前大部分高校还是以考核数学知识为主，没有体现出运用数学知识解决实际问题的能力。

二、电子信息技术专业中大学数学与专业课相结合的策略和方法

2.1提高教师的应用意识与能力

大学数学与专业课相结合包含的问题比较多，涉及的知识量比较大，需要投入更大的精力才能掌握其中某些知识，如果教师缺乏先进教学意识，就会的导致其无法在课堂中正确引导学生应用相关知识。这就需要学校多提供给数学教师一些机会。比如让电子信息技术专业的教师和数学教师一起进行教学研讨，这样可以让数学教师更多地了解到本专业需要的数学知识，这样才能改进现状，另外还要提供机会让数学教师走出去，多多向好的学校学习，提供教师的专业素养。

2.2优化教学内容

电子信息技术专业几乎所有的专业课都是以数学知识作为基础的。相对而言，电路基础、信号与系统、自动控制原理等这几门课程中数学知识应用较多。

电路基础这门课程应用KCL、KVL节点电压法列出方程求解时，需要转换成矩阵方程，所以线性代数必不可少。方程是线性微分方程，所以需要涉及到导数和微分方程的知识，所以微积分必不可少。

信号与系统这门课有两个研究对象信号和系统，他们都需要在时域、频域及复数域三个域里进行分析。连续时间系统需要转化为微分方程;离散时间系统需要转化为差分方程。电路的即时系统需要代数方程，动态系统需要微分，差分方程。因此涉及到了拉普拉斯变换、傅里叶变换、Z变换和矩阵的求解。故需要学习高等数学，线性代数和复变函数。

自动控制原理中，信号调制讲的是怎么通过改变傅里叶变换的一些参数来影响信息的传输，采样定理希望在参数受限情况下完成无损时频、模数采样（傅里叶变换），这就需要微分方程，傅里叶变换等知识。还有线性代数和复变函数。如果是非线性方程，本门课程中不是按照非线性方程的求解方法做的，而是采用的线性化，如何线性化呢？这就需要泰勒级数展开，所以需要学习级数的相关知识。

综上所述，我们在制定教学内容时，可以这样制定：高等数学、线性代数和复变函数，其中穿插数学实验。针对考研的学生可以把概率论与数理统计作为选修课出现。

2.3改变教学方法

由于大学数学的抽象性和严谨性，致使学生学习起来很困难，如果我们一味地讲解概念和公式的应用，就会使学生很厌倦。比如在积分学这部分知识中我们会发现大部分内容都是讲解积分的技巧，学生学习起来觉得非常的抽象难懂，理解不了。其实这部分知识我们可以利用计算机来解决，因此没有必要浪费那么多的学时，我们只需要讲解清楚积分的思想和性质就可以了，至于应用可以结合专业课的知识将其应用进去。因此我们要采用多种教学方法，对于电子信息技术专业的学生来说，他们需要和计算机结合，并不是采用笔算的方法解决问题，所以我们在教学的过程中可以增加数学实验的环节，MATLAB是目前应用很广泛的一个软件，所以我们在实验环节利用MATLAB来解决实际问题。具体我们以案例教学法的方式展示。

2.3.1矩阵运算在电路中的应用举例

例1如图所示，R1=2Ω，R2=4Ω，R3=12Ω，R4=4Ω，R5=12Ω，R6=4Ω，R7=2Ω，设电压源US=10V，求图中回路的电流ia，ib，ic。

三、改变考核方式

目前，大部分院校还是采用闭卷考试的方式，多是考核数学知识。而数学实验的环节是通过科学研究论文的方式展现出来的，通过建立完善、合理的数学模型解决数学问题，更加清晰的表达数学学习方法、过程与结果，让数学建模案例作为载体进行数学教学，让学生具备撰写论文的能力，加强学生的训练。

传统数学作业主要是计算、证明以及简单的应用题，让学生更好的掌握数学学习知识，将其转化成为解决问题的能力有着较高的难度。撰写数学建模论文通常和普通的数学作业有着明显差异，该过程要贯穿在整个学习中，从资料查询、计算机文字处理、数学工具使用、论文格式掌握等方面，教师都要给予必要的指导，让学生在建模中具备一定的研究能力和水平。

数学建模论文作为一种特殊的考试进行学生能力的评价，可以充分了解学生的知识掌握程度，转变传统以计算作为主的考核方式，让学生将学习重点转移到知识的应用方面，这是进行数学教学创新的重要方式。如果不能彻底改变教学评价的制度与方法，教学改革措施无法落实到位，所以创新教学模式就要先从创新评价方面出发，让学生积极参与到课堂学习中，掌握数学建模论文撰写能力，从而可以提高学习的效果和水平。

所以，我们可以把考核分为两部分，一部分是数学实验环节，让学生提交一份实验报告，把学生分成几组，然后根据实验报告给出该组学生的实验成绩;另一部分是闭卷考试，这样结合起来，既可以学生更好的掌握数学学习知识，还可以运用所学的知识解决实际问题，培养了学生分析问题，解决问题的能力，提高了学生的学习兴趣。

四、结束语

通过以上的研究发现，大学数学在电子信息技术专业中的应用是非常广泛的。如何科学有效地设计案例，把大学数学与专业课程相结合是我们每一位数学老师需要思考的问题。这不仅仅需要老师投入大量的时间和精力，还对老师的能力提出了更高的要求。这是一项极其艰巨的任务，需要我们不断地去探索和实践。由于本人能力有限，所以在选取一些案例时欠缺很多，因此我们还有很大的提升空间。

参  考  文  献

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