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數(shù)學(xué)建模已經(jīng)存在于我國社會的各個(gè)領(lǐng)域,它是對現(xiàn)實(shí)某一對象做出一些簡化的假設(shè),并且運(yùn)用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)工具求出一個(gè)數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu),用它解釋特定的對象。目前我國高職院校都已經(jīng)開始了數(shù)學(xué)建模課程,并且數(shù)學(xué)建模課程已經(jīng)具備了成熟的教學(xué)模式。數(shù)學(xué)建模大賽對高職院校學(xué)生的數(shù)學(xué)創(chuàng)新能力具有積極地作用,通過學(xué)生參加數(shù)學(xué)建模大賽不僅對于學(xué)生的創(chuàng)新能力有很大幫助,還能提升高職院校的教學(xué)質(zhì)量。
1 全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽的特點(diǎn)
1.1 建模大賽形式具有高度自主性
學(xué)生參加數(shù)學(xué)建模大賽期間可以利用一切工具、圖書資料以及多媒體工具等進(jìn)行相關(guān)資料的查詢,同時(shí)比賽的過程非常的靈活,隊(duì)員之間可以自由的發(fā)表意見,當(dāng)然不能與團(tuán)隊(duì)之外的人進(jìn)行探討,而且比賽試題沒有標(biāo)準(zhǔn)的答案,這樣不對學(xué)生產(chǎn)生以追求答案為目的的效果。
1.2 比賽規(guī)模比較大
自從1992年我國開設(shè)數(shù)學(xué)建模大賽以來,參加數(shù)學(xué)建模大賽的院校越來越多,參數(shù)學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量也越來越高,學(xué)校對數(shù)學(xué)建模大賽的重視程度也越來越高,目前我國的數(shù)學(xué)建模大賽已經(jīng)呈現(xiàn)國際化發(fā)展趨勢,數(shù)學(xué)建模大賽已經(jīng)成為學(xué)校素質(zhì)教育的重要部分。
1.3 培訓(xùn)周期長
我國數(shù)學(xué)建模大賽都在每年的9月份舉行,但是學(xué)校卻在每年的年初就開始準(zhǔn)備數(shù)學(xué)建模大賽,比如參賽隊(duì)員的選擇、針對數(shù)學(xué)建模大賽而開展的一系列培訓(xùn)以及關(guān)于使用計(jì)算機(jī)工具進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)學(xué)編程等等。
2 數(shù)學(xué)建模大賽對培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)創(chuàng)新能力的意義
2.1 有利于培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和意識
數(shù)學(xué)建模是一項(xiàng)系統(tǒng)工程,其需要多方面的知識結(jié)構(gòu)組成,數(shù)學(xué)建模比賽需要多個(gè)學(xué)生共同參與才能完成,參加數(shù)學(xué)建模比賽需要參賽隊(duì)員在比賽的過程中合理分工、充分發(fā)揮自己的特長,結(jié)合各自特長形成統(tǒng)一的知識結(jié)構(gòu),比如寫作能力強(qiáng)的負(fù)責(zé)論文編制,思維能力優(yōu)秀的學(xué)生可以負(fù)責(zé)模型的構(gòu)建等等,只有充分發(fā)揮自己的特長,并且將各種的優(yōu)勢結(jié)合起來才能保證數(shù)學(xué)建模比賽的完成,因此數(shù)學(xué)建模比賽的過程是參賽學(xué)生實(shí)現(xiàn)合作與鍛煉能力的過程。
2.2 提高了學(xué)生的表達(dá)能力和應(yīng)變能力
數(shù)學(xué)建模比賽是一個(gè)充滿變數(shù)與挑戰(zhàn)的比賽,參加比賽不僅需要學(xué)生具有完善的數(shù)學(xué)知識體系,還要求學(xué)生具有較高的綜合心理素質(zhì),數(shù)學(xué)建模比賽參賽學(xué)生都是來自全國最優(yōu)秀的學(xué)生,學(xué)生在比賽的過程中要隨時(shí)根據(jù)對手的比賽內(nèi)容及時(shí)調(diào)整自己的戰(zhàn)略方針,而且學(xué)生要想獲得好的成績需要具有一定的表達(dá)能力,因?yàn)閿?shù)學(xué)建模比賽成績并不是以學(xué)生的論文寫作為依據(jù)的,而是以學(xué)生對數(shù)學(xué)建模的表達(dá)為參考的,因?yàn)閷W(xué)生對數(shù)學(xué)建模構(gòu)建思維方式、目的的表達(dá)也是學(xué)生提高表達(dá)能力的過程,同時(shí)學(xué)生在答辯的過程中還要不斷的面臨被相關(guān)專家打斷提問的問題,對此也是對學(xué)生應(yīng)變能力的一次考驗(yàn)。
2.3 提高了學(xué)生的自學(xué)能力
參加數(shù)學(xué)建模比賽需要學(xué)生在學(xué)習(xí)好現(xiàn)有的數(shù)學(xué)知識的同時(shí)還要積極地拓展相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)的知識,將自己的知識結(jié)構(gòu)盡量做到全面、細(xì)致。而學(xué)生知識的拓展單靠教師的講授是不可能獲得的,尤其是要在數(shù)學(xué)建模比賽中要想獲得好成績,需要學(xué)生具有較高的自主學(xué)習(xí)的能力,因?yàn)樵谄綍r(shí)學(xué)校關(guān)于專門針對數(shù)學(xué)建模知識的培訓(xùn)時(shí)間非常少,需要同學(xué)在課余時(shí)間進(jìn)行學(xué)習(xí),而且比賽過程中學(xué)生也可以借助一些資料,而學(xué)生查閱資料的過程也是檢驗(yàn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的過程,通過比賽可以檢驗(yàn)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力,如果學(xué)生沒有相應(yīng)的自學(xué)能力其實(shí)不可能在比賽中獲得較好的成績的。
2.4 培養(yǎng)了學(xué)生的意志力和自信心
數(shù)學(xué)建模比賽要求學(xué)生的知識廣度與深度是不可言喻,要想獲得理想的成績需要學(xué)生每天要面對這些枯燥的數(shù)學(xué)知識,其沒有一定的毅力是不可能完成的,因?yàn)樵跀?shù)學(xué)建模比賽過程中學(xué)生要經(jīng)過三天的考試時(shí)間,而且他們每天要獨(dú)自的進(jìn)行各自手中的查閱資料的任務(wù),而且在比賽的過程中他們不能與外界無關(guān)人員進(jìn)行聯(lián)系,他們要克服孤獨(dú)寂寞的考驗(yàn),同時(shí)比賽的競爭度也要學(xué)生對自己充滿信心,要具有我一定能成功的信念,因此數(shù)學(xué)建模比賽的過程也是學(xué)生提高自我意志,樹立信念的過程。
3 高職院校利用數(shù)學(xué)建模比賽培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)創(chuàng)新能力的措施
3.1 通過課堂教學(xué)引入數(shù)學(xué)建模
數(shù)學(xué)建模對學(xué)生的數(shù)學(xué)思維模式以及數(shù)學(xué)實(shí)際應(yīng)用能力提高都具有重要的作用,因此教師在數(shù)學(xué)教學(xué)過程中要引入不同類型的數(shù)學(xué)模型,通過對數(shù)學(xué)模型的生動講解,激發(fā)學(xué)生對數(shù)學(xué)模型概念的理解以及提高對數(shù)學(xué)知識奧秘的探索激情,提高學(xué)生利用數(shù)學(xué)知識進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用方面的創(chuàng)新。
3.2 以全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽為載體,加大課程實(shí)踐力度,提高學(xué)生綜合素質(zhì)
首先院校要加大對數(shù)學(xué)建模比賽作用的宣傳,通過高校的宣傳提高學(xué)生對數(shù)學(xué)建模比賽意義的認(rèn)識;
其次高職院校要鼓勵(lì)學(xué)生參加數(shù)學(xué)建模比賽,當(dāng)然并不是每個(gè)學(xué)生都能參加全國建模比賽,對此高職院校要結(jié)合本校特點(diǎn)舉辦多場校內(nèi)數(shù)學(xué)建模比賽活動,為學(xué)生提供更多的參加建模比賽機(jī)會,通過比賽提高學(xué)生對數(shù)學(xué)知識的學(xué)習(xí)興趣。
最后高職院校要開展多種形式的數(shù)學(xué)建模培訓(xùn)班,滿足希望學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)建模知識學(xué)生的需求。
數(shù)學(xué)建模比賽的開展對提高學(xué)生的創(chuàng)新能力,促進(jìn)學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用技術(shù)都具有積極地促進(jìn)作用。
3.3 建立與培養(yǎng)一支高素質(zhì)、樂于奉獻(xiàn)的數(shù)學(xué)教師和專業(yè)教師相結(jié)合的教學(xué)團(tuán)隊(duì)
課程改革中突出的一點(diǎn)是更注重學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng),而數(shù)學(xué)建模建立模型進(jìn)行求解驗(yàn)證的過程正好為培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力提供了一種方式。在日常的教學(xué)中,教師可以選擇適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)建模問題,創(chuàng)設(shè)合理的問題情境,將數(shù)學(xué)建模在潛移默化中融入到教學(xué)框架之中,使得學(xué)生體會到在解決實(shí)際問題的時(shí)候運(yùn)用數(shù)學(xué)知識的美妙之處,體驗(yàn)到數(shù)學(xué)來自生活的本質(zhì)和奧妙。學(xué)生在知行合一的過程中自然而然地得到了興趣的激發(fā),提升了實(shí)踐動手能力和創(chuàng)新能力。
關(guān)鍵詞:
數(shù)學(xué)教學(xué);數(shù)學(xué)建模;創(chuàng)新能力
課程改革中突出的一點(diǎn)是更注重學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng),如何進(jìn)行探究活動,提高學(xué)生的創(chuàng)新能力,是我們在中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)過程中面臨的課題。而數(shù)學(xué)建模是運(yùn)用數(shù)學(xué)化的手段從一個(gè)實(shí)際問題中抽象提煉出一個(gè)數(shù)學(xué)模型求出模型的解,檢驗(yàn)結(jié)果的合理性從而使這個(gè)問題得到解決的過程。數(shù)學(xué)建模教學(xué)需要建立在正常的教學(xué)內(nèi)容基礎(chǔ)上,以其作為切入點(diǎn),在數(shù)學(xué)教學(xué)過程中融入應(yīng)用數(shù)學(xué)意識和理念。數(shù)學(xué)建模教學(xué)不能脫離教材,必須從教學(xué)方法改革突破,在對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行加工、處理和再創(chuàng)造的基礎(chǔ)上做到學(xué)以致用、舉一反三,將學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用意識提升到新的水平上,讓學(xué)生在解決實(shí)際生活問題的時(shí)候首先思考其中的數(shù)學(xué)因素。教師應(yīng)當(dāng)努力構(gòu)建數(shù)學(xué)建模教學(xué),選擇適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)建模問題,在自己的視野范圍內(nèi)進(jìn)行數(shù)學(xué)建模問題素材的收集、整合和改造,從而使得創(chuàng)設(shè)的問題情境貼近學(xué)生的生活實(shí)際,有利于創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。
一、重視各個(gè)章節(jié)課堂問題導(dǎo)入有效的課前問題導(dǎo)入
環(huán)節(jié)能夠使得數(shù)學(xué)建模教學(xué)的意義更加凸顯,新課改之后的數(shù)學(xué)教材在每一章節(jié)之前都設(shè)置一個(gè)實(shí)際問題,教師可以直截了當(dāng)?shù)馗嬖V學(xué)生,學(xué)習(xí)完本章的教學(xué)內(nèi)容之后,導(dǎo)入問題就可以他跟你過數(shù)學(xué)建模得到解答,這樣學(xué)生就會帶著問題去學(xué)習(xí)新知識、秉承創(chuàng)新的意識去接受新問題,因勢利導(dǎo)地意識到數(shù)學(xué)建模對數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的推力作用,數(shù)學(xué)建模教學(xué)在培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新意識上具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢,教師通過適當(dāng)?shù)匾龑?dǎo)能夠提升學(xué)生觀察實(shí)際生活問題的能力,提升其抽象思維能力,在新舊兩種思維的指引下學(xué)會建立數(shù)學(xué)模型、引出新知識,激發(fā)學(xué)生的探究欲望,教師要意識到數(shù)學(xué)建模教學(xué)最忌挫傷學(xué)生積極性。
二、培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散性思維的創(chuàng)新性,形成數(shù)學(xué)建模教學(xué)的基礎(chǔ)構(gòu)建
克里斯、畢格斯的認(rèn)知發(fā)展理論認(rèn)為:多形式多結(jié)構(gòu)的教學(xué)活動對學(xué)生創(chuàng)新思維的形成很有幫助。在新知識的傳授過程中教師應(yīng)該在關(guān)鍵環(huán)節(jié)設(shè)置懸念,調(diào)動學(xué)生們的好奇心,并利用學(xué)生的探索欲來引導(dǎo)其主動思考,學(xué)生積極主動參與的數(shù)學(xué)教學(xué)勢必事半功倍,學(xué)生創(chuàng)新思維火花形成的同時(shí)也促成了數(shù)學(xué)建模教學(xué)的框架形成。大多數(shù)學(xué)生對建筑工程造價(jià)的問題都有所耳聞,這個(gè)問題對他們來說吸引力是足夠的,教學(xué)中的主要問題是如何引導(dǎo)學(xué)生將這一實(shí)際問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)模型,鑒于學(xué)生剛剛進(jìn)入高一,課本對學(xué)生的能力要求較低,教師可以首先預(yù)設(shè)兩個(gè)變量,使得總價(jià)y成為底的一邊長x的函數(shù),這會對學(xué)生思路的拓展起到很大的幫助,同時(shí)教師要提示學(xué)生函數(shù)定義域的問題,很少想到和重視的環(huán)節(jié),但是定義域是構(gòu)建函數(shù)必不可少的一個(gè)部分,所以這一題目在訓(xùn)練學(xué)生進(jìn)行函數(shù)建模的教學(xué)中具有典型意義。該題目雖然并不晦澀難解,但是其綜合性對學(xué)生來說是一項(xiàng)考驗(yàn),如果學(xué)生掌握了這道題目,那么很多具有較高思維價(jià)值的題目都可迎刃而解。這樣,知識處于“最近發(fā)展區(qū)”時(shí),最能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī)。動機(jī)是影響學(xué)習(xí)策略的重要因素,學(xué)習(xí)策略選擇的恰當(dāng)與否將會直接影響到學(xué)習(xí)的效果。如果問題太難,那么學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)積極性會受到影響;如果問題太簡單,學(xué)生探索問題的熱情又會受到損害。教師在數(shù)學(xué)教學(xué)活動中如果能挖掘出具有典型意義的數(shù)學(xué)問題,應(yīng)該發(fā)揮其激發(fā)學(xué)生好奇心和求知欲的作用,在教學(xué)開展中設(shè)置的有效問題情境,將數(shù)學(xué)本身的應(yīng)用價(jià)值淋漓盡致地展現(xiàn)出來,使得學(xué)生的期望和自信心都得到激發(fā),端正學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的積極性和態(tài)度。
三、結(jié)合各章研究性課題的學(xué)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生建立數(shù)學(xué)模型的能力
高中數(shù)學(xué)教學(xué)大綱中將每一個(gè)學(xué)期至少一個(gè)研究課題作為硬性任務(wù)制定下來,其主要目的就是為了提升學(xué)生的數(shù)學(xué)建模能力,平面向量、分期付款、空間幾何等諸多知識點(diǎn)都具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。研究性課題的開展能夠在鞏固理論知識的基礎(chǔ)上提升學(xué)生們的數(shù)學(xué)建模能力、創(chuàng)新意識和動手能力,實(shí)現(xiàn)學(xué)生數(shù)學(xué)綜合素養(yǎng)的全年提升。教師的任務(wù)是在日常教學(xué)中普及數(shù)學(xué)在生活中、生活中處處蘊(yùn)含數(shù)學(xué)的思想。
四、 以“構(gòu)造”為載體,通過數(shù)學(xué)建模,對學(xué)生的應(yīng)用意識和創(chuàng)新能力進(jìn)行培養(yǎng)和提升
課程改革的焦點(diǎn)集中在數(shù)學(xué)建模的強(qiáng)調(diào)和探究式教學(xué)活動的開展上,這使得學(xué)生有機(jī)會運(yùn)用數(shù)學(xué)知識去解決實(shí)際問題、自主探究未知領(lǐng)域知識,能夠主動創(chuàng)建數(shù)學(xué)模型解決實(shí)際生活難題。反過來,通過用數(shù)學(xué)知識來解決與生活息息相關(guān)的實(shí)例,能夠讓學(xué)生淋漓盡致地感受到數(shù)學(xué)應(yīng)用于實(shí)際的全過程,感受到數(shù)學(xué)的效用性,讓學(xué)生擺脫對數(shù)學(xué)學(xué)科刻板、枯燥、乏味的印象。如數(shù)學(xué)選修課一般都從實(shí)際例子作為出發(fā)點(diǎn)來介紹高數(shù)的概念、形式和定理、公式,遵循著從客觀事物的數(shù)量抽取數(shù)量關(guān)系的數(shù)學(xué)本源,在教學(xué)過程中無形傳輸數(shù)學(xué)建模理念。高中數(shù)學(xué)教學(xué)中日漸重視數(shù)學(xué)建模思想的講解是適應(yīng)教育改革方向的一個(gè)重要舉措,學(xué)校和教師要意識到學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的最終目的還是在于應(yīng)用數(shù)學(xué),教師應(yīng)該努力地為學(xué)生創(chuàng)造適合數(shù)學(xué)建模學(xué)習(xí)的環(huán)境,使得學(xué)生在教學(xué)各個(gè)環(huán)節(jié)中體會到數(shù)學(xué)建模的重要意義,通過數(shù)學(xué)建模學(xué)習(xí)將自身的應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力提升到新的水準(zhǔn),新時(shí)期教學(xué)工作者一方面要具備數(shù)學(xué)專業(yè)知識,另一方面還要提升自身的數(shù)學(xué)建模能力和意識,唯有如此,才能在教學(xué)活動中強(qiáng)調(diào)數(shù)學(xué)建模的重要性,對學(xué)生進(jìn)行數(shù)學(xué)建模能力的培養(yǎng),為培養(yǎng)高素質(zhì)的人才貢獻(xiàn)自己的力量。
參考文獻(xiàn):
[1]徐茂良.在傳統(tǒng)數(shù)學(xué)教學(xué)中滲透數(shù)學(xué)建模思想[J].數(shù)學(xué)的實(shí)踐與認(rèn)識,2002,32(4):702-704.
【關(guān)鍵詞】數(shù)學(xué)建模 高職教育 數(shù)學(xué)教學(xué)
近年來,高等職業(yè)教育迅速發(fā)展,已成為社會關(guān)注的熱點(diǎn)之一。高職教育的目的主要是培養(yǎng)應(yīng)用型、技能型人才,因此,各高職高專院校必須加強(qiáng)專業(yè)課的教學(xué),強(qiáng)化對學(xué)生技能的培養(yǎng),數(shù)學(xué)作為一門文化基礎(chǔ)課程,其教學(xué)面臨調(diào)整。于是,各高職院校都在改變原有的高等數(shù)學(xué)教學(xué)模式,使原本數(shù)學(xué)基礎(chǔ)較差的高職學(xué)生擺脫對數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的恐懼,學(xué)會用數(shù)學(xué)的方法解決專業(yè)學(xué)習(xí)中遇到的實(shí)際問題。那么,將數(shù)學(xué)建模引入高職數(shù)學(xué)教學(xué)中勢在必行。
一、數(shù)學(xué)建模的意義
數(shù)學(xué)建模是一種數(shù)學(xué)的思考方法,是運(yùn)用數(shù)學(xué)的語言和方法,通過抽象、簡化建立能近似刻畫并“解決”實(shí)際問題的一種強(qiáng)有力的數(shù)學(xué)手段。數(shù)學(xué)建模是運(yùn)用數(shù)學(xué)思想、方法和知識解決實(shí)際問題的過程。數(shù)學(xué)建模是數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的一種新的方式,它為學(xué)生提供了自主學(xué)習(xí)的空間,有助于學(xué)生體驗(yàn)數(shù)學(xué)在解決實(shí)際問題中的價(jià)值和作用,體驗(yàn)數(shù)學(xué)與日常生活和其他學(xué)科的聯(lián)系,體驗(yàn)綜合運(yùn)用知識和方法解決實(shí)際問題的過程,增強(qiáng)應(yīng)用意識;有助于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣,發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新意識和實(shí)踐能力。
二、將數(shù)學(xué)建模融入高職數(shù)學(xué)教學(xué)
數(shù)學(xué)本身就是為了實(shí)際應(yīng)用才產(chǎn)生的,它的很多重大發(fā)現(xiàn)都是從實(shí)際應(yīng)用的需要而出現(xiàn)的。我們現(xiàn)有的教材中數(shù)學(xué)概念都有其特定的背景,而在教學(xué)中向?qū)W生講解的過程就是一個(gè)實(shí)際的數(shù)學(xué)模型的實(shí)例。例如:“極限的概念”中,我們首先引入了古代的“割圓術(shù)”,在無限細(xì)分的基礎(chǔ)上,給出了數(shù)列極限的概念。再如“定積分的概念”,源于計(jì)算曲邊梯形的面積。在教學(xué)過程中,強(qiáng)調(diào)了無限分割的思想,使學(xué)生對非均勻積累問題的數(shù)學(xué)建模有一個(gè)認(rèn)識。事實(shí)上,在實(shí)際生活中,有很多的量,都需要用類似的方法進(jìn)行計(jì)算。如旋轉(zhuǎn)體的體積、非均勻細(xì)棒的質(zhì)量、變力作功等等。
但由于近年來高職教育對基礎(chǔ)課程的調(diào)整,高等數(shù)學(xué)的課時(shí)壓縮,教學(xué)內(nèi)容少,雖說要求是“以應(yīng)用為主,夠用為度”,但還是存在知識范圍廣、深度淺,往往成為本科數(shù)學(xué)的內(nèi)容壓縮,常常是理論過多,實(shí)際不足;運(yùn)算過多,思想不足。所以,把數(shù)學(xué)建模所要用的主要數(shù)學(xué)方法和數(shù)學(xué)知識滲透到課堂教學(xué)中,就要求我們必須及時(shí)調(diào)整課程教學(xué)內(nèi)容。在教學(xué)中要善于挖掘教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生所學(xué)專業(yè)及實(shí)際生活中實(shí)例的聯(lián)系,根據(jù)學(xué)生專業(yè)的需求編排高等數(shù)學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)重點(diǎn),采用模塊化教學(xué)。如在我們學(xué)校,經(jīng)管類的專業(yè)在基礎(chǔ)模塊的基礎(chǔ)上會加入概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)內(nèi)容,電氣類專業(yè)又適當(dāng)?shù)募尤肓司€性代數(shù)和積分變換等內(nèi)容,機(jī)械類專業(yè)將微積分作為教學(xué)重點(diǎn)。另外,通過案例教學(xué)能很好的將數(shù)學(xué)建模在高職數(shù)學(xué)教學(xué)中廣泛的應(yīng)用。在教學(xué)中,學(xué)習(xí)完各章內(nèi)容之后,選擇一些簡單的實(shí)際應(yīng)用問題,引導(dǎo)學(xué)生分析,通過抽象、簡化、假設(shè)等,建立數(shù)學(xué)模型,解答數(shù)學(xué)問題,從而解決實(shí)際問題。教學(xué)中,根據(jù)不同的教學(xué)內(nèi)容,選則相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行案例教學(xué)。例如,在函數(shù)章節(jié)中可以分析銀行存款復(fù)利問題:導(dǎo)數(shù)應(yīng)用學(xué)完后,可以引入最大收益問題;在學(xué)習(xí)微分方程后可以講解馬爾薩斯人口模型、跟蹤問題模型等。
把數(shù)學(xué)建模滲透到高職數(shù)學(xué)教學(xué)中,不僅轉(zhuǎn)變了教師的教學(xué)觀念,而且調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣和熱情,體會到數(shù)學(xué)的實(shí)用價(jià)值,增進(jìn)了同學(xué)之間的友情,培養(yǎng)了團(tuán)隊(duì)的合作意識。
三、結(jié)束語
數(shù)學(xué)建模在以培養(yǎng)“應(yīng)用型人才”為目標(biāo)的高職人才培養(yǎng)中有著重要的作用,開展數(shù)學(xué)建?;顒邮菍Ω呗殞W(xué)生綜合素質(zhì)培養(yǎng)的一種訓(xùn)練。為了將所學(xué)的數(shù)學(xué)知識能更好的應(yīng)用到實(shí)際問題的解決過程中,就要求廣大數(shù)學(xué)教師和學(xué)生共同努力,在不斷的探索中能更好的將數(shù)學(xué)建模融入到數(shù)學(xué)教學(xué)過程中。
參考文獻(xiàn)
[1]何文閣.在高職院校開展數(shù)學(xué)建?;顒拥囊饬x與實(shí)踐[J]中國職業(yè)教育技術(shù),2005(9):40
高職高專數(shù)學(xué)建模教學(xué)改革從1992年舉辦首屆數(shù)學(xué)建模競賽至今,數(shù)學(xué)建?;顒右呀?jīng)在全國各高校,特別是在本科院校中得到了蓬勃發(fā)展,培養(yǎng)了一大批富有創(chuàng)新觀念和實(shí)踐能力的優(yōu)秀本科生,推動了本科院校的教學(xué)改革。然而,數(shù)學(xué)建模在高職高專院校只是剛剛起步,有許多問題尚需研究解決。同時(shí),我國高職院校對數(shù)學(xué)建模作用的認(rèn)識不深,對數(shù)學(xué)建模活動的開展、數(shù)學(xué)建模競賽的組織等都缺乏經(jīng)驗(yàn)。本文根據(jù)自己參賽的成功經(jīng)驗(yàn),對高職學(xué)院開展數(shù)學(xué)建?;顒舆M(jìn)行探索,并提出了一些建議和看法。
一、高職院校開展數(shù)學(xué)建模活動的重要意義
數(shù)學(xué)建模對于提高學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)技術(shù)解決實(shí)際問題的能力,培養(yǎng)創(chuàng)新與實(shí)踐能力,培養(yǎng)團(tuán)結(jié)合作精神,全面提高學(xué)生的素質(zhì)具有非常積極的意義,同時(shí),也對教學(xué)改革起到了重要的促進(jìn)作用。
(一)數(shù)學(xué)建模活動是高職高專院校培養(yǎng)應(yīng)用型人才的需要
數(shù)學(xué)建?;顒又卦趯?shí)踐與應(yīng)用。從問題分析到模型建立、從模型求解到結(jié)果分析、從模型評價(jià)到應(yīng)用前景展望,既沒有固定的模式可循,也沒有現(xiàn)成的方法可套用。參賽學(xué)生必須經(jīng)歷問題分析、查找資料、調(diào)查研究、篩選研究方法、建立模型、利用計(jì)算機(jī)及數(shù)學(xué)軟件求解、完成論文的過程。不僅培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)知識分析和解決實(shí)際問題的能力,同時(shí),可以充分模擬學(xué)生畢業(yè)后參加實(shí)際工作的情況。數(shù)學(xué)建模對于高職院校培養(yǎng)創(chuàng)新型應(yīng)用人才具有深遠(yuǎn)意義。
(二)開展數(shù)學(xué)建模活動是提高高職高專學(xué)生綜合素質(zhì)的需要
數(shù)學(xué)建模競賽和教學(xué)對提高學(xué)生的綜合素質(zhì)具有重要作用,是對學(xué)生能力和素質(zhì)的全面培養(yǎng),既豐富、活躍了學(xué)生的課外活動。通過總結(jié)近幾年的經(jīng)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)以下幾點(diǎn)值得肯定:(1)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)進(jìn)行分析、推理、計(jì)算的能力得到大大提高;(2)學(xué)生應(yīng)用計(jì)算機(jī)、數(shù)學(xué)軟件能力大大提高;(3)培養(yǎng)了學(xué)生獨(dú)立查找文獻(xiàn)、在短時(shí)間內(nèi)消化、閱讀、應(yīng)用的能力;(4)培養(yǎng)和發(fā)展了學(xué)生的創(chuàng)造力、想象力;(5)培養(yǎng)了學(xué)生組織、管理、協(xié)調(diào)、合作能力;(6)培養(yǎng)了學(xué)生的交流、表達(dá)和寫作能力;(7)培養(yǎng)了競賽意識、堅(jiān)強(qiáng)的意志力;(8)培養(yǎng)了學(xué)生自律、“慎獨(dú)”的優(yōu)秀品質(zhì)。
(三)開展數(shù)學(xué)建模活動是高職高專數(shù)學(xué)教學(xué)改革的需要
高職數(shù)學(xué)教育本身面臨的問題,就是教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)時(shí)數(shù)的矛盾問題,即如何在較少時(shí)間里讓學(xué)生掌握必需而夠用的數(shù)學(xué)知識;另一個(gè)問題,就是教學(xué)內(nèi)容與實(shí)用性有機(jī)結(jié)合的問題。高職數(shù)學(xué)課程的教學(xué)改革應(yīng)以突出數(shù)學(xué)的應(yīng)用性為主要突破點(diǎn)。高職數(shù)學(xué)課程的一個(gè)重要任務(wù)就是培養(yǎng)學(xué)生用數(shù)學(xué)原理和方法解決實(shí)際問題的能力。在這些問題上,數(shù)學(xué)建模是一個(gè)可以選擇的解決途徑,是一個(gè)突破點(diǎn),抓住了這個(gè)突破點(diǎn),可以牽一發(fā)而動全身,進(jìn)而推動高職數(shù)學(xué)課程教學(xué)改革。
二、高職院校數(shù)學(xué)建模競賽的組織與培訓(xùn)
數(shù)學(xué)建模活動在本科院校已經(jīng)開展了很多年,本科院校對數(shù)學(xué)建模競賽的組織與培訓(xùn)工作有了有效的模式和成功經(jīng)驗(yàn)。高職高專院校由于參加數(shù)學(xué)建?;顒訒r(shí)間較短,各方面的工作還處在摸索當(dāng)中。同時(shí),由于高職學(xué)生的基本功較差,數(shù)學(xué)課課時(shí)較少,使得高職院校數(shù)學(xué)建模競賽的組織與培訓(xùn)也有別于普通本科院校。下面結(jié)合我院的成功經(jīng)驗(yàn),從三個(gè)方面介紹我院在數(shù)學(xué)建模培訓(xùn)與組織中的一些做法、體會和收獲。
(一)認(rèn)識到位,重視到位,宣傳到位
認(rèn)識到位,主要是指對數(shù)學(xué)建模的意義和重要性的認(rèn)識到位。數(shù)學(xué)建模競賽涉及面廣,通過數(shù)學(xué)建模競賽不僅可以檢測出一個(gè)學(xué)校學(xué)生的綜合能力、綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力,也可檢測出一個(gè)學(xué)校的綜合辦學(xué)能力和在辦學(xué)過程中存在的問題?;诖?,數(shù)學(xué)建模活動的開展得到了教育部的高度重視,將其作為衡量高校教學(xué)質(zhì)量、人才培養(yǎng)水平、反映學(xué)生綜合素質(zhì)的重要標(biāo)準(zhǔn)。這也是國內(nèi)、國際數(shù)學(xué)建模競賽日益紅火的重要原因。不僅要對數(shù)學(xué)建模競賽認(rèn)識到位,還要重視到位。數(shù)學(xué)建模競賽的培訓(xùn)和組織工作是一項(xiàng)系統(tǒng)工程,需要投入大量人力、物力、財(cái)力,涉及各個(gè)部門,需要學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)的支持、協(xié)調(diào)和重視。
初次接觸數(shù)學(xué)建模的學(xué)生對它的認(rèn)識比較膚淺、模糊,所以,需要宣傳到位。主要可以從以下幾個(gè)方面入手:(1)高數(shù)任課教師在教學(xué)過程中介紹數(shù)?;顒樱唬?)通過校報(bào)、廣播、墻報(bào)等媒介宣傳數(shù)?;顒樱唬?)舉辦數(shù)學(xué)建模普及講座;(4)介紹數(shù)學(xué)建模知識,刊登參賽學(xué)生體會;實(shí)踐證明,這種立體化的宣傳方式,可以吸引眾多優(yōu)秀學(xué)生參加數(shù)學(xué)建模,為數(shù)學(xué)建?;顒拥拈_展打下良好基礎(chǔ)。
(二)數(shù)學(xué)建模培訓(xùn)
高職院校學(xué)生數(shù)學(xué)基礎(chǔ)薄弱,絕大部分學(xué)生從沒接觸過數(shù)學(xué)建模知識,需要對他們進(jìn)行系統(tǒng)化培訓(xùn)。針對這些特點(diǎn),我們合理地制定了培訓(xùn)計(jì)劃,并分階段實(shí)施:
第一階段(上半年)為初級培訓(xùn)階段。這一階段主要在周末進(jìn)行,內(nèi)容包括開設(shè)有關(guān)數(shù)學(xué)應(yīng)用專題講座,初步樹立學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用意識,針對基礎(chǔ)差的學(xué)生,還應(yīng)補(bǔ)充數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識,主要是線性代數(shù)和概率論知識。據(jù)統(tǒng)計(jì),從數(shù)模競賽開賽至今,70%的賽題為優(yōu)化類或者需要運(yùn)用優(yōu)化理論的題目,所以,這一階段的另一個(gè)重要培訓(xùn)內(nèi)容就是優(yōu)化建模與數(shù)學(xué)規(guī)劃理論。
第二階段(暑期)為暑期集訓(xùn)階段。數(shù)學(xué)建模涉及眾多數(shù)學(xué)分支和多種建模方法。這一階段,我們采用專題化的培訓(xùn)方法,把培訓(xùn)內(nèi)容分為若干聯(lián)系而又相對獨(dú)立的專題,按需施教,并在每一個(gè)專題培訓(xùn)后安排與其相關(guān)的建模問題,學(xué)用結(jié)合,使學(xué)生快速掌握建模知識和建模方法。具體安排如下:
第三階段,為模擬實(shí)戰(zhàn)與案例分析階段。這一階段,主要選擇歷年真題對學(xué)生進(jìn)行實(shí)戰(zhàn)模擬,完全按照競賽的實(shí)際要求,令學(xué)生在三天內(nèi)交出論文。其目的是使學(xué)生在教練的論文點(diǎn)評與案例分析指導(dǎo)下,不斷發(fā)現(xiàn)和改正存在的問題,全面提高建模水平,掌握應(yīng)賽的必要技巧。
(三)數(shù)學(xué)建模組賽
數(shù)學(xué)建模的組賽也是一項(xiàng)系統(tǒng)的工作,涉及方方面面和各個(gè)部門。
報(bào)名與隊(duì)員選拔。數(shù)學(xué)建模需要長期積累,報(bào)名以學(xué)生自愿為主,數(shù)學(xué)任課教師推薦為輔,要求報(bào)名的學(xué)生具有較好的數(shù)學(xué)基礎(chǔ),有自我提高的要求,有較好的紀(jì)律性等。在學(xué)生自愿報(bào)名后,教練組要根據(jù)學(xué)生在校表現(xiàn)、高數(shù)課程的學(xué)習(xí)情況等,確定參加數(shù)學(xué)建模培訓(xùn)的學(xué)員,以降低培訓(xùn)中學(xué)員的流失率,選拔優(yōu)秀學(xué)員。我校的做法是:在報(bào)名初期做一次初步篩選,入選的學(xué)生進(jìn)入數(shù)學(xué)建模第一階段的初級培訓(xùn),根據(jù)學(xué)員數(shù)學(xué)規(guī)劃課程的成績,選拔進(jìn)入集訓(xùn)的學(xué)員。集訓(xùn)后,根據(jù)其建模能力和綜合素質(zhì),選拔進(jìn)入第三階段培訓(xùn)的學(xué)員。最后,在第三階段中期,根據(jù)學(xué)生模擬實(shí)戰(zhàn)的表現(xiàn)情況最終確定參賽隊(duì)員。后勤保障培訓(xùn)期間,指導(dǎo)教師和培訓(xùn)學(xué)員都必須全身心投入其中;競賽期間,學(xué)生除了吃飯以及少量的休息時(shí)間外,要把所有的精力全部放到建模上。這就要求有關(guān)部門有堅(jiān)強(qiáng)的后勤保障,讓教師和學(xué)生沒有后顧之憂。在后勤保障方面,我校的做法是:由基礎(chǔ)部負(fù)責(zé)具體實(shí)施,各相關(guān)部門大力配合,為保證競賽活動順利進(jìn)行,學(xué)院每年撥出專款為競賽購置必要的設(shè)備及所需教材、資料等,為數(shù)學(xué)建模競賽活動提供可靠的經(jīng)費(fèi)保證。學(xué)院為每支參賽隊(duì)伍配備三臺計(jì)算機(jī)。實(shí)踐證明,我院取得的優(yōu)異成績與領(lǐng)導(dǎo)的重視、各部門的支持是分不開的。
三、以數(shù)學(xué)建模為切入點(diǎn)推動高職數(shù)學(xué)教學(xué)改革
(一)以數(shù)學(xué)建模為切入點(diǎn)推動高職數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的改革
目前,高職數(shù)學(xué)的教學(xué)內(nèi)容基本沿襲了經(jīng)典數(shù)學(xué)的三大塊:微積分、線性代數(shù)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)。這些內(nèi)容都是單純的數(shù)學(xué)理論,缺乏與實(shí)際問題的結(jié)合,并且游離于專業(yè)課之外,不僅不能引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,而且也是專業(yè)系部壓縮數(shù)學(xué)課時(shí)的因素之一。教師的教學(xué)方法也只是注重?cái)?shù)學(xué)知識的灌輸,教師講解、教師設(shè)問、教師給出標(biāo)準(zhǔn)答案,只管教不管懂,這種常規(guī)的“填鴨”式教學(xué)方法很難調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的熱情和積極性。
高職教育是培養(yǎng)高等應(yīng)用型技術(shù)人才的教育。因此,高職數(shù)學(xué)的教學(xué)內(nèi)容應(yīng)充分體現(xiàn)“以應(yīng)用為目的,以必需、夠用為度”的原則,并將其作為專業(yè)課程的基礎(chǔ),強(qiáng)調(diào)其應(yīng)用性以及解決實(shí)際問題的自覺性。一方面,可以進(jìn)一步擴(kuò)大數(shù)學(xué)建模的受益面,有條件的情況下可以開設(shè)《數(shù)學(xué)建?!放c《數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)》課程,系統(tǒng)介紹數(shù)學(xué)建模的思想方法以及數(shù)學(xué)軟件的使用方法;另一方面,可以在高職數(shù)學(xué)教學(xué)中融入數(shù)學(xué)建模思想,將一些實(shí)際問題引入教學(xué)內(nèi)容,利用一定的課時(shí)講解淺易的數(shù)學(xué)建模,以增強(qiáng)數(shù)學(xué)內(nèi)容的應(yīng)用性、實(shí)踐性、趣味性。在教學(xué)方法上,應(yīng)注重理論聯(lián)系實(shí)際,注重將數(shù)學(xué)的應(yīng)用貫穿于教學(xué)始終,提倡“啟發(fā)式”“互動式”的教學(xué)模式,采用多媒體、數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)等多種形式。
(二)以數(shù)學(xué)建模為切入點(diǎn)推動高職數(shù)學(xué)教學(xué)手段和教學(xué)工具的改革
隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,數(shù)學(xué)的應(yīng)用領(lǐng)域日益廣泛。數(shù)學(xué)建模的賽題都是一些經(jīng)過適當(dāng)簡化加工的實(shí)際問題,這些問題為數(shù)學(xué)知識的應(yīng)用提供了很好的實(shí)例。這些實(shí)例能使學(xué)生認(rèn)識到數(shù)學(xué)如何有用,進(jìn)而深入了解數(shù)學(xué)應(yīng)用的方法和技巧。在數(shù)學(xué)建模中,為了求得模型的解,必須使用計(jì)算機(jī)和相關(guān)數(shù)學(xué)軟件,數(shù)學(xué)應(yīng)用與計(jì)算機(jī)已緊密結(jié)合。傳統(tǒng)的教學(xué)手段――一支粉筆、一塊黑板,已不適應(yīng)數(shù)學(xué)的發(fā)展和應(yīng)用,計(jì)算機(jī)進(jìn)入數(shù)學(xué)教學(xué)勢在必行。首先,可以在數(shù)學(xué)教學(xué)手段上引入多媒體教學(xué),提高學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣;其次,在教學(xué)工具上引入數(shù)學(xué)軟件求解數(shù)學(xué)問題,采用數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課的形式,促進(jìn)數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)的結(jié)合。
目前,高職院校只有少數(shù)人參與數(shù)學(xué)建模活動,而且大部分高職院校只是為了競賽而開展這項(xiàng)活動。對于如何擴(kuò)大受益面的問題,本專科院校做了一些有益探索,如開設(shè)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程或數(shù)學(xué)建模課程,但對于學(xué)制較短、職業(yè)性較強(qiáng)的高職院校來說,能否借鑒他們的經(jīng)驗(yàn)開設(shè)選修課,如何開設(shè)并安排數(shù)學(xué)建模的教學(xué)內(nèi)容等,仍是有待解決的課題。
數(shù)學(xué)建模提供的教學(xué)、培訓(xùn)模式和競賽方式,在成績較好的學(xué)生中取得了良好效果,但對于基礎(chǔ)較差的學(xué)生卻是一項(xiàng)高難度活動。因此,需要在實(shí)踐過程中不斷探索適用于高職院校所有學(xué)生的數(shù)學(xué)建模。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞:數(shù)學(xué)建模;創(chuàng)新能力;大學(xué)數(shù)學(xué)主干課程
中圖分類號:G642.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2012)07-0158-03
大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽不僅能培養(yǎng)出具有創(chuàng)新能力的學(xué)生,也能一定程度上提高教師的教學(xué)和科研水平,而且最重要的是它能直接推動大學(xué)數(shù)學(xué)的教學(xué)改革。教育部高教司對我國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽活動的主要指導(dǎo)思想之一就是“擴(kuò)大受益面、推動教育改革”。開展數(shù)學(xué)建模教育,可以推動大學(xué)數(shù)學(xué)教育改革。開展“在大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)融入數(shù)學(xué)建模、數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的思想和方法,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力”課題的研究和實(shí)踐,就是擴(kuò)大數(shù)學(xué)建模受益面的一個(gè)重要探索。本文研究對在大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)融入數(shù)學(xué)建模、數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的思想和方法的必要性,相應(yīng)的融入手段,以及在融入過程中可能遇到的困難和解決辦法等進(jìn)行了論述。
一、數(shù)學(xué)建模思想融入大學(xué)數(shù)學(xué)的教學(xué)中的必要性
1.數(shù)學(xué)建模幾乎是一切應(yīng)用科學(xué)的基礎(chǔ)。數(shù)學(xué)在科學(xué)中的一個(gè)重要作用就是能夠使人們對事實(shí)上是相當(dāng)混亂的東西進(jìn)行適當(dāng)?shù)睦硐牖?,抽象出概念與模型,從而解決實(shí)際問題。在解決復(fù)雜科學(xué)技術(shù)問題時(shí),數(shù)學(xué)建模的方法能使人們設(shè)計(jì)出最佳和可行的新技術(shù)方法、手段,以及預(yù)測新的現(xiàn)象等。數(shù)學(xué)建模及相應(yīng)的計(jì)算也正在成為工廠里常用的主要工具。Charlies R. Mischke指出:學(xué)生一般都并不確信大學(xué)所開設(shè)的所有課程是否真能培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力。他們對學(xué)習(xí)漸漸失去興趣,原因之一就是缺乏讓學(xué)生了解大學(xué)教育進(jìn)程安排的合理性。工程專業(yè)課程強(qiáng)調(diào)的基本都是專業(yè)方面的問題。而實(shí)際用來進(jìn)行教學(xué)、組織和應(yīng)用的工具卻是數(shù)學(xué)模型。但不幸的是,專業(yè)教師很少花時(shí)間來講授不涉及專業(yè)方面的建模過程本身。所以將數(shù)學(xué)建模的思想和方法融入大學(xué)主干數(shù)學(xué)課程教學(xué)中是具有現(xiàn)實(shí)的必要性。
2.當(dāng)前數(shù)學(xué)教學(xué)的問題。傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)教學(xué)和考試可以很好地檢查學(xué)生對所學(xué)數(shù)學(xué)知識的概念、定理和方法等的掌握情況,但缺乏對學(xué)生的應(yīng)用數(shù)學(xué)的能力和創(chuàng)新能力進(jìn)行考察。因此,在大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)和考試中融入數(shù)學(xué)建模思想和方法非常必要。傳統(tǒng)的大學(xué)數(shù)學(xué)教育已不能有效地激發(fā)廣大學(xué)生的求知欲和激情,不能有效地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。在現(xiàn)實(shí)的大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)活動中,學(xué)生常常陷入前所未有的困惑之中,投入大量的精力,做了大量的習(xí)題,卻絲毫感受不到“數(shù)學(xué)”有何作用,老師也拿不出鮮活的例子來使學(xué)生信服數(shù)學(xué)的用處。一大半學(xué)生認(rèn)為大學(xué)數(shù)學(xué)的教學(xué)內(nèi)容是沒意義的,并且認(rèn)為無意義的最大原因是和實(shí)際沒有聯(lián)系,學(xué)生最常問老師的問題就是“高等數(shù)學(xué)有什么用?”“線性代數(shù)有什么用?”等問題。
二、數(shù)學(xué)建模思想融入大學(xué)數(shù)學(xué)的教學(xué)中的具體措施
在大學(xué)數(shù)學(xué)的教學(xué)中融入數(shù)學(xué)建模思想主要是要讓學(xué)生明白大學(xué)教育進(jìn)程安排的合理性,以及數(shù)學(xué)的重要性和廣泛應(yīng)用性。但還是必須明確要以數(shù)學(xué)主干課程為主,建模思想培養(yǎng)為輔的指導(dǎo)思想,最主要的目的還是促進(jìn)學(xué)生更好地學(xué)習(xí)和掌握大學(xué)數(shù)學(xué)主要內(nèi)容、思想和方法。要建立一套恰當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)建模思想融入大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的具體措施。首先必須弄清楚數(shù)學(xué)建模的具體過程以及我們大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的內(nèi)容和思想。數(shù)學(xué)建模過程一般分為下面幾步:①對實(shí)際問題進(jìn)行觀察、分析,進(jìn)行必要的抽象、簡化(抓住要點(diǎn)),確定模型建立中的變量和參數(shù);②根據(jù)已知的各學(xué)科中的定律,甚至是經(jīng)驗(yàn)等建立變量和參數(shù)之間的數(shù)學(xué)關(guān)系,這實(shí)際上就得到了明確的數(shù)學(xué)問題;③求解該數(shù)學(xué)問題。大部分情況是沒有辦法得到解析解,而只能得到近似解。這往往涉及復(fù)雜的數(shù)學(xué)思想、理論和方法,以及近似方法和算法;④得到的數(shù)學(xué)結(jié)果是否能解釋或預(yù)測實(shí)際問題中出現(xiàn)的現(xiàn)象,或用歷史數(shù)據(jù)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)或現(xiàn)場測試數(shù)據(jù)等來驗(yàn)證模型是否恰當(dāng);如果模型是恰當(dāng)?shù)?,那么就可以試用;如果是否定的,那就要進(jìn)行仔細(xì)分析,重復(fù)上述建模過程,不斷調(diào)整、最終得到恰當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)模型。大學(xué)數(shù)學(xué)的特點(diǎn)是的抽象的思想、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬐评砗蛷V泛的應(yīng)用,也正是由于它的抽象和嚴(yán)謹(jǐn),使得其成為我們將其他學(xué)科量化的一個(gè)有效的工具。它與許多其他學(xué)科的本質(zhì)區(qū)別在于它抽象地反映了現(xiàn)實(shí)世界里各種對象及其變化在數(shù)量方面的一般規(guī)律,它能夠把一個(gè)學(xué)科的思想經(jīng)過抽象、推理和提煉得到的結(jié)果用到別的學(xué)科,從而具有廣泛的應(yīng)用性。將數(shù)學(xué)建模思想融入大學(xué)數(shù)學(xué)的教學(xué)的具體方法。
1.具體的切入點(diǎn)。①經(jīng)驗(yàn)建模——在所收集數(shù)據(jù)中提煉事物發(fā)展的趨勢;②講授一些實(shí)際問題及相關(guān)數(shù)學(xué)模型:人口模型、管理模型、抵押貸款模型、傳染病模型、減肥模型等等。在現(xiàn)有教材中已經(jīng)講解了所涉及的數(shù)學(xué)內(nèi)容,但如果從分析具體問題到建立數(shù)學(xué)建模的過程來學(xué)習(xí)的話,不僅能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性,而且還能使其能在學(xué)、做而后知不足,從而誘導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)。
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