數(shù)學(xué)建模的總結(jié)范文
時(shí)間:2024-01-03 18:11:07
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篇1
一、改革高中數(shù)學(xué)課堂教學(xué)模式就是尋求與新課標(biāo)理念相適應(yīng)的課堂教學(xué)載體
數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)指出:“把課堂主動(dòng)權(quán)交還給學(xué)生!讓學(xué)生在自主、合作、探究中學(xué)習(xí)。”這是新課標(biāo)課堂教學(xué)的主攻方向。這就要求教師不僅要教會(huì)學(xué)生知識(shí),更重要的是要引導(dǎo)他們自主學(xué)習(xí)。課堂上教師務(wù)必要選擇那西能夠能使學(xué)生在獲取知識(shí)、培養(yǎng)能力、發(fā)展智力的同時(shí),促使學(xué)生學(xué)習(xí)策略的形成與發(fā)現(xiàn)的方法形成。因此我們?cè)诮虒W(xué)中要重視處理好“主導(dǎo)”與“主體”的關(guān)系,抑制教師的自我中心意識(shí),控制教師課堂講授的時(shí)間,充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用,把教學(xué)過(guò)程變成在教師指導(dǎo)下讓學(xué)生自學(xué)為主的學(xué)習(xí)過(guò)程。放手讓學(xué)生自主地去嘗試、探究、歸納、總結(jié),自己去發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,找出解決問(wèn)題的途徑和方法。教師則著重在“導(dǎo)”字上下功夫:在連接處導(dǎo),在關(guān)鍵處導(dǎo),在疑惑處導(dǎo),在求導(dǎo)處導(dǎo)。充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用,培養(yǎng)自主探究的精神,在激活思維的深度上下功夫,在調(diào)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的廣度上下功夫,使每一個(gè)學(xué)生都積極地參與到知識(shí)的形成過(guò)程中去探究發(fā)現(xiàn)、在過(guò)程中體驗(yàn)成功的樂(lè)趣與失敗的反思。努力營(yíng)造師生共同合作探究知識(shí)的過(guò)程。
多讓空間給學(xué)生去思考的理念指導(dǎo)下吧一堂課的時(shí)間原則上按3∶1∶1分配。內(nèi)容按學(xué)生自主研究基礎(chǔ)素材――問(wèn)題引導(dǎo)生生合作――通過(guò)師生共同合作進(jìn)行探究以形成共識(shí)進(jìn)行安排。這種模式由始至終貫穿的一條主線是學(xué)生自主意識(shí)的培養(yǎng)與自學(xué)能力的鍛煉。布魯納認(rèn)為:探索是數(shù)學(xué)教學(xué)的生命線。倡導(dǎo)積極主動(dòng)、勇于探索的學(xué)習(xí)方式,力求通過(guò)各種不同形式的自主學(xué)習(xí)和探究活動(dòng),讓學(xué)生體驗(yàn)數(shù)學(xué)發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造的歷程,這是高中《新課程標(biāo)準(zhǔn)》提出的重要理念之一。學(xué)生既是教育對(duì)象,又是學(xué)習(xí)、認(rèn)識(shí)和發(fā)展主體,一切教育的影響作為外部客觀的東西,只有通過(guò)學(xué)生主體活動(dòng)才內(nèi)化為主體的素質(zhì)。因此數(shù)學(xué)教學(xué)應(yīng)發(fā)揚(yáng)教學(xué)民主,積極創(chuàng)設(shè)“活”的課堂氛圍,要讓學(xué)生“動(dòng)”起來(lái),讓學(xué)生在“動(dòng)”中去思維、去體驗(yàn),在“動(dòng)”中獲真知。由此看來(lái)調(diào)動(dòng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)時(shí)老師要立體化多方位去思考教學(xué)設(shè)計(jì)。選擇較為開放的問(wèn)題讓學(xué)生自己去選擇解決問(wèn)題的方案。
二、對(duì)改革數(shù)學(xué)課堂教學(xué)模式中學(xué)生自主學(xué)習(xí)的再認(rèn)識(shí)
自主學(xué)習(xí)絕對(duì)不是放任自流,不是一種沒(méi)有教師的學(xué)習(xí)。自主學(xué)習(xí)只是對(duì)教師與學(xué)生的作用有了新的定位,教師在幫助學(xué)生走向自主學(xué)習(xí)的過(guò)程中起著非常重要的導(dǎo)向作用。教師只有通過(guò)有效的方法對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)行有效的監(jiān)控,才能逐步培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。
參自主學(xué)習(xí)是就學(xué)習(xí)過(guò)程的內(nèi)在品質(zhì)而言的,它相對(duì)的是被動(dòng)學(xué)習(xí)、機(jī)械學(xué)習(xí)和他主的學(xué)習(xí);合作學(xué)習(xí)相對(duì)的是個(gè)體的學(xué)習(xí)、獨(dú)自的學(xué)習(xí),是一種學(xué)習(xí)的組織形式;探究學(xué)習(xí)是就學(xué)生獲取知識(shí)的過(guò)程而言的,它相對(duì)的是接受學(xué)習(xí)。
“紙上得來(lái)終覺(jué)淺,絕知此事要躬行”概念的表象是多方面的、能否要讓學(xué)生在建構(gòu)過(guò)程中對(duì)知識(shí)有一個(gè)發(fā)現(xiàn)的過(guò)程、并且在這個(gè)過(guò)程中去體會(huì)方法、形成認(rèn)知技能、這一點(diǎn)非常重要。它不僅是新課程理念所倡導(dǎo)的、而且是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的必由之路。
高品質(zhì)的合作學(xué)習(xí)與探究學(xué)習(xí)一定是自主學(xué)習(xí)。并不是所有的學(xué)習(xí)領(lǐng)域與學(xué)習(xí)主題都要通過(guò)合作學(xué)習(xí)與探究學(xué)習(xí)
三、新課改數(shù)學(xué)課堂教學(xué)模式中師生雙邊活動(dòng)應(yīng)注意的事項(xiàng)
教學(xué)過(guò)程是師生雙邊活動(dòng)的過(guò)程,學(xué)生的主體性并不妨礙老師的主導(dǎo)作用,學(xué)生做和用都是在老師的引導(dǎo)下進(jìn)行的,課堂教學(xué)是教育、教學(xué)的主渠道,教師應(yīng)該鼓勵(lì)學(xué)生在課堂上大膽想,大膽實(shí)踐,大膽交流,鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)表不同意見(jiàn),營(yíng)造一個(gè)思維活躍,氣氛民主,秩序井然,緊張愉快的教學(xué)環(huán)境。在高中數(shù)學(xué)課堂中,讓學(xué)生“動(dòng)”起來(lái),符合新課改的理念,符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。我們?cè)诮虒W(xué)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn),讓學(xué)生在數(shù)學(xué)課堂中充分“動(dòng)”起來(lái)應(yīng)注意以下幾個(gè)問(wèn)題:
1.必須有一個(gè)和諧、民主的課堂氛圍。這有賴于教師的人格魅力,如豐富的教學(xué)功底、面帶微笑、和藹可親、語(yǔ)言藝術(shù)等;還有賴于有效的問(wèn)題情境引入,激起學(xué)生的興趣、樂(lè)于思考。
2.應(yīng)該是一個(gè)互動(dòng)型的課堂,有學(xué)生感興趣樂(lè)參與的活動(dòng)(包括思維活動(dòng))。要提高學(xué)生參與課堂的效率,學(xué)生參與課堂的形式要避免單調(diào)死板,應(yīng)多樣化??梢允莻€(gè)體自學(xué)、小組學(xué)習(xí)、全班學(xué)生優(yōu)化組合相結(jié)合,還可以讓學(xué)生眼、口、手、耳等多種感官參與活動(dòng)。要非常重視各教學(xué)環(huán)節(jié)的精心設(shè)計(jì),要讓學(xué)生自然地動(dòng)起來(lái)。
3.應(yīng)該是一個(gè)以學(xué)習(xí)能力培養(yǎng)為主,基礎(chǔ)知識(shí)習(xí)得為載體的課堂。新課程標(biāo)準(zhǔn)要求教師“目中有人”,把自己視為教學(xué)的指導(dǎo)者、促進(jìn)者和幫助者,學(xué)生是課堂的主人。應(yīng)“帶著學(xué)生走向知識(shí)”,而不是“帶著知識(shí)走向?qū)W生”,突出學(xué)生的主體地位。
4.處理好兩個(gè)關(guān)系:①教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生實(shí)際的關(guān)系,一般選擇的問(wèn)題應(yīng)是學(xué)生跳一跳摘得到的;②教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法的關(guān)系,教師在教學(xué)中應(yīng)根據(jù)課堂教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生實(shí)際去嘗試運(yùn)用恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)形式,可以通過(guò)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、合作交流、探索研究等多種形式。
篇2
關(guān)鍵詞:數(shù)學(xué)建模;教學(xué)模式;實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)
當(dāng)前,大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽、數(shù)學(xué)建模課型,數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課為主要內(nèi)容的數(shù)學(xué)建模活動(dòng)在全國(guó)各高等院校廣泛地開展。數(shù)學(xué)建?;顒?dòng)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生觀察力、想象力、邏輯思維能力以及分析、解決實(shí)際問(wèn)題的能力起到了很大的作用。我校是國(guó)家教育部1999年批準(zhǔn)的地方性本科院校,以培養(yǎng)本科師范和非師范應(yīng)用型人才為主要對(duì)象。從2001年起我校開始組對(duì)參加全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽,6年來(lái)共計(jì)獲全國(guó)一等獎(jiǎng)5項(xiàng),一等獎(jiǎng)3項(xiàng),省一等獎(jiǎng)8項(xiàng),省二等獎(jiǎng)8項(xiàng),省三等獎(jiǎng)8項(xiàng),而且每年的成績(jī)呈上升趨勢(shì),學(xué)校以培養(yǎng)實(shí)用型,復(fù)合型,具有地方高校特色人才為主要目標(biāo),以數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽為突破口,對(duì)地方高校數(shù)學(xué)建模的教學(xué)模式進(jìn)行了實(shí)踐,經(jīng)驗(yàn)總結(jié),取得了良好的效果。
1、組建“數(shù)學(xué)研究會(huì)”
為了更好地組織和調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)建模的熱情,使數(shù)學(xué)建模深入普及開展,2000年9月我們組建了“黃岡師范學(xué)院數(shù)學(xué)研究會(huì)”這一學(xué)生社團(tuán)組織,它制定有嚴(yán)格的組織機(jī)構(gòu)、協(xié)會(huì)章程、“老帶新”活動(dòng)計(jì)劃,授課安排等,以此有計(jì)劃,有步驟地進(jìn)行數(shù)學(xué)建模活動(dòng)的普及工作和參賽隊(duì)員的初級(jí)培訓(xùn)。數(shù)學(xué)研究會(huì)于每年的9月招收新會(huì)員,通過(guò)建模專題系列講座、上機(jī)輔導(dǎo)、模擬聯(lián)系、交流經(jīng)驗(yàn)等方式進(jìn)行活動(dòng)?;顒?dòng)按不同年級(jí)和專業(yè)組班。初級(jí)班主要講授數(shù)學(xué)建模基礎(chǔ)知識(shí)、初等模型等,通過(guò)簡(jiǎn)單的實(shí)際問(wèn)題建模示例,激起學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)建模的興趣和熱情,讓他們深刻體會(huì)到數(shù)學(xué)很有用處。高級(jí)班講授的內(nèi)容是:歷屆全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽中的較簡(jiǎn)單的題目以及Maple,Matlab數(shù)學(xué)軟件的學(xué)習(xí)。這一社團(tuán)是我校科技含量高的學(xué)生社團(tuán)組織。
2、選好參賽隊(duì)員,規(guī)范管理,全面計(jì)劃,加強(qiáng)數(shù)學(xué)建模各方面的工作
參賽隊(duì)員的選拔主要經(jīng)過(guò)四個(gè)環(huán)節(jié):
1)學(xué)生自愿報(bào)名;
2)征求學(xué)生所在系的意見(jiàn),了解學(xué)生的綜合成績(jī);
3)有關(guān)認(rèn)課教師的推薦,主要考慮學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ),計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力
4)校內(nèi)數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽選拔,以觀察學(xué)生的建模水平和潛力。
經(jīng)過(guò)這樣的選拔,既保證了參賽隊(duì)員有足夠的精力投入數(shù)學(xué)建模活動(dòng),也保證了參賽隊(duì)有一定的基礎(chǔ)。我們采取混合、交叉的形式進(jìn)行分組編隊(duì),即數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)、信息、物理、電子等專業(yè)交叉搭配,擅長(zhǎng)數(shù)學(xué)理論、計(jì)算機(jī)應(yīng)用、文字表達(dá)以及文字錄入的各類學(xué)生交叉搭配等,這樣能更好地使每個(gè)參賽對(duì)隊(duì)員間取長(zhǎng)補(bǔ)短、相互配合、團(tuán)結(jié)協(xié)作地完成培訓(xùn)、參賽任務(wù)。
誠(chéng)然,數(shù)學(xué)建模工作是一項(xiàng)系統(tǒng)工作,涉及到學(xué)校的諸多部門。學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)對(duì)數(shù)學(xué)建?;顒?dòng)給予高度重視,配有“數(shù)學(xué)建模實(shí)驗(yàn)室、活動(dòng)室”,每年撥出數(shù)學(xué)建模??钜灾С?jǐn)?shù)學(xué)建?;顒?dòng)。
我校每年都制定數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽培訓(xùn)、參賽計(jì)劃。近幾年來(lái)我們對(duì)培訓(xùn)的內(nèi)容和步驟進(jìn)行了認(rèn)真的探索,初步形成了我校特色的數(shù)學(xué)建模培訓(xùn)模式:前一年10月至當(dāng)年8月的建模競(jìng)賽初級(jí)培訓(xùn)、暑假?gòu)?qiáng)化集訓(xùn)和賽前訓(xùn)練。而建模競(jìng)賽初級(jí)培訓(xùn)分兩個(gè)方面進(jìn)行:一是通過(guò)開設(shè)《數(shù)學(xué)模型》專業(yè)課和公選課來(lái)進(jìn)行培訓(xùn),二是利用“數(shù)學(xué)研究會(huì)”,在老師的指導(dǎo)下,通過(guò)同學(xué)教同學(xué)、老隊(duì)員教新隊(duì)員的方式進(jìn)行全校數(shù)學(xué)建模活動(dòng)的普及工作和參賽隊(duì)員的初級(jí)培訓(xùn);暑假?gòu)?qiáng)化集訓(xùn)約20天,主要內(nèi)容為:數(shù)學(xué)建模的常用方法詳解(如:圖論、模糊數(shù)學(xué)等)、歷屆賽題分析與論文寫作、Maple,Matlab數(shù)學(xué)軟件的使用、模擬練習(xí)等;賽前訓(xùn)練在8月25日左右至參賽前,一般利用開學(xué)前幾天和開學(xué)后的雙休日進(jìn)行。
3、提高教師的科研水平,培養(yǎng)學(xué)生初步科研能力
學(xué)校每年都派出教師參加數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽教練員的培訓(xùn)、數(shù)學(xué)建模學(xué)術(shù)會(huì)議;鼓勵(lì)教師積極參加與數(shù)學(xué)建模有關(guān)的自然科學(xué)研究項(xiàng)目的活動(dòng);每年聘請(qǐng)專家為年輕教師和學(xué)生作數(shù)學(xué)建模專題講座,以此活動(dòng)增強(qiáng)數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)、物理等專業(yè)的教師的應(yīng)用意識(shí),有些數(shù)學(xué)教師能在專業(yè)課教學(xué)中滲透數(shù)學(xué)建模的思想,把數(shù)學(xué)建模切入到《高等數(shù)學(xué)》的教學(xué)中,取得了很好的效果。數(shù)學(xué)已經(jīng)不再是抽象的理論,其應(yīng)用已經(jīng)深入到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)技術(shù)和生活的各個(gè)方面。許多自然科學(xué)的理論研究實(shí)際上可歸結(jié)為數(shù)學(xué)研究,就是對(duì)數(shù)學(xué)理論和數(shù)學(xué)建模的探討。我校數(shù)學(xué)建模指導(dǎo)教師積極參與科研課題研究,取得了一序列的科研成果。近年來(lái),在《數(shù)學(xué)的實(shí)踐與認(rèn)識(shí)》,《系統(tǒng)工程與電子技術(shù)》,《統(tǒng)計(jì)與決策》,《Information Sciences》,《J.Math.Anal.Appl》等學(xué)術(shù)刊物上20余篇。
篇3
【關(guān)鍵詞】數(shù)學(xué)建模;高中;作用;意義;研究
一、數(shù)學(xué)建模概述
數(shù)學(xué)建模的概念就是通過(guò)建立數(shù)學(xué)模型對(duì)遇到的實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行近似轉(zhuǎn)化的方法,主要的表現(xiàn)形式是象形符號(hào)與數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu),可以將抽象、難以理解的數(shù)學(xué)問(wèn)題直觀地表達(dá)出來(lái),有利于數(shù)學(xué)難題的解決.隨著我國(guó)的高中數(shù)學(xué)教育的不斷改革與深化,將科技理念融入高中教學(xué)中勢(shì)在必行.近年來(lái),國(guó)家越來(lái)越重視對(duì)高等人才的培養(yǎng),而理論與實(shí)踐相結(jié)合是高中學(xué)生素質(zhì)培養(yǎng)的關(guān)鍵.數(shù)學(xué)建模作為一種科學(xué)的思維方式,將數(shù)學(xué)模型運(yùn)用于高中數(shù)學(xué)教育中,有利于鍛煉學(xué)生的實(shí)踐能力,對(duì)學(xué)生智力與興趣的開發(fā)具有很大的作用.
二、數(shù)學(xué)建模的作用與意義
(一)促進(jìn)教學(xué)理念的轉(zhuǎn)變
當(dāng)今高科技與計(jì)算機(jī)技術(shù)日新月異,高新技術(shù)的發(fā)展離不開數(shù)學(xué)科學(xué)的支持,而工程技術(shù)的創(chuàng)新與突破要靠良好的數(shù)學(xué)素養(yǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn),高中數(shù)學(xué)教育成為培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)的陣地,如何讓學(xué)生學(xué)會(huì)用數(shù)學(xué)的知識(shí)與方法去處理實(shí)際問(wèn)題成為高中數(shù)學(xué)的重點(diǎn).在這種背景下,數(shù)學(xué)建模活動(dòng)應(yīng)運(yùn)而生,有利于促進(jìn)教學(xué)理念的轉(zhuǎn)變,激勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的積極性,拓寬學(xué)生的知識(shí)面,推動(dòng)了數(shù)學(xué)教學(xué)體系與內(nèi)容的改革.
(二)豐富知識(shí)結(jié)構(gòu)與教學(xué)模式
為了適應(yīng)高中教育的科學(xué)發(fā)展,數(shù)學(xué)建模作為新的數(shù)學(xué)思維被引入教學(xué)中,具有指導(dǎo)意義與現(xiàn)實(shí)意義.在現(xiàn)代教學(xué)理念的指導(dǎo)下,教師紛紛實(shí)現(xiàn)教學(xué)方式的創(chuàng)新,引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)并積極解決實(shí)際問(wèn)題,改變了以往高中教學(xué)中學(xué)生單一的知識(shí)結(jié)構(gòu),讓學(xué)生在掌握理念與公式的同時(shí),拓展對(duì)相關(guān)知識(shí)與技能的學(xué)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維方式,對(duì)知識(shí)進(jìn)行有邏輯的歸納、總結(jié)與運(yùn)用,不僅豐富了知識(shí)結(jié)構(gòu),還能提高學(xué)生建立數(shù)學(xué)模型和運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)解決實(shí)際問(wèn)題的綜合能力.
(三)促進(jìn)教師教學(xué)水平的提高
為了達(dá)到高中數(shù)學(xué)教學(xué)的效果,教師們逐漸學(xué)習(xí)并掌握了計(jì)算機(jī)輔助教學(xué),借助多媒體與信息技術(shù)的發(fā)展,把數(shù)學(xué)建模作為教學(xué)的切入點(diǎn),運(yùn)用科學(xué)的思維方式引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行研究實(shí)踐.為了更加全面地掌握科學(xué)知識(shí)與數(shù)學(xué)建模,教師務(wù)必豐富自己的知識(shí)領(lǐng)域與結(jié)構(gòu),對(duì)數(shù)學(xué)教學(xué)進(jìn)行重新認(rèn)識(shí)與實(shí)踐創(chuàng)新,研究如何通過(guò)建模發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造性與發(fā)散性思維,真正發(fā)揮數(shù)學(xué)建模的積極作用,提高學(xué)生解決問(wèn)題的綜合能力.因此,高中數(shù)學(xué)建模的_展有利于促進(jìn)教師教學(xué)水平的不斷提高,有利于進(jìn)一步提高教學(xué)質(zhì)量與效果.
(四)促進(jìn)學(xué)生綜合素質(zhì)的提高
1.提高解決實(shí)際問(wèn)題的能力
高中數(shù)學(xué)建模的求解一般需要借助計(jì)算機(jī),這可以培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算機(jī)編程能力,提高學(xué)生的軟件自學(xué)能力;數(shù)學(xué)建模經(jīng)常借助到科研論文來(lái)展示成果,有利于提高學(xué)生論文寫作和表述的能力;隨著科學(xué)技術(shù)日新月異的發(fā)展,新技術(shù)不斷涌現(xiàn),學(xué)生僅靠在校期間學(xué)到的知識(shí)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足解決實(shí)際問(wèn)題的需要,需要查閱資料并使用文獻(xiàn),因此,數(shù)學(xué)建??梢耘囵B(yǎng)學(xué)生的查閱并使用文獻(xiàn)資料的能力,充分鍛煉了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、洞察力,提高其解決問(wèn)題的綜合能力.日常生活中的問(wèn)題與數(shù)學(xué)建模息息相關(guān),可以讓學(xué)生養(yǎng)成積極主動(dòng)發(fā)掘生活中的問(wèn)題并從不同角度解決的能力,有利于加深學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)點(diǎn)的鞏固,養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)創(chuàng)新的數(shù)學(xué)思維,提高學(xué)生分析與解決生活中實(shí)際問(wèn)題的能力.
2.提高團(tuán)隊(duì)合作與方案優(yōu)化能力
很多高中為了培養(yǎng)學(xué)生全面的能力和素質(zhì),積極組織相關(guān)活動(dòng).如,組織數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽活動(dòng),以競(jìng)賽的方式促進(jìn)學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)建模的認(rèn)識(shí)與運(yùn)用,在數(shù)學(xué)建模的競(jìng)賽與教學(xué)中,學(xué)生的挑戰(zhàn)與吃苦的精神也得到了鍛煉,促進(jìn)了學(xué)生團(tuán)結(jié)合作、互相幫助的集體精神與品質(zhì).學(xué)生們?cè)跀?shù)學(xué)建?;顒?dòng)中收獲了合作與交流的愉快體驗(yàn),有助于培養(yǎng)學(xué)生密切合作、集思廣益、取長(zhǎng)補(bǔ)短的團(tuán)隊(duì)精神,使其善于傾聽(tīng)別人的意見(jiàn),不斷進(jìn)行對(duì)問(wèn)題的思考與方法的挑戰(zhàn),從而總結(jié)出最優(yōu)的方案,達(dá)到方案的優(yōu)化與調(diào)整.
3.培養(yǎng)全面的思維能力與興趣
傳統(tǒng)高中教學(xué)方式比較死板,主要以傳授理論知識(shí)為主,而高中數(shù)學(xué)實(shí)踐問(wèn)題一般沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)答案和固定模式,學(xué)生可以通過(guò)建立模型、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、小組合作等模式進(jìn)行數(shù)學(xué)問(wèn)題的解決,這時(shí)需要充分發(fā)揮他們的創(chuàng)造力,激發(fā)了學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的熱情.通過(guò)數(shù)學(xué)建模,學(xué)生從大量的文獻(xiàn)資料中提取有用的思想和有效的方法,從不同的問(wèn)題中窺視出本質(zhì),有利于快速地提高他們的想象力、創(chuàng)造力、洞察力以及論證運(yùn)算能力,使學(xué)生在思維邏輯上得到了強(qiáng)化,并且養(yǎng)成獨(dú)立思維與探索的精神.
三、結(jié)語(yǔ)
高中建模為解決大量復(fù)雜的數(shù)學(xué)難題提供了很好的研究方法與手段,我國(guó)教育部門對(duì)高中數(shù)學(xué)教材中的數(shù)學(xué)建模做出了具體規(guī)定與要求,通過(guò)對(duì)高中知識(shí)理論與數(shù)學(xué)模型的結(jié)合,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力與解決問(wèn)題的能力.數(shù)學(xué)建模將數(shù)學(xué)與實(shí)際生活聯(lián)系起來(lái),我們應(yīng)重視建模教學(xué)在高中數(shù)學(xué)中的地位與影響,不斷探索、學(xué)習(xí),強(qiáng)化學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的理解與應(yīng)用,全面提高學(xué)生的綜合能力.
【參考文獻(xiàn)】
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篇4
數(shù)學(xué)建模是將理論與實(shí)踐進(jìn)行結(jié)合的過(guò)程,這個(gè)過(guò)程主要分為五個(gè)步驟:一是整理分析,教師要對(duì)需要解決的問(wèn)題進(jìn)行系統(tǒng)的分析、整理,確定問(wèn)題中的變量或者參數(shù)等;二是建立模型,教師要通過(guò)數(shù)量之間的關(guān)系建立起數(shù)學(xué)關(guān)系,即數(shù)學(xué)模型;三是模型求解,要通過(guò)運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)和數(shù)學(xué)解題思路對(duì)所建模型進(jìn)行求解,一旦出現(xiàn)求解過(guò)程復(fù)雜的情況,要考慮重新建模;四是應(yīng)用檢驗(yàn),將所得的解進(jìn)行檢驗(yàn),如果所得的解不正確,要修改數(shù)學(xué)模型或重新建模;五是總結(jié)環(huán)節(jié),就是要將數(shù)學(xué)模型建立、求解、檢驗(yàn)的過(guò)程進(jìn)行詳細(xì)闡述。在整個(gè)過(guò)程中,建立模型和應(yīng)用檢驗(yàn)是其中最重要的兩個(gè)環(huán)節(jié),尤其是建模環(huán)節(jié),如果建模不恰當(dāng),求解、應(yīng)用檢驗(yàn)都會(huì)受到影響,無(wú)法得到正確的結(jié)論。數(shù)學(xué)建模教學(xué)的目的是解決生活中的實(shí)際問(wèn)題,教師要引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)發(fā)現(xiàn),積極構(gòu)建數(shù)學(xué)模型、完成模型總結(jié),一旦學(xué)生形成習(xí)慣,他們的思維就會(huì)變得更加開闊、靈活,能夠更積極地進(jìn)行探索,更好地解決數(shù)學(xué)問(wèn)題。在數(shù)學(xué)建模的教學(xué)過(guò)程中,要遵循以下幾個(gè)原則:
1.目的明確。
建模教學(xué)要設(shè)定明確的目的,教師要通過(guò)建模教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的生活實(shí)踐能力,要拓展學(xué)生的思維,促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。
2.因材施教。
在實(shí)際的教學(xué)過(guò)程中,教師要根據(jù)學(xué)生所處的環(huán)境采取不同的教學(xué)方式,建立與學(xué)生生活實(shí)際貼近的數(shù)學(xué)模型,讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到數(shù)學(xué)的應(yīng)用價(jià)值;除此之外,教師也要結(jié)合學(xué)生所處的年級(jí)以及個(gè)人知識(shí)儲(chǔ)備、性格特點(diǎn)等進(jìn)行數(shù)學(xué)建模教育,這樣學(xué)生才能真正有所收獲。
3.難度適中。
在進(jìn)行數(shù)學(xué)建模的教學(xué)過(guò)程中,教師要掌握適當(dāng)?shù)碾y度,要激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,要與生活密切相關(guān),不能讓學(xué)生覺(jué)得太容易而失去興趣,也不能讓學(xué)生覺(jué)得太難,學(xué)習(xí)起來(lái)吃力。
4.探索合作。
數(shù)學(xué)建模教學(xué)要改善傳統(tǒng)的教學(xué)方式,要引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)探索、積極參與教學(xué)活動(dòng),同時(shí)還要通過(guò)小組學(xué)習(xí)讓學(xué)生學(xué)會(huì)合作和分享。5.創(chuàng)新原則。中學(xué)數(shù)學(xué)建模教學(xué)的一個(gè)重要任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力,因此,教師要堅(jiān)持促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)造性思維和創(chuàng)新意識(shí)的提升,還要?jiǎng)?chuàng)造性地改善建模設(shè)計(jì),讓學(xué)生重視數(shù)學(xué)建模的重要性,從而更積極地研究模型、解決問(wèn)題。
三、初中數(shù)學(xué)建模教學(xué)的有效策略
初中數(shù)學(xué)建模教育要以培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用意識(shí)為主要任務(wù),教師要將這一主要任務(wù)貫穿到教學(xué)過(guò)程中,讓學(xué)生通過(guò)建模教學(xué)學(xué)會(huì)用數(shù)學(xué)思維和書寫方法解決問(wèn)題:
1.深入挖掘教材內(nèi)容,模擬建模問(wèn)題
初中數(shù)學(xué)教材為學(xué)生提供了豐富的應(yīng)用題型,教師可以充分挖掘教材中的題目,變換題設(shè)或者結(jié)論,模擬不同的數(shù)學(xué)建模問(wèn)題;針對(duì)教材中的純理論問(wèn)題,教師可以結(jié)合現(xiàn)實(shí)問(wèn)題,將純數(shù)學(xué)問(wèn)題轉(zhuǎn)化為應(yīng)用題型再進(jìn)行建模。通過(guò)這兩種方式的轉(zhuǎn)換開展教學(xué)活動(dòng),培養(yǎng)建立數(shù)學(xué)模型的思維。比如:將一條20cm的鐵絲截成兩段,并做成兩個(gè)正方形,請(qǐng)問(wèn)如何能使兩個(gè)正方形的面積等于17cm2?教師可以修改提問(wèn)方式,問(wèn)兩個(gè)正方形的面積可不可能等于10cm2?引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主探索。
2.搜集生活數(shù)學(xué)問(wèn)題,強(qiáng)化建模意識(shí)
在現(xiàn)實(shí)生活中有很多問(wèn)題可以通過(guò)數(shù)學(xué)建模的形式進(jìn)行解決,比如打折銷售、儲(chǔ)蓄利息、工程問(wèn)題等等都可以通過(guò)建立方程模型的方式進(jìn)行解決。教師也要引導(dǎo)學(xué)生搜集生活中的數(shù)學(xué)問(wèn)題,選取適當(dāng)?shù)乃夭?,融入?shù)學(xué)模型中,運(yùn)用數(shù)學(xué)方法和數(shù)學(xué)知識(shí)解決問(wèn)題。例如,學(xué)習(xí)了銷售問(wèn)題,教師可以引導(dǎo)學(xué)生計(jì)算如何最大限度地獲利;學(xué)習(xí)了利息問(wèn)題,學(xué)生可以按利率計(jì)算不同存儲(chǔ)期限內(nèi)的利息收入;學(xué)習(xí)了距離問(wèn)題,可以估算一下如何在三個(gè)或四個(gè)點(diǎn)之間建水庫(kù)、發(fā)電廠等等。這些問(wèn)題都需要學(xué)生將數(shù)學(xué)理論與實(shí)際生活結(jié)合起來(lái),這樣不僅可以激發(fā)學(xué)生的興趣,同時(shí)也就進(jìn)一步提高了學(xué)生的思維能力。
3.積極參加社會(huì)實(shí)踐,提升建模能力
數(shù)學(xué)建模教學(xué)不能僅僅局限在課堂教學(xué)中,還應(yīng)該積極參與到課外實(shí)踐活動(dòng)中,讓學(xué)生在課外提升建模能力。比如可以成立興趣活動(dòng)小組,進(jìn)行不同主題的研究、探討;比如讓學(xué)生親自測(cè)量從家到學(xué)校的距離,測(cè)量建筑物的高度;計(jì)算一定量的汽油可以行使的里程數(shù)以及一定里程數(shù)消耗的油量。教師可以帶領(lǐng)學(xué)生觀察高峰時(shí)路段車流量的變化,可以帶學(xué)生到農(nóng)場(chǎng)進(jìn)行摘水果,測(cè)算男女生摘水果的平均速度等。教師要鼓勵(lì)學(xué)生自己完成,當(dāng)學(xué)生遇到難題時(shí),教師要給予引導(dǎo),幫助學(xué)生解決,那么,學(xué)生在以后面臨同樣的問(wèn)題時(shí)可以更加輕松,才能更好地培養(yǎng)數(shù)學(xué)意識(shí),適應(yīng)用建模解決問(wèn)題,提升建模能力。
4.綜合運(yùn)用各種素材,培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)
篇5
【關(guān)鍵詞】講 評(píng) 課堂教學(xué) 心理特征 提 問(wèn)
對(duì)現(xiàn)實(shí)世界中的實(shí)際問(wèn)題加以提煉,抽象為數(shù)學(xué)模型,求出模型的解,驗(yàn)證模型的合理性,并用該數(shù)學(xué)模型所提供的解答來(lái)解釋現(xiàn)實(shí)問(wèn)題,我們把數(shù)學(xué)知識(shí)的這一應(yīng)用過(guò)程稱為數(shù)學(xué)建模。那么,如何進(jìn)行初中數(shù)學(xué)建模教學(xué)呢?
一、初中數(shù)學(xué)建模教學(xué)的意義
1.改善教師的“教”和學(xué)生的“學(xué)”。教師要建立以人為本的學(xué)生主體觀,要為學(xué)生提供一個(gè)學(xué)數(shù)學(xué)、做數(shù)學(xué)、用數(shù)學(xué)的環(huán)境和動(dòng)腦、動(dòng)手并充分表達(dá)自己的想法的機(jī)會(huì),教學(xué)中注意對(duì)原始問(wèn)題分析、假設(shè)、抽象的數(shù)學(xué)加工過(guò)程;數(shù)學(xué)工具、方法、模型的選擇和分析過(guò)程;模型的求解、驗(yàn)證、再分析、修改假設(shè)、再求解的循環(huán)過(guò)程。教師要為學(xué)生提供充足的自學(xué)實(shí)踐時(shí)間,使學(xué)生在親歷這些過(guò)程中展開思維,收集、處理各種信息,不斷追求新知,發(fā)現(xiàn)、提出、分析并創(chuàng)造性地解決問(wèn)題,數(shù)學(xué)建模學(xué)習(xí)應(yīng)該成為再發(fā)現(xiàn)、再創(chuàng)造的過(guò)程。教學(xué)過(guò)程必須由以教為主轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)為主,要支持學(xué)生大膽提出各種打破常規(guī),超越習(xí)慣的想法,要充分肯定學(xué)生的正確的、獨(dú)特的見(jiàn)解,珍惜學(xué)生的創(chuàng)新成果和失敗價(jià)值,使他們保持敢于作出各種新穎、大膽嘗試的熱情。
2.促進(jìn)理論與實(shí)踐相結(jié)合,培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)的意識(shí)。數(shù)學(xué)建模的過(guò)程,是實(shí)踐――理論――實(shí)踐的過(guò)程,是理論與實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合。強(qiáng)化數(shù)學(xué)建模的教學(xué),不僅能使學(xué)生更好地掌握數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí),學(xué)會(huì)數(shù)學(xué)的思想、方法、語(yǔ)言,也是為了學(xué)生樹立正確的數(shù)學(xué)觀,增強(qiáng)應(yīng)用數(shù)學(xué)的意識(shí),全面認(rèn)識(shí)數(shù)學(xué)與科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)的關(guān)系,提高分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。
二、初中數(shù)學(xué)建模教學(xué)的四條原則
1.教師意識(shí)先行原則。實(shí)際應(yīng)用的數(shù)學(xué)問(wèn)題有時(shí)過(guò)難,不宜作為教學(xué)內(nèi)容;有時(shí)過(guò)易,不被人們重視,而中學(xué)數(shù)學(xué)教科書中“現(xiàn)成”的數(shù)學(xué)建模內(nèi)容又很少,再加上我國(guó)數(shù)學(xué)建模研究起步較晚,數(shù)學(xué)建模的氛圍在初中尚不濃厚,在這種情況下,只有在教學(xué)活動(dòng)中起主導(dǎo)作用的教師首先具有數(shù)學(xué)建模的自覺(jué)意識(shí),要有不達(dá)目的不罷休的,題不驚人誓不休的氣概,才能在教學(xué)過(guò)程中用自己的數(shù)學(xué)建模意識(shí)去熏陶學(xué)生,也才能在看似沒(méi)有數(shù)學(xué)建模內(nèi)容的地方,不滿足于表層的感知,挖掘出訓(xùn)練數(shù)學(xué)建模能力的內(nèi)容,給學(xué)生更多數(shù)學(xué)建模的機(jī)會(huì)。
2.因材施教原則。在中學(xué)教學(xué)建模教學(xué)中因材施教原則可以分為因時(shí)施教、因人施教。這里的“時(shí)”是指學(xué)生所處的不同時(shí)期、不同的年級(jí),因?yàn)閷W(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)是逐步學(xué)得的,人們?cè)诓煌哪昙?jí)所具有的能力、知識(shí)是不相同的。應(yīng)該經(jīng)歷一個(gè)循序漸進(jìn)、逐步提高的過(guò)程,應(yīng)該隨著學(xué)生年齡的增長(zhǎng),逐步提出更高的教學(xué)目標(biāo)。因人施教是指根據(jù)每個(gè)人的原認(rèn)識(shí)結(jié)構(gòu)不同,而以不同的方法施教。
3.授之以漁原則。筆者曾以一道開放題“健力寶易拉罐的尺寸為什么是這樣的?”為例進(jìn)行教學(xué):先讓學(xué)生測(cè)量出瓶裝345ml健力寶易拉罐的高和底面直徑(高約為12.3cm,底面直徑為6.6cm)。然后圍繞廠家為什么采用這樣的尺寸,同學(xué)們展開熱烈的討論。有的同學(xué)從審美角度去考慮(是否滿足“黃金分割率”);有的同學(xué)從經(jīng)濟(jì)效益的角度去考慮(是否用料最省,工時(shí)最?。?;有的同學(xué)從生理學(xué)的角度去考慮(是否手感最好,飲用最方便)……雖然最后沒(méi)有得到一個(gè)一致的、十分完美的結(jié)論,但這節(jié)課對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用能力和發(fā)散性思維能力起著十分重要的作用。
4.課內(nèi)課外相統(tǒng)一原則。和提高學(xué)生其他素質(zhì)一樣,培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)建模能力,也應(yīng)向課堂四十五分鐘要質(zhì)量,數(shù)學(xué)應(yīng)用和數(shù)學(xué)建模應(yīng)與現(xiàn)行數(shù)學(xué)教材有機(jī)結(jié)合,把應(yīng)用和數(shù)學(xué)課內(nèi)知識(shí)的學(xué)習(xí)更好的結(jié)合起來(lái),而不要做成兩套系統(tǒng),這種結(jié)合可以向兩個(gè)方向展開,一是向“源”的方向展開,即教師要引導(dǎo)學(xué)生了解知識(shí)的功能,在實(shí)際生活中的作用,抓住數(shù)學(xué)建模與觀察所得知識(shí)為“切入點(diǎn)”,引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)中用,在用中學(xué)。
三、開展初中數(shù)學(xué)建模教學(xué)的幾點(diǎn)建議
1.打好基礎(chǔ),強(qiáng)化意識(shí)。對(duì)于一個(gè)繁雜的實(shí)際問(wèn)題,要能從中發(fā)現(xiàn)其本質(zhì),建立其數(shù)量關(guān)系,轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問(wèn)題,沒(méi)有扎實(shí)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)、基本技能和數(shù)學(xué)思想方法是不可能的,因此,必須抓數(shù)學(xué)知識(shí)的系統(tǒng)學(xué)習(xí),打好基礎(chǔ)。但是,教學(xué)中要注意從實(shí)際問(wèn)題引入概念和規(guī)律,強(qiáng)化建模意識(shí),用數(shù)學(xué)模型的方法解決實(shí)際問(wèn)題。
2.挖掘教材,強(qiáng)化建模意識(shí)。從廣義講,一切數(shù)學(xué)概念、公式、方程式和算法系統(tǒng)等都是數(shù)學(xué)專家從現(xiàn)實(shí)生活實(shí)踐中總結(jié)出來(lái)的數(shù)學(xué)模型,可以說(shuō),數(shù)學(xué)建模的思想滲透在中小學(xué)數(shù)學(xué)教材中。因此,只要我們深入鉆研教材,挖掘教材所蘊(yùn)涵的應(yīng)用數(shù)學(xué)的知識(shí),并從中總結(jié)提煉,就能找到數(shù)學(xué)建模教學(xué)的素材。
篇6
【關(guān)鍵詞】高職院校;數(shù)學(xué)建模;教學(xué)模式;教學(xué)方法
自1992年第一屆全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽舉辦以來(lái),數(shù)學(xué)建模得到了廣泛的關(guān)注[1]。開設(shè)數(shù)學(xué)建模課和參加數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽活動(dòng),不僅能提高學(xué)生的數(shù)學(xué)素質(zhì)和創(chuàng)新能力,而且能增強(qiáng)學(xué)生分析、解決實(shí)際問(wèn)題的能力,從而提升學(xué)生的綜合素養(yǎng)。
數(shù)學(xué)建模教育作為素質(zhì)教育的一部分,以培養(yǎng)技能型、應(yīng)用型人才為目標(biāo)的高職高專院校,將數(shù)學(xué)建模作為數(shù)學(xué)教學(xué)的重要組成部分,更有其必要性和可行性[2]。正是基于此,國(guó)內(nèi)眾多高職院校都根據(jù)自身特點(diǎn),開展了數(shù)學(xué)建模教學(xué)活動(dòng)。
相對(duì)于本科院校,高職院校數(shù)學(xué)建模課程在教學(xué)對(duì)象、教學(xué)方式和教學(xué)目的上都有所不同。本文從學(xué)校、師資、教材和學(xué)生四個(gè)層面分析了高職院校數(shù)學(xué)建模課程面臨的困難與存在的問(wèn)題,針對(duì)現(xiàn)狀,提出了高職院校開展數(shù)學(xué)建模課程應(yīng)該做到的四個(gè)重視,這對(duì)當(dāng)前的高職院校如何開展數(shù)學(xué)建模課程有一定的理論和實(shí)踐意義。
1.面臨的困難與存在的問(wèn)題
1.1 學(xué)校層面
高職院校對(duì)數(shù)學(xué)建模課程的重視程度不夠。國(guó)內(nèi)數(shù)學(xué)建模課雖然已在部分學(xué)校開展了十多年,但仍為新興課程,很多校領(lǐng)導(dǎo)對(duì)數(shù)學(xué)建模課和數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽知之甚少,或者覺(jué)得其不重要而忽視其對(duì)應(yīng)用學(xué)科的推動(dòng)作用,從而導(dǎo)致開課遲、課時(shí)少、資源(軟硬件)缺乏等,這對(duì)數(shù)學(xué)建模課的正常開展造成了直接影響。
1.2 師資方面
當(dāng)前高職院校師資多為專職教師,本身對(duì)數(shù)學(xué)建模不熟,實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)較為欠缺。首先表現(xiàn)在對(duì)數(shù)學(xué)建模思想不熟悉,數(shù)學(xué)建模要求我們擺脫過(guò)去“定義-定理-證明-推論”這種演繹模式,而是通過(guò)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)來(lái)直觀展現(xiàn)數(shù)學(xué)公式所描述結(jié)果,教學(xué)方式的改變導(dǎo)致教師原來(lái)熟悉教學(xué)要求發(fā)生改變;其次,很多數(shù)學(xué)教師不熟悉各種數(shù)學(xué)軟件,比如LINGO/LINDO、MATLAB、MATHEMATIC等。
學(xué)校原有師資不經(jīng)過(guò)培訓(xùn)或進(jìn)修,提升教學(xué)能力,就很難勝任數(shù)學(xué)建模、數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)等新課程的教學(xué)要求。
1.3 教材方面
相對(duì)針對(duì)本科院校的數(shù)學(xué)建模教材的“百花齊放”局面,市場(chǎng)上適合高職院校學(xué)生數(shù)學(xué)建模的教材卻少得可憐,上課教師難以根據(jù)本校的特點(diǎn)而直接選定合適的教材[3,4]。大多數(shù)院校的數(shù)學(xué)建模教材依然是本科院校的教材,這并不符合高職教學(xué)的實(shí)際與需求,從而存在以下問(wèn)題[5]:(1)內(nèi)容過(guò)于繁雜,理論性較強(qiáng),涉及知識(shí)點(diǎn)多而且深,對(duì)學(xué)生要求過(guò)高,不適合數(shù)學(xué)基礎(chǔ)相對(duì)較差的高職院校學(xué)生,也符合高職院校培養(yǎng)技能型、應(yīng)用型人才的需求;(2)內(nèi)容缺乏趣味性和針對(duì)性,當(dāng)前的教材多追求內(nèi)容全而廣,注重邏輯的嚴(yán)密性,缺乏趣味性,更缺乏培養(yǎng)應(yīng)用型人才的針對(duì)性。
1.4 學(xué)生方面
首先,相對(duì)于本科院校學(xué)生來(lái)說(shuō),高職院校學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)比較薄弱。多數(shù)學(xué)生的數(shù)學(xué)素質(zhì)和基礎(chǔ)均較差,高職生源素質(zhì)總體不高、學(xué)習(xí)積極性較低。這些因素都給數(shù)學(xué)建模教學(xué)帶來(lái)了諸多困難
其次,高職院校學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)水平差異懸殊較大。隨著高校的不斷擴(kuò)招, 高職院校學(xué)的中數(shù)學(xué)基礎(chǔ)水平差異比較懸殊,這已是不爭(zhēng)的事實(shí)。同一學(xué)校甚至同一專業(yè)的學(xué)生數(shù)學(xué)基礎(chǔ)差距極大。
再次,高職院校學(xué)生的數(shù)學(xué)建模意識(shí)不強(qiáng)。這主要是由兩方面原因造成的,一方面是當(dāng)前的數(shù)學(xué)教學(xué)方式多為傳統(tǒng)的填鴨式教學(xué),這種教學(xué)模式造成學(xué)生只要會(huì)做題就能在考試中獲得高分,基于應(yīng)用的建模思想在期末考試中毫無(wú)用武之地;另一方面是學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)軟件能力不強(qiáng), 大多數(shù)學(xué)生沒(méi)有接觸過(guò)建模類型的軟件, 學(xué)生雖有一定的計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力, 但只局限于課堂教學(xué)和文字處理, 在數(shù)學(xué)軟件的自學(xué)和應(yīng)用上存在較大的缺陷。
2.建議與對(duì)策
2.1 重視數(shù)學(xué)建模的宣傳普及
對(duì)數(shù)學(xué)建模的普及包括向上和向下兩方面。一方面,由于很多領(lǐng)導(dǎo)、老師對(duì)數(shù)學(xué)建模還很陌生,教學(xué)組老師需要多向他們普及數(shù)學(xué)建模課程好處,包括對(duì)學(xué)生綜合素質(zhì)的提高、對(duì)其他科目(如經(jīng)濟(jì)類科目)的推動(dòng)、對(duì)學(xué)校知名度的提高(如參加數(shù)模競(jìng)賽等)等。另一方面,也需要多向?qū)W生進(jìn)行宣傳普及工作,畢竟學(xué)生才是最終的知識(shí)接受者,如果他們不感興趣的話,開展的課程就難以達(dá)到預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)。
2.2 重視師資培訓(xùn)和教材本地化
數(shù)學(xué)建模課程需要組織教師進(jìn)行專門的培訓(xùn)和進(jìn)修,進(jìn)一步提升教學(xué)能力。這包括對(duì)實(shí)際問(wèn)題抽象建模的能力、數(shù)學(xué)軟件的應(yīng)用能力等。組織學(xué)生參加數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、檢驗(yàn)教學(xué)成果的好方法,任課老師需要對(duì)全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽和美國(guó)數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽的參賽流程、參賽規(guī)則進(jìn)行熟悉。
針對(duì)當(dāng)前高職院校數(shù)學(xué)建模課程難以找到合適的教材的狀況,組織任課老師針對(duì)本校的實(shí)際情況自編教材是提升教師教學(xué)質(zhì)量、提高教材匹配度的辦法。教學(xué)組老師根據(jù)實(shí)際教學(xué)的情況和學(xué)生的反饋,反復(fù)討論認(rèn)證,最終編寫適合的教材。
2.3重視教學(xué)過(guò)程的趣味性
數(shù)學(xué)建模是應(yīng)用性很強(qiáng)的科目,并不是純理論性課程,所建立模型與實(shí)際緊密聯(lián)系,這使得教師可以適當(dāng)減弱知識(shí)之間推導(dǎo)的嚴(yán)密性而增加模型的趣味性。一方面,可以講書上的題目或模型與學(xué)生的生活聯(lián)系起來(lái),比如講解貸款問(wèn)題時(shí),可以根據(jù)某一個(gè)學(xué)生的家庭情況進(jìn)行建模;另一方面,可以拋開教材而直接從生活中的問(wèn)題進(jìn)行建模,并作為課堂上的案例進(jìn)行講解,比如食堂的排隊(duì)問(wèn)題等;再者,可以結(jié)合學(xué)生的所學(xué)專業(yè),從其專業(yè)知識(shí)里歸納數(shù)學(xué)模型。
數(shù)學(xué)建模課程涉及知識(shí)面廣,從事數(shù)學(xué)建模教育的教師需要認(rèn)真研究和改革總結(jié)出較多涉及不同工程應(yīng)用背景和生活中常見(jiàn)的趣味性實(shí)例,應(yīng)用這些實(shí)例再現(xiàn)數(shù)學(xué)建模的思想和基本方法,能夠具體而方便的應(yīng)用于趣味性教學(xué),提高學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力。
2.4 重視教學(xué)輔助手段的應(yīng)用
數(shù)學(xué)建模因其具有對(duì)現(xiàn)實(shí)規(guī)劃的指導(dǎo)性,得到了人們的重視。但我們也要認(rèn)識(shí)到,羅馬不是一天建成的,一個(gè)學(xué)校師資水平、學(xué)生水平不是一下子就能提高的,需要在人力、物力、財(cái)力等各方面長(zhǎng)期不斷的投入;一個(gè)人的數(shù)學(xué)建模素養(yǎng)也不是一兩次課能建立的,需要長(zhǎng)期不斷的培養(yǎng)和練習(xí)。
針對(duì)高職院校,可以在教師和學(xué)生兩方面采取“走出去”和“請(qǐng)進(jìn)來(lái)”的策略來(lái)逐步改變現(xiàn)狀。首先,多組織老師和學(xué)生到本科院校取經(jīng),學(xué)習(xí)其先進(jìn)的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)。其次,可以多邀請(qǐng)外校建模教師或相關(guān)人士來(lái)為本校師生做講座或培訓(xùn)。
另外,對(duì)于競(jìng)賽獲獎(jiǎng)的同學(xué),可進(jìn)行優(yōu)秀論文張貼、口頭表?yè)P(yáng)、社團(tuán)榮譽(yù)等形式對(duì)其進(jìn)行鼓勵(lì),在增強(qiáng)學(xué)生自信的同時(shí)營(yíng)造學(xué)習(xí)和競(jìng)爭(zhēng)的氛圍。
3.總結(jié)
本文分析了高職院校數(shù)學(xué)建模課程在學(xué)生、師資和教材等方面存在的問(wèn)題和面臨的困難,然后結(jié)合當(dāng)前教學(xué)現(xiàn)狀和計(jì)劃,對(duì)如何在高職院校開展數(shù)學(xué)建模課程提出了針對(duì)性建議。這對(duì)當(dāng)前的高職院校如何開展數(shù)學(xué)建模課程有一定的理論和實(shí)踐意義。
參考文獻(xiàn):
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[2] 顏文勇. 數(shù)學(xué)建模[M], 北京:高等教育出版社,2011
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篇7
關(guān)鍵詞: 數(shù)學(xué)建模 教學(xué)模式 案例教學(xué)
一、數(shù)學(xué)建模及教學(xué)
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展,數(shù)學(xué)的應(yīng)用以空前的廣度和深度向工程、經(jīng)濟(jì)、生物、醫(yī)學(xué)、環(huán)境、地質(zhì)、人口、交通等新的領(lǐng)域滲透,數(shù)學(xué)的應(yīng)用被越來(lái)越多的人所關(guān)注。當(dāng)人們?cè)谘芯磕硞€(gè)實(shí)際問(wèn)題時(shí),通常對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行綜合分析和合理假設(shè)后,用數(shù)學(xué)語(yǔ)言表示出對(duì)應(yīng)的數(shù)學(xué)模型,通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件加以求解,并對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析檢驗(yàn)的過(guò)程就是數(shù)學(xué)建模。
數(shù)學(xué)建模是數(shù)學(xué)知識(shí)和應(yīng)用能力共同提高的最佳結(jié)合點(diǎn),是啟迪創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新思維、鍛煉創(chuàng)新能力、培養(yǎng)人才的一條重要途徑;也是激發(fā)學(xué)生求知欲望,培養(yǎng)主動(dòng)探索、努力進(jìn)取學(xué)風(fēng)和團(tuán)結(jié)協(xié)作精神的有力措施。由于數(shù)學(xué)建模的開放性和實(shí)踐性,這就要求數(shù)學(xué)建模的教學(xué)不僅要傳授給學(xué)生解決問(wèn)題的方法和技巧,更重要的是通過(guò)教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生各方面的能力,包括分析問(wèn)題的能力、對(duì)問(wèn)題的創(chuàng)新能力、結(jié)合軟件求解的能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和論文寫作能力等,為全面提高學(xué)生的綜合素養(yǎng)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
二、高職類數(shù)學(xué)建模教學(xué)現(xiàn)狀
在高職類的民辦院校,學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)整體而言較薄弱,相比專業(yè)課而言對(duì)數(shù)學(xué)不夠重視,缺乏學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)熱情;而數(shù)學(xué)建模課是在學(xué)習(xí)了微積分、線性代數(shù)、概率論等課程的基礎(chǔ)上開展起來(lái)的,學(xué)生對(duì)微積分的學(xué)習(xí)積極性都不高,更不用說(shuō)線性代數(shù)、概率論這些課程了,所以開展數(shù)學(xué)建模課的難度之大可想而知,下面結(jié)合我校的實(shí)際情況對(duì)數(shù)學(xué)建模教學(xué)的開展做出總結(jié)。
1.指導(dǎo)過(guò)數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽的老師都知道,數(shù)學(xué)建模涉及的數(shù)學(xué)知識(shí)面廣泛,包括線性代數(shù)、常微分方程、概率論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)、線性規(guī)劃等,需要一定的課時(shí)量做保障,但目前大多數(shù)的民辦高職院校很難滿足指導(dǎo)老師的要求,因?yàn)閿?shù)學(xué)作為一門公共課越來(lái)越被邊緣化,如果學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)不給予足夠重視更是難以開展下去,所以數(shù)學(xué)建模一般作為選修課開展,課時(shí)量有限,這就使得數(shù)學(xué)建模的教學(xué)只能選擇相對(duì)重要的內(nèi)容進(jìn)行講解。我們學(xué)院把選修課的內(nèi)容大致分成四塊:常微分方程和差分方程、線性規(guī)劃和圖論、MATLAB和數(shù)據(jù)分析、概率論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)。
2.數(shù)學(xué)建模的計(jì)算要結(jié)合數(shù)學(xué)軟件進(jìn)行求解,主要是MATLAB、lingo、SPSS等數(shù)學(xué)軟件,這就要求學(xué)校有比較完善的硬件設(shè)施,這些軟件的學(xué)習(xí)也是先介紹一些常用功能,再結(jié)合實(shí)際案例讓學(xué)生練習(xí)如何用數(shù)學(xué)軟件求解。數(shù)學(xué)建模的教學(xué)不僅是為了提高學(xué)生各方面的能力,還有一個(gè)重要原因就是參加全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽,所以針對(duì)數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽還要指導(dǎo)學(xué)生如何寫作,主要是科技論文的寫作模式、格式、要求等,還有賽前的組織和模擬訓(xùn)練,對(duì)學(xué)生提交的論文進(jìn)行講評(píng),并給出改進(jìn)意見(jiàn)等。
三、結(jié)合本院數(shù)學(xué)建模教學(xué)情況,探討數(shù)學(xué)建模教學(xué)模式的改革與創(chuàng)新
數(shù)學(xué)建模是數(shù)學(xué)和實(shí)際問(wèn)題聯(lián)系的橋梁,是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)分析、解決實(shí)際問(wèn)題的意識(shí)和能力的一種有效手段,是提高學(xué)生數(shù)學(xué)素質(zhì)的重要途徑。因此,數(shù)學(xué)建模的教學(xué)顯得尤為重要,與平時(shí)的數(shù)學(xué)課教學(xué)還有很大不同,結(jié)合我院教學(xué)現(xiàn)狀,談?wù)剶?shù)學(xué)建模教學(xué)的改進(jìn)建議。
1.將數(shù)學(xué)建模教學(xué)滲透到數(shù)學(xué)教學(xué)的全過(guò)程
由于我校數(shù)學(xué)課時(shí)偏少,而且主要講微積分,沒(méi)有專門開設(shè)線性代數(shù)、概率論、數(shù)學(xué)軟件等數(shù)學(xué)課程,雖然在大一第二學(xué)期開設(shè)了數(shù)學(xué)建模選修課,也只是選講一些基礎(chǔ)的理論知識(shí)、方法,并且沒(méi)有上機(jī)時(shí)間,因此滿足不了數(shù)學(xué)建模和數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)需要。所以,要達(dá)到數(shù)學(xué)建模的教學(xué)要求,必須將數(shù)學(xué)建模教學(xué)滲透到數(shù)學(xué)課程教學(xué)中,在講課過(guò)程中多引入來(lái)源于生活的實(shí)際案例。實(shí)踐證明,在不降低教材知識(shí)和教學(xué)基本要求的情況下,增添數(shù)學(xué)模型教學(xué)內(nèi)容和數(shù)學(xué)建模實(shí)踐環(huán)節(jié),結(jié)合相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行相關(guān)模型的教學(xué),可以收到不錯(cuò)的效果。
將數(shù)學(xué)建模的教學(xué)滲透到具體教學(xué)過(guò)程中,要著重培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)思維能力,掌握解決問(wèn)題的數(shù)學(xué)方法,提升學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng),讓學(xué)生真正感受到數(shù)學(xué)的魅力所在,我們?cè)诟叩葦?shù)學(xué)和數(shù)學(xué)建模選修課的授課過(guò)程中穿插了具體的數(shù)學(xué)模型,類似于公平席位的分配、椅子四角著地、銀行貸款等實(shí)際問(wèn)題,通過(guò)對(duì)問(wèn)題的分析、探討進(jìn)而列出對(duì)應(yīng)的數(shù)學(xué)模型,并讓學(xué)生結(jié)合所學(xué)的知識(shí)加以求解,最后老師再給予講評(píng),這樣就能大大提高學(xué)生用數(shù)學(xué)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。
2.加強(qiáng)數(shù)學(xué)建模教學(xué)內(nèi)容的應(yīng)用性和教學(xué)方法的合理性
在數(shù)學(xué)建模課程中,教學(xué)重點(diǎn)不是向?qū)W生系統(tǒng)傳授知識(shí),而是讓學(xué)生在參與解決問(wèn)題的過(guò)程中,學(xué)習(xí)運(yùn)用所學(xué)知識(shí)思考問(wèn)題、尋找解決問(wèn)題的有效方法,感受數(shù)學(xué)發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造的樂(lè)趣,從而對(duì)數(shù)學(xué)的本質(zhì)增強(qiáng)理解,培養(yǎng)其應(yīng)用能力。結(jié)合我校的實(shí)際情況,要想在此基礎(chǔ)上取得更好的教學(xué)效果和取得更突出的成績(jī),數(shù)學(xué)建模的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法都應(yīng)該有相應(yīng)的改進(jìn)和提高。
(1)就教學(xué)內(nèi)容而言,一方面在微積分中穿插講解簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)模型,主要涉及最值的應(yīng)用題、定積分的應(yīng)用題等,加強(qiáng)與專業(yè)的融合,促進(jìn)相關(guān)內(nèi)容的有機(jī)結(jié)合和相互滲透,使看起來(lái)枯燥的數(shù)學(xué)內(nèi)容與各專業(yè)之間架起橋梁。另一方面,除了在選修課《數(shù)學(xué)建?!分兄v解對(duì)應(yīng)的數(shù)學(xué)模型外,還要增加學(xué)生的上機(jī)時(shí)間,熟悉常用數(shù)學(xué)軟件的操作和應(yīng)用,真正做到教學(xué)內(nèi)容的應(yīng)用性。
(2)就教學(xué)方法而言,教師可采取數(shù)學(xué)建模案例教學(xué)法和互動(dòng)式教學(xué)法相結(jié)合。案例教學(xué)法可選擇一些有建模特點(diǎn)的典型題目給學(xué)生,首先讓學(xué)生認(rèn)真思考,分析題目的特點(diǎn),如何做出合理假設(shè)等,由教師引導(dǎo)學(xué)生建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型,讓學(xué)生在這個(gè)過(guò)程中體會(huì)到數(shù)學(xué)建模的特點(diǎn)?;?dòng)式教學(xué)方就是在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中,教師始終處于主導(dǎo)地位,作為必不可少的教學(xué)組織者,其職責(zé)是創(chuàng)造學(xué)生活動(dòng)的情境,根據(jù)問(wèn)題的實(shí)質(zhì)為學(xué)生設(shè)計(jì)思維活動(dòng)的“平臺(tái)”。
四、結(jié)語(yǔ)
數(shù)學(xué)建模的教學(xué)沒(méi)有固定的模式和方法,只有通過(guò)不斷摸索和實(shí)踐總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗(yàn),由于涉及的知識(shí)面很廣,教學(xué)內(nèi)容也不可能面面俱到,主要是在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中要讓學(xué)生參與其中,親身體驗(yàn),通過(guò)數(shù)學(xué)建模著重培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)思維,提高學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力和用數(shù)學(xué)軟件計(jì)算的能力,進(jìn)而提升學(xué)生的綜合素養(yǎng),為以后走上工作崗位奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn):
[1]崔慶岳.高職類經(jīng)濟(jì)數(shù)學(xué)教學(xué)理念的初探[J].中外企業(yè)家,2015,1.
篇8
關(guān)鍵詞: 數(shù)學(xué)建模 學(xué)生創(chuàng)新能力 人才培養(yǎng)
近年來(lái),全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽推動(dòng)了高校數(shù)學(xué)建模教學(xué)活動(dòng)的開展,同時(shí),也成為了各高校數(shù)學(xué)教育教學(xué)改革的一項(xiàng)重要內(nèi)容。創(chuàng)新是一個(gè)民族進(jìn)步的靈魂,是一個(gè)國(guó)家興旺發(fā)達(dá)的不竭動(dòng)力,也是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵。因此,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力成為了高校教育的重中之重。每年一次的全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽為培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力提供了一個(gè)有效載體,充分挖掘數(shù)學(xué)建模對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的作用就顯得尤為重要。
一、數(shù)學(xué)建模的含義
數(shù)學(xué)模型(Mathematical Model)是一種數(shù)學(xué)的思考方法,它用數(shù)學(xué)來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題,包括對(duì)實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行抽象、簡(jiǎn)化,建立數(shù)學(xué)模型、求解數(shù)學(xué)模型、驗(yàn)證數(shù)學(xué)模型解的求解全過(guò)程。數(shù)學(xué)建模不同于傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)知識(shí)和數(shù)學(xué)競(jìng)賽,它注重學(xué)生數(shù)學(xué)知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用能力,需要學(xué)生把學(xué)習(xí)到的數(shù)學(xué)知識(shí)與數(shù)學(xué)建模題目所表述的實(shí)際問(wèn)題相結(jié)合,進(jìn)行人為的加工處理,將實(shí)際問(wèn)題提煉為數(shù)學(xué)問(wèn)題,再利用數(shù)學(xué)知識(shí)對(duì)該問(wèn)題求解,最后用數(shù)學(xué)問(wèn)題的解來(lái)解釋實(shí)際問(wèn)題。
二、數(shù)學(xué)建模與創(chuàng)新能力
創(chuàng)新能力是人的各種能力的綜合和最高形式。創(chuàng)新能力不僅是一種智力活動(dòng),表現(xiàn)為對(duì)知識(shí)的攝取、改組和應(yīng)用,而且是一種創(chuàng)新意識(shí),是發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、積極探索的心理取向。
(一)從方法論的角度來(lái)看,數(shù)學(xué)建模是一種化歸方法,它具有聯(lián)系實(shí)際、領(lǐng)域?qū)拸V、案例豐富的特點(diǎn),通過(guò)數(shù)學(xué)知識(shí)與應(yīng)用能力的結(jié)合,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。
(二)從教育哲學(xué)的角度來(lái)看,數(shù)學(xué)建模是數(shù)學(xué)教育的社會(huì)目標(biāo)與自身目標(biāo)的完美結(jié)合,同時(shí)是數(shù)學(xué)理論與社會(huì)實(shí)踐問(wèn)題的結(jié)合,這種結(jié)合本身就是一種創(chuàng)新能力培養(yǎng)的社會(huì)活動(dòng)。
(三)從教學(xué)的角度來(lái)看,運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)建立數(shù)學(xué)模型是一種全新的學(xué)習(xí)方式,它通過(guò)學(xué)生綜合運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題,來(lái)促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。因此,帶領(lǐng)學(xué)生參加數(shù)學(xué)建模的過(guò)程,就是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的過(guò)程,我們應(yīng)充分發(fā)揮數(shù)學(xué)建模對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的積極作用。
三、數(shù)學(xué)建模對(duì)創(chuàng)新能力培養(yǎng)的作用
(一)數(shù)學(xué)建模有利于培養(yǎng)學(xué)生的想象力和洞察力。
用數(shù)學(xué)建模方法解決實(shí)際問(wèn)題,包括用數(shù)學(xué)語(yǔ)言表述問(wèn)題即構(gòu)造模型和用數(shù)學(xué)工具求解所建立的模型兩個(gè)步驟。這其中,除了要有廣博的數(shù)學(xué)知識(shí)、各種實(shí)際知識(shí)和一定的社會(huì)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)之外,還特別需要有豐富的想象力和敏銳的洞察力。
想象力和洞察力是在原有知識(shí)的基礎(chǔ)上,經(jīng)過(guò)初步分析、迅速抓住主要矛盾,將新感知的形象與記憶中的形象進(jìn)行比較、重合、加工、處理,創(chuàng)造出新形象的思維活動(dòng)。數(shù)學(xué)建模中比較常用的方法是類比法和理想化法,它們的運(yùn)用與想象力和洞察力有密切的關(guān)系。類比法注重對(duì)共性的比較來(lái)獲取研究對(duì)象的新知識(shí),理想化法是從觀察和經(jīng)驗(yàn)中通過(guò)想象和邏輯思維,把對(duì)象簡(jiǎn)化,使其升華到理想化的教學(xué)表述狀態(tài),它能更本質(zhì)地揭示對(duì)象的內(nèi)在數(shù)學(xué)規(guī)律。
(二)數(shù)學(xué)建模有利于培養(yǎng)學(xué)生的直覺(jué)思維和發(fā)散思維。
數(shù)學(xué)建模是一種創(chuàng)新的過(guò)程,除了想象力和洞察力這些屬于形象思維和邏輯思維范疇的能力之外,直覺(jué)和靈感也起著重要的作用。直覺(jué)是人們對(duì)新事物的極敏銳的領(lǐng)悟或推斷,靈感是指在人們有意識(shí)或下意識(shí)思考過(guò)程中迸發(fā)出來(lái)的猜測(cè)或判斷。直覺(jué)和靈感是人類創(chuàng)新能力的主要特點(diǎn),因而,在數(shù)學(xué)建模中要注重對(duì)學(xué)生直覺(jué)思維的培養(yǎng)。但有時(shí),數(shù)學(xué)建模中的新思想和新方法也來(lái)源于發(fā)散思維。發(fā)散思維也是數(shù)學(xué)創(chuàng)新的重要組成部分。培養(yǎng)發(fā)散思維能力也是培養(yǎng)創(chuàng)新能力的重要環(huán)節(jié)。
(三)數(shù)學(xué)建模有利于培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和自我評(píng)價(jià)能力。
數(shù)學(xué)模型的求解和驗(yàn)證多數(shù)要靠編程才能實(shí)現(xiàn),要求學(xué)生至少熟悉一種編程語(yǔ)言,比如Matlab、Mathematical、Lingo等,對(duì)數(shù)據(jù)的預(yù)處理需要學(xué)生會(huì)用Word、Excel等軟件。這些軟件知識(shí)的學(xué)習(xí)有利于培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算機(jī)運(yùn)用能力和編程能力。在數(shù)學(xué)建模訓(xùn)練過(guò)程中,培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用已有知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)對(duì)自己或者他人的思維過(guò)程或結(jié)果進(jìn)行檢驗(yàn)、判斷、分析和評(píng)價(jià),這是自我調(diào)節(jié)、自我完善和自我發(fā)展認(rèn)知結(jié)構(gòu)的過(guò)程,也有利于創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
四、數(shù)學(xué)建模對(duì)創(chuàng)新能力培養(yǎng)的方法
教師是教育培養(yǎng)學(xué)生主體,能否在數(shù)學(xué)建模中有效培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力在很大程度上取決于教師。教師應(yīng)積極教育學(xué)生養(yǎng)成不斷探索的精神,提出有新意的見(jiàn)解和方法,注重培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新能力。在培養(yǎng)創(chuàng)新能力的具體方法上有以下幾點(diǎn)。
(一)注重積累,優(yōu)化知識(shí)結(jié)構(gòu)。
基礎(chǔ)知識(shí)是創(chuàng)新能力的源泉。掌握的基礎(chǔ)知識(shí)越堅(jiān)實(shí),聯(lián)想、類比和發(fā)散思維的領(lǐng)域就越寬廣,發(fā)現(xiàn)新問(wèn)題、創(chuàng)造新方法、得出新結(jié)論的機(jī)會(huì)就越多,創(chuàng)新能力就越強(qiáng)。因此,在數(shù)學(xué)建模中,要優(yōu)化學(xué)生的數(shù)學(xué)知識(shí)結(jié)構(gòu),改變學(xué)生只會(huì)記定理、解習(xí)題的習(xí)慣,使之能夠觸類旁通地解決實(shí)際問(wèn)題。
(二)引導(dǎo)思考,重視認(rèn)知過(guò)程。
在數(shù)學(xué)建模中,要積極為學(xué)生獨(dú)立思考創(chuàng)造條件,為學(xué)生提供自由想象和發(fā)揮的空間,鼓勵(lì)學(xué)生提出疑問(wèn),并解決疑問(wèn),引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)并總結(jié)新的理論和方法。
(三)設(shè)計(jì)教學(xué),培養(yǎng)直覺(jué)思維。
為參加數(shù)學(xué)建模的學(xué)生提供豐富的實(shí)際問(wèn)題背景材料,設(shè)置恰當(dāng)?shù)呐囵B(yǎng)情境,引導(dǎo)學(xué)生在整體思考的基礎(chǔ)上作出直觀評(píng)價(jià)和分析,發(fā)現(xiàn)內(nèi)在關(guān)系,把握內(nèi)在規(guī)律,尋找解題突破口,養(yǎng)成敏銳的直覺(jué)思維習(xí)慣。
(四)一題多變,加強(qiáng)發(fā)散思維。
一方面,鼓勵(lì)學(xué)生一題多解,探尋不同的解決同一問(wèn)題的方法。另一方面,積極設(shè)計(jì)一題多變,通過(guò)適當(dāng)改變題目的條件,尋找知識(shí)與問(wèn)題之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián),培養(yǎng)靈活的思維方式,寬廣的思維視野,強(qiáng)化發(fā)散思維習(xí)慣的培養(yǎng)。
(五)團(tuán)結(jié)拼搏,增強(qiáng)創(chuàng)新意識(shí)。
參加數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽的隊(duì)伍是由一名指導(dǎo)老師和三名學(xué)生組成的合作團(tuán)隊(duì)。三天的數(shù)學(xué)建模實(shí)戰(zhàn),是團(tuán)隊(duì)為完成共同的目標(biāo)而相互協(xié)作、不懈奮斗的過(guò)程。要充分發(fā)揮數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽的獨(dú)特優(yōu)勢(shì),培養(yǎng)學(xué)生頑強(qiáng)拼搏的意識(shí)和與人協(xié)作的精神,把握難得的綜合訓(xùn)練契機(jī),增強(qiáng)創(chuàng)新意識(shí),提高創(chuàng)新能力。
總之,數(shù)學(xué)建模對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)過(guò)程是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程,還有待我們?cè)跀?shù)學(xué)建模的實(shí)踐中不斷探索、總結(jié)和發(fā)現(xiàn)。
參考文獻(xiàn):
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篇9
【關(guān)鍵詞】 數(shù)學(xué)建模; 教學(xué)設(shè)計(jì); 教學(xué)方法; 考試方式
目前數(shù)學(xué)廣泛應(yīng)用于生物技術(shù)、生物醫(yī)學(xué)工程、現(xiàn)代化醫(yī)療器械、醫(yī)療診斷方法、藥物動(dòng)力學(xué)以及心血管病理等醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。數(shù)學(xué)在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用引起了醫(yī)學(xué)的劃時(shí)代變革,而這些應(yīng)用基本上都是通過(guò)建模得以實(shí)現(xiàn)。長(zhǎng)期以來(lái),醫(yī)學(xué)院校的高等數(shù)學(xué)課在學(xué)生心目中成為可有可無(wú)、無(wú)關(guān)緊要的課程。問(wèn)題在于課程體系中缺乏一門將數(shù)學(xué)和醫(yī)學(xué)有機(jī)結(jié)合的課程——數(shù)學(xué)建模。它為醫(yī)學(xué)和數(shù)學(xué)之間架設(shè)起橋梁,教學(xué)內(nèi)容注重培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力,同時(shí)促進(jìn)理論知識(shí)形式,加深學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)概念定理本質(zhì)的直觀理解,最大限度激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,對(duì)傳統(tǒng)數(shù)學(xué)教育模式是個(gè)沖擊,相應(yīng)教學(xué)方法必須進(jìn)行改革。
1、醫(yī)用數(shù)學(xué)建模課教學(xué)設(shè)計(jì)改革
1.1 通過(guò)醫(yī)學(xué)問(wèn)題,設(shè)計(jì)模型數(shù)學(xué)情境
本著“學(xué)以致用”的原則,醫(yī)學(xué)院校開設(shè)數(shù)學(xué)建模課與傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)不同,數(shù)學(xué)建模課以實(shí)際醫(yī)學(xué)問(wèn)題為出發(fā)點(diǎn),學(xué)生在具備一定高等數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的前提下,以醫(yī)學(xué)實(shí)際問(wèn)題出發(fā)點(diǎn),要求收集必要的數(shù)據(jù),這部分可以留給學(xué)生作為課前預(yù)習(xí)。在處理復(fù)雜問(wèn)題的時(shí)候,這個(gè)環(huán)節(jié)關(guān)鍵是:抓住問(wèn)題的主要矛盾,舍去次要因素,對(duì)實(shí)際問(wèn)題做適當(dāng)假設(shè),使復(fù)雜問(wèn)題得到必要的簡(jiǎn)化,為下一步模型建立打下基礎(chǔ),從而在醫(yī)學(xué)問(wèn)題中抽象出數(shù)學(xué)問(wèn)題情境。
1.2 運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí),設(shè)計(jì)模型建立[1]
這是整個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)成敗的關(guān)鍵,醫(yī)科高等數(shù)學(xué)教學(xué)有別于理工科,理工科高等數(shù)學(xué)的學(xué)時(shí)較多,教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)的系統(tǒng)性強(qiáng),醫(yī)學(xué)高等數(shù)學(xué)更側(cè)重于數(shù)學(xué)在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用,并通過(guò)醫(yī)學(xué)問(wèn)題的解決加深鞏固對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的理解,更深刻掌握。在上一步去粗取精把握主要矛盾的基礎(chǔ)上,設(shè)置變量,利用數(shù)學(xué)工具刻畫數(shù)量之間的關(guān)系,從而建立數(shù)學(xué)模型。同樣的問(wèn)題可以有不同的數(shù)學(xué)模型,衡量一個(gè)模型的優(yōu)劣全在其作用的效果,而不是采用多么高深的數(shù)學(xué)方法。模型可以通過(guò)理論推導(dǎo)得到結(jié)果,也可以運(yùn)用mathematics或matlab求數(shù)值解,教學(xué)設(shè)計(jì)核心問(wèn)題應(yīng)設(shè)計(jì)如何引導(dǎo)學(xué)生分析問(wèn)題,建立模型,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題解決方程式。
1.3 檢驗(yàn)合理性,設(shè)計(jì)模型完善
建模后引導(dǎo)學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)結(jié)果進(jìn)行分析,設(shè)計(jì)分析求解結(jié)果的正確性,求解方程的優(yōu)越性,知識(shí)運(yùn)用的綜合性分析及求解模型的延續(xù)性、穩(wěn)定性、敏感性分析。進(jìn)行統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)、誤差分析等,從而檢驗(yàn)?zāi)P秃侠硇?,并反?fù)修改模型有關(guān)內(nèi)容,使其更切合實(shí)際,這使學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步深化并結(jié)合醫(yī)學(xué)實(shí)際,溫習(xí)醫(yī)學(xué)知識(shí),為臨床實(shí)踐打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
1.4 分析結(jié)論,設(shè)計(jì)模型回歸實(shí)踐
數(shù)學(xué)建模是運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí),解決醫(yī)學(xué)實(shí)際問(wèn)題,利用已檢驗(yàn)的模型,設(shè)計(jì)、分析、解釋已有的現(xiàn)象,并預(yù)測(cè)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。啟發(fā)學(xué)生這樣的模型代表特點(diǎn)是什么?可以解決哪類醫(yī)學(xué)實(shí)際問(wèn)題,并引出運(yùn)用相同方法可以解決的數(shù)學(xué)模型問(wèn)題留做學(xué)生課后練習(xí)。
2、實(shí)例檢驗(yàn)
在2003年流行性的傳染病SARS爆發(fā),對(duì)于復(fù)雜的醫(yī)學(xué)問(wèn)題適當(dāng)假設(shè):某地區(qū)人口總數(shù)N不變;每個(gè)病人每天有效接觸平均人數(shù)常數(shù)λ ;人群分兩類易感染者(S)和已感染者(I);根據(jù)假設(shè),建立SARS數(shù)學(xué)模型NdIdt=λNSI ,得到解I(t)=11+(1I0-1)e-λI ;通過(guò)實(shí)踐我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)∞時(shí),I1 ,即所有人都被感染,這顯然不符合實(shí)際,因?yàn)楹雎粤吮桓腥維ARS后,個(gè)體具有一定的免疫能力,人群還分出一類移出者R(t),設(shè)μ 為日治愈率,此時(shí)微分方程為:dIdt=λSI-μI
dSdt=λSI
I(0)=I0,S(0)=S0 ,
解得I=(S0+I0)-S+μλ ln SS0 ;引導(dǎo)學(xué)生代入北京4月26日到5月15日SARS上報(bào)的數(shù)據(jù)基本復(fù)合實(shí)際。獲得的結(jié)論我們可以運(yùn)用指導(dǎo)目前蔓延的禽流感疾病,預(yù)測(cè)流行病的傳播趨勢(shì),及時(shí)有效的采取防御措施。
3、采取有效措施,重視教學(xué)方法改革
3.1 變革課內(nèi)教學(xué)環(huán)節(jié)
以學(xué)生為主體,把學(xué)生知識(shí)獲取,個(gè)性發(fā)展,能力提高放在首位。課堂強(qiáng)化“啟發(fā)式”教學(xué),采用“開放式教學(xué)方法,減少課堂講授,增加課堂交流時(shí)間,將授課變成一次學(xué)生參加的科學(xué)研究來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題,引領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)踐的嘗試,鼓勵(lì)學(xué)生大膽發(fā)表見(jiàn)解,選用的案例都是醫(yī)學(xué)實(shí)際問(wèn)題,并通過(guò)設(shè)計(jì)讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到數(shù)學(xué)建模的適用性、有效性,在某些案例的講授環(huán)節(jié)注重講解深度,注意為學(xué)生留有充分想象空間,并引導(dǎo)學(xué)生思考一系列相關(guān)問(wèn)題,這種建模方法還可以使用到哪類問(wèn)題中?建模成功的關(guān)鍵是什么?運(yùn)用到哪些數(shù)學(xué)知識(shí)?該數(shù)學(xué)知識(shí)還能解決什么樣的醫(yī)學(xué)實(shí)際問(wèn)題?
3.2 深化課外實(shí)踐改革[2]
數(shù)學(xué)建模課應(yīng)通過(guò)案例卜椒í踩砑彩道彩笛檎飧鲇行У慕萄模式,建模是一個(gè)綜合性的科學(xué),涉及廣泛的數(shù)學(xué)知識(shí)、醫(yī)學(xué)知識(shí)等,采取導(dǎo)學(xué)和自學(xué)的相結(jié)合教學(xué)方式,培養(yǎng)學(xué)生歸納總結(jié)能力和自學(xué)能力,在課內(nèi)引導(dǎo)的基礎(chǔ)上,通過(guò)留作業(yè)、出開放性思考題的方法引導(dǎo)學(xué)生積極收集資料,自學(xué)知識(shí)的盲點(diǎn),同時(shí)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣;組建建模小組,小組成員分工合作,運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決醫(yī)學(xué)實(shí)際問(wèn)題,同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)結(jié)協(xié)作精神。
4、循序漸進(jìn),實(shí)施課程考核方式改革
4.1 開卷和閉卷相結(jié)合[3]
開卷是布置一個(gè)大作業(yè),三、四道醫(yī)學(xué)類實(shí)際問(wèn)題,同學(xué)自由組合3人一組,從資料收集、模型準(zhǔn)備、模型假設(shè)、計(jì)算方法、模型改進(jìn)、推廣到論文撰寫,教師可以對(duì)學(xué)生進(jìn)行全面跟蹤,指導(dǎo)是有度的,教師不干預(yù)學(xué)生的個(gè)性思維,鼓勵(lì)尊重個(gè)人意見(jiàn),只是關(guān)鍵時(shí)刻指出問(wèn)題所在,在開放開始中使學(xué)生成為主體,以小組為單位協(xié)作完成一個(gè)科研課題,并以書面形式上交,作為開卷考試的成績(jī)?cè)u(píng)定依據(jù)。
4.2 鼓勵(lì)性加分作為補(bǔ)充
在課內(nèi)教學(xué)中,對(duì)于表現(xiàn)突出,勤于思考并勇于提出自己想法的同學(xué)給予加分的鼓勵(lì),即使提出的想法有些偏執(zhí)也要加以引導(dǎo)、勉勵(lì)學(xué)生提高;在課外實(shí)踐中,對(duì)于組織得力的小組長(zhǎng),積極收集材料,鍥而不舍努力專研的學(xué)生也應(yīng)適當(dāng)?shù)募臃帧?/p>
篇10
隨著科技的快速發(fā)展,社會(huì)對(duì)應(yīng)用型人才的需求日趨增加,高校教育必須加強(qiáng)對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力和解決實(shí)踐問(wèn)題能力的培養(yǎng)[1]。數(shù)學(xué)建模正是銜接創(chuàng)造性思維與實(shí)際應(yīng)用的紐帶,通過(guò)數(shù)學(xué)建模課程學(xué)習(xí)及實(shí)踐訓(xùn)練,學(xué)生不僅能了解數(shù)學(xué)的應(yīng)用價(jià)值,也能鍛煉創(chuàng)新實(shí)踐能力。由于數(shù)學(xué)建模課程的內(nèi)容涉及的領(lǐng)域多,案例式授課,實(shí)際應(yīng)用性強(qiáng),與所學(xué)的高等數(shù)學(xué)、工程數(shù)學(xué)課程不同,不能形成連貫的系統(tǒng)性知識(shí)點(diǎn),學(xué)生很難接受這門課程的學(xué)習(xí)方式。為了讓學(xué)生更好地學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)建模,教師要改進(jìn)教學(xué)模式,根據(jù)教學(xué)規(guī)律的要求,探索數(shù)學(xué)建模教學(xué)方法,將有助于學(xué)生掌握數(shù)學(xué)建模技能,從而提高解決實(shí)際問(wèn)題的能力[2—4]。
二、數(shù)學(xué)建模的認(rèn)知
大學(xué)開設(shè)基礎(chǔ)數(shù)學(xué)課程能讓學(xué)生體會(huì)到數(shù)學(xué)的嚴(yán)密邏輯體系及高度抽象的思維方法,但對(duì)數(shù)學(xué)的實(shí)際應(yīng)用介紹的甚少,很難將數(shù)學(xué)與工程技術(shù)、經(jīng)濟(jì)管理、生物信息等其他領(lǐng)域聯(lián)系起來(lái)。數(shù)學(xué)建模是用數(shù)學(xué)語(yǔ)言來(lái)描述實(shí)際問(wèn)題,將它變成一個(gè)數(shù)學(xué)問(wèn)題,再利用現(xiàn)有的數(shù)學(xué)工具或發(fā)展新的數(shù)學(xué)工具來(lái)加以解決的整個(gè)過(guò)程。通過(guò)數(shù)學(xué)建模學(xué)習(xí)與實(shí)踐,學(xué)生在體驗(yàn)建模過(guò)程的同時(shí)提高了思維能力和創(chuàng)造能力。數(shù)學(xué)建模課程的學(xué)習(xí),可以重新認(rèn)識(shí)數(shù)學(xué)的作用。課程重點(diǎn)就是介紹數(shù)學(xué)應(yīng)用到實(shí)際領(lǐng)域中的方法,結(jié)合案例,應(yīng)用初等數(shù)學(xué)、高等數(shù)學(xué)等數(shù)學(xué)知識(shí)來(lái)解決不同領(lǐng)域問(wèn)題。在現(xiàn)實(shí)中許多現(xiàn)象及問(wèn)題都可以用到數(shù)學(xué)來(lái)解釋,如,我們看到一個(gè)四條腿椅子經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的移動(dòng)就可以找到合適的位置放穩(wěn)現(xiàn)象,用高等數(shù)學(xué)中的“零點(diǎn)存在定理”很容易解釋這個(gè)問(wèn)題;若知道某珍稀動(dòng)物各年齡段數(shù)量信息,來(lái)推測(cè)未來(lái)種群是否會(huì)滅絕,可以用線性代數(shù)中的“矩陣”預(yù)測(cè)未來(lái)動(dòng)物數(shù)量分布。書報(bào)供應(yīng)商訂購(gòu)多少數(shù)量的商品才能得到最大收益呢?用概率中的“數(shù)學(xué)期望”建立報(bào)童賣報(bào)優(yōu)化數(shù)學(xué)模型可解決這類問(wèn)題。數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽實(shí)踐能更好地培養(yǎng)和提高學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。幾年來(lái),數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽賽題背景知識(shí)廣泛,要想取得好成績(jī),不僅要掌握扎實(shí)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ),較好的計(jì)算軟件使用方法,還需要較強(qiáng)的自學(xué)能力,廣泛涉獵諸如物理、生物、信息等知識(shí)。例如,2012年美國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽A題“樹與樹葉”,需要了解植物樹葉生長(zhǎng)特點(diǎn),涉及到生物學(xué)知識(shí);2014年全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模賽題A題“嫦娥三號(hào)軟著陸軌道設(shè)計(jì)與控制策略”涉及到萬(wàn)有引力定律知識(shí)。數(shù)學(xué)建模是以數(shù)學(xué)為基礎(chǔ),綜合自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)的實(shí)踐活動(dòng)。學(xué)生們可以通過(guò)多種途徑了解數(shù)學(xué)建模,如,與數(shù)學(xué)建模課程教師咨詢、與參加數(shù)學(xué)建模系列教學(xué)活動(dòng)的同學(xué)交流,瀏覽數(shù)學(xué)建模網(wǎng)上的數(shù)學(xué)建模課程介紹及閱讀數(shù)學(xué)建模書籍等,以獲得更多的數(shù)學(xué)建模知識(shí)與信息。
三、數(shù)學(xué)建模學(xué)習(xí)過(guò)程
在學(xué)習(xí)過(guò)程中不僅要掌握數(shù)學(xué)建模的基本方法、數(shù)學(xué)建模思維模式,同時(shí)還要能以團(tuán)隊(duì)形式自主完成一整套數(shù)學(xué)建模訓(xùn)練題目,才能體會(huì)數(shù)學(xué)建模的真正內(nèi)涵。目前,最行之有效的途徑就是參加一次數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽。可將數(shù)學(xué)建模過(guò)程分解為三個(gè)階段:數(shù)學(xué)建模課程學(xué)習(xí),數(shù)學(xué)建模綜合培訓(xùn),數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽及課外科技活動(dòng)。
1.數(shù)學(xué)建模課程學(xué)習(xí)
(1)掌握數(shù)學(xué)建模的基本方法。數(shù)學(xué)建模基本方法介紹是從案例分析開始,首先了解問(wèn)題的背景、要解決的問(wèn)題,分析用什么數(shù)學(xué)方法描述問(wèn)題符合的規(guī)律,建立數(shù)學(xué)模型,并對(duì)模型求解,解釋結(jié)果合理性??梢跃o跟教師思路,積極展開思考,比較自己的解題思路與教師所講有哪些不同,從簡(jiǎn)單的初等數(shù)學(xué)建模方法入手,了解數(shù)學(xué)建模的全過(guò)程。例如,魚的重量估計(jì)問(wèn)題,在沒(méi)有稱重的條件下如何根據(jù)魚的長(zhǎng)度估計(jì)魚的重量呢?在合理的假設(shè)下,利用初等比例方法建立魚重量與長(zhǎng)度數(shù)學(xué)模型,利用魚的長(zhǎng)度能估計(jì)出魚的重量,經(jīng)驗(yàn)證結(jié)果是有效的。然后,要結(jié)合所學(xué)的數(shù)學(xué)知識(shí)逐步學(xué)習(xí)一些基本的建模方法,例如,微分方程建立傳染病模型可以預(yù)測(cè)流感流行趨勢(shì)問(wèn)題;概率統(tǒng)計(jì)方法建立的報(bào)童模型可以預(yù)測(cè)出訂購(gòu)多少報(bào)能獲得最佳受益。最后,要學(xué)會(huì)模仿案例建模過(guò)程完成作業(yè),掌握建模的基本方法和技巧。數(shù)學(xué)建模過(guò)程不是解應(yīng)用題,雖然沒(méi)有唯一途徑,但也有一定規(guī)律可循,在學(xué)習(xí)中要善于思考,慢慢形成建模思維方式,有助于建模能力的提高。
(2)養(yǎng)成良好的自學(xué)習(xí)慣。數(shù)學(xué)建模課時(shí)有限,許多數(shù)學(xué)建模方法及案例不能在課堂上介紹,在課余時(shí)間同學(xué)們可以選讀一些教材中的案例和在期刊公開發(fā)表的建模論文,細(xì)致研讀案例的建模思想,學(xué)會(huì)舉一反三,重點(diǎn)是學(xué)會(huì)分析問(wèn)題,了解更多領(lǐng)域的數(shù)學(xué)建模的方法、新穎的建模思想,提高用數(shù)學(xué)方法解決問(wèn)題的能力。還可以豐富建模信息量,提高建模能力。同時(shí),還可看到同一問(wèn)題,可以選用不同的數(shù)學(xué)方法、從不同角度加以解決,這也是數(shù)學(xué)建模的魅力所在。例如,鎖具裝箱問(wèn)題,可以用排列組合方法,也可用圖論方法,都能給出減少鎖具互開的裝箱方案。
2.數(shù)學(xué)建模綜合培訓(xùn)
(1)數(shù)學(xué)建模方法再學(xué)習(xí)和建模能力強(qiáng)化訓(xùn)練。隨著數(shù)學(xué)建模解決問(wèn)題多元化發(fā)展,基本的數(shù)學(xué)建模方法及計(jì)算能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了實(shí)際問(wèn)題的需求。因此還應(yīng)學(xué)習(xí)一些現(xiàn)代數(shù)學(xué)方法,如,圖論,模糊數(shù)學(xué),多元統(tǒng)計(jì)分析等。學(xué)會(huì)熟練運(yùn)用計(jì)算機(jī)軟件技能,如,數(shù)學(xué)軟件MATLAB,EXCEL數(shù)據(jù)處理,求解數(shù)學(xué)規(guī)劃軟件及統(tǒng)計(jì)軟件。
(2)閱讀建模論文。通過(guò)仔細(xì)閱讀刊登在雜志或數(shù)學(xué)建模網(wǎng)站上的數(shù)學(xué)建模論文,學(xué)習(xí)論文的整體層次結(jié)構(gòu),寫作技巧,對(duì)問(wèn)題的分析、假設(shè)、模型建立和求解過(guò)程。尋找論文的優(yōu)缺點(diǎn),并比對(duì)論文作者對(duì)論文的評(píng)價(jià)。要善于總結(jié)所讀的論文中解決問(wèn)題的適用類型,如,優(yōu)化類,預(yù)測(cè)類等,對(duì)于不同問(wèn)題采用什么方法更合適,以備后繼數(shù)學(xué)建模中使用。還可以提出自己的一些想法,改進(jìn)別人做過(guò)的模型,或完成其中運(yùn)算過(guò)程。數(shù)學(xué)建模是一項(xiàng)沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)答案的數(shù)學(xué)應(yīng)用,模型的研究結(jié)果大致符合實(shí)際就好。
(3)數(shù)學(xué)建模模擬訓(xùn)練。選作歷年數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽題目或?qū)嶋H問(wèn)題中提煉出來(lái)的數(shù)學(xué)建模題目,學(xué)習(xí)查閱資料、分析問(wèn)題、建立數(shù)學(xué)模型、使用軟件求解、論文寫作來(lái)模擬數(shù)學(xué)建模全過(guò)程。請(qǐng)教師對(duì)論文的摘要、結(jié)構(gòu)、模型的準(zhǔn)確性、論文語(yǔ)言表述、格式規(guī)范等方面提出建議,再經(jīng)過(guò)多輪修改,直至滿意為止。
3.參加數(shù)學(xué)建模實(shí)踐活動(dòng)
(1)數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽。參加數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽是培養(yǎng)綜合應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的最有效途徑之一,參加一次數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽才能體會(huì)數(shù)學(xué)的真正魅力。目前開展的數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽可以分為四個(gè)層面,一是美國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽(MCM/ICM),是由美國(guó)數(shù)學(xué)及其應(yīng)用聯(lián)合會(huì)(CO-MAP)主辦,并得到了SIAM,NSA,INFORMS等多個(gè)組織的贊助,是一項(xiàng)具有世界影響的國(guó)際級(jí)競(jìng)賽,為現(xiàn)今各類數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽的鼻祖。二是全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽(CUMCM),是由教育部高等教育司、中國(guó)工業(yè)與應(yīng)用數(shù)學(xué)學(xué)會(huì)聯(lián)合主辦,并得到了高等教育出版社、美國(guó)COMAP公司的支持與贊助,是一項(xiàng)全國(guó)高校規(guī)模最大的基礎(chǔ)性學(xué)科競(jìng)賽,也是世界上規(guī)模最大的數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽。三是地區(qū)級(jí)、省級(jí)、專業(yè)類別賽事,如,東三省數(shù)學(xué)建模聯(lián)賽是由黑、吉、遼三省高校聯(lián)合發(fā)起的科技賽事;電工杯數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽是由中國(guó)電機(jī)工程學(xué)會(huì)電工數(shù)學(xué)專業(yè)委員會(huì)主辦的科技活動(dòng);數(shù)學(xué)中國(guó)數(shù)學(xué)建模國(guó)際賽(小美賽)是由數(shù)學(xué)學(xué)會(huì)與數(shù)學(xué)中國(guó)(www.madio.net)和第五維信息技術(shù)有限公司協(xié)辦的全國(guó)性數(shù)學(xué)建?;顒?dòng)。四是由校級(jí)開展的數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽活動(dòng)。在競(jìng)賽中,調(diào)整好心態(tài)、應(yīng)用好文獻(xiàn)資源、積極思考、發(fā)揮每個(gè)隊(duì)員的長(zhǎng)處、合理分工是取得成績(jī)的必要條件。
(2)數(shù)學(xué)建模實(shí)踐。要善于發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)和生活中的諸多問(wèn)題,要學(xué)會(huì)用數(shù)學(xué)的眼光看待問(wèn)題,要用數(shù)學(xué)建模的方法來(lái)解決。例如,在課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)中,在校園生活中,可能面臨著方方面面的問(wèn)題。要學(xué)會(huì)觀察實(shí)際現(xiàn)象,提煉出要解決的問(wèn)題。要真正做到學(xué)會(huì)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題,這需要一定的練習(xí)過(guò)程,也是學(xué)好數(shù)學(xué)建模的必要環(huán)節(jié),可以提升自身的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力。
四、數(shù)學(xué)建模提高學(xué)生的綜合能力
一次參賽,終身受益。數(shù)學(xué)建模最能激發(fā)人的潛能,數(shù)學(xué)建模思維方式會(huì)影響學(xué)生今后的學(xué)習(xí)和工作方法。數(shù)學(xué)建模教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)方法對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力尤為突出。主要體現(xiàn)在:
(1)培養(yǎng)學(xué)生的想象力、洞察力和創(chuàng)新能力。不論是數(shù)學(xué)建模課程學(xué)習(xí)還是實(shí)踐,都是針對(duì)實(shí)際問(wèn)題,需要學(xué)生主動(dòng)查閱文獻(xiàn)資料和學(xué)習(xí)新知識(shí),主動(dòng)探索,提出解決方案,這種學(xué)習(xí)方式促進(jìn)了創(chuàng)新能力的形成,也培養(yǎng)了學(xué)生從事科研工作的初步能力;同時(shí)增強(qiáng)了運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)和計(jì)算機(jī)技術(shù)解決實(shí)際問(wèn)題的能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。
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