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数学建模的目的范文1
中图分类号:G622 文献标识码:B 文章编号:1002-7661(2014)17-139-01
数学教育是引导学生形成具有缜密逻辑性的思想方式。建立和解析数学模型能够有效提高学生的数学学习热情,降低数学学习的难度,使学生运用数学知识更加轻松自然。然而,在小学的数学教育内容中,就已经包含许多初级的数学模型。所以,在研究“数学建模”的过程中,教育界的学者们认为,小学的“数学建模”需要注意三个方面:小学“数学建模”的意义与目标;小学“数学建模”的定位;小学“数学建模”的教学演绎。
一、小学“数学建模”的意义与目标
1、小学“数学建模”的意义
小学的“数学建模”活动早已经有学校展开研究。从目前研究资料来分析,小学数学建模是指:学生在教师设计的生活情景之中,通过一定的数学活动建立能够解读的数学模型并以此为学习数学的基本载体,进行学习相关的数学知识。
小学数学建模在建模目的、活动方式、背景知识三方面,与传统数学模型存在较大差异。(1)建模目的方面:小学的数学建模目的是让学生了解数学知识,通过数学模型掌握新吸收的数学知识和争强对数学知识的正确应用,使学生在潜移默化中形成数学思考能力。(2)活动方式方面:小学的数学建模是为了培养学生的学习数学兴趣和更好掌握数学知识的教学方式,所以在教学活动方式上需要教师精心设计活动内容,由教师引导逐渐参与和体会数学世界的丰富和与现实生活的紧密联系。(3)知识背景方面:小学的数学建模,是在小学生毫无数学基础的情况下进行构建数学模型,所以在小学的数学建模中,需要简单的数学知识,以此为学生的数学知识结构打下良好基础。
通过上述三个方面的分析,小学“数学建模”的意义,在于通过数学教育方式的改进,引导小学生发现数学与生活的紧密联系,提高小学生对数学知识的兴趣,培养小学生数学思维能力和学习能力,为日后的数学学习打下结实基础。
2、小学“数学建模”的目标导向
小学的数学建模,其目标导向是培养小学生的建模意识。通过培养建模意识来提升数学思维能力,积累数学知识,提升数学素养。建模意识的培养需要通过挖掘教学内容中蕴涵的建模元素,采用教师引导、学生寻找、以生活内容加强记忆的方式,使学生掌握数学建模的过程和通过数学模型解决生活问题的能力,在不断反复的学习和锻炼中组建使学生提升数学建模的意识。
二、小学“数学建模”的定位
数学建模,是建立数学模型并且通过使用数学模型,解决生活中存在的数学问题,整体过程的简称。
如果通过大学或高中的教学视角审视数学建模,无疑会对学生日后学习和工作产生积极的影响。不过,从小学生的视角考虑数学建模,就需要特别注意建模的合理性定位,既不能失去数学建模的意义,又不能过于拔苗助长,导致教学效果的反向反弹。所以“数学建模”的定位要适合小学生的生活经验和环境,同时适合小学生的思维模式。
1、定位于儿童的生活经验
在小学对小学生的数学教学过程中,提供学生探讨研究的数学问题,其难易程度和复杂程度需要尽量贴近小学生的日常生活。在设计教学内容的时候,需要多设计小学生常见的生活数学问题,使学生因为好奇心而对学习产生动力,通过思考探索,体会数学模型的存在。
同时,在教学的过程中需要循序渐进,随着学生的年龄争长,认知度的加强,生活关注内容的变化,适时地增加数学问题的难度。在此过程中,既需要照顾学生们的学习差异性,又要尊重学生的学习兴趣和个性。
2、定位于儿童的思维模式
小学生的思维模式比较简单。在小学数学的建模过程中,需要根据学生的具体学习程度循序渐进,通过由简入深的学习过程,让学生具有充分的适应过程。只有适应学生思维模式的教学定位,才能使学生的数学意识得到提高,并且通过循序渐进的学习过程掌握运用数学模型解决实际问题的能力。
举例:在小学二年级,关于认知乘法和除法的过程中,将时间、路程、速度引入教学场景之中。学生跟随教师引导,逐渐发现时间与路程的关系,并且结合所学的数学知识,乘法与除法,找到了“一乘两除”的数学原型。从而使学生通过“数量关系”中,认知到生活与数学的关系。
三、小学“数学建模”的教学演绎
小学“数学建模”的教学演绎,主要分析以下两个方面。
1、在小学“数学建模”中促进结构性生长
因为小学生的逻辑思维能力还处于发展构成阶段,所以必须在数学建模教学过程中从学生的“逻辑结构图式”出发,充分考虑小学生的知识结构和认知规律,通过整合实际问题,从数学问题角度为学生整合抽象的、具有清晰结构认知性的,数学教育模型,从而使小学生能够直接清晰地对数学模型拥有直观深刻的认知。
2、在小学“数学建模”中促进学生自主性建构
在小学“数学建模”中教师需要引导和帮助学生,运用已学习的数学知识,构建具有应用性的数学模型。在教学过程中,教师需要对学生们习以为常的事物进行剖析,使事物露出具有吸引性的数学问题,通过激发学生的好奇心,引导学生探索生活中存在的数学问题,帮助学生发现生活中隐藏的数学问题和解决问题,最终促使学生能够独立自主地根据实际问题建立数学模型。
小学数学的“数学建模”是教学方式中新的尝试,它作为一种学习数学的方式、方法、策略和将生活与数学紧密联系的纽带,对引导学生更好的认识数学、学习数学、运用数学、具有十分积极的作用。小学生学习建模过程,实际就是锻炼逻辑思维能力的过程,对学生日后学习学习知识和兴趣爱好都有显著的帮助。
参考文献:
[1] 陈进春.基于数学建模视角的教学演绎[J].江苏教育,2013(4).
数学建模的目的范文2
关键词:数学建模; 小学数学教学; 渗入
【分类号】G623.5
一、前言
按照小学数学教学的实际需要,在小学数学教学过程中,数学建模思想的渗入关系到小学生数学意识的培养,对小学数学课堂教学质量的提高有着重要的现实意义,从这一点来看,在小学数学教学中,应当做好数学建模思想的渗入,具体应当从创设情境,感知数学建模思想,参与探究,主动建构数学模型,解决问题,拓展应用数学模型这些方面入手,保证小学数学建模思想的渗入能够取得积极效果。
二、小学数学教学中建模思想的渗入,应创设情境,感知数学建模思想
1、小学数学应在课堂中做好情境创设,为建模思想的引入打下基础
结合小学数学课堂教学实际,在建模思想的渗入过程中,首先应当做好情境创设,通过创设良好的数学情境,为建模思想的引入打下坚实的基础,考虑到小学生的思维特点及数学基础,在数学建模思想引入之前,一定要做好情境的创设,通过课堂情景的创设和构建,营造良好的数学教学氛围,为建模思想的引入做好铺垫。
2、小学数学应鼓励学生感知数学建模思想
在做好了前期的铺垫之后,就是应当根据小学数学课堂教学内容和相应的教学案例,鼓励学生感知数学建模思想,从数学思想的角度向学生介绍数学建模的内涵及意义,并且向学生剖析数学建模思想的重要性,以及数学建模思想对日后数学学习的重要意义,让学生对数学思想有全新的认知,做到在后续的学习过程中,能够根据学习需要提高数学建模思想的渗入效果。
3、小学数学教师应做好数学建模思想教学的指导
由于小学生年龄较小,在刚接触数学建模思想的时候,对数学建模思想的内涵和意义认识还不够全面,在此过程中,小学数学教师应当做好数学建模思想教学的指导,通过对学生学习兴趣的引导以及数学建模思想内涵的解读,让学生对数学建模思想有全面正确的认识,减轻在后续教学过程中的压力,避免由于学生认知不足而造成数学建模思想渗入效果不理想的问题。
三、小学数学教学中建模思想的渗入,应参与探究,主动建构数学模型
1、小学数学应在课堂教学中鼓励学生参与问题探究
按照小学数学课堂教学的实际需要,在数学教学过程中,建模思想的渗入应当与课堂教学融合在一起,其中可以通过鼓励学生参与问题探究的方式,以问题探究教学为切入点向学生介绍数学模型建构的意义和作用,并鼓励学生参与到问题探究中来,通过学生自己的问题设定和问题探究,一步一步地引导学生进行数学模型的建构,进而达到提高数学建模思想渗入效果的目的。
2、通过问题探究的方式引导学生主动建构数学模型
在课堂教学中,做好了前期的铺垫之后,就可以通过问题探究的方式引导学生主动建构数学模型,并且利用学生建构的数学模型,解决相应的问题,使学生能够树立信心,并且对数学模型的建构有正面积极的认识,从这一点来看,通过问题探究的方式引导学生主动建构数学模型,是做好数学建模思想渗入的重要措施,也是提高数学建模实践渗入效果的重要手段。
3、教师应当及时的做好指导,解决学生在数学模型建构中存在的问题
由于小学生年纪较小,虽然可以主动参与到数学模型的建构过程当中,但是由于小学生的数学基础相对薄弱,在数学模型建构中还存在较多的问题,在这一过程中,教师应当及时的做好指导,解决学生在数学模型建构中存在的问题,达到有效的指导数学模型的建构,鼓励学生通过数学模型建构的方式解决存在的数学问题,为学生的问题探究提供有力的方式方法。
四、小学数学教学中建模思想的渗入,应解决问题,拓展应用数学模型
1、鼓励学生利用数学模型建构,解决数学问题
从数学建模思想的渗入来看,其目的是教会学生利用数学模型建构的方式解决相应的数学问题,基于这一目的,在做好了前期的铺垫之后,学生从数学模型建构中也积累了一定的经验,在这一过程中,就应当鼓励学生利用数学模型建构解决目前遇到的数学问题,达到拓展应用数学模型的目的,使学生能够获得更多的解决数学问题的手段。
2、引导学生在其他领域有效运用数学模型
从小学数学教学过程来看,建模思想的渗入对小学数学教学人员具有重要作用,做好建模思想的渗入不但能够提高学生的解题能力,同时也有助于拓展学生的解题思路,因此,在建模思想的渗入过程中,应当引导学生在其它领域有效运用数学模型,特别是在生活领域中,应当鼓励学生运用数学模型解决相应的生活问题,使数学模型的应用范围能够得到不断的拓展。
3、培养学生正确的数学建模思维
结合小学数学教学实际,在数学建模思想的渗入过程中,培养学生正确的数学建模思维是十分重要的,同时,培养学生正确的数学建模思维也是解决问题和拓展应用数学模型的基础和关键,为此我们应当认识到小学阶段数学建模思想渗入的重要性,并且重点做好数学建模思维的渗入,为小学数学课堂教学提供更多的教学支持。
五、结论
通过本文的分析可知,在小学数学教学过程中,建模思想的渗入十分重要。要想做好数学建模思想的渗入,就应当根据小学数学教学的实际需要,从创设情境,感知数学建模思想,参与探究,主动建构数学模型和解决问题,拓展应用数学模型等方面入手,保证数学建模思想的渗入能够达到预期目标。为小学数学课堂教学提供数学建模思想,使小学数学教学能够在数学建模思想的渗入方面更加成熟有效。以此达到提高数学建模思想渗入效果的目的,为小学数学教学提供更多的支持。
参考文献:
[1] 蔡新镇;;浅谈小学生建立数学模型活动[J];中国教育技术装备;2011年22期
[2] 刘永文;;在小学数学教学中渗透数学建模思想[J];山东教育;2010年28期
[3] 伍仁刚;;课堂教学有效渗透数学建模思想例谈[J];小学教学参考;2009年23期
[4] 章颖;;在解决实际问题的过程中培养学生的建模能力[J];小学教学参考;2009年32期
数学建模的目的范文3
【关键词】数学建模 原则 应用
一、数学模型的定义
现在数学模型还没有一个统一的准确的定义,因为站在不同的角度可以有不同的定义。不过我们可以给出如下定义:“数学模型是关于部分现实世界和为一种特殊目的而作的一个抽象的、简化的结构。”具体来说,数学模型就是为了某种目的,用字母、数学及其他数学符号建立起来的等式或不等式以及图表、图象、框图等描述客观事物的特征及其内在联系的数学结构表达式。今天,数学在许多领域上起着十分关键的作用,数学建模被时代赋予更为重要的意义。
二、数学建模的方法和步骤
1.模型准备
要了解问题的实际背景,明确建模目的,尽量弄清对象的特征。
2.模型假设
根据对象的特征和建模目的,对问题进行必要地、合理地简化,用精确的语言做出假设,是建模至关重要的一步,高超的建模者能充分发挥想象力、洞察力和判断力,善于辨别主次,使问题简单化。
3.模型构成
根据所做的假设分析对象的因果关系,利用对象的内在规律和适当的数学工具,构造各个量间的等式关系或其他数学结构。
4.模型求解
可以采用解方程、画图形、证明定理、逻辑运算、数值运算等各种传统的数学方法,对问题进行合理地验证。
5.模型分析
对模型解答进行数学上的分析。“横看成岭侧成峰,远近高低各不同”,能否对模型结果做出细致精当地分析,决定了你的模型能否达到更高的档次。
三、数学建模案例分析
在教学过程中,为了让学生认识到学习数学的重要性,了解数学在实际生产、生活中的应用,用数学建模来解决实际问题就是数学在生活中的重要应用,这里以一个数学案例来说明数学建模思想。
例:码头工人以每天30吨的速度往一艘轮船上卸载货物,卸载完毕恰好用8天时间:
(1)轮船到达目的地后开始卸货,卸货速度与卸货时间之间有怎样的函数关系?
(2)由于遇到紧急情况,船上的货物必须在不超过5天内卸载完毕,那么平均每天至少要卸载多少吨货物?
对于问题(1)我设计如下问题:①这艘轮船上装有多少货物?
②轮船到达目的地后,卸下的货物是多少吨?变量和常量是什么?
设计这些问题的目的是让学生明白,货物重量是240吨,是一个常量,变量时卸货速度和卸货时间。
③若设卸货的速度是V,时间为t,那么V与t之间有什么函数关系呢?
设计意图是通过对问题的抽象,应用“工作量=工作速度×工作时间”,建立V与t之间的数学模型(反比例函数)。
对于(2)设计问题如下:①如果用5天时间卸完240吨货物,那么每天卸货多少吨?
②当变量t的取值小于5时,对应的函数V的值比48大还是小?
③当t的值不超过5时,对应的函数V的值是大于48还是小于48?
设计意图是让学生明白,t的取值越小,V的值越大。
四、数学建模教学应遵循的几个原则
应该如何培养学生在掌握数学的同时又能解决实际问题、提高学生数学建模能力?通过教学实践,我认为主要应该把握好以下几点:
1.要解决数学建模能力中的核心层――数学化
学生解决“应用”问题,有两个“拦路虎”,首先就是学生不会将实际问题转化为数学问题,即数学化过程。这里需要解决学生怎样通过阅读理解将文字语言转化为数学符号语言,这一点恰恰是教学的一个盲点,学生不能对应用问题进行有效的阅读理解。日常教学中,我们要注意指导学生在阅读中形成阅读想象、阅读联想、阅读思维、阅读情感等稳定的阅读心理要素,持之以恒地训练,使学生形成良好的阅读理解能力。其次,应加强学生的运算(特别是近似计算)能力培养,应鼓励学生使用计算机、计算器等工具。
2.要突出学生的主体地位
学生主体地位是指学生应是教学活动的中心,教师、教材以及一切的教学手段,都应为学生的学习服务,让学生应积极参与到教学活动中去,充当教学活动的主角。教师要鼓励学生大胆尝试,鼓励学生不怕挫折失败,鼓励学生动口表述、动手操作、动脑思考。鼓励学生要多想、多读、多议、多讲、多练、多听,让学生始终处于主动参与、主动探索的积极状态。如在“打包问题”教学中,可让学生自己制作模型,自己测量有关数据,自己动手摆列模型,有助于学生深入思考问题的实质,教师要在讲解过程中不断渗透建模的思想,由师生共同探讨得到数学建模的结果。
3.要把握适应性原则
数学建模的设计应与课堂教学内容相配套,体现数学建模的思想方法。设计所涉及的数学知识可有所拓宽,但课堂教学中建模问题要与教学目标和课堂教学进度相适应,不可任意地拓宽和加深,以免加重学生学习负担。选题时可以结合教学内容构造实际模型。
比如函数、不等式等问题,可以从教材的例题和习题中改造而成。如:《抛物线》中有一道例题,“抛物线形拱桥如图所示,当拱顶离水面2.5m时,水面宽4.5m。如果水面上升0.5m,水面宽多少(精确到0.01m)?”(此处图略)稍加改变就可以形成一系列从应用到建模的问题:(1)一辆货车要通过跨度为8m,拱高为4m的单行抛物线形隧道(从正中通过),为保证安全,车顶离隧道顶部至少要有0.5m的距离,若货车宽为2m,则货车的限高应为多少(精确到0.01m)?(2)一条隧道顶部是抛物拱形,在(1)中将单行道改为双行道,即货车必须由隧道中线的右侧通过,那么货车的限高应是多少?(3)一辆货车高3m,宽2m,要通过高为4m的单行抛物线形隧道,为安全起见,车离隧道顶部至少要有05m的距离,那么拱口宽应是多少米(精确到0.01m)?(4)将上题中的单行道改成双行道,再回答上面的问题;(5)将(1)中的抛物线拱改为圆拱,再解问题(1);(6)将(2)、(3)、(4)中的抛物线拱改为圆拱,重解这三题;(7)如果开口向下的抛物线下的面积可以用公式s=2ab/2计 算(其中2a是抛物线开口宽度,b是抛物线高度),问分别开凿满足问题(1),(5)等长的公路隧道,哪一种拱线的土方工程量更小?(8)请你设计一条抛物线拱,它满足(4)中双行要求,且拱曲线下的面积最小,从而开凿的土方量最小。
另外也可以联系实际生活,引导学生建立一些简单的数学模型。日常生活是应用问题的源泉之一,现实生活中有很多问题可以通过建立数学模型加以解决。如购房问题,市场经济中涉及如成本、利润、储蓄等方面的问题是数学建模的好素材,适当选取后融入教学活动中,让学生“跳一跳可以把果子摘下来”即可。
4.要注重渗透数学思想方法
数学思想方法是数学知识的精髓,是知识、技能转化为能力的桥梁。建模过程应该是渗透数学思想方法的过程。比如化归的思想,函数的思想,方程的思想,数形结合的思想,等价转化思想,消元法、换元法、待定系数法、配方法、反证法、解析法等数学方法。教学中注重全方位渗透数学思想方法,才有可能让学生从本质上理解数学建模的思想。
五、数学建模思想的应用
1.在数学概念教学中应用数学建模思想
在数学概念的教学中,运用数学建模思想也能取得较好的实效。比如,在讲授“轴对称”概念时,可以给出“奶站”模型,让学生熟知此类问题的实际应用。对于不同的模型,一旦抛开其实际意义,可以单纯地从数学结构上来看待,能让学生体验到数学的魅力。
2.在作业布置中应用数学建模思想
现行的教材,涉及应用方面的问题很少,这对于培养学生的创新能力是十分不利的。为尽量弥补这一缺憾,可补充一些数学建模的素材到习题之中,这样不但能够丰富教学的内容,而且又能让学生体验到学习数学建模的全过程。
3.在考试考核中应用数学建模思想
数学考核的方法正在从单一的闭卷考试转变为多样化形式,可见,客观公正、尊重个体能力及差异变得更加重要,而创新意识的培养则是数学建模学习的宗旨之一。因此,在考核中,要充分展现学生各方面的创新能力。
总之,数学建模思想的应用,对于数学教学改革具有非常重要的意义。将数学建模思想引入数学教学,其目的是更好地促进学生的数学学习,提高他们运用数学思想分析问题、解决问题及抽象思维的能力。教师要通过数学建模思想的应用,使学生初步掌握从实际问题中概括数学内涵的方法,激发学生的数学学习兴趣,并为将来学生的专业课学习奠定坚实的数学基础。
六、总结
数学以高度的抽象性、严密的逻辑性以及广泛的应用性,渗透于科学技术及实际生产生活的各个领域。建模能力是解题者对各种能力的综合应用,它涉及文字理解能力,对相关知识的掌握程度,良好的心理素质,创新精神和创造能力,以及观察、分析、综合、比较、概括等各种科学思维方法的综合应用。数学建模教学在以上适度的原则下也不应该拘泥于形式,受缚于教条,我们应密切关注生活,结合课本,改变原体,将知识重新分解组合,使之成为立意高、情境新、设问巧、并赋予时代气息的问题,这对培养学生思维的灵活性、敏捷性、深刻性、广阔性、创造性是大有益处的。数学建模是一种新的学习方式,顺应了社会发展及教育改革的需要,有助于培养学生学习的兴趣,也可以增强学生应用数学的意识。
【参考文献】
[1]白其峥.数学建模案例分析[M].北京:海洋出版社,2000.
[2]朱道元.数学建模案例精选[M].北京:科学出版社,2003.
[3] 陈理荣.数学建模导论[M].北京:北京邮电大学出版社,1999.
数学建模的目的范文4
数学建模不仅可以让学生能够运用所学数学知识解释生活难题,而且可以通过实际生活的案例来提高学生接受数学学习的兴趣,从而提高数学教学效果.因此,数学建模教学应被大力推广.
2高中数学建模教学出现的问题
目前许多高中数学课本中将有关数学建模的内容都分散于各个教学单元中,使其内容失去了连贯性,学生不能灵活运用数学知识,大大降低了数学建模教学的优势和目的.另外许多高中生在学习数学建模的过程中存在或多或少的障碍.高中生由于地区或者其他原因,对于现实问题的洞察能力和数据的处理能力均有限,导致数学建模教学不能顺利地进行.另外,许多教师对于建模的教育理念存在偏差,不重视数学建模,因此,教学效果也就可想而知.
3加强高中数学建模教学的对策
1)重视各章前问题教学
高中数学课本在每章前面均有一个关于本章教学内容的实际问题,而通过重视各章前问题教学,可以引发学生对于数学建模的兴趣,从而使得学生明白数学建模教学的意义.例如,某公园有个大型摩天轮,该摩天轮可以吊起78个客舱,一次能运载350个乘客.坐该摩天轮从开始到最后需要耗时30min,转速为5m•min-1.问,乘客乘坐该摩天轮时,从摩天轮的最低点开始计时,他所处的高度h与所坐的时间t的关系,并用数学模型解释.这个章前问题就是典型的运用数学模型来解决生活中的问题,因此,高中数学教学应加强章前问题教学,培养学生重视数学建模的意识.
2)加强数学开放题教学
高中数学教师可以通过加强数学开放题的教学提高数学建模教学效果.因为数学开放题可以锻炼学生开放性思维和创造性思维.开放题可以接近生活中的现实问题,例如,随着科技的发展和能源的消耗过剩,现今市场上出现3种汽车类型,一是传统的以汽油为原料的汽车,二是以蓄电池为动力的车,三是用天然气作为原料的汽车.通过对这3种类型的车使用原料成本进行分析比较,并建立数学模型,分析汽油价格的变化对这3种车所占市场份额的影响.这种开放性的试题,没有具体的答案,只要学生所建的数学模型能够将问题说得通,都算是成功的数学建模.
3)注重案例式教学
注重案例式教学是值得教师学习的提高教学效果最有效的方法.通过分析典型的数学案例理解建模的优势,提高数学建模的教学效率.例如,甲、乙2人相约到某地相遇,该地距离出发点为20km,他们约定一个人跑步,而另外一个人步行,当跑步者到达某个地方后改为步行,接着步行的人换成跑步,再步行,如此反复转换,已知跑步的速度是10km•h-1,步行的速度是5km•h-1,问至少花多少时间2人都可以到达目的地.这种相遇问题在数学教学中应该经常见到,这是一种典型的案例题,通过典型案例的数学建模教学,不仅可以让学生对问题更加印象深刻,而且可以使得学生更容易接受数学建模教学的方式,从而提高数学建模教学的效果.
4)加强高中数学建模的师资力量
数学建模的目的范文5
【关键词】数学建模;高职教育;教学改革
一、数学建模简介和起源
建立数学模型的最初的目的是把研究者遇到的实际问题归结为相应的数学问题,在此基础上使用数学的理论和方法,深入地分折和研究,为彻底解决遇到的问题提供准确数据和值得信赖的指导.数学建模最早始于20世纪60至70年代,而20世纪80年代初我国的几所著名大学同样将数学建模设置为重要的选修课.最早的数学建模竞赛始于19世纪80年代中期的美国大学生数学建模竞赛,随后我国也开始选派大学生选手参加该项赛事,随着成绩越来越好,参赛院校的积极性自然越来越高.如今有教育部参与组织的全国大学生建模大赛,已经成为国内的最大规模的大学生基础学科竞赛.
二、数学建模在高职数学教学改革中的地位
1.使学生养成团队协作的好习惯
团队协作方式的学习是高校教学改革的一个重要方向.传统教学形式是老师灌输式的讲授,学生被动听讲.而以学习小组为基本形式,调动全体学生的积极性和创造性,以奖励团体成绩为鼓励方式的一种全新的教学模式.教师在数学建模教学过程中,根据学生的不同特点,将学生分成若干个小组,学生也可以根据个人意愿自由组合成小组,各小组依据老师提出的命题和内容进行研讨.通过团队合作学习,使学生能够感受到自己的价值,能更融洽地处理与同学的关系,增强自信心,同时也为将来适应社会打下良好的基础.
2.在数学教学过程中引入全新的教学方法
数学建模经常采用下面几种全新的教学方式,丰富了数学的教学手段,有效促进高职数学教学改革的顺利进行:
首先,“主讲式”是以授课教师讲解知识点的方式为主,适当围绕主题举例说明,学生在教师的指导之下进行针对性的练习.
其次,“探索式”是教师以点拨方式为辅,指导学生练习为主,师生采用讨论探索性问题的解答问题的方式,以帮助学生获取和掌握适宜的新知识.
最后,“自发式”是由授课教师引出问题,学生进行自愿组合,按需查阅资料,在课堂上进行相互讨论,提出问题的解决方案,以达到培养学生良好的协作精神及创造性思维能力的目的.
3.通过带领学生参加建模竞赛推进数学教学改革
数学教学改革的目的就是要把学生都带回到课堂.而参加竞赛进而争取好成绩就是实现上述目标的直接有效的办法.现阶段数学建模竞赛在全国范围内已非常普及,由于学生基础各异,不是每名高职学生都能有资格参加大赛的,为了选拔优秀的参赛选手,必然要求学校自行组织数学建模竞赛,而每次竞赛,都要求学生积极准备和踊跃参与.通过参加学竞赛,有助于增强学生学习数学的应用意识,培养学生解决实际问题的能力,提高学生的数学综合思维能力.
三、数学建模对于高职数学教学改革的意义
1.数学建模是解决当前高职数学教学存在问题的有效方法
通过数学建模的教学可以解决长期困扰学生的“数学有什么用”的疑问,提高学生学习数学的兴趣.比如在建立产品质量检验模型的过程中,首先需要学生分析产品质量,区分质量的划分标准,这就需要学生根据不同情况建立模型.而产品质量检验模型可以归结为概率的古典概型问题.高职院校的学生已掌握了一些微积分初步、线性代数和概率初步方面理论知识,并具备一定的解决实际问题的能力,这样就使得数学建模引入高职数学教学成为可能.
2.学生通过数学建模可以增强自身的综合素质
把数学建模引入高职数学教学,可以调动学生主动学习的积极性,学生在建模过程中通过收集信息、查阅文献,学会发掘、领悟相关领域的知识,并增加和其他同学的协作.数学建模同样可以培养良好的心理素质,数学建模所涉及的问题一般都来自于生产和生活,由于涉及的方面比较广泛,建立确切的数学模型自然不是轻而易举的事,这就需要对实际问题进行认真的分析和概括,才能建立恰当的数学模型.通过建模还可以培养学生高度的责任感、遇到逆境时的心理承受能力和面对困难锲而不舍的精神.
3.数学建模推动高职数学教法改革
数学建模的目的范文6
关键词:数学建模;计量分析;科研;促进
中图分类号:TB115 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)08-0189-03
一、引言
数学建模是指对现实世界的一个特定对象,为了特定目的,做出一些必要的简化和假设,运用适当的数学工具得到一个数学模型并求解,用它来解释特定现象的现实性态、预测对象的未来状况、提供处理对象的优化决策和控制、设计满足某种需要的产品等。湖北经济学院从2003年开始进行数学建模的教学和培训工作,并组织在校大学生组队参加全国大学生数学建模竞赛。在这近十年的工作过程中,我们取得了一定的成绩,一大批学生通过数学建模的学习,掌握了数学建模的基本知识和用建模知识解决实际问题的能力,增强了服务社会、服务经济建设的能力;一批数学建模小组在全国大学生数学建模竞赛中取得了优异的成绩,包括全国一等奖三项、全国二等奖六项和省级奖项若干。我们欣喜的发现,数学建模工作在取得一系列教学成果的同时,还极大的推动了学校科研的发展。下面就数学建模促进学校科研发展的现实意义、目标定位、应该注意的问题以及进一步做好以数学建模促进科研发展的具体措施等几个方面进行讨论。
二、以数学建模促进科研发展的现实意义
我校的数学建模工作主要包括选修课课堂教学、组织策划数模讲座、指导数学建模社团和课外兴趣小组、组织学生积极参加课外实践和课外科研项目、组织学生赛前培训及参加全国大学生数学建模竞赛等环节。教学目的旨在提高学生的实践能力、创新能力及竞争意识;通过本课程的学习,学生不仅掌握了数学建模的基本知识和用建模知识解决实际问题的能力,还增强了做科学研究和撰写科研论文的能力。同时,数学建模工作也为教师的科研工作注入了新的思想和素材。总之,数学建模在促进学校科研发展上具有重大的现实意义,具体体现在以下四个方面。
1.数学建模迅速提升大学生的科研能力。在数学建模的学习过程中,同学们需要查阅大量的文献资料、将实际课题抽象成数学模型、开展数学实验、设计算法、使用计算机求解(作图)、编制应用软件和撰写论文等,经过这种全方位的锻炼,同学们的实践能力特别是做科学研究和撰写论文的能力得到了极大的提高。同时,数学建模具有知识面广、实践性强、学科交叉性大的特点,通过数学建模的学习,同学们的知识水平和理论水平都会有一个很大的提高。实践证明,数学建模对培养学生的科研能力具有其他课程无法替代的重要作用。数学建模教学与培训除了在课堂教学上向学生讲解经典案例外,还要求每个学生必须完成课外实际课题研究并提交研究论文。学生课外科研课题的来源目前有两类:一类是教师从自己科研工作中收集来的小型课题;另一类是学生自己从本系或校内其他部门收集来的课题。从我校实践结果来看,做这样的课外实际课题研究,学生的积极性更高,做得也较好。这种形式的教学为学生提供了一个开展课外科研的机会,开始时大多数学生都不知道应当如何开展研究,经过课堂案例教学的引导,实际研究的锻炼,同学们的综合素质提高得非常快,创新能力和竞争意识大大加强,起到了明显的人才培养效益,这也是我校学生能在全国竞赛中表现突出的重要原因之一。其中有一部分同学将学习中整理出来的优秀在《藏龙学刊》、《金融园地》等期刊杂志上,供其他同学查阅参考。今后,我们将进一步加强实践性教学环节,使其在人才培养中发挥出更大的效益。
2.数学建模巩固教师的自身素质,推动教师科研工作的发展。教学和培训过程是教师和学生之间的一种双边互动过程,教师的教和学生的学之间的“教学相长”,对教师的科研工作有很好的促进作用。这种促进作用被大多数教育工作者认可,教师准备教学的过程,就是对教学内容进行整理、思考、钻研的研究过程。特别是数学建模课程,由于其内容均来自于实际问题,可能会涉及到各个学科的知识,如果教师自己没有较广的知识面,没有较强的科研能力和解决实际问题的能力,没有对现代科学技术和文化发展最新成果的学习和领会,便不可能有好的教学、不可能带领学生掌握这门知识和能力,因此,数学建模教学上的“教学相长”就更加突出。此外,参加数学建模学习的同学都是求知欲和学习能力很强的同学,他们在接受新的知识信息方面常常走在教师的前面,双边活动的一个积极的结果常常是教师从学生身上得到很多新的东西,这给教师的科研提供了新的资源;同时,教师在将一个个经典的实践性案例向学生阐述和讲解时,他的思路也会从这种阐述中得到整理和澄清。概括地说,数学建模可以巩固教师的知识水平和素质,可以理清教师的科研思路,拓宽教师的科研范畴。
3.数学建模极大地推动了教学项目的研究。数学建模是一个新生事物,也是一个不断总结、创新和进步的过程,是不断摸索新的教学方法和思路的过程,在这个过程中,我们进行了相关教研课题的立项和研究,探索出更适合当代大学生的教学方法和思路。据不完全统计,参加数学建模教学工作的老师,有半数以上的教研课题和数学建模直接相关。
4.数学建模为师生打开跨学科研究的大门。数学建模问题均来自于生活,涉及众多学科领域,因此,讨论研究数学建模问题,必然用到跨学科研究的思路和方法,为老师和同学们展开跨学科研究打下基础。综合应用多个学科领域的知识探讨一个问题,在多门学科之间进行交叉探索研究,容易发现新问题,构建新的知识联结,形成新的知识点,揭示新的理论或新的知识体系;能揭示各学科之间的辩证关系,解决相关的科学问题,有利于促进学科创新发展或创建新学科等。跨学科研究法以创新为根本取向,已广泛地被应用于学科发展及创建新学科的研究之中,从而获得大量的研究成果,促进了科学学科的创新发展及创建新学科。
三、以数学建模促进科研发展的目标和定位
数学建模为学校的科研发展带来了实实在在的促进作用,在此基础上,我们以数学建模和参与数学建模的师生为纽带搭建的全校性的计量分析公共平台已具雏形。湖北经济学院是一所经济管理类院校,各学科专业内的计量分析内容较多,但由于历史的原因,专业教师和同学们的计量分析能力普遍较弱,这给学科发展和科学研究带来极大不便。通过数学建模搭桥,我们在湖北经济学院内搭建了一个全校性的计量分析公共平台,在这个平台上,我们为其他专业院系师生提供计量分析辅导和帮助、展开学术交流和科研互动。今后,我们打算以数学建模为依托,通过学生和教师这两条路线继续完善好这个全校性的计量分析公共平台。在学生路线上,我们继续对从各院系选的优秀大学生进行高质量的集中培训,培养他们的定量分析能力和解决实际问题的能力、增强他们的科研能力和撰写科研论文的能力,使这些同学回到各自院系后,成为同学中进行定量分析和科学研究的佼佼者,他们一方面能积极与专业教师联系,帮助专业教师完成科研工作中的定量分析任务;另一方面,他们成为同班同学中做定量分析的能手,能带动更多的同学完成学习中遇到的定量分析工作和科研工作。在教师路线上,我们继续积极与其他院系老师开展合作,进行跨学科科研项目的研究。截至目前,我们已经与湖北水事研究中心、湖北物流发展研究中心、湖北数据与分析中心、湖北省大中型水库移民后期扶持政策监测评估中心建立了长期、稳定的合作,并参与了多项跨学科、跨专业院系的科研课题的研究。在此基础上,我们争取和更多的科研单位与专业教师展开合作,使计量分析公共平台发挥更大的效用。
四、以数学建模促进科研发展中应注意的问题
数学建模对学校的科研发展能起到推动的作用,要使得这种推动效应达到最优,还需要在工作过程中注意以下几个方面的问题。
1.参与数学建模教学工作的教师应具备一定的学术素养和道德水准。由于数学建模知识具有一定的宽度和厚度,使得数学建模工作带有一定的艰巨性,宽厚的知识储备和较高的学术水平是完成数学建模教学工作的基本前提,更是带领学生完成相关科研工作,在全国竞赛中冲刺并能取得好成绩的必要保证。同时,要保证教师能从优秀的学生身上汲取新的科研思想,但不是打压、扼杀甚至剽窃学生的科研思想,这又需要教师具备较高的道德水准与人格品位。
2.参与数学建模教学的师生应具有较强的团队协作意识与合作精神。数学建模工作是一个团队活动,数学建模竞赛是一个团队竞赛,队员的团队协作意识与合作精神是工作和竞赛成败的重要因素。当今社会的各个角落都需要合作,学校的科研工作更是如此,因此,较好的团队协作意识与合作精神在带给师生理想成绩的同时,也为他们较好的从事其他科研工作奠定了一个坚实的基础。
3.参与数学建模教学的师生应具有平等、民主、融洽的师生关系。数学建模的教学过程以及日常的科研工作都需要有大量的相互讨论,良好的师生关系可以保障这种讨论愉快地进行,并能激发师生的想象力和创造力,从而获得满意的答案并发现新问题。
4.圆满完成数学建模工作,并使数学建模对科研发展的促进作用得到良好的体现,需要学校领导以及各专业院系的大力支持和重视。参与数学建模的学生来源于各个院系,开展跨学科科研合作也会涉及到多个院系和单位,学校领导以及各专业院系的大力支持和重视是顺利完成数学建模工作的基本保障,也是开展跨学科科学研究的基本前提。
五、进一步完善以数学建模促进科研发展的具体措施
1.进一步加强领导重视、加强院系合作,并广泛宣传、积极引导学生参与。领导重视,学生积极参与是我们搞好数学建模工作的基础。近十年来,我们能在数学建模教学和参赛方面取得较好的成绩,并利用数学建模引导科研工作不断进步,一靠领导的重视;二靠广大教师和学生的积极参与。学校领导相当重视学生的综合素质教育,为数学建模教学配置了专用的实验室,教务处也专门制定了学生参与数模学习和竞赛的相关奖励制度和规定,并给予专项经费资助。今后应继续完善、利用这些条件,并广泛宣传、积极引导学生参与到数学建模中来。
2.进一步加强自身建设,提高师资力量。担任本课程的教师既有多年从事数学建模教学和教改的老教师,也有多名青年教师,年龄结构与知识结构合理,使得教学效果很好。但是,数学建模竞赛和相关科研工作具有很强的时代性,其问题多与同时期的重大事件联系在一起,这就要求我们的教师要不断进行学习,不断更新知识储备,不断加强自身建设,此外,也是为了满足数学建模教学及进行相关科学研究的需要。
3.加强配套教材建设。近十年来,我们的教师在数学建模教学及科研工作中积累了大量的优秀教学素材和经验,如果能将这些写进教材,直接呈现给学生,将会进一步促进数学建模教学、竞赛及相关科研工作的发展。同时,我们考虑到目前的一些传统教材,主要是针对理工科学生编写的,而不适合我校学生使用。因此,我们应加强配套教材的编写工作,以进一步推动我校数学建模教学和竞赛的发展,进而为推动学校科研发展做出更大的贡献。
4.加强网站和实验室建设。网站是向学生宣传数学建模内容、展示数学建模成绩的媒介,是我们与其他单位教师进行沟通、开展跨学科研究的桥梁;实验室是师生进行教学、竞赛和开展研究讨论的硬件环境。因此,我们需要进一步加强网站和实验室建设,更好地服务数学建模工作,服务学校的科研发展。
参考文献:
[1]王伟廉.试论高校教学对科研的促进作用[J].高等教育研究,2001,(1).