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数学建模的重要性范文1
首先我谈一下数学建模在高等数学教学中的重要作用:
一、数学建模融入数学教学中可激发学生学习数学的兴趣
由于数学建模是社会生产实践、医学领域、经济领域等生活当中的实际问题经过适当的简化、抽象而形成的某种数学结构或几何问题,它体现了数学应用的广泛性,所以老师在教学过程中利用所学的数学知识引导学生积极参与到数学建模实例中,可以使学生感受到数学的生机与活力,感受到数学的无处不在,感受到数学思想方法的无所不能,同时也体会到学习高等数学的重要性。如我们在高等数学中极限的章节里的讨价还价问题、经济数学中的边际分析与弹性分析问题、各种教材中提到的函数极值问题的实际应用的例子,实际上都是数学建模的问题。数学建模融入数学中教学可以充分调动了学生应用数学知识分析和解决实际问题的积极性和主动性,学生充满了把数学知识和方法应用到实际问题之中去的渴望,把以往教学中常见的"要我学"真正的变成了"我要学",从而激发了学生学习数学的兴趣和热情。
二、数学建模融入数学教学中可培养学生的创新能力
开展数学建模教学可以培养学生多方面的能力:①培养学生综合应用数学知识及方法进行分析、推理、计算的能力。在数学建模过程中需要反复应用数学知识与数学思想方法对实际问题进行分析、推理和计算,才能得出解决实际问题的最佳数学模型,寻找出该模型的最优解。所以在建模过程中可使学生这方面的能力大大提高。②培养学生的创造能力、联想能力、洞察能力以及数学语言的表达能力。由于数学建模没有统一的标准答案,方法也是灵活多样的,学生针对同一问题可从不同的角度、利用不同的数学方法去解决,最终寻找一个最优的方法,得到一个相对来说最佳的模型,所以有利于发挥学生的创造能力。而对一个实际问题在建模过程中能否把握其本质,抽象概括出数学模型,将实际问题转变成数学问题,需要敏锐的洞察力和数学语言的表达能力。另外,不同的实际问题,在同一知识水平下可以建立相同或相似的数学模型来解决。这需要学生在建模时能够做到触类旁通,充分发挥联想能力。数学建模的过程是发挥学生联想、洞察、创造能力的过程,同时也是将实际问题用数学语言表述的过程。③培养学生团结合作精神,交流、表达的能力。建模过程中学生每人的思想必须通过交流才能达成一致,其结果还要用语言表达清楚。好的想法、大胆的创新,如果不表达出来是不会被人们所理解和接受的。
三、数学建模思想融入教学的途经
数学建模思想可以在概念的讲授中渗透;数学建模思想可以在定理的证明中渗透;数学建模思想可以在作业的布置中渗透;数学建模思想可以在考试中渗透;数学建模思想还可以在习题中渗透给学生,习题课是教学环节中不可缺少的一部分。通过老师的讲解,使学生对所学知识得以巩固,提高解题能力。在传统的的习题课中我们只讲解教材上提到的一些习题,涉及到应用的问题很少,有也是答案和结果确定的一些问题。这很大程度上遏制了学生创新能力的发展。为此,我们应该选一些好的、能解决实际问题的案例,启发学生自己发现问题并用已有的知识解决实际问题。这样学生不仅可以掌握数学建模的思想而且可以巩固所学的知识。我们可以对某些例题、习题进行改编成应用问题:也可以有选择性地补充一些与所讲内容相关的数学建模问题,提高学生学习数学的积极主动性。
高等数学的作用表现在为各专业后续课程的学习提供必要的数学知识,培养各专业学生的数学思想与数学修养,全面提高大学生的创新思维和应用能力。只有把数学建模思想融入数学教学中,才能调动学生学习数学的积极性,培养学生的创新能力,才能实现提高学生综合分析问题的能力和实现使用现有数学知识能力的最终目标。
参考文献:
【1】刘来福、曾文艺编著 《数学模型与数学建模》
北京师范大学出版社
【2】韩中庚编著 《数学建模方法及应用》
数学建模的重要性范文2
关键词:高职数学;数学建模;自主学习
一、高职数学教学现状分析
以上饶职业技术学院为例,尽管根据不同的专业,选择了不同的教材,如《计算机数学》《工程数学》《高等数学》等,但其实质及内容差不多。限于数学课程的学时数(理工类专业只有大一开设数学课程,周课时3节,文史类专业不开设数学课程),对于大部分理工专业来讲,也只能用有限的时间讲授最基本的微积分、级数、常微分方程等基础知识,对于线性代数、图论、离散函数等,学生根本没有接触的机会。而这其中,有些知识对于理工专业的学习起到很大的基础作用。从学生的学习情况来分析,无论是采用传统的板书教学还是使用现代的多媒体教学,由于数学课程的枯燥无味,再加上学生对中学数学知识的较差掌握,使得大部分学生对数学提不起兴趣,也听不大懂,即使能理解部分知识,也只是停留在表面,难以深入掌握。
二、高职学生在大学期间的目标定位及学习特点
高职院校要把学生培养成高素质的技能型人才,向社会及企业输送的是应用型人才。学校对课程设置及教学计划也有要求,比如实践课时占总课时比例的50%以上,从每年上报的数据中可以看出,这个比例近两年还在不断加大,高职院校每五年要完成一次人才培养办学评估,评估指标体系也对这一点做了明确的规定。既然是对社会输送高素质的应用型人才,那么就要求学生具备一定的动手能力、创新能力及团结协作能力,这也是高职院校对教学及培养目标的定位。
三、数学建模对高职学生所起的作用
数学模型就是用数学的语言去描述事情,数学建模就是构造数学模型。数学建模涉及很多学科,具有很强的实践性。数学建模需要学生的积极性、灵活性,同时也需要学生具备一定的自主学习能力。通过数学建模的学习与锻炼,学生体验了通过建立数学模型解决实际问题的整个过程,感受了团结合作创造的艰苦与欢乐,学会了如何使用网络为解决问题提供服务,体验了自己研究的成果被别人接受与参考的喜悦。学生的创新创造能力得到激发,为了解决实际问题,他们必须做出必要且能让人接受的假O,并舍去部分因素,这就是创新创造能力的一种表现。再者,要解决数学描述出来的问题,想得出一个结果,光靠传统的列式计算或借助计算器那是肯定不够的,因此,他们得花更多的时间去了解学习并学会如何使用MATLAB等软件。
四、现代科技条件下,数学建模主导高职数学课程是必然趋势
随着社会的发展与科技的更新,数学的应用范围也越来越广泛。如今手机的功能也越来越强大,手机app的研发也是日新月异。在这种形势下,数学教学再也不能靠一支粉教知识,必须与实际联系起来,学生也不能只靠听课、看书、套公式做练习来学习知识,要充分学会如何借助现代科技产品解决问题。
数学建模的重要性范文3
数学建模涵盖着三个方面:其一是由实际问题到数学模型,其二是由数学模型到数学求解,其三是由数学求解到实际问题求解.
自从新课改全面推行以后,这也是会反映在高中阶段的教学创新领域中.新教材是遵照新课改的规范编写,新授课内容更加关注学生知识体验的过程,引导学生探究数学知识的各方面内容,掌握数学知识存在和发展的进程.关注学生对问题的发现、思考和解决.要是从教学的实际情况分析,由于诸多的教学要素限制,这也使得数学建模教学中还有着很多的不足.本人结合教学经历对此进行分析.
一、问题表现
1.学校层面
学校最关注的学习内容是体现在高考升学率环节中,忽略数学建模活动.
2.教师层面
教师在求学时代学到过数学建模知识,但是由于教学任务的侧重点以及平时缺乏交流,这也导致教师数学建模知识能力不够.
3.学生层面
(1)对实际问题的解决没有信心.实际问题的数学表达方式和纯数学问题的表达方式差异化很大,前者更注重于文字描述的概括能力,这也使得其问题的表现形式更富生活化气息,在分析问题时表现出长题目、多数量以及隐密分散的数学关系等.由此,会让学生产生畏惧的心理.
(2)对实际问题的术语感到陌生.以实际问题为题材的数学应用题有着更多元化的专业术语,它们也是涵盖着其他领域的知识.由于学生平时和社会接触不多,常常会对很多名词术语感到陌生,不知所云,因此,不能有效了解习题所要表达的数学内容.譬如现实生活中常会碰到的金融词汇,学生几乎很少了解到其具体含义,这会直接影响解题的效果.
二、解决措施
1.学校层面
(1)要不断强化教师的后续学习,可以采用专家讲座和指导的方式进行完善.教师拥有着丰富的教学经验,但是缺少相对应的理论知识,所以,能够借助于开展继续教育课程,以此不断完善专业知识能力,显著提升数学应用教学理念.
(2)邀请多种行业专家进行学术报告,这不是局限于教育学领域的专家,而是需要各行各业专家的广泛参与.通常情况下,[HJ1.18mm]学术报告中所包含的实际应用内容,更是体现出科技中数学知识的前沿应用.教师通过多参加相关的学术报告,能够更加及时准确地了解数学学科在现今社会发展的应用和前景,这样也是可以反作用于教学的环节.
(3)拓展数学建模教学活动,促进师生广泛参加.
2.教师层面
(1)教师要将新教材应用于数学建模的环节中,找寻到对应知识点所能够引入的模型内容.譬如教授数列时,讲解储蓄贷款概念.教师要在授课环节中有效融入数学建模知识,这也是可以通过潜移默化的方式引导学生在诸多建模应用问题中了解到其具有的应用价值.当学生认识到数学建模重要性时,会强化学习的关注度.
(2)在课堂教学中,要用结合实际的方式进行数学建模的知识传授.新课改标准中已经提出数学知识应用的重要性,这是需要借助于大量多样的实例导入数学知识,让学生借助于数学学习解决实际问题.要让学生头脑有这样的观念:自己的生活离不开数学,实际的生活更是离不开数学,数学知识不仅对学习有推进作用,更是会对生活有着指导作用,所以要学好数学知识.所以,教师要营造出更加良好的教学情境,不断引入学生感兴趣的生活内容,让数学知识赋予重要的生活属性.学生会突然发觉原本枯燥乏味的数学问题,原来是这样的有意义.这种理论和实际的关系构建,能够产生对学习重要性的认识.
3.学生层面
(1)让学生对数学学习充满信心.自信是来自于主观的精神状态,这是会对知识的学习起到重要的主观能动效应,这也是会为学生将来的培养提供重要保障.教师要密切关注身边的生活环节,能够让学生在了解数学功用的过程中,体验到学习数学知识的乐趣,客观上将会让学生更具数学应用意识和解决现实问题的信心.
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关键词:高职学生;数学建模;建模能力;培养途径;研究分析
中图分类号:G712 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)48-0253-02
在高职院校的数学教学中重点应该是学生应用数学解决实际问题能力的培养,大量的理论教学更应该结合教学实践,突出学生的动手与思索能力,利用数学知识、数学理论解决生活中的疑难是数学教学的终极目的,在高职教学中具有十分重要的现实性意义。
一、高职院校开展数学建模教学的必要性与意义分析
1.促进高职院校数学教学目标的实现。高职院校教学应更注重对理论知识的实践与应用,注重数学分析与创建能力的提升,实现数学理论知识与现实问题的解决的转化,这是当前高职院校数学教学的既定目标。数学本身的抽象性使得知识理论教学枯燥无味,数学知识始终无法实现与实际问题解决的对接。针对该教育现状,进行数学建模能力的培养是行之有效的手段。
2.调动学生学习积极性,激发创造潜能,提高问题解决能力。在高职院校中开展数学建模教学,一方面调动学生数学学习的积极性,相较于单纯的理论讲解,数学建模能力的教学强调动手与思考,在自由开放的环境下学生学习积极性更加高涨。另一方面在高职院校中开展数学建模能力的培养性教学,有利于激发学生的创造潜能,培养创新能力,弘扬创新精神。
二、高职院校数学建模能力培养与教学现状
1.逐渐关注数学建模能力培养,力度仍需加强。基于课程本身来看,大部分高职院校充分认识到数学建模能力培养的重要性,积极开展了微积分、概率教学、数理统计等专业性学科教学,旨在提高学生的数学建模能力。但是在培养的过程中,常常重视力度不够,在课程教学内容与方法上存在一定的滞后性。重经典、轻理论、重分析与推导,轻数学思想与运算技巧的分析,各部分知识点之间存在断裂,很难自成教学体系,缺乏必要的应用性与联系性,在教学方法与教学内容上还需要不断的尝试与摸索。
2.课时不断压缩,课程无法开展。在高职院校中开展数学建模能力的培养需要一定课时量的支撑,当前教学中因为对课时量的压缩,导致其在教学内容上也有所删减,对数学应用能力的讲解停留在理论表层,缺乏深入的实践展示,数学建模能力培养无法深入进行。
3.教学方式陈旧落后,教学内容单一。在教学方式上高职院校的数学建模能力培养也急需改进,传统的填鸭式教学使得教师是课堂的主导者,学生的自主性不强,教学中单纯强调理论定理与严密的逻辑体系,忽视了学生训练技巧与自由分析能力的讲授与引导。在教学中,教师授课形式单一,考核形式传统落后,缺乏必要的层次性与多样性,不能真实准确地反映学生的数学分析能力与知识掌握程度。
三、高职院校数学建模能力培养的途径探析
1.转变认识观念,高度重视数学建模能力的教学与培养。在进行数学教学时,教师首先要完成教学观念上的转变,充分认识到当前教学整体与自身数学教学的不足,从观念上有所转变,认识到数学建模能力培养的重要性,在思想上高度重视,从整体性与综合性、实用性角度去理解数学,开展数学教学。数学建模是将理论与知识结合起来,在教学中将演绎与归纳渗透到教学中,在实践中加深对数学定理与数学知识的理解与把握,实现数学知识与生活实际的结合,数学教学更应该走出理论教学的限制发挥其应用功能。教师为学生创设自由探讨的课堂氛围,学生在自由的课堂气氛中自由交流,思索,学习建模知识并尝试运用于实践中。
2.大胆尝试各种形式的教学模式。在数学建模能力的培养中,其最鲜明的特点是摆脱传统数学教学的呆板性,将学生的数学积极性调动起来,参与到课堂建模中来。增强教师与学生的双向互动,教师在与学生交流的过程中发现学生学习不足,采用答辩或探究的形式让学生提出自己的想法,开展情境教学或者是小组合作教学,让学生增强对数学转化与应用思想的理解,在多媒体课件与软件的辅助下,借助多样的数学教学模式,学生积极主动地投入到数学建模的转化与应用中去。
3.数学建模应用实践分析。下面是在教学中实际指导学生完成的建模问题节选。
随着社会的发展,文物修缮工作有条不紊地开展,其中古塔受战火、地震、风雨侵蚀等人为和自然的破坏,损坏极为严重,亟需修复与完善。在古塔的修缮中重点是做好古塔倾斜、弯曲变形的分析。古塔因为高度的问题一般不能实现直接测量,我们引入数学模型概念,在其周围建立平面监测点,在塔顶设立变形观测点,至于镜S1,后视S2点,观测各角计算As1sk=arctg,As1s2=arctg,Asky1=arctg,根据获取的观测点数据绘制直观显示变化的折线图,借助折线图的变化清晰展示古塔近几年的倾斜与弯曲情况。古塔不同监测期的倾斜度折线图。
上升的折线图直观告诉我们古塔每年弯曲的程度不断加重。对近几年古塔的倾斜程度进行总结,制成数据表格(见表1),辅助识别古塔倾斜变化情况。在气温,风力等因素的情况下将以每年0.023mm的速度进行重心偏移,角度倾斜度会慢慢增大,如果不采取措施及时补救与完善,古塔将岌岌可危。
四、结束语
高职院校作为相对独立的教学类型,在教学目标及教学内容上更注重对学生实际操作技能的培养,为国家输出技术型人才,在这样的教学要求与背景下,积极开展数学建模教学,培养学生的建模能力,对于激发其创新潜能,增强创新能力,促进数学理论教学与生活问题的接轨都有着重要意义。
参考文献:
[1]李占光.高职学生数学建模能力的现状及对策[J].企业家天地,2009,(6).
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关键词 数学建模课程教学 数模竞赛 创新能力培养 改革举措
中图分类号:G642 文献标识码:A DOI:10.16400/j.cnki.kjdkz.2015.05.015
Exploration and Practice of Mathematical Modeling Activities
in the Innovation Educational Background
WANG Wenfa[1], WU Zhongyuan[2], XU Chun[1]
([1] College of Mathematics and Computer Science, Yan'an University, Yan'an, Shaanxi 716000;
[2] Office of Academic Affairs, Yan'an University, Yan'an, Shaanxi 716000)
Abstract Under the innovative education based on university personnel training requirements and problems of traditional mathematics education, the importance of mathematical modeling of students' innovative ability to Yan'an University, for example, according to "sub-level, sub-module" model of teaching and organization contest guidance, teaching and assessment in accordance with academic competitions, math majors and computer majors, two contests with a thesis project and Daiso, boutique website and digital-analog Association and second class "four convergence" approach to student innovation and innovative ability, and made remarkable achievements in personnel training, curriculum development, team building, professional building.
Key words mathematical modeling teaching; mathematical modeling contest; innovative ability training; reform measures
高等学校的大学生是国家科技发展的主力军,大学生的创新能力决定着国家未来的科技创新能力。数学建模课程教学与竞赛的广泛开展对高等学校大学生的创新能力培养具有十分重要的作用。如何在数学建模课程教学与实践中,既能增强大学生的数学应用意识,又能提高大学生运用数学知识和计算机技术分析和解决问题的能力,从而达到提高大学生综合素质和创新能力的目的,这个问题是近年来众多高校关注的问题。延安大学作为一所地方高校,在近几年数学建模课程教学与实践过程中,进行了一系列卓有成效的探索和改革,学生的创新意识和创新能力得到大幅度提升。
1 更新教育理念,充分认识数学建模对学生综合素质和创新能力培养的重要性
数学作为一门基础学科,它涉及的领域相当广泛,如经济、计算机及软件、管理、国防等,虽然数学在高校教育教学中的地位不断提高,人们对其认识也不断加深。但是,人们对数学类课程、数学学科在创新型人才培养中的重要性仍认识不够深入,在教学内容、教学方法、教学手段、评价措施等诸多方面,仍然沿用传统数学类课程的教学模式和思维方式,导致高校人才培养与创新教育背景下的人才培养需求完全脱节。正如著名的数学家王梓坤院士所说“今天的数学科学兼有科学和技术两种品质,数学科学是授人以能力的技术。”面向21世纪,高等教育在高度信息化的时代培养具有创新能力的高科技技术人才,数学作为一门技术,现已成为一门普遍实施的技术,也是未来高素质人才必须具备的一门技术。因此,在数学建模课程教学与实践过程中,必须转变传统数学类课程的教育教学理念,不能将其简单地当作工具和方法,而要将其当作是一门技术,而且是一门普遍适用的高新技术,在保证打牢基础的同时,力求培养学生的应用意识与应用能力、创新意识与创新能力,真正实现培养高素质创新人才的目的。
2 数学建模课程教学的改革与实践
2.1 分层次、分模块实施数学建模课程教学和竞赛指导
一是在数学建模专业课、专业选修课、公共选修课教学中按照知识点及教师研究方向,将课程内容分为两个层次九个模块。第一层次包括数学软件、初等模型、优化模型、数学规划模型、微分方程模型等五个模块;第二层次包括离散模型、概率模型、统计回归模型、数值计算与算法设计等四个模块。第一层次针对公共选修课教学,第一层次+第二层次针对专业课和专业选修课教学。具体措施是:由数学建模课程教学团队集体制定课程教学大纲和实施计划,每位教师按照课程教学大纲和实施计划主讲自己所从事的方向模块,在保证课程教学内容完整性和系统性的同时,根据学生知识层次,充分发挥每位教师专业优势,有效地提升了课程教学质量;二是在大学数学课程教学中,按知识点将数学建模思想融入其中,在激发学生学习数学兴趣的同时,强化学生的数学应用能力培养;三是在校内数学建模竞赛中,按照“建模知识+专题讲座+模拟+竞赛”的模式组织校内建模竞赛,主要以数学建模的基本思路、基本方法、基本技能为内容,使学生对数学建模有更加深入的感知和认识,在激发学生学习数学兴趣和积极性的同时,培养学生的科研意识和创新意识;四是在全国数学建模竞赛中,按照“集训+软件应用+旧题新做+模拟选拔+强化训练”的模式组织全国建模竞赛,主要以培养学生的洞察力、联想力、创新能力、团队协作精神和吃苦精神为内容,使学生的创新意识、团队协作精神得到良好培养。 2.2 建立数学建模精品课程网站,为数学建模爱好者搭建学习交流平台
网站将数学建模课程教学与数模竞赛有机地融合,为学生全方位了解、学习和掌握数学建模的相关知识、相关技能开辟第二条通道。网站包括:课程介绍【课程描述、教学内容、教学大纲、建设规划】、教学团队【整体情况、课程负责人、主讲教师】、教学资源【教学安排、多媒体课件、授课录像、电子教案、课程作业、课程习题、模拟试卷、参考资源】、实验教学【实验任务、实验大纲、实验指导、课程设计、实验作品、实验报告】、教学研究【教学方法、教学改革、教学课题、教学论文、学生评教】、教学成果【教学成果奖、获教学奖项、人才培养成果、教材建设】、在线学习【在线交流、在线自测】、成绩考核【平时成绩、作业成绩、实验成绩】、下载专区【教学软件、常用工具】、数模协会【协会简介、协会章程、通知公告、新闻动态、竞赛获奖、优秀论文、往届赛题、模拟赛题、校内竞赛、新手入门】等,这些内容几乎囊括了数学建模教育教学活动的所有内容,学生可以通过网络资料学习就可以全面了解数学建模的相关知识与技能。
2.3 专业相互融合,取长补短,充分发挥学生各自专业优势
数学与计算机科学学院现有数学与应用数学、信息与计算科学、计算机科学与技术、软件工程四个专业,其中两个为数学类专业、两个为计算机类专业。在课程教学中针对两专业的长处和不足,按照专业结队子、学生结队子的模式组织教学和小组讨论,强化计算机类专业学生的数学应用能力培养,强化数学类专业学生的计算机软件应用能力培养;在竞赛组队中,每队均配备至少1名计算机类专业学生和1名数学类专业学生。充分发挥各自的优势,取长补短,使学生的综合能力得到提升。
2.4 延伸数学建模竞赛效能,不断提高学生的创新能力
每年全国大学生数学建模竞赛和校内数学建模竞赛试题都是从实际生活中提取出的实际问题。因此,指导教师在指导学生毕业论文(设计)和大学生创新训练项目时,从往届赛题或模拟试题中选择一些题目,将其进行适当的延伸作为学生毕业论文(设计)和大学生创新训练项目选题。通过这一方式,进一步培养学生的创新思维和创新意识,为学生今后从事科学研究奠定了坚实的基础。
3 数学建模课程教学改革取得的成效
3.1 我校全国大学生数学建模竞赛成绩居全省同类院校前列
我校参加全国大学生数学建模竞赛共获得国家一等奖4项、国家二等奖6项、陕西省一等奖33项、二等奖71项,4次被评为优秀组织奖,1名指导教师获陕西省数学建模竞赛陕西赛区优秀指导教师,600多名学生参与大创项目,公开发表科研论文30余篇,学生的就业率和就业质量得到明显提高。该赛事因此也成为了延安大学学科竞赛品牌和亮点。
3.2 我校数学建模教育获得多项教学成果奖、质量工程项目及教改项目
教学成果奖:“理工类大学生数学素质与创新能力培养的研究与实践”荣获2009年陕西省教学成果二等奖;“地方性院校开展数学建模教学的实践与探索” 荣获2003年延安大学教学成果一等奖;“计算机专业高素质应用型人才培养模式的改革与实践” 荣获2012年延安大学教学成果一等奖;“厚基础、重实践、强化工程素质和创新的人才培养模式的研究与实践”荣获2011年延安大学教学成果二等奖;“数学建模课程改革及数学建模竞赛的研究与实践”荣获2007年延安大学教学成果二等奖。
质量工程项目:“数学与应用数学专业”为2010年省级特色专业;“数学建模教学团队”为2011年省级教学团队;“数学建模精品课程”为2012年校级精品课程;2014年“数学建模”课程获批为省级精品资源共享课程;2014年“数学与应用数学”专业获批为省级专业综合试点项目。
教改项目:“大学生数学应用能力创新能力培养的改革与实践”为2009年省级重点教改项目;“地方高校青年教师教学能力提升途径的研究与实践”为2013年省级重点;“青年教师教学能力提升的研究与实践”为2011年校级重点;“计算机相关专业校企合作人才培养模式改革的研究与实践”为2013年校级重点。
3.3 依托数学建模教育平台,推动指导教师教学科研能力和综合素质提升
数学建模教育不仅提高了学生的创新能力,同时也为指导教师的教学、科研及综合素质的提升起到了推动作用。数学建模课程是一门面向全校理、工、经、管、教各学科专业大学生开设的理论与实践相结合的基础课程,主要以学生的洞察能力、创新能力、数学语言翻译能力、抽象能力、文字表达能力、综合分析能力、思辨能力、使用当代科技最新成果的能力、计算机编程能力、数学软件应用能力、团队协作精神和组织协调能力等综合素质培养为目标,以数学建模课程教学、数学建模竞赛、第二课堂、毕业论文(设计)、大学生创新训练项目等为手段,通过“分层次、分模块、四融合”的教学模式的有效实施,在提高我校学生解决在理、工、经、管、教等学科专业领域遇到的数学建模问题的能力的同时,为我校高素质、应用型人才培养做出贡献。
基金项目:2013 “地方高校青年教师教学能力提升途径的研究与实践”(项目编号:13BZ37);2014年陕西本科高等学校“精品资源共享课程建设”项目“数学建模”课程建设阶段性成果
参考文献
数学建模的重要性范文6
关键词:应用能力 数学建模 数学竞赛
高等职业技术教育作为一种普通高等学历教育,在社会发展中承担着培养高等技术应用型专门人才的重任。接受培养和教育的学生,一方面具备了基础理论知识和专门知识,另一方面培养了从事本领域内实际工作的能力和技能。按照《高职高专教育高等数学课程教学基本要求》的相关规定,结合高职院校的实际需要,在教学过程中必须全面贯彻“必需、够用为度”的原则,以“掌握概念,强化应用”为基点,在确保教学科学、合理的基础上,巩固和强化学生的基本运算能力和分析问题、解决问题的能力。
1 学生领悟数学的重要性
数学这门学科的特点就是具有基础性与实用性价值。因此,在一定程度上要想学好数学,同时掌握应用数学的能力,需要对数学这门学科的重要性进行明确。从某种意义上说,其它学科都是以数学为基础的,例如数学建模在工程和设计领域的应用,将抽象数据图形化,显得更加直观;立体几何在生物分子与化学微粒结构中的应用,缩短了科研的时间。
2 培养数学思维
在人类理性思维方面,数学具有逻辑性,抽象性,以及准确把握事物的主要的、基本的属性的特征。为了使学生理解并灵活运用数学,需要培养学生的数学思维能力。在数学教学实践工作中,重点培养学生的思维能力是教学工作者的职责所在,例如在讲解数学习题的解题方法时,学习解题方法其最终目标是培养学生的数学思维能力,归纳法、反例与反证法、数形结合法等是培养数学思维能力的主要的解题方法。以数学归纳法为例,在利用数学归纳法解题时,该方法主要包括两个方面:一方面对题目要求进行归纳和猜想,另一方面是对归纳猜想进行演绎和证明。例如:证明任意n个有理数之和仍是有理数.”在看到这一例题时首先想到数学归纳法,通过采用数学归纳法进行证明。在证明过程中,需要认真分析题干要求,在题目中给出的“任意n个”并不是指100个还是100万个,甚至更多个有理数之和仍是有理数,也绝不能把“任意n个”理解成“无穷多个”。但是在实际生活中,根据相关理论无穷多个有理数相加其和不一定就是有理数。培养数学能力的同时,也对意志进行了培养,对于学生来讲能否取得成就,还需要自己后期的不断努力与奋斗,这一点在培养学生的数学思维能力方面显得尤为重要。
3 培养数学技术
通常情况下,数学技术是指将实际的数学问题用数学语言进行表达,进而构造一个数学模型,对这个数学模型利用定量分析或定性分析,或者二者相结合的方式进行求解。在教学过程中,对学生进行数学技术方面的培养与教育,教学工作者利用这种方式对高职学生应用教学的能力进行了培养。
4 培养创新意识
随着经济的不断发展,社会已经进入知识经济时代,传统的教学模式难以适应知识经济时代的需要,这时教学工作者需要培养学生的数学创新意识,一方面需要学生自身的努力,另一方面教学工作者在教学实践过程中要有创新意识。例如,高职院校通过数学建模竞赛,一方面让学生领悟数学知识,发现并掌握新的数学知识,另一方面要不断提高学生应用数学知识的能力和水平。
5 开设实践课程
学生的自学能力通过开展课外实践课程可以得到提升。在我国高等教育中,高等职业技术教育作为重要的组成部分,一方面满足了经济建设和社会发展的需要,另一方面也满足了国民素质和创新能力的需要。随着高等职业技术教育的发展,全面推进素质教育,逐渐成为实施高等职业技术教育的重点所在。在教学实践工作中,教学工作者需要重点把握教学目标,不断提高学生应用数学的能力,进而在一定程度上更好地培养学生的数学素养。
6 数学建模课程的标准化
数学建模通常情况下连接数学理论和现实,在2009年我校以选修课的形式开设了数学建模,它是为了满足数学建模竞赛的需要而开设的。通过组织数学建模竞赛,在一定程度上在学生当中起到宣传作用,同时激发了学生的学习兴趣、进而调动了学生学习的热情,尤其是今年来,在全国竞赛中,我校取得了优异的成绩,为此增加了我校数学建模竞赛的影响力,进而选修该课程的人数也在不断增加,形成了良好的循环,最终这种现象在一定程度上为数学建模课的开设奠定了坚实的基础。为此,我校数学建模也在悄然发生改变,逐渐向着竞赛与普及相结合的方向发展,高职学生的综合素质和实践能力在一定程度上得以有效地提高。
7 培养大学生建模能力
对于高职大学生来讲,数学建模是一项综合性的活动,通过参加这项活动,高职学生需要把理论知识和实践进行有机的结合。我校开展的数学建模活动包括三个方面:数学建模课程、数学建模竞赛、数学实验。通过调查我校组织开展的数学建模活动,结果显示,学生的综合能力通过参加数学建模竞赛在一定程度上得到提升和加强,主要表现在:
7.1 提高推理能力与抽象思维能力 所谓建模是对实际问题进行抽象,进而形成数学问题,然后解决数学方面的问题,最后在实际问题当中应用数学结论。通过求解得出的数学结论通常情况下都具有通用性,这样通过建模,对实际问题进行求解,在一定程度上培养并锻炼了学生的逻辑思维推理能力和抽象思维能力。
7.2 提高了适应能力 衡量成功的标准很多,其中坚韧的态度就是一项重要的指标。成功的取得通常情况下没有固定的环境。对于高职学生来讲,通过学习数学建模和参与竞赛,一方面学习到数学知识,掌握根本的学习方法,另一方面教会学生使用工具对实际问题进行求解,真正领悟坚韧不拔的重要性。
7.3 提高大学生持续发展的能力 在进行数学建模时,涉及到的内容和问题比较多,而且比较复杂,在课堂中没有学习过的知识可能在建模活动中会用到,因此,要求大学生能够通过自学和探讨的方式对新知识进行学习,并且应用,在一定程度上不断培养大学生更新知识的能力。
7.4 提高领导能力和团队合作能力 随着市场竞争的不断加剧,个人能力早已难以应对激烈的竞争,这时就需要团队进行协作,学生的这种团队意识和合作能力可以通过参与数学建模竞赛得到良好的锻炼。建模活动需要具备不同专业背景的人员进行组合,实现了优势互补,让具有不同知识结构的人进行讨论,让若干名学生集结在一组,通过学习、集训、竞赛等进行分工与合作,通过彼此之间的沟通与交流,最后达成共识,这就需要具备团队意识和合作精神。
7.5 建立标准化思维模式 数学建模活动是进行分析与综合的过程,其中关键是抽象与概括。因此,要求大学生将自身所学的知识进行综合,给予计算结果科学合理的解释。通过数学建模活动,让学生提高分析、综合与解决问题的能力。
7.6 提高创新能力,培养创造精神 在建模过程中,问题根本没有现成的答案和现成的模式,需要学生通过创新解决现实中的问题。
8 数学建模课程取得的效应
虽然我校开设建模时间较晚,但是从参加全国大学生数学建模竞赛以来,我校都取得了优异的成绩,自2009年组织学生参加全国大学生建模竞赛以来,共获全国一等奖1项,全国二等奖2项,贵州省一等奖7项,二等奖11项,相当大地提高了教科研水平。
2009年启动此项工作。第一次组织7支参赛队参加此项赛事。经过努力,取得贵州省一等奖一个,二等奖二个,三等奖四个的良好成绩。2011年,在院领导的直接关怀下,系部领导十分重视该项赛事,派专任教师担任指导、辅导、培训、管理等工作,经过暑期和赛前的强化培训,最后选拔出11支(33人)参赛队参加。最后,获得国家级一等奖一个。2012年,我院又组织了16支(48人)队参加了比赛,再次获得全国二等奖两个和省级一等奖四个,省级二等奖五个,省级三等奖三个,成功参赛奖一个的优异成绩,获得贵州赛区“优秀组织奖”和一个“优秀指导教师”奖。
最值得一提的是,“2012全国大学生数学建模贵州赛区阅卷工作”成功在我院举行。
参考文献:
[1]陶军.通过高职数学建模教学培养学生实际应用能力[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2009(06).