数学建模目的范例6篇

数学建模目的

数学建模目的范文1

关键词:高等数学 数学建模 教学手段 目的

一、目前高等数学教学中存在的问题

高等数学是工科院校学生必修的公共基础课,也是学生学习专业课时必备的基础。当前的高等数学内容主要包括微积分、线性代数、空间几何、概率统计等科目。在教学过程中,主要存在以下一些问题:其一、教学内容重古典、轻现代,重连续、轻离散、重理论、轻应用。其二、教学方法和方式重演绎而轻归纳,教师采用“填鸭式”教学,启发思维少,课堂信息量小,很难调动学生学习的积极性和主动性。其三、教学模式重统一、轻个性,过分强调教材、教学要求和教学进度统一,考试内容单一、考试方法单一,偏重于理论和计算技巧的考查,忽视数学应用和知识引申的考查。当然,除了这些问题,或许还有其他问题,在此就不一一举例。我们想要说的是,正是由于这些问题的存在,使得学生很难体会到高等数学这门课程的真正用途,从而失去了对于该门课程学习的动力和兴趣,这些问题就启示我们应该注重数学建模。

二、数学建模在高等教学中的作用

1.数学建模培养学生学习高等数学的兴趣

将高等数学的教学与数学建模结合起来,高等数学就是一个理想的载体。在建模的过程中,学生将体会到数学作为一门科学能帮助我们解决很多实际问题。数学建模过程符合学生认知过程的发展规律,能极大地激发学生学习高等数学并使用数学解决实际问题的积极性,使学生的创造潜能得到充分的开发。

2.有助于提高学生的数学知识水平和运用数学的能力

数学来源于实际,许多数学知识是从不同事物纷乱复杂的数量关系中抽象出反映相同规律的共性,经过数学家的辛勤工作升华为理论的结果,这对客观事物来说,就是一个数学模型。学生运用数学模型的过程,本身就是运用数学的过程。众所周知,我国的教育是应试教育,解决实际问题的能力差。数学模型就是让数学走向实际运用的桥梁,能够使学生了解数学理论和方法分析及解决实际问题的全过程,提高他们分析问题和解决问题的能力,使他们在以后的工作中能经常性自觉地应用数学建模的思想去解决问题,提高他们将数学成果在实践中的应用能力。

三、高等数学教学中数学建模思想渗透的教学手段

1.通过高等数学解题来进行数学建模思想的锻炼

在我国高等数学教学中,有着多种解题手段与方式,比如画图、表格、方程式的解开、几何、函数、规律与逻辑等方式,老师要准确掌握这些方法,才能在课堂上对学生进行有效引导。老师将数学知识传授给学生,学生通过做练习题来进行课堂知识的检验,这是学生进行数学建模思想培养的第一步。而在学生尝试解数学题的过程中,一定会遇到解决不了的问题,在这过程中,学生会采取一种“蒙”的策略,即利用自己的知识与经验来进行判断,这表现出数学建模思想在学生的思维里已经初步形成,这是渗透数学建模思想的基础。

2.通过培养数学思维的方式来进行数学建模思想的渗透

数学思维是数学建模思想渗透的重要“领地”。培养数学思维的方法是通过培养学生思考数学问题的思维方面的策略方法,其中很大一部分需要老师进行培养与带领,这类策略与方法多被分为两类。第一种,进行观察与检查,学生在老师的带领下进行高等数学知识。第二种就是分析数学建模思想,在这个过程中老师发挥着重要的作用,老师向学生讲述自身对数学建模思想的理解与分析,让同学们了解到老师在数学问题上的看法,最后由老师对学生进行数学思维的考验,通过数学小游戏或小难题来进行,老师对这些小难题的知识点进行归纳,让学生思考在生活中数学建模思想的应用,结合实际生活,对学生的数学建模思想进行全面渗透。

3.注重启发学生对数学建模思想的自我见解

学生是大脑活动非常活跃的群体,高等数学课上仅仅进行数学知识的灌输是没有效果的,老师应该充分调动起学生对高等数学的好奇心与求知心,在课堂上改变策略,向学生们提出数学建模问题,让学生们利用自己掌握的知识进行探究,来解决问题。老师在课堂上最重要的还是调动学生们的学习兴趣,但是“授人以鱼,不如授之以渔”,开始阶段由老师对学生们提出数学问题进行思考,逐渐地就锻炼学生运用数学建模思想的能力,鼓励学生们自己去寻找数学问题的答案。

四、在高校数学教学中渗透数学建模思想的教学目的

1.有利于全面提高学生的能力

建立数学模型的过程首先要用数学语言表述问题即构造模型,其次要用数学工具求解构造的模型,最后用文字表达总结。这个过程是培养学生各方面综合能力的一个好机会。由于数学建模通常很难直接套用现成的结论或模式得到所谓的标准答案。学生可以针对同一问题从不同的角度、使用不同的数学方法去解决,最终寻找一个最优的方法,得到一个较为合理的模型。数学建模的过程中,学生需要查找很多背景知识和相关的数学方法。

2.有利于教师进一步提升自身能力,提高教学水平

教学是一个动态过程,是一种创造性活动。教师在课堂教学中应充分发挥学生的主体作用和教师的主导功能。教师要注重引导学生掌握正确的学习方法、分析问题和解决问题的方法,充分展现数学发现思维的过程。在教学过程中渗透数学建模思想就对教师提出了更高的要求,教师必须充分调动学生的主观能动性和思维的积极性,培养创新意识和创新能力以及自我更新知识的能力。

总而言之,把数学建模思想很好地渗透到高等数学教学中,不但可以激发学生学习高等数学的兴趣,而且可以提高学生应用数学知识解决实际问题的能力和培养学生的综合素质。同时对师提升自身能力、提高教学水平提供了一条好途径。

参考文献

[1]李大潜.将数学建模思想融入数学类主干课程[J]. 中国大学教学. 2006(1)

[2]徐茂良. 在传统数学课中渗透数学建模思想[J]. 数学的实践与认识. 2002(4)

[3]何志树,叶殷. 数学建模思想在教学中的渗透于实践初探[J]. 武汉科技学院学报. 2005(11)

数学建模目的范文2

关键词:数学建模;高职数学;教学模式

目前高职数学教学模式仍然存在教学方面的不足。目前的高职数学教学,学生课堂参与度不高,数学知识过于抽象,致使其无法很好地对数学知识进行掌握。所以针对这一问题,在目前的高职数学教W模式中需要引入数学建模,提升对数学知识与数学规律的掌握程度,化被动学习为主动学习。本文从数学建模融入高职数学教学入手,针对高职数学教学的发展现状进行分析,从而提出在高职数学教学模式中融入数学建模的具体措施。

一、在高职数学教学模式中融入数学建模的基本内涵

数学建模更强调方法与整体过程,通过相应的计算进行数学模型的建立,比如假设情境、总结规律等,来实现这一建立过程。这个过程需要使用数学方法进行计算,检验结果是否一致。数学建模不仅仅应用于数学教学中,在社会各个领域都有应用价值。

从学生成长、学习角度上来看,在高职数学教学模式中融入数学建模,能够培养学生的逻辑思维能力,提升学生的独立思考能力,使其在充分发挥主观能动性的同时,突出主体地位,帮助学生更好地发现问题、分析问题、解决问题,给予学生更多独立思考的空间,有利于培养学习兴趣与数学思维。由于高职教育具有职业性,当学生步入社会之后,数学建模理念能够帮助学生发挥逻辑思维能力,以数学思维带动职业能力的提升。

从高职院校的教学角度来看,目前,高职数学教学需要通过教学改革才能实现突破。高职院校在数学教学过程中,需要深化数学概念,培养高等技能型应用人才。所以比起数学知识教学,更重要的是要教给学生数学方法和培养其数学思维,这不仅是学生发展成长的内在要求,也是高职数学教学发展的必然趋势。我们只有在正确认识高职数学教学与数学建模之间内在联系的基础上,才能更好地将数学建模融入高职数学教学模式,实现对高职学生数学能力的培养。

二、在高职数学教学模式中融入数学建模的具体措施

1.构建完善的数学建模教学体系

数学建模教学的学时应该有相应的保证,考试形式与成绩评定形式也需要进行相应的优化。教师可以针对数学内容提前布置题目,让学生通过对题目问题的查找,填写建模报告,不能仅以期末成绩作为评价学生的唯一标准,要以过程性评价代替结果性评价。另外,在目前的数学建模课程体系中存在一个误区,即认为数学学科是脱离实际生活的。但是实际上恰恰相反,由于完善的数学建模教学体系具有实践性的基本特征,所以将数学实验课程与数学理论课程进行有机结合,在对学生进行基础数学理论教学的同时,可以培养学生的实践能力。事实上数学建模的教学理念与高职院校的发展理念有一致性,因为数学建模通过基础数学知识解决实际问题。因此,在数学建模教学内容中要加强逻辑性与创新性内容的设计,培养学生的逻辑思维能力与创新能力。

2.丰富教学方式,实现数学建模的有效深化

在教学中如果仅依靠教师进行讲解,这种以教师为主导的教学模式会剥夺学生独立思考的时间,所以教师需要利用多种教学方式,实现对学生逻辑思维能力与数学建模能力的培养。比如小组合作的学习方式,教师可以为学生布置相应的作业,如极值在最佳订货周期中的作用等,让小组建立数学模型,在讨论与研究的过程中得出结论。教师也可以应用情境创设的方式,将数学基础知识与生活的实际问题有机结合起来,提升学生对所学知识的理解。例如,在学习线性方程组的过程中,可以结合目前的金融问题,如投资组合问题,帮助学生加强理论知识与实际生活的联系,促进学生实践能力的提升,实现高职应用型人才的培养目标,促进数学教学的进一步发展。

三、结语

在高职院校数学教学中,融入数学建模教学方式在一定程度上能够实现对学生综合能力的培养,为学生提升职业能力奠定基础。教师要在正确认识数学教学与数学建模二者关系的基础上,针对发展现状与存在的问题,通过丰富数学教学方式,以及构建完善的数学建模教学体系,改善数学建模的教学现状。

参考文献:

[1]董君.高职数学教学中融入数学建模思想的探索[J].产业与科技论坛,2015(24):170-173.

数学建模目的范文3

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/ki.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

数学建模目的范文4

一、在高中开展数学建模教学的重要意义

1. 开展数学建模教学的对提升学生能力的作用

数学建模体现了数学学以致用的特点,对学生能力的培养具有重要作用.首先,开展建模教学可提高学生的思维能力.模型的建立通过思维的分析,促进学生从感性认识上升到理性认识,能够提高学生的抽象思维能力.其次,提高学生的自学能力.现实问题是多种多样的,在数学建模教学中,教师提供给学生的只能是解决问题的大致思想和方法,许多东西还得靠学生自己去消化和领悟,这有助于学生自学能力的形成.再次,培养学生分析问题和解决问题的能力.学生通过实践,能够运用所学解决实际问题.最后,提高学生的创新能力.数学模型的建立需要学生运用数学方法,不断加工和分析所掌握的材料,大胆猜想,提出假设,这是一个探究的过程,在这个过程中,学生的创造力得到提升.

2.开展数学建模教学对教育改革的意义

中国学生理论知识丰富,动手能力却不足,这已经成为不争的事实.不知何时起,我们的数学课教学逐渐远离了现实生活,其终极目标只剩下解题,而这些被求解的题目都被理想化了,理论性强却与实际脱节.许多学生甚至教师也越来越困惑,不知道学数学是为了什么.理论联系实际,成为教育改革的最大呼声.数学建模关注生活,与生活密切联系,能够解决实际问题,并极大地调动学生的学习兴趣和积极性.在欧、美、日等发达国家,数学建模活动已经走进基础教育,国际数学界也呼吁采用数学建模活动来推动数学教育改革,我国也开始意识到数学建模对于数学的重大意义,在高中教学大纲中明确提出要“能初步运用数学模型,解决实际问题”.这不仅是高中数学教育改革的需要,也是数学本身发展的需要,更是社会的需要.

二、数学建模的概念及实施过程

数学模型是在人们对课题本质进行细致深入地观察和研究之后,巧妙灵活地运用数学符号、数学式子、数学图形、表格和程序等,抽象简洁地刻画出事物的本质,揭示其内在规律,它既能解释某一现象,又能预测其发展方向,并能为某一现象的发展提供策略.建立数学模型的过程就是数学建模.数学建模是一种数学思考方法,是沟通数学知识和数学应用的桥梁,是运用数学知识解决现实问题的强有力的手段.数学建模的实施过程有以下几个部分.

1.模型准备

即了解问题的实际背景,明确建模的目的和意义,掌握必要的信息,用数学语言来描述研究对象.

2.模型假设

根据问题的特征及建模的目的,合理简化问题,使用精准的语言,对其进行恰当假设.

3.模型建立

以模型假设为依据,适当采用尽可能简单的数学工具,建立各变量之间的数学关系,形成相应的数学结构,建立初步的数学模型.

4.模型求解

根据获取的数据资料,利用一定的数学知识和数学方法,解出数学模型,得出结论.

5.模型分析

从数学上分析模型求解的结果,有时需要根据情况对结果做出某种预测,或选出最佳决策等.

6.模型检验

把得到的结论同实际的情况进行对比,放到实际中去检验,以辨别它的真伪性,模型正确,则计算他的结果,解释其含义;模型错误,则回到模型假设,重新建立模型.

7.模型应用

其方式因模型的目的而异.

三、如何将数学建模融入高中教学

数学建模虽然有基本的实施过程,但却不是机械地套用固定的程序,而是有赖于建模活动的层层深入和各方面综合能力的提高.数学建模能力的形成不是一朝一夕的,需要长时间的渗透和积累.这就需要教师在高中阶段,将数学建模融入日常教学.

1.根据课本内容,在课堂教学的部分环节中“切入”数学建模的内容

所谓“切入”就是将数学建模过程分解成一些较小的部分,渗透到正常教学的部分环节.比如在讲到椭圆的知识时,我们就可以巧妙地穿插一些数学建模内容――以太阳为焦点,行星环绕着太阳运行,它所形成的轨道就相当于一个椭圆――这样就可以让学生通过资料的查找,列出有关行星轨道的椭圆方程.建模“切入”的内容,必须要和正常的教学内容挂钩,通过建模,加深学生对课本知识的理解和掌握.高中课堂教学内容,可以建立以下几种模型.

(1)方程或不等式模型.如现实中的最优化问题可划归为函数最大、最小值问题,生产规划、人口控制等可以归结为不等式的模型;

(2)三角函数模型.与三角函数有关的如电流、声波、航线、视角等问题,都可以通过建立三角函数模型来解决.

(3)数列模型.数列是一种特殊的函数,广泛应用于生活中的各个领域,如经济中的涨幅问题、利息问题、银行存贷款问题,生物学中的细胞分裂问题,环境保护中的森林覆盖率问题等.

(4)几何模型.涉及几何图形的问题,如地球经纬度、人造卫星轨道问题、体积和容量问题、桥梁问题、建筑和航行问题等.

(5)概率模型.概率问题涉及的有中奖问题、掷币问题、获胜问题、风险决策、评估预测等,内容也十分广泛.在课堂教学的部分环节中“切入”数学建模的内容,能够打破课堂的枯燥,调动和激发学生探索的兴趣和热情,以便更好地完成教学目标.

2.精心设计贴近学生的数学建模课程,引导学生建模思想

要想让学生更易于接受建模思维,掌握建模方法,就需要结合学生的特点,根据学生所掌握的知识结构、兴趣爱好及其思维发展的特点,精心组织数学建模课程.例如,磁带是我们生活中经常用到的,我们从它身可以上挖掘出许多值得探究的问题,这既不需要太多的专业知识,同时也符合学生的兴趣.

3. 激发学生的建模热情,提高学生的建模能力

首先,要关注社会热点,在日常教学中融入现实问题.

将数学生活化,促使学生运用所学知识解决实际问题,这是数学建模教学的重要目标.在数学建模的日常教学时,可选择与一些社会热点相结合,以体现数学的应用的广泛性.例如,蔬菜等作物的农药残留问题,曾引起人们的广泛关注.以此为例,探讨高中建模教学的实施.问题:将小白菜上的残留农药用一盆水清洗干净, 是用一盆水清洗一次好,还是把水分成两份,分两次清洗好?让学生根据“模型准备――模型假设――模型建立――模型求解――模型分析――模型检验――模型应用”完成建模过程,强化学生的数学建模能力.

其次,开展课外活动,加强学生的实践能力.

数学建模目的范文5

目前,开设“数学建模”课程的院校越来越多,但是通过调查我们发现效果并不是很理想,学生用数学解决实际问题的能力并没有得到很大程度上的提高。经过深入的调查和分析,我们发现主要有以下几个方面的问题。

首先,学生缺乏良好的基础。建立数学模型解决各种实际问题,需要开放式的数学建模思维,需要善于联想发散的创新意识,需要坚持不懈的顽强毅力,需要合理分工团结合作的协助能力。而这些往往都不是传统课程教学中所侧重的,在从小学到大学的传统数学课上,学生从课堂上学到的可能更多的是具体的知识方法,做的可能更多的是有固定解法有正确答案的数学题。因此数学建模课程的基础要求与培养目标和学生的建模基础之间存在巨大的差距。所以没有好的学习基础,不能得到好的学习效果也就是很自然的事情了,在仅仅一门“数学建模”课上进行弥补也是几乎不太可能的事情。

其次,教师普遍缺乏开展研究性教学的经验。数学建模的教学是一种以学生为主体的创造性研究性学习。与传统数学教学以知识为中心不同,数学建模的教学强调让学生亲身体验如何“用数学”、如何抓住主要因素简化问题将实际问题化为数学问题,在实践中感受数学建模的思想,体会运用数学的力量。因此,数学建模教师在教学中不能只关注学生的学习结果,更应该重视学生在学习过程中的情感和体验,重视培养学生的直觉思维。而这些可能是目前教师所缺乏的,或者是教师在教学过程中很容易忽视的,需要我们的教师在教学过程中重视,采用恰当的教学模式教学手段,充分调动学生的学习积极性,强化实践教学,让学生在大量实践中学会建模。

再次,目前缺乏系统的适合不同层次学生学习的数学建模教材。现有的新编的数学建模教材大多面向数学建模竞赛培训,案例一般相对比较复杂,初学者学起来会比较困难,不适合初学者进行学习,也有一些早期的数学建模教材案例大多比较简单,但大多与时代脱节,不能有效的激发学生的学习兴趣。最后,部分学校存在功利意识。数学建模教育的目的在于激发学生主动探究问题的积极性,培养学生的创新精神和研究问题的科学性,而科学研究和创新往往不是在短期内就可以看到好的成果的,数学建模教育应该重视的是学生参与建模实践的过程,在实践中体会一种用数学解决实际问题的意识,想用数学会用数学创造性的解决实际问题,从而带来能力上的提高。各种数学建模竞赛只是给学生提供更多实践机会的一个平台,能否获奖不应该是我们建模教学的根本目的,重要的是在参与的过程中,学生体会到了什么,学到了什么?但在部分学校,目前出现了重建模竞赛轻建模教学的情况,重视赛前对重点学生的突击培训,轻视在平时对所有学生的常规建模教学工作,甚至出现了,为了获奖由老师捉刀的情况,从建模能力培养上,学生自然也就不会有多大的收获。

二、数学建模的教学策略

数学建模的教学是一个系统工程,不应该简单的只是开设一门课的问题,从学生建模意识的渗透,到教师教法的研究和教学内容的恰当选取,到学校各方面的正确认识和重视,都是构建合理有效的数学建模策略所需要考虑的问题。

首先,我们要通过多种渠道分层次开展数学建模的思想和方法的推广和教学。数学建模课程的学时是十分有限的,而且“用数学”的思维习惯的养成也不是短时间内就可以完成的事情。所以数学建模思想的推广不能仅限于数学建模课,应该通过多种渠道分层次的在整个大学期间进行不断的渗透和强化,只有这样才能达到培养学生创新思维,提高学生用数学解决实际问题的能力。我们可以尝试在高等数学,线性代数等数学类基础课上渗透数学建模的思想和方法。教师可以结合数学课的教学内容,举一些简单的、离学生生活较近的数学建模题目的例子,对数学建模的概念、步骤和方法进行讲解,并可以适当的采用matlab等数学软件用加深学生的直观影响。这样做不仅可以提前对学生进行数学建模的启蒙,也让数学类基础课的教学更加生动有趣。同时我们还可以借助学生社团的力量,在课外开展数学建模讲座和数学建模兴趣小组等活动,这对于维持学生的学习积极性体会数学建模的魅力也是非常有益的。总之,数学建模的教学一定不能局限于一个学期的课堂教学,最好能通过各种途径贯彻始终。

其次,我们要重视数学建模课主讲教师的培养。建模比赛中获过奖或者指导过学生获奖的教师也不一定能教好数学建模课,不一定能使学生的建模能力得到普遍的提高。要成为一名优秀的建模教师,需要更新教育教学观念,改变以学生为中心的教学模式,多与其他院校的建模老师交流,学习他人的成功教学模式和教学经验,还需要扩展教师的知识体系,才能驾驭开放的建模问题,最重要的是提高教师的敬业精神和教学团队的合作精神,和其他课程的教学相比较,数学建模的教学需要教师付出大量课外的劳动,没有团结合作,拼搏奉献的教学队伍,是不可能开展好数学建模的教学工作。

数学建模目的范文6

在小学数学教学中融入数学建模思想,一定要把握好数学建模的内涵,不能只看型丢弃核。在建模活动过程中注意遵循小学生的儿童性、认知水平以及思维特点。通过创设的问题情境让建模思想渗透进去,让小学生们在实践、探究、运用中形成一种建模技能,建立建模的思维方法,懂得建模的价值和重要性,合理定位小学数学建模。

关键词:小学生;数学建模;遵循规律

数学是一门研究数量关系、空间形式的科学。主要特点是概念的抽象性、逻辑的严密性、结论的明确性、体系的完整性、应用的广泛性。无论是研究数学还是学习数学,其目的是将数学应用于社会服务于社会。实现此目的的途径是把实际问题与数学联系起来,通过数学模型来实现的。“模型化是数学中的一个基本概念,它处于所有的数学应用之心脏”。[1]建立数学模型是数学学习的重要部分。数学建模的特殊地位与作用,早已从大学向基础教育延伸。小学阶段展开数学建模是否可行,日常的小学数学教学与贯彻建模思想的小学数学教学又有什么差别,是一个值得深究的问题。

数学建模的核心本质是它更突出显现对原始问题的分析、假设、抽象;更突出显现数学教学工具和教学方法以及教学模型的取舍、分析加工过程。数学模型的分析――求解――验证――再分析――修改――假设――再求解的迭代过程更完整地表现出学生学习数学和应用数学解决实际问题的关系。这样一个迭代的过程,再现出一种“微型的科研过程”,使学生耳目一新。这不仅促进学生们数学意识的加强和数学素养的提高,更重要的是促进学生们数学品质的提升。无论是高校还是初级小学,数学建模的价值对学生的学习都会产生积极的影响,所以在数学教学中要贯彻数学建模思想,关键问题是如何才能把握好数学建模的内涵,如何才能展开一个完美过程,如何科学定位这是一个需要深思的问题。下面从数学建模的实体、目标、原则、途径做一些讨论。

一、建模主体的儿童性

在初级学校数学建模的主体是小学生,知识运用的特点是小学数学,因此在小学展开数学建模,创设问题情境,一定注意掌握复杂性的适度,根基于学生“最近发展区”,还要以“看得见、够得着”为原则,直抵学生的“最优发展区”。要合理定位数学建模的难度、深度、温度、适度,不仅要学生认真思考,积极探索,又要学生经过探索发现问题,并能运用所学知识解决问题。

1基于建模主体的生活经验。数学建模提供一个完整、真实的问题情境,将现实生活中与数学有关的素材及时融入到学习课堂中,把教材内容结合生活实际、社会热点、自然环境等与数学问题有关系的各种因素,巧妙地转化为儿童日常生活数学问题的火热思考,把其当做解决问题的支撑物来启动教学,使学生产生学习兴趣,让学生从身边具体的情境中发现问题、提出问题、解决问题;让学生认识到问题的价值性;让学生抓住问题的锚桩,不失时机的激发学生的探索兴趣和生活经验,促使学生用积累的经验感受问题情境中隐含的数学问题,使学生尽快将生活问题抽象成数学问题,尽知数学模型的存在。

2基于建模主体的认知水平。基础教育实施数学建模,要因材施教,循序渐进不能急功近利。首先要适合学生的年龄特征,还要具有一定的挑战性,激发他们学习数学的兴趣;其次是遵循和重视学生的认知规律和认知水平,问题的难易程度要适切;再次是适合学生发展的差异,尊重学生的个性,同时结合学生的实际一定要分层次逐步推进实施;最后是把握数学建模中学生的认知、情感、思维等的特点。这样不仅有利于儿童的主动参与,更有利于调动学生的主动探索的积极性,有利于培养他们的进取精神创造意识。

3基于建模主体思维特点。我们在小学数学教学活动过程中,教师应采取行之有效的策略,加强数学建模思想的渗透,让学生通过建模形成一种技能,形成一种数学的思维方法,并能用这些数学的思维方法,分析问题、解决问题,这才是我们的根本目的。如:小学数学“平均数的认识”这一讲,平均数对小学生来说是抽象的知识,并且这个抽象的知识隐藏在具体的问题情境中。教师要利用具体的问题情境,让学生多次进行评判解读、整理数据,产生思维冲突,从而推进数学思考的有序进行,这种从具体的问题情境中抽出平均数这一数学问题的过程,就是一次建模的过程,也是学生对平均数意义初步感知的过程。在小学数学教学中,渗透适合学生水平的数学建模过程与方法,是让课堂更为灵动更为精彩的活动。

二、建模目标的指向性

在小学教育阶段,“数学建模”教学一不是培养科学前沿的高级人才和数学建模竞赛拔尖生,二不是纯粹为了与初、高中衔接进行的数学建模法的训练,而是为了提升小学生的数学素养为目的。让小学生在生活中能自觉的、积极主动的、迫切地运用数学建模思想,提出问题、分析问题、解决问题。作为教师就要把数学内容与学生生活进行整合,找到生活与知识的契合点,并以他为切入点引导学生建构模型,让学生体验建模过程并且形成建模思想。

1.培育学生建模意识。在小学数学教学中教师要通过引入现实生活和学科为问题情境的探索性例题,让学生明确怎样应用数学解决这些实际问题。并学会积极参与建模的创造过程,从而解决这些实际问题,体现数学的实际应用能力和社会功能。教师要站在提高学生思维能力、情感态度与价值观等方面把渗透数学建模的意识作为首要任务,并且还要注重培养学生数学语言的转换能力和数学阅读理解能力。

简而言之,我们从教的角度讲,数学建模就是引导学生建构数学模型、形成数学思想的过程。我们从学的角度讲,就是自主探索、发现建构、自觉应用的过程。然而贯彻建模思想的小学数学教学,往往注重了数学教学的形却忽略了数学建模的核。大批教师缺乏数学建模的思想意识,更缺乏指导数学建模的策略,建模之路艰巨漫长。

2让学生体验建模过程。数学建模就是要把现实生活中实际问题加以提炼,抽象为数学模型,在根据数学规律进行推理求解,验证模型的合理性,并用该数学模型所提供的解答来解释、应用现实问题的过程。站在小学生的角度,数学建模则是让学生重在体验建模的过程,通过实际问题情境,让学生在建模过程中感受数学形成和创造的过程。[2]笔者认为数学建模探究的过程是最重要的环节,要把培养小学生应用数学的思想意识贯彻在实际生活问题中,认真观察、分析、综合、抽象、推理、慨括,建构模型,解决数学问题,解决实际问题的整个过程。

3让学生形成建模思想。使学生运用掌握的数学知识,对问题进行观察、测量、分析、总结解决现实问题,使学生透过现象更能够抽象、概括其问题的本质,尝试具休问题转化数学模型,建立问题解决数学模型,进行信息分析处理,提出假设,进行抽象概括,建立特定的数量关系,运用相关知识解决问题。通过数学建模,形成数学建模思想,让学生真正体会到它的价值所在,真正了解数学知识的发生过程,增强学生学习数学的兴趣,提高分析问题、解决问题的能力。我们知道数学模型的建立不是最终日的,小学生形成模型意识,建立思维方法,反过来解决实际问题,促进自我的数学建构,这种数学化的思想才是根本的目的。

三、建模思想的渗透性

小学数学教学一定要重视数学建模的核,不要让建模成为形式的过场,教学中我们要有意识地创设实际的问题情境,让建模思想渗透进去,让小学生们在实践、探究、运用中形成一种建模技能,建立建模的思维方法,让学生所学的数学知识更系统、更完整,更能解决实际问题。我们还可以通过多种形式,让学生加深理解建模的过程和重要性,让学生学会在创造中学习。

1数学建模在教材中选取。教师首先要从建模的角度对教材进行解读。小学数学教材中,部分内容已经按照:“生活情境――抽象模型――模型验证――模型解释与应用”建模的思路进行了编排。教师要充分挖掘教材中蕴含的建模思想,还要精心没计、精心选择列入教学内容的实际问题,用所学的数学知识将文际问题数学化,构建模型解决现实问题。其次,在教学活动中理清适合用建模思想展开教学的内容。教师用数学建模思想解读教材内容,并不是所有的教材内容都适合数学建模。要把适合数学建模的教材很系统的理清楚,最后考虑怎样进行数学建模,怎样准确的运用建模思想展开数学教学。

2数学建模在课题中延伸。数学建模的课堂教学是更能体现情境性、探究性、发展性的教学,其重点是对学生数学建模能力的开发、思维的激发、思想的熏陶。学科综合实践活动课是打通学科界限,促进学科相互融通的唯一途径。比如小学六数教材安排的探索与实践是:

第一,动手实体操作。画规定高和规定面积的几何图形,选择小木棒制作正方体、长正方体框架,长方形纸采用不同方法卷成圆柱体进行比较、计算、发现、探究。

第二,调查具体分析――调查日常生活中所用家具、家电包装的尺寸并计算周长、面积、体积;测量圆柱形易拉罐的容积,并与标示尺寸作比较;寻找生活中百分数的应用等。

第三,拓展实际应用一――掌握计算器的使用方法,根据公式计算家庭恩格尔系数;根据公式测算同学朋友的标准体重和健康状况:

第四,数学规律发现――探究规律。两条平行线之间距离为高,可以画出无数个即符合要求又形状各异的三角形。教师引导学生画后比较,让学生不但发现开放的价值所在,还要明白所学知识灵活应用的功效。长方形卷成圆柱体这是学生平常耍着玩的举动,但是要在玩中明白卷法的同与不同,并把类似问题迁移到生活中,比如:同样的材料围粮囤怎样才能使容积最大等。

将教材中某些适宜建模的内容与相关内容进行合理整合,明确指示建模的问题,拓宽学生的数学知识、延伸学生的思路、训练学生思维、开发应用数学知识解决现实问题,提高学生的数学素养和综合能力。配合教材具体内容,制作教具、学具并有针对性的进行实际操作测量活动。如:利用求长方体的知识让学生设计制作电视、电冰箱的保护套;利用比例的知识,让学生了解建筑物的高度等等。

3.数学建模在实践中拓展。目前不同版本的教材,增设了“实践与综合运用”与“你知道吗?”这样的教学内容,很有利于在实践活动课上,对学生进行建模指导。基于教材内容的需要,把各知识点进行整合,让其融入生活情境,创构巧妙的“建模问题”当做实践活动课主题。如:小学数学教材中“奇妙的图形密铺”,可以把它拓展成为教室、卧室等房间装潢提供科学美观的密铺方案。开展这样的建模拓展活动,能激发学生的反应能力和自我开拓能力,这是一种创造性的学习方法,它在培养学生学习数学、应用数学和创造能力方面可喻成是“建模之上的建模。”

参考文献

[1]王明刚.利用数学建模课堂教学培养学生思维能力[J].湖北广播电视大学学报,2010,(1).

[2]陈骑兵.数学教学中融入数学建模思想的探索[J].实验科学与技术,2009,(6).