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關(guān)鍵詞:數(shù)學(xué)建模;素質(zhì)教育
素質(zhì)教育是指依據(jù)人的發(fā)展和社會(huì)發(fā)展的實(shí)際需要,以全面提高全體學(xué)生的基本素質(zhì)為根本目的,以尊重學(xué)生主體性和主動(dòng)精神,注重開發(fā)人的智慧潛能,注重形成人的健全個(gè)性為根本特征的教育。
數(shù)學(xué)建模是指把現(xiàn)實(shí)世界中的實(shí)際問題加以提煉,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解釋現(xiàn)實(shí)問題。
全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽組委會(huì)主任李大潛院士2002年5月18日在數(shù)學(xué)建模骨干教師培訓(xùn)班上的講話中說道:“數(shù)學(xué)教育本質(zhì)上是一種素質(zhì)教育,數(shù)學(xué)建模的教學(xué)及競賽是實(shí)施素質(zhì)教育的有效途徑?!?/p>
李大潛院士的講話一語道破“天機(jī)”,一下子解決了長期以來困擾數(shù)學(xué)工作者和學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)者面臨的或者無法參悟的問題,有力地指出了數(shù)學(xué)建模與實(shí)施素質(zhì)教育的關(guān)系。李大潛院士提出的關(guān)于數(shù)學(xué)建模與實(shí)施素質(zhì)教育的關(guān)系勢必為推動(dòng)素質(zhì)教育的發(fā)展提供了新的動(dòng)力和方向。
筆者參加工作以來,一直從事數(shù)學(xué)教學(xué)工作。從學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)到數(shù)學(xué)教學(xué),特別是經(jīng)過多年的數(shù)學(xué)教學(xué)工作,也曾遭遇過類似的“尷尬”,多年來始終沒有對數(shù)學(xué)建模與實(shí)施素質(zhì)教育二者之間的關(guān)系形成系統(tǒng)的認(rèn)識。但在學(xué)習(xí)了李大潛院士的講話精神后,方才恍然大悟,經(jīng)過認(rèn)真整理與分析,結(jié)合自己的學(xué)習(xí)、工作實(shí)際,終于對此二者之間的關(guān)系有了進(jìn)一步的認(rèn)識。實(shí)際上,我們的工作,特別是數(shù)學(xué)教學(xué)工作,就是對學(xué)生進(jìn)行嚴(yán)格的數(shù)學(xué)訓(xùn)練,可以使學(xué)生具備一些特有的素質(zhì),而這些素質(zhì)是其他課程的學(xué)習(xí)和其他方面的實(shí)踐所無法代替或難以達(dá)到的。這些素質(zhì)初步歸納一下,有以下幾個(gè)方面:
1.通過數(shù)學(xué)的訓(xùn)練,可以使學(xué)生樹立明確的數(shù)量觀念,“胸中有數(shù)”,認(rèn)真地注意事物的數(shù)量方面及其變化規(guī)律。
2.提高學(xué)生的邏輯思維能力,使他們思路清晰,條理分明,有條不紊地處理頭緒紛繁的各項(xiàng)工作。
3.數(shù)學(xué)上推導(dǎo)要求的每一個(gè)正負(fù)號、每一個(gè)小數(shù)點(diǎn)都不能含糊敷衍,有助于培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)和習(xí)慣。
4.數(shù)學(xué)上追求的是最有用(廣泛)的結(jié)論、最低的條件(代價(jià))以及最簡明的證明,可以使學(xué)生形成精益求精的風(fēng)格,凡事力求盡善盡美。
5.通過數(shù)學(xué)的訓(xùn)練,使學(xué)生知道數(shù)學(xué)概念、方法和理論的產(chǎn)生和發(fā)展的淵源和過程,了解和領(lǐng)會(huì)由實(shí)際需要出發(fā)、到建立數(shù)學(xué)模型、再到解決實(shí)際問題的全過程,提高他們運(yùn)用數(shù)學(xué)知識處理現(xiàn)實(shí)世界中各種復(fù)雜問題的意識、信念和能力。
6.通過數(shù)學(xué)的訓(xùn)練,可以使學(xué)生增強(qiáng)拼搏精神和應(yīng)變能力,能通過不斷分析矛盾,從表面上一團(tuán)亂麻的困難局面中理出頭緒,最終解決問題。
7.可以調(diào)動(dòng)學(xué)生的探索精神和創(chuàng)造力,使他們更加靈活和主動(dòng),在改善所學(xué)的數(shù)學(xué)結(jié)論、改進(jìn)證明的思路和方法、發(fā)現(xiàn)不同的數(shù)學(xué)領(lǐng)域或結(jié)論之間的內(nèi)在聯(lián)系、拓展數(shù)學(xué)知識的應(yīng)用范圍以及解決現(xiàn)實(shí)問題等方面,逐步顯露出自己的聰明才智。
8.使學(xué)生具有某種數(shù)學(xué)上的直覺和想象力,包括幾何直觀能力,能夠根據(jù)所面對的問題的本質(zhì)或特點(diǎn),八九不離十地估計(jì)到可能的結(jié)論,為實(shí)際的需要提供借鑒。
但是,通過數(shù)學(xué)訓(xùn)練使學(xué)生形成的這些素質(zhì),還只是一些固定的、僵化的、概念性的東西,仍然無助于學(xué)生對學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)重要性及數(shù)學(xué)的重大指導(dǎo)意義的進(jìn)一步認(rèn)識,無助于素質(zhì)教育的進(jìn)一步實(shí)施。
“山重水復(fù)疑無路,柳暗花明又一村?!睌?shù)學(xué)建模及數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的開設(shè),數(shù)學(xué)建模競賽活動(dòng)的開展,通過發(fā)揮其獨(dú)特的作用,無疑可以為實(shí)施素質(zhì)教育作出重要的貢獻(xiàn)。正如李大潛院士所說:“數(shù)學(xué)建模的教學(xué)及競賽是實(shí)施素質(zhì)教育的有效途徑。”
第一,從學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)建模的目的來看,學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)建模能夠使學(xué)達(dá)到以下幾個(gè)方面:
1.體會(huì)數(shù)學(xué)的應(yīng)用價(jià)值,培養(yǎng)數(shù)學(xué)的應(yīng)用意識;
2.增強(qiáng)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣,學(xué)會(huì)團(tuán)結(jié)合作,提高分析和解決問題的能力;
3.知道數(shù)學(xué)知識的發(fā)生過程,培養(yǎng)數(shù)學(xué)創(chuàng)造能力。
第二,從建立數(shù)學(xué)模型來看,對于現(xiàn)實(shí)中的原型,為了某個(gè)特定目的,作出一些必要的簡化和假設(shè),運(yùn)用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)工具得到一個(gè)數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)。也可以說,數(shù)學(xué)建模是利用數(shù)學(xué)語言(符號、式子與圖象)
模擬現(xiàn)實(shí)的模型。把現(xiàn)實(shí)模型抽象、簡化為某種數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)是數(shù)學(xué)模型的基本特征。它或者能解釋特定現(xiàn)象的現(xiàn)實(shí)狀態(tài),或者能預(yù)測到對象的未來狀況,或者能提供處理對象的最優(yōu)決策或控制。
第三,從數(shù)學(xué)建模的模型方法來看,有如下幾個(gè)方面:
1.應(yīng)用性——學(xué)習(xí)有了目標(biāo);
2.假設(shè)——公理定義推理立足點(diǎn);
3.建立模型——分層推理過程;
4.模型求解——matlab應(yīng)用公式;
5.模型檢驗(yàn)——matlab,數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)。
第四,從數(shù)學(xué)建模的過程來看,有如下幾個(gè)方面:
1.模型準(zhǔn)備:了解問題的實(shí)際背景,明確其實(shí)際意義,掌握對象的各種信息。用數(shù)學(xué)語言來描述問題。
2.模型假設(shè):根據(jù)實(shí)際對象的特征和建模的目的,對問題進(jìn)行必要的簡化,并用精確的語言提出一些恰當(dāng)?shù)募僭O(shè)。
3.模型建立:在假設(shè)的基礎(chǔ)上,利用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)工具來刻劃各變量之間的數(shù)學(xué)關(guān)系,建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)(盡量用簡單的數(shù)學(xué)工具)。
4.模型求解:利用獲取的數(shù)據(jù)資料,對模型的所有參數(shù)做出計(jì)算(估計(jì))。
5.模型分析:對所得的結(jié)果進(jìn)行數(shù)學(xué)上的分析。
6.模型檢驗(yàn):將模型分析結(jié)果與實(shí)際情形進(jìn)行比較,以此來驗(yàn)證模型的準(zhǔn)確性、合理性和適用性。如果模型與實(shí)際較吻合,則要對計(jì)算結(jié)果給出其實(shí)際含義,并進(jìn)行解釋。如果模型與實(shí)際吻合較差,則應(yīng)該修改假設(shè),再次重復(fù)建模過程。
7.模型應(yīng)用:應(yīng)用方式因問題的性質(zhì)和建模的目的而異。
從以上數(shù)學(xué)建模的重要作用來看,數(shù)學(xué)建模對于實(shí)施素質(zhì)教育有著重大的指導(dǎo)意義和主要的推動(dòng)作用。反過來說,素質(zhì)教育也對數(shù)學(xué)建模有著必然的依賴性。
第一,要充分體現(xiàn)素質(zhì)教育的要求,數(shù)學(xué)的教學(xué)還不能和其他科學(xué)以及整個(gè)外部世界隔離開來,關(guān)起門來一個(gè)勁地在數(shù)學(xué)內(nèi)部的概念、方法和理論中打圈子。這樣做,不利于學(xué)生了解數(shù)學(xué)的概念、方法和理論的來龍去脈,不利于啟發(fā)學(xué)生自覺地運(yùn)用數(shù)學(xué)工具來解決各種各樣的現(xiàn)實(shí)問題,不利于提高學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)。長期以來,數(shù)學(xué)課程往往自成體系,處于自我封閉狀態(tài),而對于學(xué)數(shù)學(xué)的學(xué)生開設(shè)的物理、力學(xué)等課程,雖然十分必要,但效果并不理想,與數(shù)學(xué)遠(yuǎn)未有機(jī)地結(jié)合起來,未能起到相互促進(jìn)、相得益彰的作用,更談不上真正做到學(xué)用結(jié)合。可以說,長期以來一直沒有找到一個(gè)有效的方式,將數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)與豐富多彩、生動(dòng)活潑的現(xiàn)實(shí)生活聯(lián)系起來,以致學(xué)生在學(xué)了許多據(jù)說是非常重要、十分有用的數(shù)學(xué)知識以后,卻不會(huì)應(yīng)用或無法應(yīng)用,有些甚至還會(huì)覺得毫無用處。直到近年來強(qiáng)調(diào)了數(shù)學(xué)建模的重要性,開設(shè)了數(shù)學(xué)建模乃至數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的課程,并舉辦了數(shù)學(xué)建模競賽以后,這方面的情況才開始有了好轉(zhuǎn),為數(shù)學(xué)與外部世界的聯(lián)系在教學(xué)過程中打開了一個(gè)通道,提供了一種有效的方式,對提高學(xué)生的數(shù)學(xué)素質(zhì)起了顯著的效果。這是數(shù)學(xué)教學(xué)改革的一個(gè)成功的嘗試,也是對素質(zhì)教育的一個(gè)重要的貢獻(xiàn)。
第二,數(shù)學(xué)科學(xué)在本質(zhì)上是革命的,是不斷創(chuàng)新、發(fā)展的,是與時(shí)俱進(jìn)的,可是傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)教學(xué)過程與這種創(chuàng)新、發(fā)展的實(shí)際進(jìn)程卻不免背道而馳。從一些基本的概念或定義出發(fā),以簡練的方式合乎邏輯地推演出所要求的結(jié)論,固然可以使學(xué)生在較短的時(shí)間內(nèi)按部就班地學(xué)到盡可能多的內(nèi)容,并體會(huì)到一種絲絲入扣、天衣無縫的美感;但是,過分強(qiáng)調(diào)這一點(diǎn),就可能使學(xué)生誤認(rèn)為數(shù)學(xué)這樣完美無缺、無懈可擊是與生俱來、天經(jīng)地義的,反而使思想處于一種僵化狀態(tài),在生動(dòng)活潑的現(xiàn)實(shí)世界面前手足無措、一籌莫展。其實(shí),現(xiàn)在看來美不勝收的一些重要的數(shù)學(xué)理論和方法,在一開始往往是混亂粗糙、難以理解甚至不可思議的,但由于蘊(yùn)涵著創(chuàng)造性的思想,卻又最富有生命力和發(fā)展前途,經(jīng)過許多乃至幾代數(shù)學(xué)家的努力,有時(shí)甚至經(jīng)過長期的激烈論爭,才逐步去粗取精、去偽存真,使局勢趨于明朗,最終出現(xiàn)了現(xiàn)在為大家公認(rèn)、甚至寫進(jìn)教科書里的系統(tǒng)的理論。要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神,提高學(xué)生的數(shù)學(xué)修養(yǎng)及素質(zhì),固然要教授他們以知識,但更要緊的是使他們了解數(shù)學(xué)的創(chuàng)造過程。這不僅要有機(jī)地結(jié)合數(shù)學(xué)內(nèi)容的講授,介紹數(shù)學(xué)的思想方法和發(fā)展歷史,而且要?jiǎng)?chuàng)造一種環(huán)境,使同學(xué)身臨其境地介入數(shù)學(xué)的發(fā)現(xiàn)或創(chuàng)造過程;否則,培養(yǎng)創(chuàng)新精神,加強(qiáng)素質(zhì)教育,仍不免是一句空話。在數(shù)學(xué)教學(xué)過程中,要主動(dòng)采取措施,鼓勵(lì)并推動(dòng)學(xué)生解決一些理論或?qū)嶋H的問題。這些問題沒有現(xiàn)成的答案,沒有固定的方法,沒有指定的參考書,沒有規(guī)定的數(shù)學(xué)工具,甚至也沒有成型的數(shù)學(xué)問題,主要靠學(xué)生獨(dú)立思考、反復(fù)鉆研并相互切磋,去形成相應(yīng)的數(shù)學(xué)問題,進(jìn)而分析問題的特點(diǎn),尋求解決問題的方法,得到有關(guān)的結(jié)論,并判斷結(jié)論的對錯(cuò)與優(yōu)劣??傊寣W(xué)生親口嘗一嘗“梨子”的滋味,親身去體驗(yàn)一下數(shù)學(xué)的創(chuàng)造過程,取得在課堂里和書本上無法代替的寶貴經(jīng)驗(yàn)。毫無疑問,數(shù)學(xué)模型及數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)以及數(shù)學(xué)建模競賽的開展,在這方面應(yīng)該是一個(gè)有益的嘗試和實(shí)踐。
第三,從應(yīng)用數(shù)學(xué)的發(fā)展趨勢來說,應(yīng)用數(shù)學(xué)正迅速地從傳統(tǒng)的應(yīng)用數(shù)學(xué)進(jìn)入現(xiàn)代應(yīng)用數(shù)學(xué)的階段。現(xiàn)代應(yīng)用數(shù)學(xué)的一個(gè)突出的標(biāo)志是應(yīng)用范圍的空前擴(kuò)展,從傳統(tǒng)的力學(xué)、物理等領(lǐng)域擴(kuò)展到生物、化學(xué)、經(jīng)濟(jì)、金融、信息、材料、環(huán)境、能源等各個(gè)學(xué)科和種種高科技乃至社會(huì)領(lǐng)域。傳統(tǒng)應(yīng)用數(shù)學(xué)領(lǐng)域的數(shù)學(xué)模型大都是清楚的,且已經(jīng)是力學(xué)、物理等學(xué)科的重要內(nèi)容,而很多新領(lǐng)域的規(guī)律仍不清楚,數(shù)學(xué)建模面臨實(shí)質(zhì)性的困難。因此,數(shù)學(xué)建模不僅凸現(xiàn)出其重要性,而且已成為現(xiàn)代應(yīng)用數(shù)學(xué)的一個(gè)重要組成部分。學(xué)生接受數(shù)學(xué)建模的訓(xùn)練,和他們學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識一樣,對于今后用數(shù)學(xué)方法解決種種實(shí)際問題,是一個(gè)必要的訓(xùn)練和準(zhǔn)備,這是他們成為社會(huì)需要的優(yōu)秀人才必不可少的能力和素養(yǎng)。
第四,數(shù)學(xué)建模競賽所提倡的團(tuán)隊(duì)精神,對于培養(yǎng)學(xué)生的合作意識,學(xué)會(huì)尊重他人,注意學(xué)習(xí)別人的長處,培養(yǎng)、取長補(bǔ)短、同舟共濟(jì)、團(tuán)結(jié)互助等集體主義的優(yōu)秀品質(zhì)都起到了不可忽略的作用。
總之,數(shù)學(xué)建模對于實(shí)施素質(zhì)教育有著不可比擬的巨大推動(dòng)作用,數(shù)學(xué)建模與素質(zhì)教育二者之間存在的這種緊密聯(lián)系,是靠我們這些從事數(shù)學(xué)工作者們挖掘的,但是必須更加清醒地認(rèn)識到,這種聯(lián)系是需要我們繼續(xù)去挖掘和發(fā)現(xiàn),需要我們持之以恒地去努力實(shí)踐,緊密地依托數(shù)學(xué)建模,大力推進(jìn)素質(zhì)教育的實(shí)施,為培養(yǎng)新的人才作出持續(xù)、不懈的努力。
[參考文獻(xiàn)]
【關(guān)鍵詞】管理運(yùn)籌學(xué);數(shù)學(xué)建模思想;教學(xué)研究
管理運(yùn)籌學(xué)是現(xiàn)代管理技術(shù)發(fā)展的重要學(xué)科,也是各類學(xué)術(shù)研究開展的重要技術(shù)工具,對于我們的社會(huì)生活、工作學(xué)習(xí)以及科技研發(fā)都發(fā)揮著重要的作用。在高等教育階段,學(xué)生們的能力得到全面的釋放,并且需要結(jié)合所學(xué)專業(yè)進(jìn)行定向的培育和引導(dǎo)。在高校教學(xué)中不僅要重視教學(xué)理論,還應(yīng)注意掌握好方法,讓學(xué)生在學(xué)好本專業(yè)的基礎(chǔ)上,培養(yǎng)學(xué)生結(jié)合實(shí)際解決問題的能力。因此,在管理運(yùn)籌學(xué)教學(xué)課程中,注重學(xué)生建模能力的培養(yǎng),為實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)與學(xué)生能力更好的結(jié)合,找出適合高校學(xué)生的學(xué)習(xí)方式和方法。
一、管理運(yùn)籌學(xué)教學(xué)改革的重要意義
1.為人才培養(yǎng)模式探析有著重要意義。
人才培養(yǎng)模式,即以確定人才培養(yǎng)的目標(biāo)、人才培養(yǎng)的方式方法。該模式對高等教育人才培養(yǎng)有著重要的引導(dǎo)和決定作用,也是當(dāng)前高等教育的人才發(fā)展方向。管理運(yùn)籌學(xué)是一門綜合性的交叉學(xué)科,涉及到經(jīng)濟(jì)、管理、社會(huì)等學(xué)科,有著非常廣泛的應(yīng)用性質(zhì)。管理運(yùn)籌學(xué)中多采用數(shù)理分析的方式,例如概率論、線性代數(shù)等辦法,結(jié)合運(yùn)籌學(xué)思想,通過人才的培養(yǎng)加大學(xué)生的知識層次和知識面,將學(xué)生的實(shí)踐分析能力和理論知識結(jié)合起來,培育符合社會(huì)要求的高素質(zhì)、實(shí)踐能力強(qiáng)的人才。
2.對于塑造學(xué)生現(xiàn)代思維和判斷能力有著積極意義。
科技現(xiàn)代化的快速發(fā)展,極大的推動(dòng)了社會(huì)的進(jìn)步,也給人類社會(huì)帶來了方方面面的變化,這也給人們思維帶來了一定的變化,人們必須具備現(xiàn)代思維才能跟上時(shí)展的腳步。在高等院校教育過程中,必須讓學(xué)生樹立現(xiàn)代思維模式,這就使得人們思維必須有系統(tǒng)性、獨(dú)立性及創(chuàng)造性等特點(diǎn),管理運(yùn)籌學(xué)在對人的塑造上有著培育學(xué)生全面思維能力和開拓學(xué)生思維的能力,鑒于管理運(yùn)籌學(xué)學(xué)科的交叉性和綜合性,學(xué)生在學(xué)習(xí)這門學(xué)科時(shí),數(shù)學(xué)邏輯能力、數(shù)學(xué)建模方式及數(shù)理分析能力都會(huì)得到鍛煉,對于學(xué)生思維開放性和發(fā)散性培育有著積極意義。
二、數(shù)學(xué)建模思想融入管理運(yùn)籌學(xué)教學(xué)研究方向探析
在經(jīng)過相關(guān)文獻(xiàn)分析的基礎(chǔ)上,本文認(rèn)為當(dāng)前數(shù)學(xué)建模融入管理運(yùn)籌學(xué)改革應(yīng)堅(jiān)持緊密結(jié)合下面幾個(gè)方向:首先,在高校擴(kuò)招形勢下,社會(huì)就業(yè)形勢發(fā)生較大變化,人才供需關(guān)系轉(zhuǎn)變,就業(yè)壓力凸顯。在高校管理運(yùn)籌學(xué)改革方向?qū)用?,要?jiān)持以就業(yè)市場和社會(huì)發(fā)展形勢為導(dǎo)向,將學(xué)生的理論應(yīng)用動(dòng)力和動(dòng)手實(shí)踐能力有機(jī)結(jié)合起來,在管理運(yùn)籌學(xué)改革教學(xué)中應(yīng)制定合理的培育計(jì)劃,在教學(xué)中密切結(jié)合實(shí)踐,為社會(huì)培育更富實(shí)踐能力的管理型人才。其次,經(jīng)濟(jì)全球化的社會(huì)背景下,企業(yè)及其他社會(huì)組織的形態(tài)不斷發(fā)展壯大,所涉及的管理和分析判斷呈量化發(fā)展態(tài)勢,量化分析趨勢下可以給管理者更為直觀的決策支持。因此,管理運(yùn)籌學(xué)在高等教育改革路徑中要堅(jiān)持以量化分析為方向,將數(shù)學(xué)建模融入其中,培育學(xué)生們更為精致的分析和數(shù)理判斷思維能力,從而更好的適應(yīng)整個(gè)社會(huì)發(fā)展形勢,使得學(xué)生在校期間也有著國際化的視野和思維能力。第三,大學(xué)生作為未來的社會(huì)性人才,高校應(yīng)為社會(huì)培育更多應(yīng)用型人才,管理運(yùn)籌學(xué)是一門與實(shí)踐密切結(jié)合的綜合性學(xué)科,在社會(huì)發(fā)展和應(yīng)用人才培育方面,管理運(yùn)籌學(xué)應(yīng)積極調(diào)整教學(xué)方向和思路,在教學(xué)中重視數(shù)學(xué)建模,與社會(huì)需要更好結(jié)合起來,使得管理運(yùn)籌學(xué)學(xué)科與實(shí)踐密切結(jié)合,為社會(huì)發(fā)展做出應(yīng)有貢獻(xiàn)。最后,建模思想作為培養(yǎng)創(chuàng)新精神和開拓意識重要指導(dǎo)工具,是管理運(yùn)籌學(xué)改革的重要導(dǎo)向。管理運(yùn)籌學(xué)這門學(xué)科與數(shù)理分析有著密切的關(guān)系,數(shù)學(xué)的廣度和深度以成為管理運(yùn)籌學(xué)發(fā)展的重要技術(shù),也是人類文明發(fā)展高度的具體指標(biāo),在管理運(yùn)籌學(xué)改革過程中應(yīng)融入數(shù)學(xué)思維,讓學(xué)生在創(chuàng)新意識中學(xué)習(xí)和理解,學(xué)會(huì)運(yùn)用數(shù)學(xué)工具,在數(shù)理量化中幫助管理者做好決策和分析,讓學(xué)生在學(xué)習(xí)管理學(xué)過程中樹立創(chuàng)新意識。傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)教育和教學(xué)過程中,往往從相關(guān)定義出發(fā),從相關(guān)定義到邏輯推導(dǎo),然后得出結(jié)論,這一教學(xué)思維方式是傳統(tǒng)數(shù)學(xué)教學(xué)模式。在管理運(yùn)籌學(xué)中,更多的是將社會(huì)各類問題以建模的形式模擬出來,這就離不開數(shù)學(xué)的支持。這一研究建模思路是在實(shí)際問題的特性中建立模型,然后根據(jù)模型的數(shù)據(jù)分析得出相應(yīng)的結(jié)論,管理者以此結(jié)論做出最為有利的決策和判斷。從上述兩種模式來看,對于學(xué)生現(xiàn)代思維能力和創(chuàng)新意識的培育來說,后面一種方式更為有利。
三、數(shù)學(xué)建模思想融入管理運(yùn)籌學(xué)的思路分析
1.備課環(huán)節(jié)要重視數(shù)學(xué)建模思想導(dǎo)入。
在備課環(huán)節(jié),要緊扣課本主題,將學(xué)生重視數(shù)學(xué)工具的應(yīng)用。我國管理學(xué)學(xué)科建設(shè)中,往往采用文理綜合的教學(xué)方法,然而在招生過程中大多是偏向于招收文科生,鑒于數(shù)學(xué)本身難度大、邏輯思維嚴(yán)密等特點(diǎn),許多管理學(xué)學(xué)生產(chǎn)生望而生畏的心理,因此,在管理運(yùn)籌學(xué)備課環(huán)節(jié)就要讓學(xué)生明晰數(shù)學(xué)的重要性。在課程講解環(huán)節(jié)要注意將數(shù)理推導(dǎo)過程給學(xué)生做細(xì)致講述,讓數(shù)學(xué)基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生更好的理解管理運(yùn)籌學(xué)相關(guān)知識原理,學(xué)生們還要在課下學(xué)會(huì)使用數(shù)學(xué)工具,牢記數(shù)學(xué)公式,在相關(guān)管理運(yùn)籌學(xué)講課中學(xué)會(huì)使用數(shù)學(xué)邏輯推導(dǎo)。高校教師在備課過程中,不僅單純講述理論內(nèi)容,還應(yīng)將管理運(yùn)籌學(xué)的應(yīng)用囊括其中。結(jié)合當(dāng)前的教學(xué)目標(biāo)和人才培養(yǎng)目標(biāo),應(yīng)該將管理運(yùn)籌學(xué)中的線性規(guī)劃、整數(shù)規(guī)劃以及動(dòng)態(tài)規(guī)劃和圖網(wǎng)分析等列入重要講解目標(biāo),這些都要列入必學(xué)內(nèi)容。對于應(yīng)用較少的或者理論性強(qiáng)的章節(jié)來說,可列入選修內(nèi)容,在授課中要將管理運(yùn)籌學(xué)最新研究成果給學(xué)生講述,讓學(xué)生對最新研究成果有所了解,拉近新舊知識的關(guān)聯(lián)。
2.培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣注重?cái)?shù)學(xué)建模思想的融入。
數(shù)學(xué)建模融入管理運(yùn)籌學(xué)教學(xué)研究要注重與學(xué)生興趣緊密結(jié)合,從培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)入手,給學(xué)生更多的學(xué)習(xí)動(dòng)力。管理運(yùn)籌學(xué)作為管理學(xué)中綜合性、應(yīng)用性較強(qiáng)的學(xué)科,其學(xué)習(xí)難度也較大,許多學(xué)生在沒學(xué)之前就產(chǎn)生一定的畏懼心理,學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣難以提升,學(xué)習(xí)的熱情也就難以提高。因此,在當(dāng)前管理運(yùn)籌學(xué)教學(xué)中應(yīng)牢牢抓住學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,在合適的章節(jié)可以適當(dāng)選用歷史典故進(jìn)行解釋和闡述,讓學(xué)生在歷史典故中找出運(yùn)籌學(xué)原理,更好的了解書本知識。在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣環(huán)節(jié),還可以考慮充分利用信息技術(shù)手段,結(jié)合最新的信息技術(shù)成果,讓管理運(yùn)籌學(xué)理論更好的顯示出來,給學(xué)生更為直觀的視覺效果。與傳統(tǒng)教學(xué)技術(shù)和手段相比,信息技術(shù)教學(xué)手段更為直觀,對于綜合性的管理運(yùn)籌學(xué)學(xué)科來說,內(nèi)含各類數(shù)理分析和邏輯推理及數(shù)據(jù)測算,在管理運(yùn)籌學(xué)教學(xué)環(huán)節(jié),可嘗試借助多媒體信息技術(shù),讓學(xué)生對管理運(yùn)籌學(xué)更為細(xì)致的了解,也能更好的領(lǐng)域管理運(yùn)籌學(xué)相關(guān)理論,對于管理運(yùn)籌學(xué)學(xué)科的前瞻性和應(yīng)用性有著更好的理解。在此基礎(chǔ)上,學(xué)生們也可以更好的增強(qiáng)書本知識理解,對于實(shí)踐應(yīng)用能力也能更好的提升。
3.教學(xué)方式改革要注重?cái)?shù)學(xué)建模思想的融入。
關(guān)鍵詞:復(fù)雜網(wǎng)絡(luò) 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 演化模型 小世界 無標(biāo)度
問題的提出
自然界和人類社會(huì)中廣泛存在著復(fù)雜系統(tǒng),而復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)是描述各類復(fù)雜系統(tǒng)的有效的理論和工具。復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)是對真實(shí)復(fù)雜系統(tǒng)的高度概括和抽象,是包含了大量個(gè)體以及個(gè)體之間相互作用的系統(tǒng)。它將復(fù)雜系統(tǒng)中的某種現(xiàn)象或某類實(shí)體抽象為節(jié)點(diǎn),將個(gè)體之間的相互作用抽象為邊,從而形成了用來描述這一系統(tǒng)的圖。這樣的圖,是對系統(tǒng)模型化的抽象與表達(dá)。近年來,復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的研究受到了來自科學(xué)和工程各個(gè)領(lǐng)域研究人員的廣泛關(guān)注,已經(jīng)成為一個(gè)研究熱點(diǎn)。
供應(yīng)鏈作為一個(gè)系統(tǒng),由大量的相互聯(lián)系的企業(yè)構(gòu)成,這些企業(yè)之間并不是完全同質(zhì)的, 包含供應(yīng)商、制造商、分銷商、零售商等子系統(tǒng),分布在不同行業(yè)、區(qū)域或階段,在網(wǎng)絡(luò)中作用和功能各不相同,構(gòu)成供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的各個(gè)子系統(tǒng)是非同質(zhì)的;這些企業(yè)作為子系統(tǒng)又由眾多的組成部分形成,每個(gè)子系統(tǒng)又可以看成一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)進(jìn)行研究,子系統(tǒng)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)也較復(fù)雜,供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)具有明顯的層次結(jié)構(gòu);供應(yīng)鏈中的子系統(tǒng)之間存在復(fù)雜的信息流、物流和資金流的交互作用,存在競爭、協(xié)同的關(guān)系,各節(jié)點(diǎn)企業(yè)相互依賴,各工序環(huán)環(huán)相扣,子系統(tǒng)之間存在著緊密的相互作用;可以說供應(yīng)鏈系統(tǒng)是一個(gè)具有層次結(jié)構(gòu)的復(fù)雜巨系統(tǒng)。供應(yīng)鏈呈現(xiàn)復(fù)雜的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),供應(yīng)鏈管理不僅涉及到上下游相關(guān)組織,甚至涉及到供應(yīng)商的供應(yīng)商、客戶的客戶,不只是簡單的鏈條管理,而是管理一個(gè)盤根錯(cuò)節(jié)的“供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)”。
在經(jīng)濟(jì)全球化、信息化及大量不確定性問題背景下,供應(yīng)鏈作為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),大多缺乏抵御能力甚至不能抵御風(fēng)險(xiǎn)。因此,深入研究供應(yīng)鏈管理問題,從網(wǎng)絡(luò)的角度以系統(tǒng)的眼光審視供應(yīng)鏈的結(jié)構(gòu),從系統(tǒng)科學(xué)的角度對供應(yīng)鏈進(jìn)行建模,加強(qiáng)供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)的脆性及魯棒性研究,分析不同干擾情況下供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)的脆性及魯棒性表現(xiàn)形式和特點(diǎn),對于提高供應(yīng)鏈的運(yùn)作績效和魯棒性都具有重要的意義。
復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)研究
復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的研究可追溯到世紀(jì)歐拉(euler)開創(chuàng)的圖論。在隨后的多年時(shí)間里,圖論一直是研究網(wǎng)絡(luò)圖表示的基本方法。歷史上描述系統(tǒng)性質(zhì)比較常用的是兩類網(wǎng)絡(luò):一類是規(guī)則網(wǎng)絡(luò),網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)只與其緊鄰或次近鄰相連,即每個(gè)節(jié)點(diǎn)連接的節(jié)點(diǎn)數(shù)相同,組合數(shù)學(xué)的圖論討論了各種規(guī)則網(wǎng)絡(luò)的問題;另一類是完全隨機(jī)網(wǎng)絡(luò),是由匈牙利數(shù)學(xué)家erdos和renyi兩人(er模型)在20世紀(jì)50年代提出的,此后的近半個(gè)世紀(jì)里,er模型的隨機(jī)圖理論成為學(xué)術(shù)界研究復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的基本思路和主要數(shù)學(xué)工具,一直是研究復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的基本理論。他們用相對簡單的隨機(jī)圖來描述網(wǎng)絡(luò),簡稱隨機(jī)圖理論。兩人重要的發(fā)現(xiàn)是隨機(jī)圖的許多重要性質(zhì)都是隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的增大而突然涌現(xiàn)的,其創(chuàng)立的隨機(jī)圖理論是研究圖類的閉函數(shù)和巨大分支涌現(xiàn)的相變等的重要數(shù)學(xué)理論。
誠然,圖論可以精確簡潔的描述各種網(wǎng)絡(luò),而且圖論的許多研究成果、結(jié)論和方法業(yè)已成為復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)研究的有力工具,能夠自然地應(yīng)用到現(xiàn)在的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)研究中去。但是,絕大多數(shù)實(shí)際復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)并不是完全隨機(jī)的。
20世紀(jì)90年代以來,以internet為代表的信息技術(shù)的迅猛發(fā)展,使人類社會(huì)大步邁入了信息網(wǎng)絡(luò)時(shí)代。從internet到www,從大型電力網(wǎng)絡(luò)到全球交通網(wǎng)絡(luò),從生物體中的大腦到各種新陳代謝網(wǎng)絡(luò),從科研合作到各種經(jīng)濟(jì)、政治、社會(huì)關(guān)系網(wǎng)絡(luò)等??梢哉f,人們已經(jīng)生活在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)世界中。長期以來,通信網(wǎng)絡(luò)、電力網(wǎng)絡(luò)、生物網(wǎng)絡(luò)和社會(huì)網(wǎng)絡(luò)等分別是通信科學(xué)、電力科學(xué)、生命科學(xué)和社會(huì)科學(xué)等不同學(xué)科的研究對象,而復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論所要研究的是各種看上去互不相同的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)之間的共性和處理它們的普適方法。復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)研究正滲透到數(shù)理科學(xué)、生命科學(xué)和工程學(xué)科等眾多不同的領(lǐng)域,對復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的定量與定性特征的科學(xué)理解,已成為網(wǎng)絡(luò)時(shí)代科學(xué)研究中一個(gè)重要的挑戰(zhàn)性課題,甚至被稱為“網(wǎng)絡(luò)的新科學(xué)”。
世紀(jì)之交(1998-1999)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的科學(xué)探索發(fā)生了重要轉(zhuǎn)變,取得了突破性進(jìn)展。科學(xué)家
沖破了傳統(tǒng)圖論,特別是隨機(jī)圖理論的束縛,以小世界網(wǎng)絡(luò)和無標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)兩項(xiàng)重要發(fā)現(xiàn)為標(biāo)志,復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的研究取得了突破性進(jìn)展。1998年,watts和strogstz發(fā)現(xiàn)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的小世界(small world)特性。1999年barabasi和albert發(fā)現(xiàn)了真實(shí)網(wǎng)絡(luò)的另一重要特征節(jié)點(diǎn)度服從冪律分布,揭示了復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的無標(biāo)度(scale free)特性等,并建立了相應(yīng)的模型來闡述這些特征產(chǎn)生的機(jī)理。這些開創(chuàng)性的工作,引起了人們的廣泛關(guān)注,開辟了復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)研究的新紀(jì)元。
此后,復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的研究迅速地?cái)U(kuò)展到了廣泛的學(xué)科領(lǐng)域,并不斷與這些學(xué)科領(lǐng)域交叉促進(jìn),取得了豐碩的成果。目前復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的研究蓬勃開展,正在向著縱深方向和可能結(jié)合實(shí)際應(yīng)用方面發(fā)展。
供應(yīng)鏈復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)建模研究
目前國際上主要是以dirk helbing為首的一批物理學(xué)家在采用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論研究供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)。dirk helbing(2006)研究發(fā)現(xiàn)供應(yīng)鏈管理中的牛鞭效應(yīng),即信息放大效應(yīng),和供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)性質(zhì)有關(guān)。好的供應(yīng)鏈結(jié)構(gòu)可以減弱牛鞭效應(yīng),同時(shí)增加穩(wěn)定性和抗攻擊性。
douglas r white對美國生物制藥行業(yè)的商業(yè)關(guān)系進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn),由美國生物制藥行業(yè)的企業(yè)作為節(jié)點(diǎn)形成的商業(yè)關(guān)系網(wǎng)絡(luò)中,網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)并不是同質(zhì)的,在網(wǎng)絡(luò)中存在著merck、pfizer、myers等核心,與其他生物制藥企業(yè)相比他們擁有更多的商業(yè)合作伙伴,在網(wǎng)絡(luò)中擁有大量的連邊;在研究這一供應(yīng)鏈演化過程中還發(fā)現(xiàn),網(wǎng)絡(luò)規(guī)模在不斷增加,企業(yè)之間的合作關(guān)系即網(wǎng)絡(luò)的連邊增速更加迅速。其研究結(jié)果預(yù)示著供應(yīng)鏈系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)并非一個(gè)均勻的網(wǎng)絡(luò),網(wǎng)絡(luò)中存在的hub節(jié)點(diǎn),在整個(gè)供應(yīng)鏈系統(tǒng)中起著關(guān)鍵作用;網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和網(wǎng)絡(luò)中的連接也呈非均勻增長趨勢。christian kuhnert(2006)發(fā)現(xiàn)城市的物資供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)服從無標(biāo)度分布,即都有少數(shù)的核心節(jié)點(diǎn),發(fā)揮重要的物資調(diào)度和配送作用。這是在供應(yīng)鏈系統(tǒng)的實(shí)證中較早明確證實(shí)供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的無標(biāo)度特性的。而無標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)是復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中重要的研究結(jié)果,也提示了復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)模型在供應(yīng)鏈系統(tǒng)建模的無限前景。marco laumanns等把供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)看成一個(gè)物料在其中動(dòng)態(tài)流動(dòng)的過程,每一個(gè)節(jié)點(diǎn)看成一個(gè)變換器,物流通過某個(gè)節(jié)點(diǎn)的時(shí)候發(fā)生變化,可以用一階微分方程模擬,然后用魯棒最優(yōu)控制方法實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈的最優(yōu)化目標(biāo)。
李守偉等(2006)在對我國產(chǎn)業(yè)網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性研究中也提出我國的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)同樣具有無標(biāo)度的特性。閆妍等對我國蒙牛乳業(yè)所在的供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了拓?fù)浣#脧?fù)雜網(wǎng)絡(luò)的方法,考慮級聯(lián)效應(yīng)來評價(jià)節(jié)點(diǎn)的重要度,識別出了重要節(jié)點(diǎn),用最大連通子圖規(guī)模衡量了級聯(lián)效應(yīng)的后果。上面兩個(gè)結(jié)果通過實(shí)際數(shù)據(jù)的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建,實(shí)證了供應(yīng)鏈系統(tǒng)的無標(biāo)度特性。郭進(jìn)利(2006)考察了網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)連續(xù)時(shí)間增加的供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)特征,利用更新過程理論對這類網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分析,獲得了度分布的解析表達(dá)式。研究表明,供應(yīng)鏈型有向網(wǎng)絡(luò)具有雙向冪律度分布,并且穩(wěn)態(tài)平均入度和出度分布的冪律指數(shù)在區(qū)間(2 , + ∞) 內(nèi)。范旭等針對供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性和其內(nèi)外部環(huán)境的不確定性,根據(jù)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論對供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了詮釋,利用分形理論構(gòu)造了一個(gè)可能的供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò),闡述了供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)在具備一般復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)的同時(shí)也具有小世界、無標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)的大多數(shù)特性。根據(jù)供應(yīng)鏈系統(tǒng)的一些特征,仿真了供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)的生成演化過程,對結(jié)果進(jìn)行復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)建模,分析了供應(yīng)鏈系統(tǒng)的特性,給理論界提供了復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)在供應(yīng)鏈管理上應(yīng)用的較好范式。
以上研究展示了復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)在供應(yīng)鏈管理方面的寬廣應(yīng)用前景。但是以dirk helbing 為代表的研究偏重復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論,角度比較窄,對供應(yīng)鏈本身的研究和思考較少,對供應(yīng)鏈應(yīng)急管理的涉及則更少,不能廣泛地揭示供應(yīng)鏈的特質(zhì)。立足供應(yīng)鏈本身,結(jié)合復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)思想,從全新的角度進(jìn)行供應(yīng)鏈管理研究還有很多可以探討和深入的余地。
結(jié)論及展望
雖然對供應(yīng)鏈的研究目前已經(jīng)有大量文獻(xiàn)發(fā)表,但是缺少的是用系統(tǒng)的觀點(diǎn),對供應(yīng)鏈系統(tǒng)整體規(guī)律的研究。借助復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論可以揭示出供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)的整體宏觀性質(zhì),研究供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)形成變化過程和宏觀行為,分析供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和抗風(fēng)險(xiǎn)能力,這是以往的供應(yīng)鏈管理研究不能完成的任務(wù),研究結(jié)果對于這類復(fù)雜系統(tǒng)的管理具有很好的借鑒意義。
復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論可以幫助人們用全新的觀
去看待供應(yīng)鏈應(yīng)急管理問題,它側(cè)重從宏觀整體的角度去分析單獨(dú)的點(diǎn)和整體網(wǎng)絡(luò)之間的關(guān)系,也可以借用社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析的諸多方法以及網(wǎng)絡(luò)演化機(jī)制去研究供應(yīng)鏈上的企業(yè)關(guān)系。用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論研究供應(yīng)鏈管理,為供應(yīng)鏈管理提出了新的研究思路,帶來全新的視角和啟迪,應(yīng)用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論研究供應(yīng)鏈管理具有重要的實(shí)際意義與理論意義。
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作者簡介:
【關(guān)鍵詞】高等代數(shù);近世代數(shù);線性代數(shù);教學(xué)體會(huì)
一、引言
大學(xué)代數(shù)課程主要包括數(shù)學(xué)專業(yè)的《高等代數(shù)》、《近世代數(shù)》課程及公共課《線性代數(shù)》.這三門課程都具有高度的抽象化和形式化的特征,是被學(xué)生公認(rèn)為比較難學(xué)又極其重要而基礎(chǔ)的專業(yè)課程.從大學(xué)代數(shù)課程的教學(xué)研究和實(shí)踐出發(fā),對其教學(xué)內(nèi)容、教材建設(shè)、教學(xué)手段等方面進(jìn)行有效的改革,從而提高教學(xué)質(zhì)量,同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)素質(zhì)與創(chuàng)新能力,使得學(xué)生從“知識教育”向“能力教育”逐漸轉(zhuǎn)變,這便是我們對代數(shù)課程進(jìn)行相關(guān)探索和研究的主要目標(biāo).如何結(jié)合地方院校自身的特點(diǎn),讓學(xué)生更容易、更有效率地學(xué)好這幾門專業(yè)課程,并讓學(xué)生盡量利用所學(xué)的代數(shù)思想方法應(yīng)用于實(shí)踐,從而培養(yǎng)他們形成解決實(shí)際問題的能力,這便是我們進(jìn)行相關(guān)探索和研究的重要內(nèi)容.
目前,已有不少文獻(xiàn)探討了《高等代數(shù)》《近世代數(shù)》或《線性代數(shù)》課程的一些教學(xué)實(shí)施與體會(huì),如可參看文獻(xiàn)[1-4]等.本文作者將結(jié)合自身在廣東省精品資源共享課程《高等代數(shù)》《近世代數(shù)》及《線性代數(shù)》這三門大學(xué)代數(shù)課程的教學(xué)研究及實(shí)踐的基礎(chǔ)上給出一些教學(xué)體會(huì).
二、大學(xué)代數(shù)課程教學(xué)的幾點(diǎn)嘗試與實(shí)踐
(一)始終不渝地把握四個(gè)教學(xué)原則
1.體現(xiàn)大學(xué)代數(shù)學(xué)的典型思想方法的原則
培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)地掌握代數(shù)研究問題的基本方法是代數(shù)課的教學(xué)目的之一.代數(shù)中有代表性的典型思想方法包括:公理化演繹的思想(如:向量空間、歐式空間等各類代數(shù)系統(tǒng)),分類的思想(如:矩陣的相似、合同、等價(jià)等等各種等價(jià)關(guān)系),相互關(guān)聯(lián)的思想(如:同態(tài)、同構(gòu)等各種形式的映射),矩陣的方法,初等變換的方法,抽象推理的方法等等.了解這些思想方法的具體含義和在代數(shù)中的具體應(yīng)用對代數(shù)課程教學(xué)是十分有益的.文獻(xiàn)\[1,4\]也結(jié)合高等代數(shù)課程的教學(xué)體會(huì),詳細(xì)地探究了嚴(yán)格的邏輯推理方法,公理化方法,結(jié)構(gòu)化方法,矩陣表示方法和等價(jià)分類方法等在教學(xué)中有效實(shí)施.
2.體現(xiàn)與時(shí)俱進(jìn)的原則
參考國內(nèi)外最新的教材內(nèi)容,結(jié)合我們的教研、科研,把課程的前沿知識、研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢,及時(shí)貫徹到教學(xué)過程中,常講常新.例如,我們可以在教學(xué)過程中把代數(shù)學(xué)家的一些故事、代數(shù)學(xué)界最近的研究現(xiàn)狀及所發(fā)生的一些事情帶入到課堂,介紹給學(xué)生,以此激發(fā)他們學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣與熱情.
3.體現(xiàn)現(xiàn)代教育理念的原則
適當(dāng)安排一些探索性內(nèi)容,擴(kuò)展性內(nèi)容,構(gòu)建終身學(xué)習(xí)所需要的代數(shù)學(xué)的基礎(chǔ).將現(xiàn)代化手段在數(shù)學(xué)課程教學(xué)中的應(yīng)用將全面鋪開;從教學(xué)內(nèi)容的組織與安排看,課堂教學(xué)與課外延伸相結(jié)合,將知識傳授、能力培養(yǎng)、素質(zhì)教育融為一體,采用各種形象化的教學(xué)手段,使用投影儀和計(jì)算機(jī)輔助教學(xué),增加教學(xué)的直觀性,化解數(shù)學(xué)的抽象和難點(diǎn),促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的提高.
4.突出師范教育的特點(diǎn)
惠州學(xué)院的數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)專業(yè)是師范專業(yè),而高師數(shù)學(xué)專業(yè)培養(yǎng)的目標(biāo)是中小學(xué)數(shù)學(xué)教師,我們努力在《高等代數(shù)》與《近世代數(shù)》課程的教學(xué)之中滲透教育學(xué)和數(shù)學(xué)課程教學(xué)論的思想,注重研究代數(shù)學(xué)課程對中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的指導(dǎo),充分體現(xiàn)數(shù)學(xué)文化和數(shù)學(xué)美,培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)文化素養(yǎng)和未來數(shù)學(xué)教師的綜合素質(zhì),適應(yīng)基礎(chǔ)教育教學(xué)和改革的需要.
(二)不斷嘗試各種教學(xué)理念和方法
1.采用“本原教學(xué)法”進(jìn)行教學(xué)
高度的抽象化和形式化是代數(shù)學(xué)的基本特征,《高等代數(shù)》、《近世代數(shù)》及《線性代數(shù)》這三門大學(xué)代數(shù)課程是被學(xué)生公認(rèn)為比較難學(xué)的數(shù)學(xué)課程.所謂“本原教學(xué)法”,就是教學(xué)中要返璞歸真,從源頭講起,講清楚問題產(chǎn)生和發(fā)展的過程,先講明道理,水到渠成,讓學(xué)生自己歸納定義或結(jié)論,再講推理,然后再抽象化和形式化.
例如,在引入同構(gòu)概念之前,我們可以先讓學(xué)生回憶三角形全等的概念和判定方法.ABC與三角形A′B′C′的全等實(shí)際上是建立兩個(gè)三角形的頂點(diǎn)和邊的一一對應(yīng).點(diǎn)的對應(yīng)可以看成兩個(gè)集合S和T的元素的一一對應(yīng),即AA′,邊可以看成兩個(gè)點(diǎn)所作用的結(jié)果,從而S和T的邊的對應(yīng)可以是看成保持它們兩個(gè)點(diǎn)的運(yùn)算結(jié)果.這樣一來,兩個(gè)代數(shù)系統(tǒng)的同構(gòu)其實(shí)就是這兩個(gè)代數(shù)系統(tǒng)間可以建立一個(gè)一一映射,并且該映射保持這兩個(gè)代數(shù)系統(tǒng)的所有運(yùn)算.
再例如在引入向量的線性相關(guān)的概念時(shí),我們先從“平面向量的共線”及“空間向量的共面”入手,介紹一些具體的、學(xué)生熟悉的例子,最后歸納出線性相關(guān)的一般定義.教學(xué)實(shí)踐證明,這種教學(xué)方法學(xué)生易于接受,效果明顯.
2.采用“研究性教學(xué)法”進(jìn)行教學(xué)
在自身開展科研的同時(shí),我們經(jīng)常將所授課程的前沿知識,研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢融入到教學(xué)過程中,將自己的研究實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、思維創(chuàng)新方法、學(xué)科前沿動(dòng)態(tài)介紹給學(xué)生,并適時(shí)適度提出一些問題供學(xué)生研究.例如我們在《高等代數(shù)》或《線性代數(shù)》課程教學(xué)中,可以提出如下問題給學(xué)生探究:矩陣表示方法的綜合體現(xiàn)、等價(jià)分類方法的滲透與應(yīng)用、同構(gòu)思想的應(yīng)用、分析學(xué)思想在代數(shù)學(xué)中應(yīng)用等等.此外,我們也偶爾可以不從定義出發(fā)而從問題出發(fā)來組織和展開本課程的教學(xué)內(nèi)容和體系,即從重要的問題出發(fā),根據(jù)需要引入概念,并總結(jié)出定理,引導(dǎo)學(xué)生去探索和發(fā)現(xiàn)知識,從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維.這一教學(xué)過程的主體是學(xué)生,主導(dǎo)是教師.
3.利用類比法進(jìn)行各代數(shù)系統(tǒng)相關(guān)內(nèi)容的教學(xué)
類比法是數(shù)學(xué)發(fā)現(xiàn)中最常用、最有效的方法之一,它在科學(xué)發(fā)展史上起過重大作用.法國數(shù)學(xué)家拉普拉斯指出:甚至在數(shù)學(xué)里,發(fā)現(xiàn)真理的工具是歸納和類比,這也足以看出類比方法的重要性.
類比是通過兩類不同對象A,B間的某些屬性的相似,從而從A具有某種其他屬性便猜想B也有這種屬性.
本科階段主要接觸的代數(shù)系統(tǒng)有向量空間、歐式空間、群、環(huán)和域等.由于這些代數(shù)系統(tǒng)之間具有一些屬性的相似,即都是一些帶有運(yùn)算的集合,這即表明類比的數(shù)學(xué)思想方法可嘗試在這些代數(shù)課程的學(xué)習(xí)或教學(xué)中去運(yùn)用.
例如,我們在講授《高等代數(shù)》或《線性代數(shù)》時(shí),可以利用類比法來講解向量空間與歐式空間、矩陣與線性變換的定義與性質(zhì)、聯(lián)系與區(qū)別等等.
又例如,我們在講授《近世代數(shù)》時(shí),可利用類比法來講解群環(huán)域等代數(shù)系統(tǒng)及其子系統(tǒng)的概念,講解代數(shù)系統(tǒng)的同態(tài)基本定理,講解一些特殊環(huán)(整環(huán)、除環(huán)與域)之間關(guān)系,講解一些特殊整環(huán)(唯一分解環(huán)、主理想環(huán)、歐氏環(huán)等)的關(guān)系等等.教學(xué)實(shí)踐證明,該方法教學(xué)效果明顯,而且可以培養(yǎng)學(xué)生如何發(fā)現(xiàn)新問題的科研興趣和能力.
4.課堂精講、返講與自學(xué)相結(jié)合
我們在代數(shù)系列課程的教學(xué)中,努力做到課堂精講、返講與自學(xué)相結(jié)合.課堂上,講重點(diǎn),講知識的背景與形成過程,揭示知識的內(nèi)在聯(lián)系;對難點(diǎn)、重點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行返講,使學(xué)生深刻理解抽象的理論,從怕學(xué)到愛學(xué);自學(xué)是指有些教材內(nèi)容則采用學(xué)生自學(xué)為主,教師給出思考題,課后下班輔導(dǎo)及答疑.我們采取了一系列措施指導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí),主要做法是針對不同專業(yè)的學(xué)生建立不同層次的試卷庫,建立自測卷,同時(shí),統(tǒng)一考試標(biāo)準(zhǔn)及要求,保證其公正、公平.
5.以科技創(chuàng)新活動(dòng)為突破口,激勵(lì)學(xué)生研究性學(xué)習(xí)
(1)開發(fā)第二課堂
通過講座,介紹代數(shù)發(fā)展歷史上的典型人物、典型事件、典型的思想方法,代數(shù)與相關(guān)學(xué)科的聯(lián)系、應(yīng)用前景,提高學(xué)習(xí)代數(shù)學(xué)的興趣.指導(dǎo)學(xué)生去發(fā)現(xiàn)實(shí)踐中的數(shù)學(xué)問題,指導(dǎo)學(xué)生使用Matlab分析和解決問題;指導(dǎo)學(xué)生自主式學(xué)習(xí)、探究式學(xué)習(xí),給他們布置一些難度不是很大的研究性問題,讓他們課外去找資料解決,并用規(guī)范論文的格式打印出來.這樣,一方面,我們可以讓所有學(xué)生學(xué)會(huì)如何撰寫數(shù)學(xué)專業(yè)論文,另一方面,我們也可以讓一部分寫得比較好的學(xué)生的論文拿去發(fā)表,從而達(dá)到一舉雙得的效果.
此外,我們也提倡學(xué)生在《數(shù)學(xué)的認(rèn)識與實(shí)踐》、《數(shù)學(xué)教育學(xué)報(bào)》、《大學(xué)數(shù)學(xué)》、《高等數(shù)學(xué)研究》、《數(shù)學(xué)通報(bào)》、《中學(xué)數(shù)學(xué)研究》等一些專業(yè)涉及知識不深的期刊中找適合自己的文章閱讀、報(bào)告和探討.
(2)以學(xué)科競賽為平臺,提高學(xué)生協(xié)同創(chuàng)新能力
我們的具體做法有:以全國和國際數(shù)學(xué)建模競賽為平臺,培養(yǎng)學(xué)生的解決實(shí)際問題的創(chuàng)新能力;以全國普通高校信息技術(shù)創(chuàng)新活動(dòng)為載體,培養(yǎng)學(xué)生信息技術(shù)創(chuàng)新能力.
數(shù)學(xué)建模對激勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的積極性、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)際問題的綜合能力、推動(dòng)大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容和方法的改革等方面均有重要意義.通過“一年兩賽”模式參加國內(nèi)和國際數(shù)學(xué)建模學(xué)科競賽,努力提高學(xué)生的應(yīng)用能力與創(chuàng)新能力,提倡“以賽促教,以教育賽”,并將建模融入日常教學(xué)中;以數(shù)學(xué)建模競賽為切入點(diǎn),努力培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力.
(3)指導(dǎo)學(xué)生申報(bào)各類大學(xué)生科技創(chuàng)新項(xiàng)目,培養(yǎng)學(xué)生研究性學(xué)習(xí)的能力
在教師的指導(dǎo)下制定研究課題,鼓勵(lì)學(xué)生自主申報(bào)并研究國家級、省級、校級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目、暑寒期社會(huì)實(shí)踐項(xiàng)目等各項(xiàng)課題,鼓勵(lì)學(xué)生踴躍向國內(nèi)外專業(yè)期刊投稿,以此來增強(qiáng)學(xué)生的科學(xué)研究及寫作能力.
(4)鼓勵(lì)學(xué)生參加教師的課題,提高學(xué)生以及教師的科研創(chuàng)新能力
教師是培養(yǎng)大學(xué)生科技創(chuàng)新能力的關(guān)鍵因素之一,倡導(dǎo)教師將學(xué)生納入自身的科研工作之中,根據(jù)學(xué)生的知識階段,指導(dǎo)學(xué)生完成力所能及的研究工作,努力提高學(xué)生的科研創(chuàng)新能力.
三、結(jié)束語
本文就《高等代數(shù)》《近世代數(shù)》及《線性代數(shù)》這三門大學(xué)代數(shù)課程的教學(xué)原則、教學(xué)理念、教學(xué)方法、教學(xué)研究及實(shí)踐等方面,給出了一些教學(xué)思考與體會(huì).旨在強(qiáng)調(diào)探索和改進(jìn)傳統(tǒng)的教學(xué)模式,不斷滲透數(shù)學(xué)思想和方法,對提高教學(xué)質(zhì)量,培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生數(shù)學(xué)思維能力具有非常重要的意義.因此,我們今后需不斷地對大學(xué)代數(shù)課程課堂的教學(xué)內(nèi)容、模式和方法進(jìn)行有效改革,使得學(xué)生既感興趣地學(xué)到必要的數(shù)學(xué)知識和數(shù)學(xué)技能,又掌握了其中的數(shù)學(xué)思想和方法,好為他們將來更好地從事數(shù)學(xué)方面的相關(guān)工作打下良好的基礎(chǔ).
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關(guān)鍵詞:戰(zhàn)略網(wǎng)絡(luò) 復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論 網(wǎng)絡(luò)效率 節(jié)點(diǎn)重要性
引言
戰(zhàn)略網(wǎng)絡(luò)是由不同利益成員構(gòu)成的系統(tǒng),由于各成員目標(biāo)可能不同,每個(gè)成員都以自身利益最大化為目的參與合作,所以戰(zhàn)略網(wǎng)絡(luò)中存在不可避免的矛盾。目前國內(nèi)外對于戰(zhàn)略網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)管理的研究角度多偏向于生態(tài)學(xué)理論、博弈論及系統(tǒng)論,對企業(yè)戰(zhàn)略網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)選擇、節(jié)點(diǎn)數(shù)量及節(jié)點(diǎn)的進(jìn)退機(jī)制進(jìn)行研究。復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)研究的不同之處在于:從統(tǒng)計(jì)的角度出發(fā),考察網(wǎng)絡(luò)中的大規(guī)模節(jié)點(diǎn)以及節(jié)點(diǎn)之間的連接性質(zhì),這些性質(zhì)的不同意味著網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不同,而內(nèi)部的結(jié)構(gòu)不同將導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的功能不同。利用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論,可以分析網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)的重要程度,反映各個(gè)環(huán)節(jié)的瓶頸問題。還可以用來發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn),從而對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行有針對性的優(yōu)化,進(jìn)而達(dá)到整體網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化。
復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論在企業(yè)網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用
科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)大量的真實(shí)網(wǎng)絡(luò)既不是規(guī)則網(wǎng)絡(luò), 也不是隨機(jī)網(wǎng)絡(luò),而是具有與前兩者都不同的統(tǒng)計(jì)特征的網(wǎng)絡(luò),這樣的一些網(wǎng)絡(luò)被科學(xué)家們叫做復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)(Albert R,Albert-Laszlo B,2002;Newman M E J,2003)。復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)被發(fā)現(xiàn)具有很多與規(guī)則網(wǎng)絡(luò)和隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)不同的統(tǒng)計(jì)特征,其中最突出的是小世界效應(yīng)和無尺度特性(Drik Helbing,2006;Christian Kuhnert,Dirk Helbing,2006;Marco Laumanns,Erjen Lefeber,2006)。由于現(xiàn)代企業(yè)網(wǎng)絡(luò)越來越具有復(fù)雜性和不穩(wěn)定性特點(diǎn),復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論在企業(yè)網(wǎng)絡(luò)方向上的應(yīng)用也逐漸成為研究熱點(diǎn)。
李守偉、錢省三(2006)在對產(chǎn)業(yè)網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)鏈的復(fù)雜性研究中發(fā)現(xiàn),我國的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的供應(yīng)鏈條符合無標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)的特征。此外,阮平南、李金玉(2010)將復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論用于戰(zhàn)略網(wǎng)絡(luò),闡述了戰(zhàn)略網(wǎng)絡(luò)的無標(biāo)度特征,建立了BA演化模型,解釋了無標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)演化的過程,進(jìn)而解釋了戰(zhàn)略網(wǎng)絡(luò)中核心節(jié)點(diǎn)的形成。龐俊亭等(2012)探索了集群創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)所具有的小世界和無標(biāo)度結(jié)構(gòu)特性及集群網(wǎng)絡(luò)在受到攻擊時(shí)所具有的穩(wěn)健性和脆弱性。
目前多數(shù)研究側(cè)重定性研究網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)特性及演化研究,有充分考慮企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)適應(yīng)性問題,沒有考慮到系統(tǒng)整體運(yùn)行規(guī)律。另外,以網(wǎng)絡(luò)效率為標(biāo)準(zhǔn),研究網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)重要性方面的文獻(xiàn)還是很缺乏的。本文試圖以復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論為基礎(chǔ),從這一全新視角來研究戰(zhàn)略網(wǎng)絡(luò)中重要節(jié)點(diǎn)識別問題。
戰(zhàn)略網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)特性分析
(一)戰(zhàn)略網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
戰(zhàn)略網(wǎng)絡(luò)就是由那些具有戰(zhàn)略意義的組織或個(gè)人組成的社會(huì)網(wǎng)絡(luò)。它是由消費(fèi)者、市場中介、供應(yīng)商、競爭對手、其他產(chǎn)業(yè)的企業(yè)、利益相關(guān)者、其他組織和企業(yè)本身等節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的(見圖1)。
用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論研究戰(zhàn)略網(wǎng)絡(luò),首先應(yīng)將戰(zhàn)略網(wǎng)絡(luò)抽象成拓?fù)淠P?。將?zhàn)略網(wǎng)絡(luò)中的企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)、政府等作為網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)確定以后,根據(jù)各節(jié)點(diǎn)的實(shí)際聯(lián)系確定是否存在邊的關(guān)系。作為核心的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)企業(yè)存在眾多的合作關(guān)系,這就導(dǎo)致戰(zhàn)略網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)的邊越來越多。為了能比較好地模擬出一個(gè)戰(zhàn)略網(wǎng)絡(luò),根據(jù)戰(zhàn)略網(wǎng)絡(luò)的基本結(jié)構(gòu),描繪出一個(gè)簡單戰(zhàn)略網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D,如圖2所示。
(二)戰(zhàn)略網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜特性
1.戰(zhàn)略網(wǎng)絡(luò)的小世界網(wǎng)絡(luò)的特征。平均路徑長度是指在網(wǎng)絡(luò)中將兩點(diǎn)間的距離被定義為連接兩點(diǎn)的最短路所包含的邊的數(shù)目,把所有節(jié)點(diǎn)對的距離求平均,就得到了網(wǎng)絡(luò)的平均距離。網(wǎng)絡(luò)的平均路徑長度L(N)定義為任意兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的距離的平均值,平均路徑長度表示產(chǎn)品的交付時(shí)間。為在保持激烈競爭環(huán)境中的優(yōu)勢,企業(yè)必須采取以下對策:重組整合,減少補(bǔ)給提前期,加快信息的流通速度,減少產(chǎn)品運(yùn)輸距離,提高自身的反應(yīng)能力和適應(yīng)變化的能力,建立配送物流中心,以便能夠更好地實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)時(shí)供貨?;跁r(shí)間的競爭戰(zhàn)略對于各節(jié)點(diǎn)成員來說是至關(guān)重要的,如何以最短的時(shí)間將產(chǎn)品交付給客戶成為節(jié)點(diǎn)企業(yè)參與戰(zhàn)略網(wǎng)絡(luò)競爭必須應(yīng)對的關(guān)鍵戰(zhàn)略問題。在戰(zhàn)略網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中,企業(yè)之間的平均最短路徑,可以體現(xiàn)為產(chǎn)品或服務(wù)從一個(gè)環(huán)節(jié)到另一個(gè)環(huán)節(jié)所需要的平均最少中轉(zhuǎn)數(shù)目。整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的平均最短路徑L的計(jì)算公式為:
上述公式中,dij表示產(chǎn)品或服務(wù)從環(huán)節(jié)i到達(dá)環(huán)節(jié)j所需的最少中轉(zhuǎn)次數(shù),N表示戰(zhàn)略網(wǎng)絡(luò)中的企業(yè)總數(shù)。
聚集系數(shù)指與節(jié)點(diǎn)相鄰的節(jié)點(diǎn)之間實(shí)際存在的邊數(shù)與這些節(jié)點(diǎn)都互連的最大邊數(shù)之比,網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)聚集系數(shù)的平均就是網(wǎng)絡(luò)的聚集系數(shù)。對于戰(zhàn)略復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)而言,平均聚集系數(shù)相應(yīng)于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)企業(yè)之間相互交流的程度,隨著信息高速發(fā)展時(shí)代的到來,越來越多的企業(yè)應(yīng)用信息技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)的媒介建立彼此之間的連接。通過信息共享的各種途徑促使各節(jié)點(diǎn)企業(yè)之間聯(lián)系更加緊密,交流更加頻繁,這就體現(xiàn)戰(zhàn)略網(wǎng)絡(luò)具有較高的聚集系數(shù)。
2.戰(zhàn)略網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的無標(biāo)度特征。無標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)中的大部分節(jié)點(diǎn)的度值都很低,但存在著度數(shù)非常高的核心節(jié)點(diǎn)。各節(jié)點(diǎn)企業(yè)在企業(yè)網(wǎng)絡(luò)中所處的網(wǎng)絡(luò)地位不同,戰(zhàn)略網(wǎng)絡(luò)中的核心企業(yè)形成占有的知識不均勻,節(jié)點(diǎn)間的連接就具有擇優(yōu)性(Boschmma R A,Wal A L J,2007)。戰(zhàn)略網(wǎng)絡(luò)核心節(jié)點(diǎn)的形成主要來源于擇優(yōu)連接機(jī)制,在戰(zhàn)略網(wǎng)絡(luò)中,組織會(huì)傾向于選擇連接數(shù)目較多的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。通常一些節(jié)點(diǎn)企業(yè)通過先進(jìn)的技術(shù)、富有競爭力的產(chǎn)品和良好的管理,在非常短的時(shí)間內(nèi)獲得大量的關(guān)系連接;網(wǎng)絡(luò)中存在歷史較長的企業(yè),有較長的時(shí)間來積累與其它組織的關(guān)系連接。核心節(jié)點(diǎn)的連接數(shù)目遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了一般的節(jié)點(diǎn),并且網(wǎng)絡(luò)主要由這些核心節(jié)點(diǎn)所支配。
戰(zhàn)略網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)重要性模型構(gòu)建
在復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中,節(jié)點(diǎn)度是單個(gè)節(jié)點(diǎn)極其重要的屬性節(jié),點(diǎn)的度直接反映該節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)中與其他節(jié)點(diǎn)相聯(lián)系的廣度,定義為鄰接矩陣中與該節(jié)點(diǎn)連接的其他節(jié)點(diǎn)邊的數(shù)目。傳統(tǒng)復(fù)雜理論中判斷核心節(jié)點(diǎn)方法是依據(jù)網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)度或點(diǎn)強(qiáng)度參數(shù),這個(gè)方法是具有很大片面性和局限性的。節(jié)點(diǎn)度高的企業(yè)只能說明企業(yè)與周圍企業(yè)的聯(lián)系程度密切,而不能真實(shí)地反映出該企業(yè)在網(wǎng)絡(luò)中的作用和地位(朱大智、吳俊,2007)。因此本文將以網(wǎng)絡(luò)效率為依據(jù),從新的視角出發(fā)對戰(zhàn)略網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行重要性識別。
(一)戰(zhàn)略網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)效率建模
網(wǎng)絡(luò)效率指標(biāo)被用來衡量網(wǎng)絡(luò)中點(diǎn)與點(diǎn)之間的信息溝通程度。在戰(zhàn)略網(wǎng)絡(luò)中最短路徑長度反映了戰(zhàn)略網(wǎng)絡(luò)內(nèi)各節(jié)點(diǎn)企業(yè)產(chǎn)品交付時(shí)間的效率。路徑越長,企業(yè)獲取資源的時(shí)間越長,效率就越低;反之,路徑越短,資源獲取的時(shí)間成本越低,效率越高。為了計(jì)算網(wǎng)絡(luò)效率E,首先要建立這樣一個(gè)網(wǎng)絡(luò)模型。假設(shè)忽略所有企業(yè)內(nèi)部信息,只考慮企業(yè)間的聯(lián)盟關(guān)系;任意兩節(jié)點(diǎn)間的連接度是等值的。設(shè)網(wǎng)絡(luò)G是一個(gè)無重邊的無向網(wǎng)絡(luò),即網(wǎng)絡(luò)中的邊沒有固定的方向,用G=(N,K)來代表,N是網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)集合,K是網(wǎng)絡(luò)中邊集合,G的鄰接矩陣A=(aij)定義如下:
則A是一個(gè)n階的對稱矩陣,如果兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間有聯(lián)系,aij=1;否則aij=0。
假設(shè)節(jié)點(diǎn)i與節(jié)點(diǎn)j間的連通的效率eij與最短路徑成反比,即eij=1/dij。那么,給出如下的戰(zhàn)略網(wǎng)絡(luò)效率計(jì)算公式:
(1)
上述公式中,eij表示完全連通情況下兩個(gè)節(jié)點(diǎn)企業(yè)之間的效率。在突況下,加入變量wij,即網(wǎng)絡(luò)效率因子。0≤wij≤1,作為企業(yè)連通效率參數(shù)。Wij=1表示相關(guān)節(jié)點(diǎn)企業(yè)正常運(yùn)營。在遭遇突況下,Wij將降低,取0≤wij≤1。這樣可以比較真實(shí)地模擬出企業(yè)在面對不同風(fēng)險(xiǎn)時(shí),網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)效率變化的情況。隨著wij的變化,與該企業(yè)有貿(mào)易往來的相關(guān)企業(yè)均會(huì)受到一定程度的影響,將導(dǎo)致整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的效率會(huì)出現(xiàn)非線性的變化。通過評價(jià)網(wǎng)絡(luò)的效率,可以嘗試改善網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)造從而優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)的效率,網(wǎng)絡(luò)的效率得以提高,使網(wǎng)絡(luò)更具穩(wěn)定性。
(二)戰(zhàn)略網(wǎng)絡(luò)中重要節(jié)點(diǎn)的識別建模
網(wǎng)絡(luò)效率E無疑成為衡量戰(zhàn)略網(wǎng)絡(luò)效率有效的指標(biāo),然而它只能表現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的平均水平,因此需要更深入的研究,識別網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。此方法主要考察的是當(dāng)從網(wǎng)絡(luò)中剔除節(jié)點(diǎn)i以后,網(wǎng)絡(luò)的效率變化,根據(jù)節(jié)點(diǎn)對于網(wǎng)絡(luò)效率影響能力的大小,可以識別網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。
E=E=E(G)-E(G`) i=1,2,……N (2)
E(G`)表示wij變化時(shí)的網(wǎng)絡(luò)平均效率。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)效率變化的大小對網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的重要性指數(shù)進(jìn)行排序,在wij一定的情況下,網(wǎng)絡(luò)效率變化值較大的節(jié)點(diǎn)無疑是網(wǎng)絡(luò)中重要性相對較高的節(jié)點(diǎn)。也就是去除該節(jié)點(diǎn)后,網(wǎng)絡(luò)效率下降越大,說明該企業(yè)的重要性越高。針對企業(yè)對于網(wǎng)絡(luò)整體的作用不同,需加強(qiáng)預(yù)防工作,做到真正的防患于未然。對于這些重要節(jié)點(diǎn),必須予以重點(diǎn)關(guān)注,例如,更加頻繁地關(guān)注它的運(yùn)作狀況、與其他企業(yè)的連通狀況,建立完備的預(yù)警機(jī)制等。
結(jié)論
基于網(wǎng)絡(luò)整體的考慮,本文運(yùn)用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論,側(cè)重從宏觀整體的角度去分析單獨(dú)的點(diǎn)和整體網(wǎng)絡(luò)之間的關(guān)系,通過建立網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、衡量網(wǎng)絡(luò)效率、識別重要網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)三個(gè)方面,闡述了復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)在戰(zhàn)略網(wǎng)絡(luò)管理中的應(yīng)用前景。建立數(shù)學(xué)模型比較真實(shí)地模擬了網(wǎng)絡(luò)在正常情況和突況下的網(wǎng)絡(luò)效率。本文只是從復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的角度討論通過戰(zhàn)略網(wǎng)絡(luò)效率的辦法計(jì)算節(jié)點(diǎn)重要性,而由此識別出來的重要企業(yè)也是具有現(xiàn)實(shí)意義的。
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關(guān)鍵詞:高職院校;高等數(shù)學(xué);現(xiàn)狀;改革
中圖分類號:G712 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)28-0256-02
隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步和發(fā)展以及教育改革進(jìn)程地不斷推進(jìn),現(xiàn)代職業(yè)教育更注重對學(xué)生實(shí)際操作能力的培養(yǎng)和提高,越來越重視學(xué)生發(fā)明、發(fā)現(xiàn)、創(chuàng)造、生產(chǎn)實(shí)踐等能力的培養(yǎng)和提高。作為基礎(chǔ)學(xué)科的高等數(shù)學(xué)教學(xué),也在高等職業(yè)教育改革的時(shí)代背景下,經(jīng)歷著一系列新的創(chuàng)新和變革。隨著高等職業(yè)技術(shù)教育的廣泛推行,學(xué)生的入學(xué)成績整體質(zhì)量急劇下降,為高等數(shù)學(xué)的教學(xué)帶來了極大困難,其教學(xué)成為擺在職業(yè)教育面前的一大難題。因此,在新形勢下,高職院校高等數(shù)學(xué)的改革就成為必然的趨勢。在本文中,筆者根據(jù)我院實(shí)際情況,并結(jié)合自己多年來在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中的實(shí)踐和體會(huì),對高職院校中高等數(shù)學(xué)教學(xué)中存在的問題及改革進(jìn)行一些探討。
一、新升格高職院校高等數(shù)學(xué)教學(xué)中存在的問題
在傳統(tǒng)應(yīng)試教育的制約下,數(shù)學(xué)課堂留給學(xué)生的印象總是枯燥無味、空洞抽象、難以接受,學(xué)生對數(shù)學(xué)總是有種畏懼感而不敢去接近它。為了更好地教學(xué),我在教學(xué)時(shí)對學(xué)生進(jìn)行了問卷調(diào)查,與各教學(xué)系專業(yè)教師溝通,通過統(tǒng)計(jì)并結(jié)合自己多年來的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)以下問題。
1.高職院校學(xué)生普遍基礎(chǔ)薄弱,對數(shù)學(xué)缺乏學(xué)習(xí)興趣。高職院校學(xué)生普遍生源質(zhì)量差,尤其是中職學(xué)校上來的學(xué)生基礎(chǔ)非常薄弱,很多內(nèi)容都沒學(xué)過,絕大多數(shù)學(xué)生的數(shù)學(xué)成績都不好,學(xué)習(xí)習(xí)慣也不好,自學(xué)能力差,對數(shù)學(xué)一直有畏難情緒,上了大學(xué)更是覺得高等數(shù)學(xué)深不可測。很多同學(xué)對高等數(shù)學(xué)有種莫名的恐懼感而不敢去親近它,加上不少同學(xué)都認(rèn)為在大學(xué)里學(xué)好自己的專業(yè)課就可以了,認(rèn)識不到高等數(shù)學(xué)在實(shí)際生活和工作中的重要意義,認(rèn)為數(shù)學(xué)是可學(xué)可不學(xué)的一門豆芽課。大多數(shù)學(xué)生沒有掌握科學(xué)思考的方法,課前不預(yù)習(xí),課內(nèi)不做筆記,課后抄襲作業(yè),于是不認(rèn)真對待,曠課、抄襲作業(yè)、考試作弊現(xiàn)象相當(dāng)嚴(yán)重,從而慢慢失去了學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)的興趣。
2.學(xué)院對高等數(shù)學(xué)重視程度不夠。高職院校都是由以前的中專院校合并而新升格的學(xué)校,學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)及各教學(xué)系對高等數(shù)學(xué)不是很重視,大多數(shù)都認(rèn)為高數(shù)就是關(guān)在教室里學(xué)的幾十年不變的一門豆芽學(xué)科,誰都可以上,沒有配備足夠的教學(xué)設(shè)施和設(shè)備,無法開展數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課;課時(shí)量嚴(yán)重不足,而學(xué)生基礎(chǔ)又差,導(dǎo)致了內(nèi)容和時(shí)間的矛盾,無法開展教學(xué)。
3.教師知識結(jié)構(gòu)單一,教學(xué)方法單調(diào),教材內(nèi)容陳舊。高職院校大多都是由以前的中專學(xué)校轉(zhuǎn)軌合并的,而高等數(shù)學(xué)大多又是由從事數(shù)學(xué)基礎(chǔ)理論課教學(xué)的教師擔(dān)任。這些教師知識結(jié)構(gòu)單一,教學(xué)方法單調(diào)、觀念落后,缺乏相應(yīng)的專業(yè)知識,導(dǎo)致教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生專業(yè)脫節(jié),脫離實(shí)際需要,無法體現(xiàn)數(shù)學(xué)的專業(yè)實(shí)用性,并且很多教師缺乏現(xiàn)代化教學(xué)手段,極大地影響了學(xué)生學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)的興趣和熱情。
我院所選教材不管什么專業(yè),內(nèi)容和體系基本都一樣,沒有體現(xiàn)與專業(yè)結(jié)合的特色和為專業(yè)服務(wù)的思想,更不能體現(xiàn)出學(xué)生的個(gè)體差異性。很多教材在使用過程中普遍感覺內(nèi)容高高在上,不可觸摸。
4.考核模式單一,評價(jià)體系陳舊。受傳統(tǒng)教學(xué)管理模式的限制和應(yīng)試教育的影響,我院高等數(shù)學(xué)考核一直采用標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化的閉卷考核方式,學(xué)生成績也一直采用的是平時(shí)占30%,期末占70%。為了提高過關(guān)率,考題是越出越簡單,基本上都是現(xiàn)題和原題,尤其是補(bǔ)考和重修純粹是走形式,這樣的評價(jià)方式不能考查出學(xué)生的個(gè)體差異,不利于學(xué)生的個(gè)性發(fā)展和綜合能力的提高,制約了學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng),體現(xiàn)不出職業(yè)教育的特色,與高等職業(yè)教育培養(yǎng)“高技能應(yīng)用型人才”的思想是相悖的。
二、高職院校高等數(shù)學(xué)改革之我見
1.重視高等數(shù)學(xué)教學(xué)的重要性,充實(shí)高等數(shù)學(xué)師資隊(duì)伍。高等數(shù)學(xué)是理工類各專業(yè)的重要基礎(chǔ)課,學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)應(yīng)從長遠(yuǎn)的發(fā)展角度考慮,充分重視高等數(shù)學(xué)課在培養(yǎng)學(xué)生綜合素養(yǎng)和實(shí)踐創(chuàng)新能力方面的重要性。一方面引進(jìn)高素質(zhì)、有教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的人才,優(yōu)化師資隊(duì)伍,帶動(dòng)和提高整體師資素質(zhì)和教學(xué)水平;另一方面多為教師提供學(xué)習(xí)、進(jìn)修的機(jī)會(huì),鼓勵(lì)教師業(yè)務(wù)進(jìn)修,讓教師通過學(xué)習(xí)吸納新知識、更新知識結(jié)構(gòu)、提高業(yè)務(wù)水平,努力提高數(shù)學(xué)教師的整體業(yè)務(wù)能力。
2.充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性,自覺主動(dòng)的參與到學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)的熱情中。數(shù)學(xué)作為一門比較單調(diào)又枯燥無味的學(xué)科,大部分學(xué)生激發(fā)不起學(xué)習(xí)興趣,學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)的積極性不高,加上進(jìn)入我們學(xué)院的學(xué)生數(shù)學(xué)基礎(chǔ)又差,使得數(shù)學(xué)教學(xué)效果一直不理想。因此,在教學(xué)中,教師應(yīng)該多想思路和方法,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)高數(shù)的積極性和興趣。首先,教師要博覽群書,結(jié)合教學(xué)內(nèi)容巧妙進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì),要通過提高自身修養(yǎng)和內(nèi)涵、不斷學(xué)習(xí)讓學(xué)生喜歡和愛戴自己。其次,在教學(xué)中,教師可以講授一些數(shù)學(xué)家有趣的故事以及數(shù)學(xué)史的發(fā)展和進(jìn)程,這些也可以作為課外作業(yè)讓學(xué)生通過查閱資料完成,讓他們在查閱數(shù)學(xué)家的有趣故事的同時(shí),了解數(shù)學(xué)家短暫而又傳奇的人生、認(rèn)真執(zhí)著的研究精神,培養(yǎng)學(xué)生堅(jiān)忍不拔和持之以恒的精神;讓他們在了解數(shù)學(xué)史的發(fā)展過程中知道數(shù)學(xué)的博大精深以及魅力無窮。再次,教師要通過組織各種課堂活動(dòng),引導(dǎo)學(xué)生在發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的實(shí)踐中,漸漸認(rèn)識到高等數(shù)學(xué)的重要性,讓學(xué)生在發(fā)現(xiàn)中學(xué)習(xí),激發(fā)學(xué)生的求知欲望,提高學(xué)習(xí)興趣。
3.結(jié)合本院校及專業(yè)特點(diǎn)編寫合適的教材。高職院校高等數(shù)學(xué)教材應(yīng)體現(xiàn)出與本科教材不同的地方。數(shù)學(xué)教師可結(jié)合本院實(shí)際情況并與專業(yè)教師溝通,弄清高等數(shù)學(xué)在各專業(yè)的具體應(yīng)用情況,注重高等數(shù)學(xué)在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用,本著以專業(yè)需要、為專業(yè)服務(wù)為導(dǎo)向、降低內(nèi)容難度,集中編寫教材內(nèi)容。內(nèi)容力求切合學(xué)生當(dāng)前以及今后發(fā)展的實(shí)際需要,讓學(xué)生在學(xué)習(xí)的時(shí)候更有針對性,并在非常有限的時(shí)間范圍內(nèi)讓學(xué)生感受到高等數(shù)學(xué)的博大精深。這對高等數(shù)學(xué)教師來說無疑具有很大的挑戰(zhàn)性。
4.優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容,改變傳統(tǒng)的教學(xué)方法,多使用現(xiàn)代化教學(xué)手段。傳統(tǒng)的以“教師講解為主,學(xué)生聽為輔”的教學(xué)方法,不僅不利于學(xué)生對所學(xué)知識地理解和掌握,而且也無法充分地調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。數(shù)學(xué)教師可根據(jù)知識的內(nèi)在聯(lián)系,優(yōu)化組合教學(xué)內(nèi)容,這樣既可以幫助學(xué)生深入理解知識,又可以節(jié)約課時(shí),提高教學(xué)效率。對于數(shù)學(xué)上難懂且難以板書的部分,可采用多媒體教學(xué),為學(xué)生創(chuàng)設(shè)一個(gè)生動(dòng)、活潑的學(xué)習(xí)情景。同時(shí)在教學(xué)中還可以穿插介紹一個(gè)數(shù)學(xué)應(yīng)用提出問題,為枯燥的高等數(shù)學(xué)課增添趣味,也將有效突破教學(xué)難點(diǎn),提高教學(xué)效果。讓學(xué)生在課堂上通過討論完成“問題數(shù)學(xué)化”的過程,而把問題的具體求解過程留給學(xué)生課后完成。教師還可以嘗試讓學(xué)生自己講解高等數(shù)學(xué)中比較簡單的內(nèi)容,讓學(xué)生積極主動(dòng)參與到高等數(shù)學(xué)的教學(xué)之中,這樣既能調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性,還能鍛煉學(xué)生的邏輯思維能力及語言表達(dá)能力,提高學(xué)生學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)的積極性。
5.教學(xué)中滲透數(shù)學(xué)建模思想,提高學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)解決實(shí)際問題的能力。為了培養(yǎng)出真正的高素質(zhì)應(yīng)用技能型人才,在教學(xué)中教師可以把數(shù)學(xué)建模思想融入在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中,教會(huì)學(xué)生使用數(shù)學(xué)知識及數(shù)學(xué)軟件解決實(shí)際問題?!皵?shù)學(xué)建模思想”就是指將所學(xué)習(xí)的數(shù)學(xué)理論、數(shù)學(xué)方法與解決生活問題的實(shí)際有機(jī)結(jié)合的一種創(chuàng)新的數(shù)學(xué)思想。一方面,在實(shí)際生活中有很多復(fù)雜的問題直接處理起來比較困難,而通過構(gòu)建數(shù)學(xué)模型將其轉(zhuǎn)化為抽象的數(shù)學(xué)問題后,在既有的數(shù)學(xué)知識和方法的支持下,則可以有效地解決;另一方面,我們所學(xué)習(xí)的數(shù)學(xué)方法和知識,都是由生活中的實(shí)際問題演變而來的,是人們在處理生活問題的實(shí)踐中發(fā)明出來的。在教學(xué)過程中,教師可根據(jù)教學(xué)內(nèi)容,事先設(shè)計(jì)好問題對學(xué)生進(jìn)行啟發(fā),引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建數(shù)學(xué)模型,主動(dòng)查閱文獻(xiàn)資料,開展小組討論,培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)結(jié)協(xié)作、主動(dòng)探索的學(xué)習(xí)精神。在教學(xué)中通過這些應(yīng)用型問題的融入,使學(xué)生不知不覺參與到數(shù)學(xué)知識的學(xué)習(xí)和探索中,讓學(xué)生在思考中學(xué)習(xí),激發(fā)他們對高等數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的興趣,提高解決問題的主動(dòng)性和創(chuàng)造性。
6.改革考核模式。為了減輕學(xué)生的學(xué)習(xí)壓力和對高等數(shù)學(xué)的畏懼心理,讓學(xué)生真正掌握解決問題的思路和方法,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性、激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,考核可采用將“開卷考核”、“閉卷考核”、“作業(yè)考核”、“隨堂考核”、“問卷調(diào)查”、“實(shí)驗(yàn)考核”、“開放式考核”(這部分考核可以實(shí)驗(yàn)的方式進(jìn)行,由學(xué)生自由組合,教師事先設(shè)計(jì)好題目,規(guī)定完成的最后期限,最后以論文或?qū)嶒?yàn)報(bào)告的形式上交評分)等方法有效地結(jié)合,改變以往單一的閉卷考核,提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和能動(dòng)性。
隨著我國教育改革的不斷深化,高等數(shù)學(xué)的改革也任重道遠(yuǎn)。而高等數(shù)學(xué)教學(xué)改革要真正體現(xiàn)“以教師為主導(dǎo),以學(xué)生為主體”的原則,只有加大對教學(xué)的改革力度,努力使高等數(shù)學(xué)課程變得生動(dòng)有趣,讓學(xué)生學(xué)有所用,從內(nèi)心真正熱愛高等數(shù)學(xué),自覺成為數(shù)學(xué)知識學(xué)習(xí)過程的主動(dòng)參與者和積極探索者,不斷提高學(xué)生應(yīng)用高等數(shù)學(xué)解決實(shí)際問題的能力。
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【關(guān)鍵詞】 工程模式 通信原理 教學(xué)改革 實(shí)驗(yàn) 課程建設(shè)
一、引言
隨著科技的飛速發(fā)展,電子信息技術(shù)在科技領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用。根據(jù)社會(huì)發(fā)展的需求,應(yīng)用型本科高等院校應(yīng)適應(yīng)目前這一現(xiàn)狀,培養(yǎng)出能從事各類電子信息系統(tǒng)的研究、設(shè)計(jì)、制造、應(yīng)用和開發(fā)的復(fù)合型高級工程技術(shù)人才。如何實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)是高校亟待解決的一個(gè)難題,也是教師所面臨的一項(xiàng)重要課題。“通信原理”課程是電子信息類專業(yè)非常重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程,也是許多學(xué)校研究生入學(xué)考試的專業(yè)課程之一?!巴ㄐ旁怼奔仍谡麄€(gè)課程體系中起到承上啟下的作用,也是學(xué)生“信息素養(yǎng)”的重要內(nèi)涵,對學(xué)生畢業(yè)后的工作有很大的幫助[1]。由于本門課程的重要性及其自身內(nèi)容具有原理抽象、理論性強(qiáng)、數(shù)學(xué)基礎(chǔ)要求高等特點(diǎn),研究如何提高教學(xué)效果、調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、將理論知識運(yùn)用到實(shí)踐中去,具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
自2000年發(fā)起研究和實(shí)施CDIO工程教育模式以來,工程教育模式已為教育界、產(chǎn)業(yè)界所矚目,成果非常顯著。工程教育模式讓學(xué)生以主動(dòng)的、實(shí)踐的、課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程。以綜合的培養(yǎng)方式使學(xué)生在工程基礎(chǔ)知識、個(gè)人能力、人際團(tuán)隊(duì)能力和工程系統(tǒng)能力達(dá)到預(yù)定目標(biāo)[2]。因此,通過引入工程模式,進(jìn)行“通信原理”整體課程體系優(yōu)化,提高教學(xué)效率,培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力,以響應(yīng)學(xué)校對本專業(yè)“卓越工程師”項(xiàng)目的支持以及對地方“親產(chǎn)業(yè)”理念的體現(xiàn)。
二、教學(xué)改革探索
2.1 教學(xué)理念改革
轉(zhuǎn)變教學(xué)理念,根據(jù)不同層次人才培養(yǎng)的要求,以及本校對培養(yǎng)“卓越工程師”以及“親產(chǎn)業(yè)”應(yīng)用型人才的理念,采用分級教學(xué),區(qū)分卓越類和普通類不同層次的培養(yǎng)需求,有針對性地修改培養(yǎng)方案。
通過分級教學(xué),將卓越班和普通班區(qū)分開,明確教學(xué)目的。卓越班在教學(xué)過程中既要注重實(shí)踐,同時(shí)也要掌握重點(diǎn)公式的推導(dǎo),為今后在該領(lǐng)域深造打好理論基礎(chǔ)。而普通班的教學(xué)更側(cè)重于培養(yǎng)技能強(qiáng)硬、善于合作、會(huì)干實(shí)事的應(yīng)用型人才,從而適應(yīng)就業(yè)需求[3]。
2.2 教學(xué)內(nèi)容改革
進(jìn)行工程模式下的教學(xué)改革,要重組教學(xué)內(nèi)容,統(tǒng)觀全局,分清層次,有詳有略,確定重點(diǎn)難點(diǎn)。本院“通信原理”課程開設(shè)時(shí)間并不長,相應(yīng)的教學(xué)大綱和要求同其他重點(diǎn)學(xué)校相比存在一定差距。制定一個(gè)適合本院專業(yè)特色和學(xué)生特點(diǎn)的培養(yǎng)模式,就要求教學(xué)大綱從根本上進(jìn)行改革,制定符合地方需要的應(yīng)用型人才培養(yǎng)方案?!巴ㄐ旁怼闭n程內(nèi)容包括通信的基本理論、模擬調(diào)制、數(shù)字傳輸、差錯(cuò)控制技術(shù)等幾個(gè)部分。由于現(xiàn)代通信的發(fā)展趨勢是數(shù)字通信,因此,將教學(xué)重點(diǎn)放在數(shù)字通信部分,著重講清數(shù)字通信的基本原理,并擴(kuò)展至目前實(shí)際使用的數(shù)字傳輸系統(tǒng),使教學(xué)內(nèi)容具有理論性與實(shí)用性。
2.3 教學(xué)方法改革
轉(zhuǎn)變一些習(xí)慣性的授課方法,將工程模式靈活地貫穿到教學(xué)過程中。將課程所涉及的理論與現(xiàn)實(shí)中對應(yīng)以及類似的系統(tǒng)進(jìn)行對照說明,或引入目前通信領(lǐng)域的新技術(shù),激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。主要采用多媒體教學(xué),并輔以互動(dòng)教學(xué)、啟發(fā)教學(xué)、形像教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)等多樣手段,以學(xué)生為主體,發(fā)揮學(xué)生主動(dòng)能力,加深他們對重難點(diǎn)的理解,也讓他們體會(huì)到理論的重要性。具體方法如下:
(1) 多媒體教學(xué):制作高質(zhì)量的多媒體課件,用最簡潔明了的方式展現(xiàn)“通信原理”課程中的重點(diǎn)和難點(diǎn),同時(shí)利用黑板板書進(jìn)行分析和推導(dǎo),以課程目標(biāo)、課堂目標(biāo)來安排教學(xué),并根據(jù)學(xué)生反饋適當(dāng)調(diào)整講課進(jìn)度與速度。
(2) 互動(dòng)教學(xué):在講授重要知識點(diǎn)前,通過問題的形式引導(dǎo)學(xué)生,并采取小組討論、學(xué)生回答、老師總結(jié)等交互式學(xué)習(xí)方法,充分提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。
(3) 啟發(fā)教學(xué):在講授基本概念、基本原理之前,先介紹相關(guān)的實(shí)際應(yīng)用背景,讓學(xué)生明白“為什么要學(xué)”、“如何應(yīng)用”,讓學(xué)生對其應(yīng)用建立直觀的感性認(rèn)識,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,從被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)為主動(dòng)學(xué)習(xí)。
(4) 形像教學(xué):講解抽象概念以及原理時(shí),采用動(dòng)態(tài)的信號波形圖、頻譜圖加以驗(yàn)證,既可以利用動(dòng)畫方式直觀地呈現(xiàn)信號的特點(diǎn),又可以加深學(xué)生對數(shù)學(xué)公式推導(dǎo)的理解,提高學(xué)生主體的參與度。
(5) 網(wǎng)絡(luò)教學(xué):根據(jù)本校所建立的網(wǎng)絡(luò)平臺,開設(shè)“通信原理”課程網(wǎng)站,提供全方位的信息,包括課程通知、教學(xué)資料、作業(yè)系統(tǒng)、試題考核、答疑討論等,方便學(xué)生課后在網(wǎng)上回顧課堂內(nèi)容,加深理解。通過Email、QQ等方式在網(wǎng)上進(jìn)行輔導(dǎo),解答學(xué)生的疑難問題,了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況及教學(xué)建議,以便及時(shí)調(diào)整授課方法及進(jìn)度。
(6) 項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué):將重要知識點(diǎn)應(yīng)用于實(shí)際工程,進(jìn)行理論聯(lián)系實(shí)際。將抽象理論形象化,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,鍛煉他們的實(shí)踐能力,進(jìn)而培養(yǎng)他們的創(chuàng)新意識。項(xiàng)目包括虛擬實(shí)驗(yàn)室仿真平臺、課程綜合性實(shí)驗(yàn)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、科研項(xiàng)目等。
2.4 引入工程教育理念
“通信原理”課程知識比較抽象,采取傳統(tǒng)的填鴨式教學(xué)方式會(huì)使學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣下降,為此,將課程的理論概念聯(lián)系到現(xiàn)實(shí)中具體實(shí)物,調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,從而提高教學(xué)效率。 可以根據(jù)學(xué)生掌握的基本理論與技能,結(jié)合學(xué)生個(gè)人興趣,將教學(xué)內(nèi)容或?qū)嶒?yàn)進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用,通過老師的指導(dǎo)將學(xué)生一些可行性通信設(shè)計(jì)進(jìn)行合理規(guī)劃并組建團(tuán)隊(duì),增強(qiáng)學(xué)生之間的協(xié)作,建立自身的學(xué)習(xí)模式[4]。
此外,還可以與企業(yè)聯(lián)合進(jìn)行培養(yǎng),通過聘請企業(yè)技術(shù)工程師,結(jié)合學(xué)生的興趣與特長,為學(xué)生量身定做實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。根據(jù)學(xué)生意愿,鼓勵(lì)其參與教師科研課題、大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目、數(shù)學(xué)建模競賽、“挑戰(zhàn)杯”競賽、電子設(shè)計(jì)競賽等。通過教學(xué)體系改革與實(shí)踐,不僅可提高學(xué)生的理論水平、工程實(shí)踐能力,更重要的是注重學(xué)生創(chuàng)新能力和職業(yè)技術(shù)能力的培養(yǎng),在走上崗位后能夠迅速掌握新知識,適應(yīng)新環(huán)境。
三、實(shí)驗(yàn)課程建設(shè)
3.1 實(shí)驗(yàn)課程的分層設(shè)計(jì)
“通信原理”課程實(shí)驗(yàn)是其教學(xué)的重要組成部分,其目的是通過“通信原理實(shí)驗(yàn)箱”來對基本理論和應(yīng)用進(jìn)行再次提煉,以加深學(xué)生對原理部分內(nèi)容的理解和進(jìn)一步掌握,為以后從事相關(guān)領(lǐng)域的工作打下較好的基礎(chǔ)。課程的實(shí)驗(yàn)分為有3個(gè)層次:驗(yàn)證型、綜合型、設(shè)計(jì)型。
① 驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn):對單體知識點(diǎn)的鞏固和掌握,是教學(xué)的基本要求,學(xué)生可以通過記錄波形來鞏固基本的理論知識。
② 綜合型實(shí)驗(yàn):對多個(gè)單體知識點(diǎn)的綜合應(yīng)用,培養(yǎng)學(xué)生的綜合應(yīng)用能力,如數(shù)字頻帶調(diào)制實(shí)驗(yàn)。
③ 設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn):為培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識而設(shè)置,題目是給定或?qū)W生分組自擬,其過程包括方案設(shè)計(jì)、仿真驗(yàn)證、燒寫程序及測試。通過實(shí)驗(yàn)箱的二次開發(fā)模塊,將程序?qū)懭隖PGA,并用示波器測試設(shè)計(jì)結(jié)果。該過程既培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識,又鍛煉了學(xué)生分析問題和動(dòng)手實(shí)踐的能力。
實(shí)驗(yàn)教學(xué)采用以上三種形式,層次由低到高,內(nèi)容由淺入深、由簡單到復(fù)雜,有利于學(xué)生感性認(rèn)識的逐步深入,有利于學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力的培養(yǎng)和提高,有利于學(xué)生綜合素質(zhì)、綜合能力的培養(yǎng)。
3.2 建立軟件仿真實(shí)驗(yàn)
除了硬件仿真實(shí)驗(yàn),還可以將Matlab/Simulink等系統(tǒng)仿真軟件引入實(shí)驗(yàn)教學(xué),這些仿真軟件提供了一個(gè)交互式動(dòng)態(tài)仿真平臺,學(xué)生可以利用直觀的方框圖以及相關(guān)的程序代碼對通信系統(tǒng)進(jìn)行建模仿真,從而擺脫煩瑣的數(shù)學(xué)推導(dǎo),通過方框圖以及程序的理解,加深對通信系統(tǒng)的概念和運(yùn)行過程的理解,以此鍛煉學(xué)生的綜合應(yīng)用能力,為學(xué)生將來從事相關(guān)科研工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)[5]。
3.3 建立開放性實(shí)驗(yàn)室
結(jié)合實(shí)驗(yàn)室安排,在空閑時(shí)間全面開放實(shí)驗(yàn)室,學(xué)生可根據(jù)個(gè)人情況預(yù)約時(shí)間進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。開放性實(shí)驗(yàn)室給學(xué)生提供一個(gè)自由學(xué)習(xí)與實(shí)驗(yàn)的空間,激勵(lì)學(xué)生的創(chuàng)造性和創(chuàng)新思維,培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立工作和獨(dú)立實(shí)驗(yàn)?zāi)芰6]。
3.4 校企合作建立聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室
與電子通信類公司合作,建立校企聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室,為學(xué)生進(jìn)行深入實(shí)踐和工程開發(fā)創(chuàng)造條件。定期邀請企業(yè)專家進(jìn)行指導(dǎo),利用實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的硬件和軟件條件,學(xué)生可以進(jìn)行通信傳輸方面的實(shí)驗(yàn)與工程開發(fā)。
四、總結(jié)
將工程教育模式引入“通信原理”教學(xué)與實(shí)驗(yàn)是一種先進(jìn)的理念,是對教學(xué)的一種可持續(xù)研究,對于教學(xué)改革以及實(shí)驗(yàn)課程建設(shè)都具有非常好的參考價(jià)值,對培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力、溝通能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力有著巨大的幫助。
聯(lián)系方式:馮陳偉
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參 考 文 獻(xiàn)
[1] 張翠芳. 基于創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的 “通信原理” 課程教學(xué)研究[J]. 北京郵電大學(xué)學(xué)報(bào): 社會(huì)科學(xué)版, 2010 (2): 90-94.
[2] 萬金華. 基于 CDIO 模式的綜合訓(xùn)練項(xiàng)目的探索[J]. 現(xiàn)代企業(yè)教育, 2009 (4): 103-105.
[3] 馮暖. 通信原理精品課程建設(shè)中教學(xué)方法的研究與改進(jìn)[J]. 黑龍江科技信息, 2012 (15): 174-174.
[4] 韋江華, 周堅(jiān)和, 林川. 基于 CDIO 教育理念的高校通信工程人才培養(yǎng)實(shí)踐教學(xué)改革[J]. 中國電力教育: 中, 2012 (7): 104-105.
[5] 邵玉斌. Matlab/Simulink 通信系統(tǒng)建模與仿真實(shí)例分析[M]. 清華大學(xué)出版社, 2008.
一、針對不同課型實(shí)施閱讀教學(xué)
1.新授課的閱讀分為概念課、命題課、解題課、研究性學(xué)習(xí)課的閱讀.
概念課的閱讀.采用“粗讀、細(xì)讀、精讀”三環(huán)節(jié)教學(xué).粗讀——了解慨念的結(jié)構(gòu)、意義及背景.細(xì)讀——反復(fù)推敲關(guān)鍵字、詞、句.精讀—一準(zhǔn)確把握概念關(guān)鍵特征、基本性質(zhì),明確其內(nèi)涵和外延,區(qū)分相近的概念,理解其適用范圍.
命題課的閱讀.采用“粗讀、細(xì)讀、精讀、拓展”四環(huán)節(jié)教學(xué).粗讀——弄清命題的條件、結(jié)論及其來龍去脈和內(nèi)在聯(lián)系,細(xì)讀—一探討命題的證明途徑和方法.精讀——聯(lián)想類似命題,進(jìn)行分析比較,掌握其應(yīng)用.拓展——思考命題能否逆用、變用、巧用、推廣及引伸,并舉例說明.
解題課的閱讀.采用“細(xì)讀、精讀、拓展”三環(huán)節(jié)教學(xué).細(xì)讀——認(rèn)真審題,弄清已知量和未知量的關(guān)系,思考解題過程.精讀——嘗試解題并與正解比較解法的優(yōu)劣,掌握用圖技巧,使解題過程的表達(dá)簡捷規(guī)范.拓展——適當(dāng)變換問題的條件或結(jié)論,探求問題成立的真假,總結(jié)解題規(guī)律并努力探求不同的解題途徑,自編題目進(jìn)行知識拓展.
研究性學(xué)習(xí)課的閱讀:課內(nèi)外結(jié)合,以教材內(nèi)容為引子,鼓勵(lì)學(xué)生多方收集信息,綜合運(yùn)用數(shù)學(xué)知識進(jìn)行分析,設(shè)計(jì)研究問題的方案(包括實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案),構(gòu)建數(shù)學(xué)模型,充分體現(xiàn)學(xué)生的自主活動(dòng)與合作交流.通過研究性學(xué)習(xí)課的閱讀,培養(yǎng)學(xué)生收集信息、學(xué)習(xí)新知能力,培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)建模能力、反思能力和運(yùn)用數(shù)學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力.
2.復(fù)習(xí)課的閱讀.
課前獨(dú)立反思性閱讀,系統(tǒng)梳理、歸納整理所學(xué)知識所反映的數(shù)學(xué)思想、方法,溝通知識與方法間的聯(lián)系.課中開展小組合作交流,展示討論成果,教師點(diǎn)評,使學(xué)生體驗(yàn)構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)過程,形成所學(xué)內(nèi)容的整體結(jié)構(gòu).最后,通過拓展解決—些綜合性或應(yīng)用性較強(qiáng)的問題,訓(xùn)練技能,使知識“循環(huán)出現(xiàn)、螺旋上升、不斷深化”,從而提高能力.
3.講評課的閱讀.
測驗(yàn)后,反饋結(jié)果,展示典型錯(cuò)例,讓學(xué)生細(xì)讀,尋找錯(cuò)因,進(jìn)行討論、評析、糾正.展示一題多解及創(chuàng)新性解法,進(jìn)行借鑒性閱讀,優(yōu)化解法.對典型題目進(jìn)行拓展、變式訓(xùn)練.評析后可布置一些相應(yīng)的練習(xí)題作鞏固或拓寬,鼓勵(lì)學(xué)生寫出學(xué)習(xí)心得或?qū)υ囶}作變式研究.使學(xué)生得到更大的收獲.
二、將閱讀教學(xué)按階段劃分,分層次要求
研究中,根據(jù)循序漸進(jìn)的基本原則將閱讀教學(xué)分為“扶讀、解讀、放讀”三個(gè)階段,分層次要求.“扶讀”階段——教師編好閱讀提綱,選一些典型內(nèi)容進(jìn)行閱讀示范,帶領(lǐng)學(xué)生逐字逐句進(jìn)行閱讀,解讀每段材料的含義,指出關(guān)鍵點(diǎn),理清各段之間的關(guān)系,教會(huì)學(xué)生閱讀不同材料的初步方法.“解讀”階段——在老師指導(dǎo)下自編提綱,根據(jù),材料進(jìn)行閱讀,逐步掌握數(shù)學(xué)閱讀的策略并適當(dāng)進(jìn)行交流評價(jià).“放讀”階段——學(xué)生獨(dú)立閱讀,整理歸納出閱讀重點(diǎn),并進(jìn)行師生、學(xué)生之間的交流評價(jià),遇到困難能自己查閱相關(guān)輔助資料進(jìn)行解決.
三、轉(zhuǎn)變學(xué)生學(xué)習(xí)觀念,培養(yǎng)閱讀的興趣
心理學(xué)認(rèn)為:興趣是學(xué)習(xí)的動(dòng)力,直接影響學(xué)習(xí)效果.在初期,向?qū)W生推薦科普讀物、期刊、網(wǎng)站等,讓學(xué)生收集趣味數(shù)學(xué)、數(shù)學(xué)史、生活中的數(shù)學(xué)等材料,在全班交流,使學(xué)生通過“讀”,學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)新知識,感知數(shù)學(xué)閱讀的趣味性和實(shí)用性.通過在閱讀材料中設(shè)置一些易錯(cuò)、易疏忽的信息陷阱,使學(xué)生體驗(yàn)數(shù)學(xué)閱讀的重要性及其與其他學(xué)科閱讀的區(qū)別,轉(zhuǎn)變觀念,提高閱讀意識.
四、注重學(xué)法指導(dǎo)
1.鼓勵(lì)學(xué)生采用主動(dòng)式閱讀.
充分利用數(shù)學(xué)知識特有的邏輯性和教材編寫特點(diǎn),根據(jù)上下出預(yù)知、猜想、估計(jì)、試證等等,再與材料進(jìn)行比較,通過主動(dòng)加工上下文材料,發(fā)現(xiàn)知識進(jìn)而獲得知識,提高能力.
2.重視數(shù)學(xué)語言的掌握及轉(zhuǎn)化訓(xùn)練.
數(shù)學(xué)語言是文本、符號、圖形語言的交融,閱瀆中語義轉(zhuǎn)換頻繁,要求思維靈活.因此學(xué)生應(yīng)邊閱讀材料邊進(jìn)行畫圖、演算、推理、概括、驗(yàn)證和揭示規(guī)律等,把閱讀交流內(nèi)容轉(zhuǎn)化為易于接受的語言形式,為學(xué)生的閱讀奠定基礎(chǔ).
3.通過學(xué)生習(xí)作培養(yǎng)數(shù)學(xué)語言的理解、表達(dá)、交流能力.
鼓勵(lì)學(xué)生寫讀后感、數(shù)學(xué)小論文、錯(cuò)題剖析、歸納學(xué)法及解題方法等材料,并進(jìn)行交流討論,培養(yǎng)學(xué)生書面表達(dá)能力.
五、推薦課外資料,加強(qiáng)閱瀆指導(dǎo)
自上個(gè)世紀(jì)50年代以來,金融信息化的發(fā)展引發(fā)了銀行、證券、投資及一些相關(guān)行業(yè)的深刻的變革,刺激了各種衍生金融產(chǎn)品的飛速發(fā)展,這一變革通常被稱為“華爾街的兩次革命”。金融信息化專家已經(jīng)成為華爾街最搶手的人才。我國在加入WTO以后,金融市場將逐步與國際接軌,迫切需要既懂金融又懂信息技術(shù)的復(fù)合型人才。金融投資中應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)的重要性和必要性是一門既具有較深的理論知識又具有很強(qiáng)的實(shí)際應(yīng)用背景的課程。從理論上看,金融投資研究涉及了代數(shù)、概率、統(tǒng)計(jì)、隨機(jī)過程、偏微分方程等許多數(shù)學(xué)分支和金融學(xué)的知識;從應(yīng)用上講,金融投資分析以資產(chǎn)定價(jià)、風(fēng)險(xiǎn)管理、投資組合等問題為核心,需要人們具有很強(qiáng)的實(shí)際建模和運(yùn)用計(jì)算機(jī)解決實(shí)際問題的能力。計(jì)算機(jī)技術(shù)不僅僅是金融數(shù)學(xué)理論學(xué)習(xí)的重要輔助工具,也是金融投資分析決策的重要目的之一。
金融部門每天的業(yè)務(wù)都會(huì)產(chǎn)生大量數(shù)據(jù),利用目前的計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)可以有效地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的錄入、查詢、統(tǒng)計(jì)等功能,但無法發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)中存在的關(guān)系和規(guī)則,無法根據(jù)現(xiàn)有的數(shù)據(jù)預(yù)測未來的發(fā)展趨勢。缺乏挖掘數(shù)據(jù)背后隱藏的知識的手段,導(dǎo)致了數(shù)據(jù)爆炸但知識貧乏”的現(xiàn)象。與此同時(shí),金融機(jī)構(gòu)的運(yùn)作必然存在金融風(fēng)險(xiǎn),風(fēng)險(xiǎn)管理是每一個(gè)金融機(jī)構(gòu)的重要工作。利用計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)不但可以從這海量的數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)隱藏在其后的規(guī)律,而且可以很好地降低金融機(jī)構(gòu)存在的風(fēng)險(xiǎn)。
2 程序化期貨交易及其計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用
在一個(gè)不斷革新不斷發(fā)展的金融市場,計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展能夠帶動(dòng)金融技術(shù)的創(chuàng)新,本文研究的內(nèi)容就是如何充分利用電腦技術(shù)進(jìn)行交易,而程序化就是一項(xiàng)金融領(lǐng)域的革命性的創(chuàng)新。
程序化交易(Program Trading),又稱算法交易(Algorithmic Trading),主要是指利用計(jì)算機(jī)可以進(jìn)行無人管理的自動(dòng)化交易,這樣能幫助投資者同時(shí)賣出不同的股票,因此通過研究我們不難看出計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展使得投資市場的交易方式發(fā)生了根本性的變革。在歐美,程序化交易已經(jīng)得到廣大投資者的認(rèn)可,但是在中國大多數(shù)的投資者還是在利用網(wǎng)上,柜臺和電話等傳統(tǒng)的交易方式,而程序化交易對中國投資者還是很陌生的。
3 計(jì)算機(jī)技術(shù)在金融投資中的作用
隨著人類社會(huì)向信息化社會(huì)的邁入,大量信息的處理技術(shù)更加離不開模糊化分析科學(xué)的支持。傳統(tǒng)的以“精確化精確”為特征的信息處理技術(shù),像傳統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)計(jì)量學(xué),在大量復(fù)雜的信息處理任務(wù)面前常常是束手無措。與此相對照,以計(jì)算機(jī)強(qiáng)大計(jì)算能力為依托的模糊化分析技術(shù),卻取得了一系列突破性的進(jìn)展。像美國最近建立起的指紋檔案庫、DNA檔案庫、人體特征分析模型,等等,都是以模糊化的信息處理技術(shù)為特征。
模糊化分析科學(xué)和方法,不但在一系列理論研究和應(yīng)用研究中取得了突破性進(jìn)展,而且在傳統(tǒng)的“軟”科學(xué)中,同樣取得了革命性的進(jìn)展,例如心理學(xué)。美國聯(lián)邦調(diào)查局一個(gè)特別的犯罪心理研究小組利用模糊化的犯罪心理分析模型為基礎(chǔ),建立起一整套從作案現(xiàn)場特征推導(dǎo)犯罪分子的心理特征,進(jìn)而推導(dǎo)犯罪分子的體態(tài)特征、職業(yè)特征、習(xí)慣特征及社會(huì)分布特征的科學(xué)方法體系。以該科學(xué)理論為指導(dǎo),這一專家小組在短短數(shù)年內(nèi),已協(xié)助偵破了數(shù)百起震動(dòng)全美乃至全世界的大案要案。有些曾是多年未遭破獲的積案。
在這一場新的科學(xué)研究的世界觀和方法論的變革中,在計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)革命的推動(dòng)下,證券期貨投資領(lǐng)域,作為傳統(tǒng)的以保守著稱的社會(huì)科學(xué)領(lǐng)域,也已經(jīng)開始以積極的態(tài)度來迎接這一場挑戰(zhàn)。一些投資家和投資機(jī)構(gòu),從80年代末起,就已開始斥資研究模糊化分析技術(shù)在投資領(lǐng)域的應(yīng)用,并且取得了飛速的進(jìn)展。在這一過程中,一個(gè)值得注意的傾向是,投資界不但開始實(shí)質(zhì)性地介入現(xiàn)代分析科學(xué)方法的開發(fā),而且開始反思對技術(shù)分析方法的傳統(tǒng)認(rèn)識。
這就是為什么從20世紀(jì)90年代初起,證券期貨投資中的技術(shù)分析方法開始重新得到投資界的關(guān)注。
在20世紀(jì)的50年代到70年代間,隨著經(jīng)典投資分析理論的發(fā)展,人們用經(jīng)典數(shù)學(xué)的研究方法證實(shí)了證券期貨市場的隨機(jī)性特征,并且認(rèn)定這與技術(shù)分析流派所倡導(dǎo)的模式分析原則水火不相容。因此,投資理論界和實(shí)務(wù)界的主流學(xué)派實(shí)質(zhì)上是判定了技術(shù)分析流派的“死刑”。
但是,隨著以Chaos理論為代表的現(xiàn)代科學(xué)理論的發(fā)展,人們開始逐步理解了事物本質(zhì)上的混沌特征、無序性或隨機(jī)性特征,不但不與其外在表現(xiàn)的有序性相矛盾,而且是其有序性的存在基礎(chǔ)。而技術(shù)分析流派所強(qiáng)調(diào)的模式關(guān)系,正是這種有序性的表現(xiàn)之一。這樣,技術(shù)分析方法所強(qiáng)調(diào)的模式分析原則,不但沒有失去嚴(yán)格的科學(xué)理論的支持,而且可能直接建立在更為先進(jìn)的現(xiàn)代科學(xué)理論基礎(chǔ)之上。正是基于這種以現(xiàn)代分析科學(xué)的視角重新審視技術(shù)分析方法的理論基礎(chǔ),一些研究者開始注意到傳統(tǒng)技術(shù)分析體系與現(xiàn)代分析科學(xué)和現(xiàn)代信息處理技術(shù)相結(jié)合的現(xiàn)實(shí)可能性及相應(yīng)的突破性的應(yīng)用前景。我認(rèn)為,這一努力方向,不但應(yīng)當(dāng)是證券期貨投資中技術(shù)分析流派的發(fā)展方向,而且應(yīng)當(dāng)是其他分析流派的發(fā)展方向。
隨著20世紀(jì)90年代以來計(jì)算機(jī)技術(shù)的跳躍式發(fā)展,對技術(shù)分析方法進(jìn)行革新改造的進(jìn)程也大大加快。在這一過程中,開始顯現(xiàn)了兩條截然不同的發(fā)展路線:一條為“革命”方式,即按照現(xiàn)代分析科學(xué)的理論原則和分析方法揚(yáng)棄傳統(tǒng)技術(shù)分析方法的基本內(nèi)容,進(jìn)而逐步形成以“通過模糊化分析手段達(dá)到電腦化決策”為基本特征的新的技術(shù)分析方法體系。另一條路線為“改良”方式,即通過應(yīng)用現(xiàn)代計(jì)算技術(shù),使傳統(tǒng)技術(shù)分析方法得到更有效率的應(yīng)用。這兩條路線所形成的方法目前都被稱之為“計(jì)算機(jī)化的技術(shù)分析方法”。
盡管目前存在著上述概念上的混淆,但我認(rèn)為,只有上面指出的第一條路線所代表的方向才是真正意義上的“計(jì)算機(jī)化的技術(shù)分析方法”,而上面指出的第二條路線所代表的方向,更確切地說,應(yīng)當(dāng)定義為“傳統(tǒng)技術(shù)分析方法的計(jì)算機(jī)化應(yīng)用”。
4 計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用――實(shí)驗(yàn)金融學(xué)
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展,針對金融市場的定量仿真實(shí)驗(yàn)就成為一門新的分支學(xué)科――實(shí)驗(yàn)金融學(xué)便產(chǎn)生了。
試驗(yàn)金融學(xué)只要是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)來模擬實(shí)際金融市場,這樣能夠讓投資者更加宏觀的了解金融市場,而目前試驗(yàn)金融學(xué)研究領(lǐng)域主要集中在股票市場與外匯市場。
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