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應(yīng)用數(shù)學(xué)這門學(xué)科的實(shí)踐性非常強(qiáng),其能與純粹理論數(shù)學(xué)彼此補(bǔ)充?,F(xiàn)在幾乎所有的社會部門與科學(xué)領(lǐng)域都在大量的運(yùn)用應(yīng)用數(shù)學(xué),此學(xué)科在其中所發(fā)揮的作用也日益增大。在應(yīng)用數(shù)學(xué)的教學(xué)中合理的融入數(shù)學(xué)建模思想這是應(yīng)用數(shù)學(xué)教育在今后發(fā)展的必然趨勢。本文主要分析了目前應(yīng)用數(shù)學(xué)的發(fā)展?fàn)顩r與未來發(fā)展趨勢,分析了數(shù)學(xué)建模思想的作用與意義,同時介紹了數(shù)學(xué)建模的基本操作流程,以期促進(jìn)數(shù)學(xué)建模思想在應(yīng)用數(shù)學(xué)的教學(xué)中的有效滲透。
【關(guān)鍵詞】
應(yīng)用數(shù)學(xué);數(shù)學(xué)建模思想;理論數(shù)學(xué)
在應(yīng)用數(shù)學(xué)中主要涵蓋“應(yīng)用”以及“數(shù)學(xué)”兩大內(nèi)容。第一部分內(nèi)容即為和應(yīng)用相關(guān)的數(shù)學(xué)問題,是歸屬在傳統(tǒng)數(shù)學(xué)的范疇;第二部分即為與數(shù)學(xué)應(yīng)用相關(guān)的問題,也就是借助數(shù)學(xué)手段,研究以及解決各種問題的過程。現(xiàn)在,數(shù)學(xué)這門科學(xué)和其他科學(xué)緊密融合、彼此影響,人們也開始更加關(guān)注應(yīng)用數(shù)學(xué)處理實(shí)際問題的巨大作用。與此同時,數(shù)學(xué)建模思想不僅能充分顯示出數(shù)學(xué)的重要價值,同時也在其中慢慢得以滲透,逐漸變成現(xiàn)代應(yīng)用數(shù)學(xué)的關(guān)鍵組成部分之一。
一、應(yīng)用數(shù)學(xué)的發(fā)展現(xiàn)狀與未來發(fā)展趨勢
作為一門數(shù)學(xué),應(yīng)用數(shù)學(xué)更是屬于一門科學(xué)。很長時間以來,許多人都不知該如何將數(shù)學(xué)實(shí)際與理論充分結(jié)合,這主要是因?yàn)閷W(xué)生尚未在應(yīng)用數(shù)學(xué)中真正的融入數(shù)學(xué)建模思想?,F(xiàn)在,我國數(shù)學(xué)教育主要還是教授單純的數(shù)學(xué),很少涉及應(yīng)用數(shù)學(xué)內(nèi)容。所以,人們就會覺得數(shù)學(xué)科目比較枯燥、沒有實(shí)用價值。為了改變現(xiàn)狀,在不改變傳統(tǒng)數(shù)學(xué)教學(xué)體系的基礎(chǔ)上,在其中合理的融入應(yīng)用數(shù)學(xué)有關(guān)知識,可以有效的提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,指導(dǎo)其借助數(shù)學(xué)知識合理的解決實(shí)際問題。
在應(yīng)用數(shù)學(xué)創(chuàng)建初期,僅僅具有幾個分支,然而隨著長時間的發(fā)展與沉淀,很多學(xué)科間出現(xiàn)了更多的交叉融合,于是應(yīng)用數(shù)學(xué)也慢慢發(fā)展為具有很多發(fā)展方向的學(xué)科,其應(yīng)用領(lǐng)域逐漸擴(kuò)展,現(xiàn)在已融入到社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的各個行業(yè)以及各個領(lǐng)域,基本上在所有的科學(xué)領(lǐng)域都已融入應(yīng)用數(shù)學(xué),而應(yīng)用數(shù)學(xué)和很多學(xué)科之間的關(guān)聯(lián)日益緊密,發(fā)揮的作用的越來越大。其中包括保險(xiǎn)與金融等行業(yè),同時也包括生態(tài)學(xué)與信息學(xué)等學(xué)科。相信隨著科技的進(jìn)步,應(yīng)用數(shù)學(xué)的發(fā)展?jié)摿εc空間都會越來越大。
二、數(shù)學(xué)建模思想
(一)數(shù)學(xué)建模思想的作用與意義
現(xiàn)在數(shù)學(xué)建模思想已變成教學(xué)的一個關(guān)鍵內(nèi)容。首先,數(shù)學(xué)建模思想能幫助學(xué)生更加了解應(yīng)用數(shù)學(xué),借助具體實(shí)例的作用引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)應(yīng)用數(shù)學(xué)的應(yīng)用價值,同時能夠自主的嘗試解決問題,在此過程中領(lǐng)悟應(yīng)用數(shù)學(xué)與建模思想的作用與價值;其次數(shù)學(xué)建模思想能夠?qū)?shí)際問題進(jìn)行描述。由于數(shù)學(xué)學(xué)科具有概念抽象、結(jié)論準(zhǔn)確、邏輯嚴(yán)謹(jǐn)?shù)忍攸c(diǎn),同時其主要是研究數(shù)量存在關(guān)系以及空間形態(tài)等,因此應(yīng)該嚴(yán)格保證被描述現(xiàn)象的嚴(yán)密性與準(zhǔn)確性,數(shù)學(xué)建模思想能充分滿足此要求。其能夠?qū)⒊橄笈c復(fù)雜的問題具體化以及簡單化,同時可以形象、生動的展示數(shù)學(xué)圖像以及數(shù)學(xué)公式,完成理論基礎(chǔ)以及實(shí)際應(yīng)用數(shù)學(xué)的有機(jī)結(jié)合。
(二)數(shù)學(xué)建模的基本操作流程
在應(yīng)用數(shù)學(xué)中,數(shù)學(xué)建模具有非常關(guān)鍵的作用。其基本操作流程為:(1)提出問題。借助提出的問題能夠準(zhǔn)確判定數(shù)學(xué)建模的目的與類型,此環(huán)節(jié)對數(shù)學(xué)建模的成敗具有非常重要的意義;{2}分析數(shù)據(jù)。此環(huán)節(jié)必須要保證數(shù)據(jù)的完整性以及準(zhǔn)確性,然后科學(xué)的處理與轉(zhuǎn)變數(shù)據(jù),從而獲得其內(nèi)部隱藏的信息;(3)提出假設(shè)。在確定數(shù)學(xué)建模的根本目的以后再實(shí)施此步驟,其屬于后續(xù)建模的重點(diǎn),所提出的假設(shè)不可太簡練,也不可太繁瑣,不然就會拉大數(shù)學(xué)模型距離從而喪失自身意義;(4)構(gòu)建數(shù)學(xué)模型。在此環(huán)節(jié)中,必須要在嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)學(xué)推理的作用下發(fā)現(xiàn)研究對象的本質(zhì)特征,再借助于規(guī)范的數(shù)學(xué)語言將此進(jìn)行簡練的描述,從而利于求解以及運(yùn)用模型;(5)求解。此環(huán)節(jié)即為對初建的數(shù)學(xué)模型實(shí)施求解,從而保證在實(shí)際生活中可以對其有效應(yīng)用。必須要注意的是:建立模型并非是數(shù)學(xué)建模思想的終極目標(biāo);(6)分析模型。此環(huán)節(jié)的目地即為減少誤差,從而提高模型的普遍性以及科學(xué)性;(7)檢查。在一個數(shù)學(xué)模型構(gòu)建完成以后,要嚴(yán)格的檢查其完整性與可行性;(8)應(yīng)用。在確保所建數(shù)學(xué)模型的科學(xué)性與有效性以后,就可以合理的對其展開應(yīng)用。
三、結(jié)語
目前,在實(shí)際生活中,應(yīng)用數(shù)學(xué)中還尚未充分的滲透數(shù)學(xué)建模思想,特別是在教學(xué)過程中,很多學(xué)生都不了解數(shù)學(xué)建模思想的內(nèi)涵,覺得其無任何應(yīng)用價值。由此觀之,在數(shù)學(xué)教學(xué)中尚未充分融入數(shù)學(xué)建模思想,而且一些教師對此也了解甚少,其掌握的相關(guān)知識與進(jìn)行的練習(xí)都較少,這樣數(shù)學(xué)教學(xué)質(zhì)量也無法提高。因此,廣大數(shù)學(xué)教育工作者應(yīng)充分掌握數(shù)學(xué)建模思想以及應(yīng)用數(shù)學(xué)的根本內(nèi)涵,了解其應(yīng)用價值與操作流程,從而將數(shù)學(xué)建模思想充分的融入到應(yīng)用數(shù)學(xué)中,提高數(shù)學(xué)教學(xué)質(zhì)量,并提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情與創(chuàng)新能力,促使學(xué)生能夠借助數(shù)學(xué)知識更加有效的解決實(shí)際問題。
參考文獻(xiàn):
[1]
一、建模思想概述
1.小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中建模思想的內(nèi)涵
想要在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中應(yīng)用好建模思想,前提是要了解建模思想的內(nèi)涵。顧名思義,數(shù)學(xué)建模思想就是在解決數(shù)學(xué)問題時要建造數(shù)學(xué)模型,就是依據(jù)一定的事物規(guī)律,通過假設(shè)、簡化等手段,將數(shù)學(xué)思維闡述的文字信息轉(zhuǎn)化成數(shù)學(xué)模型,能夠以更加直觀、簡單的方式來解釋抽象的數(shù)學(xué)規(guī)律、數(shù)學(xué)公式,因此,可以說數(shù)學(xué)建模思想對小學(xué)生來說,會更方便他們學(xué)習(xí)、理解和運(yùn)用數(shù)學(xué)知識。
2.小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中建模的過程
小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中應(yīng)用建模思維的過程主要就體現(xiàn)在將課本上的知識轉(zhuǎn)化為實(shí)際生活中小學(xué)生可以接觸到的能夠理解的具體事物,并且引導(dǎo)學(xué)生從這些具體事物中聯(lián)想到書本上的數(shù)學(xué)知識。在這一過程中,教師首先要對教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)有一個準(zhǔn)確全面的把握,并根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和便于學(xué)生理解的原則,從實(shí)際生活中選擇出恰當(dāng)?shù)慕K夭?,下一步要對建模素材進(jìn)行加工優(yōu)化,保證數(shù)學(xué)模型的構(gòu)造過程對學(xué)生更有吸引力;在課堂教學(xué)中,教師要選擇好恰當(dāng)?shù)臅r機(jī),引入建模的應(yīng)用,并且根據(jù)學(xué)生的掌握情況對模型的建造適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行刪減。最后要在全面考查學(xué)生知識掌握的情況后,對建模過程進(jìn)行總結(jié)分析,找出不足,及時改正,增加建模經(jīng)驗(yàn)。
二、數(shù)學(xué)建模思想在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用策略
1.潛移默化滲透建模思想
小學(xué)的學(xué)習(xí)是初級入門階段,在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程中,不能生硬地灌輸數(shù)學(xué)建模思維,那樣容易起到反作用。要采用潛移默化、細(xì)水長流的方式,在平時的日常教學(xué)中滲透模型知識,并積極引導(dǎo)學(xué)生,促使他們養(yǎng)成數(shù)學(xué)模型解決問題的習(xí)慣和能力。比如,在學(xué)習(xí)“認(rèn)識立體圖形”時,教師就可以引導(dǎo)學(xué)生對生活中看到的事物說出形狀,幫助學(xué)生更直觀地感受到立體圖形,了解立體圖形的性質(zhì)特點(diǎn),以便更好地學(xué)好相關(guān)方面的知識。
2.抓住本質(zhì)構(gòu)建模型
數(shù)學(xué)建模思維的本質(zhì)就是通過構(gòu)建數(shù)學(xué)模型解決實(shí)際問題,因此,能否在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中應(yīng)用好數(shù)學(xué)建模思維,直接體現(xiàn)在構(gòu)建出數(shù)學(xué)模型是否符合知識點(diǎn),能否準(zhǔn)確地表現(xiàn)數(shù)學(xué)規(guī)律,能否真正地將數(shù)學(xué)知識和實(shí)際問題聯(lián)系起來。這就需要教師在帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行數(shù)學(xué)模型的構(gòu)造時,能夠抓住知識的要點(diǎn),并緊緊抓住這一要點(diǎn),把實(shí)際生活中的問題相關(guān)聯(lián)。比如,在教學(xué)“平行線”時,不僅要構(gòu)建馬路、斑馬線等這樣從實(shí)際中得來的數(shù)學(xué)模型,還要通過布置反?筒飭苛教跗叫邢嘸淶木嗬耄?讓學(xué)生認(rèn)識到為什么“平行線永不能相交”這個本質(zhì)上的問題。
3.優(yōu)化模型構(gòu)建形式
在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中,構(gòu)建數(shù)學(xué)模型的一個重要作用就是激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,這就要求教師構(gòu)建的數(shù)學(xué)模型要生動形象,有趣味性。對此,教師就需要不斷地探究和優(yōu)化數(shù)學(xué)模型的構(gòu)建形式,提高數(shù)學(xué)模型構(gòu)建在數(shù)學(xué)課堂中的吸引力。多媒體教學(xué)設(shè)備和技術(shù)的發(fā)展對數(shù)學(xué)模型的構(gòu)建也是有很大幫助的,但是教師也要多學(xué)會用,才能充分發(fā)揮多媒體教學(xué)的作用。比如,在講解“同底等高的平行四邊形和長方形面積相等”時,教師就可以通過多媒體的播放設(shè)備將平行四邊形和長方形之間的變換過程播放出來。
4.參與建模的實(shí)踐
關(guān)鍵詞數(shù)學(xué)建模思想醫(yī)藥數(shù)理統(tǒng)計(jì)教學(xué)模式改革
1數(shù)學(xué)建模思想概述
1.1數(shù)學(xué)建模內(nèi)涵
數(shù)學(xué)建??梢悦枋鰹獒槍σ粋€特定目標(biāo)或者一個特定對象,按照其特有的內(nèi)在規(guī)律,給出必要的問題假設(shè),以適當(dāng)輔助工具作為支撐,最終架構(gòu)起數(shù)學(xué)框架。數(shù)學(xué)建模在解決實(shí)際問題中扮演重要角色,將其轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題,達(dá)到解決實(shí)際問題的目的。數(shù)學(xué)建模實(shí)施的規(guī)范化步驟是模型準(zhǔn)備階段———模型假設(shè)階段———模型建立階段———模型求解階段———模型分析階段———模型檢驗(yàn)階段———模型應(yīng)用階段。這一系列數(shù)學(xué)建模過程主要從表述、解答及驗(yàn)證等方面開展,在應(yīng)用過程中重復(fù)演示從現(xiàn)實(shí)對象到數(shù)學(xué)模型,然后再回歸現(xiàn)實(shí)對象等循環(huán)流程[2]。數(shù)學(xué)建模和傳統(tǒng)數(shù)學(xué)有所區(qū)別,數(shù)學(xué)建模和生活聯(lián)系密切,其涉及的對象也都是生活中常見事物及現(xiàn)象。但是傳統(tǒng)數(shù)學(xué)主要解決純理論數(shù)學(xué)問題,重視發(fā)展學(xué)生的邏輯思維能力,培養(yǎng)其抽象性思維。因此數(shù)學(xué)建模在高等數(shù)學(xué)教育中具有獨(dú)特價值,有著很強(qiáng)的應(yīng)用性和實(shí)踐性。尤其是對于藥學(xué)院校,如果能在醫(yī)藥數(shù)理統(tǒng)計(jì)中滲透數(shù)學(xué)建模思想,有助于向社會傳輸高質(zhì)量綜合型人才。
1.2數(shù)學(xué)建模思想滲透于醫(yī)藥數(shù)理統(tǒng)計(jì)中的重要性
首先激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性,調(diào)動學(xué)生興趣。醫(yī)藥數(shù)理統(tǒng)計(jì)作為一門應(yīng)用性較強(qiáng)的學(xué)科,理論內(nèi)容相對抽象,學(xué)生學(xué)習(xí)難度大,因此如何調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性和參與性是教師需要思考的重點(diǎn)問題。數(shù)學(xué)建模圍繞解決問題為中心,體現(xiàn)出學(xué)生思考應(yīng)用數(shù)學(xué)的過程,加強(qiáng)了數(shù)學(xué)和醫(yī)藥數(shù)理之間的聯(lián)系,加深了學(xué)生對數(shù)理統(tǒng)計(jì)的認(rèn)知,擴(kuò)大學(xué)習(xí)的廣度和深度,讓學(xué)生充滿學(xué)習(xí)動力。其次數(shù)學(xué)作為輔助工具,培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用能力。基于數(shù)學(xué)建模思想來對醫(yī)藥數(shù)理統(tǒng)計(jì)教學(xué)模式進(jìn)行改革,可以讓學(xué)生感受到不同數(shù)學(xué)模型解決不同問題,轉(zhuǎn)變數(shù)學(xué)角度、數(shù)學(xué)思維,就會有不同模型的求知求解,有效培養(yǎng)了學(xué)生解決問題的能力。最后激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新精神和科研意識。醫(yī)學(xué)院校培養(yǎng)出來的人才大多是在一線工作,在改革中高校必須富有勇于創(chuàng)新、勇于進(jìn)取的先鋒精神。數(shù)學(xué)建模本質(zhì)是一種創(chuàng)造性思維活動[3],只有靈活、深刻和廣泛的思維才是當(dāng)今時代所需要的,因此教師在醫(yī)藥數(shù)理統(tǒng)計(jì)教學(xué)中滲透數(shù)學(xué)建模思想,將數(shù)學(xué)建模思想轉(zhuǎn)移到醫(yī)藥數(shù)理統(tǒng)計(jì)教學(xué)中,培養(yǎng)起學(xué)生的創(chuàng)新精神和科研意識。
2基于數(shù)學(xué)建模思想的醫(yī)藥數(shù)理統(tǒng)計(jì)教學(xué)模式改革方法
2.1運(yùn)用數(shù)學(xué)建模思想優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容
數(shù)學(xué)建模思想滲透于教學(xué)改革內(nèi)容中主要是深化理解數(shù)學(xué)概念、公式等內(nèi)容,這是一個漸變的過程,最終讓明確數(shù)學(xué)思想,達(dá)到解決實(shí)際問題的目的。首先對醫(yī)藥數(shù)理統(tǒng)計(jì)課程內(nèi)容進(jìn)行增刪,在不影響課程體系完整性的前提下,壓縮概率知識內(nèi)容,減少縮短教學(xué)課時。同時轉(zhuǎn)變以往教學(xué)中重理論輕實(shí)踐的教學(xué)現(xiàn)象,訓(xùn)練學(xué)生掌握計(jì)算技巧,減少大量理論講授時間,注重統(tǒng)計(jì)思想和統(tǒng)計(jì)方法解決實(shí)際問題部分,突顯其應(yīng)用性。其次在教學(xué)內(nèi)容中滲透數(shù)學(xué)建模思想,尤其是在概念、原理內(nèi)容來源背景上滲透數(shù)學(xué)建模思想,培養(yǎng)起學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)的意識。最后加強(qiáng)數(shù)學(xué)建模思想與醫(yī)藥數(shù)理統(tǒng)計(jì)之間的密切聯(lián)系,主動向?qū)W生展示數(shù)學(xué)建模在醫(yī)藥學(xué)中應(yīng)用的現(xiàn)實(shí)案例,建模思想在醫(yī)藥數(shù)理統(tǒng)計(jì)中應(yīng)用的真實(shí)案例較多,優(yōu)化了數(shù)理統(tǒng)計(jì)的效率,解決了更多的現(xiàn)實(shí)性問題,促進(jìn)了社會的發(fā)展,讓學(xué)生感受到社會中的價值,因此一定要不斷優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容,調(diào)整教學(xué)課時,尤其是有關(guān)數(shù)理統(tǒng)計(jì)在社會中應(yīng)用廣泛及和數(shù)學(xué)建模聯(lián)系密切的內(nèi)容,提高對數(shù)學(xué)建模思想的認(rèn)識,激發(fā)出學(xué)習(xí)興趣。
2.2運(yùn)用數(shù)學(xué)建模思想改革醫(yī)藥數(shù)理教學(xué)方式和手段
傳統(tǒng)醫(yī)藥數(shù)理統(tǒng)計(jì)課堂教學(xué)中以滿堂灌和填鴨式教學(xué)為主,不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維,忽視了學(xué)生學(xué)習(xí)主體的地位,同時打擊了學(xué)生解決實(shí)際問題的積極性。數(shù)學(xué)建模思想內(nèi)涵在于用數(shù)學(xué)知識來解決實(shí)際問題,我們在改革中重視通過鮮活案例來教學(xué),養(yǎng)成學(xué)生解決實(shí)際問題的能力[4]。案例式教學(xué)首先選取有關(guān)醫(yī)藥數(shù)理統(tǒng)計(jì)的真實(shí)案例,然后利用現(xiàn)代化信息技術(shù)展示給學(xué)生,學(xué)生分別給出解決問題的方法,這一過程要注意教師引導(dǎo)的作用,積極從數(shù)學(xué)建模思想來啟發(fā)學(xué)生。例如在講解假設(shè)檢驗(yàn)內(nèi)容時,查找數(shù)據(jù)庫資料文獻(xiàn),在案例中闡釋假設(shè)檢驗(yàn)的基本原理及推理方法,然后向?qū)W生一點(diǎn)點(diǎn)滲透數(shù)學(xué)建模思想,讓學(xué)生深刻體會數(shù)學(xué)和醫(yī)藥數(shù)理統(tǒng)計(jì)相結(jié)合的必要性,激發(fā)出數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的興趣,讓學(xué)生培養(yǎng)起解決實(shí)際問題的能力。例如應(yīng)用SPSS、MATLAB軟件來輔助醫(yī)藥數(shù)理統(tǒng)計(jì)實(shí)驗(yàn)課教學(xué),在詢問中毒患者與正常人脈搏次數(shù)是否存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義時,直接簡化了復(fù)雜的統(tǒng)計(jì)計(jì)算。
2.3改革醫(yī)藥數(shù)理統(tǒng)計(jì)考核評價方式
由于向?qū)W生滲透數(shù)學(xué)建模思想是一個漸變的過程,因此對于以往醫(yī)藥數(shù)理統(tǒng)計(jì)課程的考核評價方式也要進(jìn)行改革,避免學(xué)生養(yǎng)成臨時抱佛腳的習(xí)慣。在內(nèi)容上調(diào)整理論知識和應(yīng)用能力部分的考查比例,減少大量考試記憶能力內(nèi)容,重視實(shí)際問題的解決。在考試方式上將平時上課出勤、課下作業(yè)完成質(zhì)量、小測驗(yàn)及課堂表現(xiàn)等指標(biāo)納入到考核體系中,考查學(xué)生靈活運(yùn)用的能力。在開始題型上,減少客觀性試題比例,增加應(yīng)用能力等綜合性思考分析題目,在題型中滲透數(shù)學(xué)建模思想[5]。
培養(yǎng)具有系統(tǒng)思維,創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的復(fù)合型人才是非常必要的,如何更好地應(yīng)用數(shù)學(xué)去解決問題,數(shù)學(xué)建模提供了很好的平臺。通過它,有助于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng),并為高等學(xué)校應(yīng)該培養(yǎng)什么人,怎樣培養(yǎng)人,做出了重要的探索,已成為高校培養(yǎng)創(chuàng)新人才的重要載體。簡單的說,數(shù)學(xué)建模是利用數(shù)學(xué)方法解決實(shí)際問題的一種實(shí)踐。即通過抽象、簡化、假設(shè)、引進(jìn)變量等處理過程后,將實(shí)際問題用數(shù)學(xué)方式表達(dá),建立起數(shù)學(xué)模型,然后運(yùn)用先進(jìn)的數(shù)學(xué)方法及計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行求解。在這種情況下,要求學(xué)生必須靈活運(yùn)用自己的知識,發(fā)揮自己的想像力、創(chuàng)造力,有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、主動發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。通過開展數(shù)學(xué)建模教育及競賽,有利于學(xué)生各項(xiàng)能力及素質(zhì)的提高,主要體現(xiàn)在以下幾方面:(1)提高學(xué)生分析、解決問題的能力(2)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力(3)培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識(4)培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力(5)培養(yǎng)學(xué)生的論文寫作能力(6)培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力和查閱資料的能力
二、財(cái)經(jīng)類高校開設(shè)數(shù)學(xué)建模課所面臨的問題
目前,國內(nèi)財(cái)經(jīng)類高校開設(shè)數(shù)學(xué)建模課的很少,并且對公共數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課的重視程度明顯不足,普遍存在著課程設(shè)置單一、壓縮課時量、教學(xué)用數(shù)學(xué)教材陳舊等問題,影響學(xué)生數(shù)學(xué)思維的鍛煉。另外,一個最主要的客觀因素是財(cái)經(jīng)類高校的生源多以文科占主體,理科為輔的格局,學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)水平普遍不高。
三、財(cái)經(jīng)類高校開展數(shù)學(xué)建模課程建設(shè)的途徑
高等數(shù)學(xué)(微積分)、線性代數(shù)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)是財(cái)經(jīng)類高校多數(shù)專業(yè)的公共基礎(chǔ)課,如何能在這些課程中,突出數(shù)學(xué)建模的思想,提高學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用意識,顯得很重要。高等數(shù)學(xué)作為一門大學(xué)一年級最先接觸到的大學(xué)數(shù)學(xué)類課程,在它的教學(xué)過程中,如何更好地體現(xiàn)數(shù)學(xué)建模思想,是財(cái)經(jīng)類高校開展數(shù)學(xué)建模課程建設(shè)的基礎(chǔ)。在高等數(shù)學(xué)的課程內(nèi)容中,很多地方體現(xiàn)了數(shù)學(xué)建模的思想,課程中涉及到的一些概念等一般都是經(jīng)過研究實(shí)際問題得來的,體現(xiàn)了數(shù)學(xué)建模的思想。例如,在引入定積分定義時,我們是通過如何求曲邊梯形面積的思想而引出的。在具體的求解過程中,我們對這一問題作了一定的假設(shè),并用極限思想給出了曲邊梯形的面積。事實(shí)上,這樣一個過程,就是一個簡單的建模過程。所以在教學(xué)過程中,特別是引入新概念、新定理等內(nèi)容時,教師應(yīng)努力選取一些實(shí)際例子,讓學(xué)生去體會數(shù)學(xué)建模的思想,增強(qiáng)學(xué)生對數(shù)學(xué)建模的認(rèn)識。另外,開展數(shù)學(xué)建模課程建設(shè),除以上在數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課中融入數(shù)學(xué)建模思想外,高校還應(yīng)開設(shè)數(shù)學(xué)建模的選修與必修課,方便學(xué)生深入了解數(shù)學(xué)建模。
四、財(cái)經(jīng)類高校開展數(shù)學(xué)建模課程建設(shè)的意義
【關(guān)鍵詞】應(yīng)用數(shù)學(xué);數(shù)學(xué)建模;滲透
一、應(yīng)用數(shù)學(xué)的發(fā)展與現(xiàn)狀
最初的應(yīng)用數(shù)學(xué)在創(chuàng)立的時候,只有很少的幾個分支,經(jīng)過時間的沉淀和進(jìn)一步的開拓,到如今,應(yīng)用數(shù)學(xué)已經(jīng)有了非常迅速的發(fā)展,幾乎可以將應(yīng)用數(shù)學(xué)的方法融入到各個科學(xué)領(lǐng)域,尤其是與其它很多學(xué)科的聯(lián)系越來越趨于緊密,起著舉足輕重的作用。應(yīng)用數(shù)學(xué)早已不僅僅局限于傳統(tǒng)學(xué)科如物理學(xué)、醫(yī)學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)的原始問題,而隨著信息化時代的到來,應(yīng)用數(shù)學(xué)更多的應(yīng)用于新興信息學(xué)、生態(tài)學(xué)一些劃時代的學(xué)科中,在邊緣科學(xué)中也發(fā)揮這越來越重要的作用,甚至進(jìn)入了金融、保險(xiǎn)等行業(yè),給應(yīng)用科學(xué)帶來了巨大的前途和發(fā)展空間,充滿了更多的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。
應(yīng)用數(shù)學(xué)是一門數(shù)學(xué),更是一門科學(xué)。很久以來,在應(yīng)用數(shù)學(xué)的教學(xué)和實(shí)踐中,很多人一直不了解如何把理論知識與實(shí)際很好的結(jié)合,其根本原因就是沒有將數(shù)學(xué)建模思想滲透到真正的應(yīng)用數(shù)學(xué)中去。很多熟知應(yīng)用數(shù)學(xué)的人員卻不能將其運(yùn)用到實(shí)際領(lǐng)域中去,他們也許很多人都還不知道什么是數(shù)學(xué)建模,也不了解數(shù)學(xué)建模的過程是什么,更不會知道數(shù)學(xué)建模能有這么大的用處。馬克思曾經(jīng)說過:“一門科學(xué)只有當(dāng)它充分利用了數(shù)學(xué)之后,才能成為一門精確的科學(xué)?!彪S著應(yīng)用數(shù)學(xué)的發(fā)展,給它提供了更廣闊的空間,也給應(yīng)用者們帶來了巨大的挑戰(zhàn)。這就迫使應(yīng)用數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)者要自覺學(xué)習(xí)了解各個行業(yè)的知識,進(jìn)入充滿懸念的非傳統(tǒng)領(lǐng)域,在高尖端的應(yīng)用領(lǐng)域中放手一搏,能及時跟上應(yīng)用數(shù)學(xué)的變化并走在時代的前沿。
二、數(shù)學(xué)建模在應(yīng)用數(shù)學(xué)中的重要作用
數(shù)學(xué)模型是用數(shù)學(xué)來解決實(shí)際問題的橋梁。數(shù)學(xué)模型與數(shù)學(xué)建模不僅僅展示了解決實(shí)際問題時所使用的數(shù)學(xué)知識與技巧,更重要的是它告訴我們?nèi)绾瓮诰驅(qū)嶋H問題中的數(shù)學(xué)內(nèi)涵并使用所學(xué)數(shù)學(xué)知識來解決它。數(shù)學(xué)建模就是應(yīng)用數(shù)學(xué)理論和方法去分析和解決實(shí)際問題,簡單的說,就是用數(shù)學(xué)語言描述實(shí)際現(xiàn)象的過程。數(shù)學(xué)源于生活實(shí)踐,是研究現(xiàn)實(shí)世界數(shù)量關(guān)系和空間形式的科學(xué),最終也將應(yīng)用于生活。在如今,數(shù)學(xué)以空前的廣度和深度向其他科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域滲透,過去很少應(yīng)用數(shù)學(xué)的領(lǐng)域現(xiàn)在也在迅速的貼近數(shù)學(xué),特別是新技術(shù)、新工藝蓬勃興起,計(jì)算機(jī)的普及和廣泛應(yīng)用,數(shù)學(xué)在許多高新技術(shù)上起著十分關(guān)鍵的作用。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)的一個重要組成部分。
從馬克思方法論來說,數(shù)學(xué)建模實(shí)質(zhì)上就是一種數(shù)學(xué)思想方法。從工程、金融、設(shè)計(jì)等各個角度來運(yùn)用數(shù)學(xué)建模,就是用數(shù)學(xué)的語言和方法,通過抽象、簡化建立數(shù)學(xué)模型,近似勾勒出數(shù)學(xué)模型,在對數(shù)學(xué)模型的研究中完成對實(shí)際的模擬。數(shù)學(xué)建模能解決各個領(lǐng)域的實(shí)際問題,它從模型和量去考察實(shí)際問題,盡可能用數(shù)學(xué)的規(guī)律和參數(shù)變量來模擬實(shí)際問題的發(fā)展和結(jié)果,數(shù)學(xué)模型的建立可分為以下幾個步驟:用理論和定律來確定變量,建立各個參數(shù)之間的定量或定性關(guān)系,進(jìn)一步建立出數(shù)學(xué)模型;用數(shù)學(xué)的計(jì)算方法進(jìn)行分析、求解;然后盡可能用實(shí)驗(yàn)的、觀察的、歷史的數(shù)據(jù)來驗(yàn)證該數(shù)學(xué)模型。若檢驗(yàn)符合實(shí)際,則建模成功;若不符合實(shí)際,則需要重新考慮抽象、簡化建立新的數(shù)學(xué)模型。由數(shù)學(xué)建模的復(fù)雜過程可知,數(shù)學(xué)建模是一個需要多次迭代重復(fù)檢驗(yàn)才能完成的過程,最重要的是它反映了解決實(shí)際問題的真實(shí)過程。數(shù)學(xué)建模思想在應(yīng)用數(shù)學(xué)中的作用主要教體現(xiàn)在:
1.全面提高建立模型解決問題的能力
要學(xué)會將應(yīng)用數(shù)學(xué)用到解決各種實(shí)際問題,需要很多方面的要求。對于每一個學(xué)習(xí)應(yīng)用數(shù)學(xué)的人,首先有必要掌握充實(shí)的數(shù)學(xué)理論知識和方法,要有較強(qiáng)的自學(xué)能力,其實(shí)要有數(shù)學(xué)建模的意識,有能應(yīng)用數(shù)學(xué)的知識去解決問題的能力。在數(shù)學(xué)建模的學(xué)習(xí)和掌握過程中,必須能使學(xué)到了應(yīng)用數(shù)學(xué)的知識,又能運(yùn)用它們解決一些實(shí)際問題,這才是應(yīng)用數(shù)學(xué)培養(yǎng)人才的根本目標(biāo)。為使學(xué)生能夠進(jìn)入一種周而復(fù)始的學(xué)習(xí)、應(yīng)用的良性循環(huán),從知識和能力來講,數(shù)學(xué)建模的教學(xué)與實(shí)踐活動非常重要。所以在培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)應(yīng)用數(shù)學(xué)的同時,要注重?cái)?shù)學(xué)建模思想的培養(yǎng),只有這樣才能做到學(xué)以致用,才能全面提高用應(yīng)用數(shù)學(xué)解決實(shí)際問題的能力。
2.全面提高創(chuàng)新綜合分析問題的能力
傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)教學(xué)時枯燥而又封閉的,學(xué)生提不起興趣,自己學(xué)不到有用的知識。而創(chuàng)新前提下的數(shù)學(xué)建模的教學(xué)具有開放性多元性的特點(diǎn),學(xué)生主動闡明自己的想法,也是師生交流增多,更有利于產(chǎn)生碰撞的火花。在應(yīng)用數(shù)學(xué)教學(xué)中滲透數(shù)學(xué)建模思想,更能全面提高學(xué)生的創(chuàng)新綜合分析問題的能力,激發(fā)學(xué)習(xí)應(yīng)用數(shù)學(xué)的興趣,讓他們通過數(shù)學(xué)建模更好的理解應(yīng)用數(shù)學(xué),真正明白應(yīng)用數(shù)學(xué)的重要性。
三、將數(shù)學(xué)建模思想滲透到應(yīng)用數(shù)學(xué)中去
1.注重?cái)?shù)學(xué)應(yīng)用與理論相結(jié)合,成立數(shù)學(xué)建模小組
數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)理論和概念是學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)建模的根基。一切數(shù)學(xué)概念和知識都是從現(xiàn)實(shí)世界模型中抽象出來的,用建模的思想進(jìn)行教學(xué)是理論與應(yīng)用相結(jié)合的重要手段。在講解數(shù)學(xué)概念時,盡量從學(xué)生熟悉的生活實(shí)例或與專業(yè)相結(jié)合的實(shí)例中引出,減少學(xué)生對應(yīng)用數(shù)學(xué)的抽象感。用身邊的實(shí)例進(jìn)行講解,能拓寬學(xué)生的思路。成立數(shù)學(xué)建模小組,舉辦專題講座,學(xué)生自己選取實(shí)例進(jìn)行建模,從而讓學(xué)生嘗到數(shù)學(xué)建模成功的甜和難于解決的苦,對數(shù)學(xué)建模的方法加深理解,增長知識,積累經(jīng)驗(yàn)。
2.以建模的思想開展應(yīng)用數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容,掌握建模方法
將教科書中的實(shí)例模型化,用經(jīng)驗(yàn)材料進(jìn)行描述,利用應(yīng)用數(shù)學(xué)的理論跟公式推導(dǎo)運(yùn)算出實(shí)際模型的結(jié)果,要轉(zhuǎn)變觀念,拋棄過去的僵化模式,以新觀點(diǎn)來領(lǐng)導(dǎo)課堂,應(yīng)用數(shù)學(xué)方法和思想進(jìn)行綜合分析推理的能力、鍛煉創(chuàng)造力、想象力、聯(lián)想力和洞察力、學(xué)習(xí)建模能力并查閱文獻(xiàn)資料。應(yīng)用數(shù)學(xué)的教學(xué)中應(yīng)形成以實(shí)際問題為中心,以分析和解決問題為基本出發(fā)點(diǎn),以數(shù)學(xué)模型的建立為基本途徑,把應(yīng)用數(shù)學(xué)、數(shù)學(xué)建模和課外活動有機(jī)的結(jié)合起來,完成應(yīng)用數(shù)學(xué)和數(shù)學(xué)建模思想的滲透,寓數(shù)學(xué)建模于應(yīng)用數(shù)學(xué)中。
參考文獻(xiàn):
[1]鄭繼明.關(guān)于工科數(shù)學(xué)分析教學(xué)中的數(shù)學(xué)建模思想[J].重慶郵電大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版).2008,20.
關(guān)鍵詞:獨(dú)立學(xué)院數(shù)學(xué)建模應(yīng)用人才培養(yǎng)
1.引言
伴隨社會發(fā)展,數(shù)學(xué)學(xué)科不僅在自然科學(xué)領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用,而且在向金融、交通、經(jīng)濟(jì)、醫(yī)療等領(lǐng)域滲透。“高技術(shù)本質(zhì)上是數(shù)學(xué)技術(shù)”已經(jīng)成為大多數(shù)人的共識并被接受,數(shù)學(xué)的應(yīng)用性作用被越來越多的人所重視。獨(dú)立學(xué)院,是指實(shí)施本科以上學(xué)歷教育的普通高等學(xué)校與國家機(jī)構(gòu)以外的社會組織或者個人合作,不依賴國家財(cái)政舉辦的實(shí)施本科層次教育的高等學(xué)校,也被叫做獨(dú)立二級學(xué)院。應(yīng)用型人才是能夠?qū)I(yè)技能及知識應(yīng)用于所從事社會實(shí)踐、熟練掌握社會生產(chǎn)活動的專業(yè)人才。2003年,教育部8號文件《關(guān)于規(guī)范并加強(qiáng)普通高校以新的機(jī)制和模式試辦獨(dú)立學(xué)院管理的若干意見》,自此文件后,獨(dú)立學(xué)院開始走向自主辦學(xué)的道路,但是獨(dú)立學(xué)院的發(fā)展也因此遇到諸多瓶頸,因此諸多學(xué)者對獨(dú)立學(xué)院的發(fā)展進(jìn)行了研究,其中重要的一個發(fā)展方向就是要轉(zhuǎn)變辦學(xué)模式,向應(yīng)用型的本科教育辦學(xué)方向轉(zhuǎn)型。而作為數(shù)學(xué)類應(yīng)用學(xué)科,數(shù)學(xué)建模能夠解決實(shí)際生活中的諸多問題,數(shù)學(xué)建模教學(xué)能夠給學(xué)生提供一個展示自己的舞臺,重在培養(yǎng)學(xué)生用數(shù)學(xué)解決具體的實(shí)際問題的能力,在培養(yǎng)應(yīng)用型人才方面發(fā)揮著重要作用。目前,國內(nèi)外諸多高校都已開設(shè)數(shù)學(xué)建模課程并組織學(xué)生參加數(shù)學(xué)建模大賽,從教育部全國數(shù)學(xué)建模大賽近幾年數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),參加全國數(shù)學(xué)建模大賽的隊(duì)伍一直在持續(xù)增長。高校組織學(xué)生參加數(shù)學(xué)建模大賽有助于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,有助于提高學(xué)生應(yīng)用計(jì)算機(jī)解決實(shí)際問題的能力,有助于培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)意識及團(tuán)結(jié)合作能力,有助于培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用創(chuàng)新能力。組織并參加數(shù)學(xué)建模大賽,不僅能夠促進(jìn)數(shù)學(xué)教育教學(xué)改革,而且能夠提高學(xué)生的應(yīng)用創(chuàng)新能力,加速獨(dú)立學(xué)院向應(yīng)用型人才培養(yǎng)方向的轉(zhuǎn)變。
2.數(shù)學(xué)建模是應(yīng)用型人才培養(yǎng)的必然要求
數(shù)學(xué)在實(shí)際生活被人們認(rèn)為是僅僅能夠用于簡單的計(jì)算這一誤區(qū)慢慢被打破,數(shù)學(xué)建模讓更多的人認(rèn)識到了數(shù)學(xué)涉及領(lǐng)域的廣泛及數(shù)學(xué)與現(xiàn)實(shí)生活的關(guān)系,數(shù)學(xué)建模也讓數(shù)學(xué)這一生澀而枯燥的課程生動起來。當(dāng)今社會,科技日新月異,應(yīng)用型人才的培養(yǎng),是推動社會發(fā)展和時代前進(jìn)的動力。高校組織學(xué)生參加數(shù)學(xué)建模大賽能夠提高學(xué)生的綜合素質(zhì),是培養(yǎng)應(yīng)用型人才的重要措施;是培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力,提高學(xué)生應(yīng)用計(jì)算機(jī)解決實(shí)際問題的能力,培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)意識及團(tuán)結(jié)合作能力,培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用創(chuàng)新能力的重要手段。
2.1培養(yǎng)學(xué)生的自我學(xué)習(xí)能力。
數(shù)學(xué)建模涉及的課程非常多,相對課時少,教授數(shù)學(xué)建模的老師大多采用的是啟發(fā)式講解引導(dǎo)學(xué)生如何解決問題,教師教給學(xué)生的是數(shù)學(xué)原理和數(shù)學(xué)方法,沒有太多時間給出具體的解答過程。而且數(shù)學(xué)建模是用于解決實(shí)際問題的,實(shí)際問題要考慮的方面很多,這就要求學(xué)生要了解問題的諸多方面,如實(shí)際背景、相關(guān)數(shù)據(jù)等,進(jìn)而分析問題,抽象出數(shù)學(xué)模型,最后解決問題。這要求講解數(shù)學(xué)建模的教師只能啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生主動分析問題、查找資料及相關(guān)的理論知識。通過這一過程既能培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力,又能充分發(fā)揮學(xué)生自身的能量。
2.2數(shù)學(xué)建模有助于應(yīng)用創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
數(shù)學(xué)建模是針對社會實(shí)際問題而設(shè)置的問題,它和傳統(tǒng)數(shù)學(xué)問題是有區(qū)別的,數(shù)學(xué)建模問題往往沒有現(xiàn)成的模式,也沒有標(biāo)準(zhǔn)的和唯一答案,完全靠學(xué)生自己的創(chuàng)新解決問題,這就要求學(xué)生必須有應(yīng)用創(chuàng)新能力,同時也給學(xué)生提供了廣闊的空間,學(xué)生可以通過利用自己學(xué)到的知識,選擇合適的方法思考問題,進(jìn)而得到解決問題的數(shù)學(xué)模型,這可以充分發(fā)揮他們的創(chuàng)造力和想象力,漸漸地發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)規(guī)律,提高學(xué)生的應(yīng)用能力、創(chuàng)造能力及競爭意識。
2.3數(shù)學(xué)建模有助于培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)意識及團(tuán)結(jié)合作能力。
數(shù)學(xué)建模處理的是復(fù)雜的社會實(shí)際問題,在處理問題的過程中,單靠數(shù)學(xué)知識是無法解決問題建立模型的,它需要跨專業(yè)、學(xué)科的綜合知識融合在一起才能夠解決。數(shù)學(xué)建?;顒由婕暗膯栴}多,如分析問題、尋找數(shù)據(jù)、建立模型及模型驗(yàn)證,其實(shí)際操作過程中工作量非常大,其中不但有理論性的數(shù)學(xué)知識,還有如計(jì)算機(jī)編程等相關(guān)的知識,單靠某一位同學(xué)很難完成,因此要求數(shù)學(xué)建模小組成員之間能夠相互了解、相互學(xué)習(xí),在活動過程中要求成員之間必須相互尊重和信任,能夠聽取別人的意見,能夠相互發(fā)現(xiàn)不足,取長補(bǔ)短。因此,通過數(shù)學(xué)建?;顒?,能夠培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)意識及團(tuán)結(jié)合作能力。
3.獨(dú)立學(xué)院應(yīng)用型人才培養(yǎng)的措施
3.1以應(yīng)用型人才培養(yǎng)為基礎(chǔ)進(jìn)行公共數(shù)學(xué)教學(xué)改革。
應(yīng)用型人才培養(yǎng)是獨(dú)立學(xué)院發(fā)展的一個非常好的方向,作為公共數(shù)學(xué)課程,在教學(xué)過程中應(yīng)體現(xiàn)數(shù)學(xué)的應(yīng)用性,即數(shù)學(xué)建模思想。數(shù)學(xué)建模思想的形成是一個長期復(fù)雜的工程,要培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)建模思想,就要求公共數(shù)學(xué)課教師在上課過程中,反復(fù)提到并應(yīng)用與學(xué)生所學(xué)專業(yè)相關(guān)的數(shù)學(xué)問題及相應(yīng)的數(shù)學(xué)建模思想,經(jīng)常性地把數(shù)學(xué)應(yīng)用到現(xiàn)實(shí)社會生活中,讓學(xué)生體會到數(shù)學(xué)的實(shí)際應(yīng)用價值,讓學(xué)生體能會到數(shù)學(xué)無處不在,生活中處處是數(shù)學(xué)。這樣,能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣,調(diào)動學(xué)生解決問題的熱情,培養(yǎng)基礎(chǔ)扎實(shí)、適應(yīng)能力較強(qiáng)的應(yīng)用型復(fù)合人才。
3.2參加數(shù)學(xué)建模大賽,推動獨(dú)立學(xué)院應(yīng)用型人才培養(yǎng)。
數(shù)學(xué)建模競賽是數(shù)學(xué)建模的一種輔助手段,目的是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識及運(yùn)用數(shù)學(xué)方法和計(jì)算機(jī)解決實(shí)際生活問題的能力。目前為止,國內(nèi)院校比較認(rèn)可的數(shù)學(xué)建模大賽主要是全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模大賽和美國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模大賽。參加數(shù)學(xué)建模大賽,能夠推動數(shù)學(xué)建模的發(fā)展。數(shù)學(xué)建模大賽是半封閉的形式,持續(xù)三天。這三天是一個非常艱辛的過程,它可以培養(yǎng)學(xué)生的探索創(chuàng)新精神、應(yīng)用數(shù)學(xué)解決困難問題的能力,還可以培養(yǎng)學(xué)生經(jīng)受挫折的心理素質(zhì)、鍥而不舍的意志品質(zhì)、團(tuán)結(jié)協(xié)作的能力。因此,組織參加數(shù)學(xué)建模大賽有助于推動應(yīng)用型人才培養(yǎng)。
3.3組建應(yīng)用能力強(qiáng)的教師團(tuán)隊(duì)。
教師是幫助學(xué)生建立數(shù)學(xué)建模思想的領(lǐng)路人,要培養(yǎng)具有應(yīng)用能力的人才,教師在教授課程中體現(xiàn)數(shù)學(xué)建模思想,這就要求組建應(yīng)用能力強(qiáng)的教師團(tuán)隊(duì),團(tuán)隊(duì)教師要及時了解國內(nèi)外數(shù)學(xué)建模動態(tài)并能應(yīng)用于數(shù)學(xué)教學(xué),要有強(qiáng)烈的責(zé)任心和精湛的教學(xué)手段,有要淵博的知識并能夠有選擇性地接受并傳播給學(xué)生。因此,組建一支優(yōu)秀的教師隊(duì)伍,是提升公共數(shù)學(xué)建模教學(xué)水平的重要保證,是培養(yǎng)應(yīng)用型人才的需要。
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【關(guān)鍵詞】高等數(shù)學(xué) 建模思想 實(shí)例教學(xué) 滲透研究
高等教育的發(fā)展、素質(zhì)教育改革模式的轉(zhuǎn)變,對學(xué)生的應(yīng)用能力提出更高要求。數(shù)學(xué)作為高等院校重要基礎(chǔ)課程之一,在數(shù)學(xué)研究的抽象性與技術(shù)性上,如何將數(shù)學(xué)知識與實(shí)踐應(yīng)用相結(jié)合,凸顯數(shù)學(xué)的應(yīng)用能力。解決實(shí)際問題,從問題的起始狀態(tài)、中間狀態(tài)、目標(biāo)狀態(tài)上來全面審視數(shù)學(xué)認(rèn)知,并從數(shù)學(xué)的抽象思維、邏輯思維和建模思想上來解決具體的綜合問題。以建模為依托,從數(shù)學(xué)概念、定理、數(shù)學(xué)思維方法上來探究數(shù)學(xué)與客觀世界的關(guān)系,并從建模實(shí)踐中來表征數(shù)量關(guān)系與圖形關(guān)系,旨在從建模實(shí)踐中驗(yàn)證數(shù)學(xué)的應(yīng)用價值。
一、數(shù)學(xué)建模與為什么引入建模思想
從概念來看,模型是基于結(jié)構(gòu)的、對抽象事物的形象化表示。數(shù)學(xué)模型是基于符號的對客觀世界的抽象性、簡化性數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu),建模的過程也是對實(shí)際問題抽象、簡化、確定變量、參數(shù),并從數(shù)量間的關(guān)系上求解數(shù)學(xué)問題。在高等數(shù)學(xué)教學(xué)實(shí)踐中,將建模思想滲透到數(shù)學(xué)概念中,并從數(shù)學(xué)的建模應(yīng)用中來強(qiáng)化理論知識與實(shí)踐的聯(lián)系,幫助學(xué)生從數(shù)學(xué)知識中增長數(shù)學(xué)素養(yǎng),提升數(shù)學(xué)綜合素質(zhì)。因此,建模思想與高等數(shù)學(xué)的滲透是十分必要的。其作用主要表現(xiàn):一是建模思想有助于增強(qiáng)學(xué)生對數(shù)學(xué)的探索興趣。從建模的形成來看,數(shù)學(xué)建模來源于實(shí)際問題,是從現(xiàn)實(shí)問題的抽象、簡化中形成數(shù)學(xué)模型,并結(jié)合數(shù)學(xué)解題方法來求解問題,達(dá)到對數(shù)學(xué)建模與現(xiàn)實(shí)實(shí)踐的融合。因此,建模思想的實(shí)踐性,可以有效激發(fā)學(xué)生的探索欲和好奇心,并從數(shù)學(xué)解題實(shí)踐中強(qiáng)化對數(shù)學(xué)思想和方法的運(yùn)用。同時,建模思想中的問題情境,將數(shù)學(xué)知識的分析上滿足學(xué)生的求知興趣。二是建模思想注重?cái)?shù)學(xué)理論知識與實(shí)踐應(yīng)用的結(jié)合。從數(shù)學(xué)建模中,對于生活中的問題,可以用數(shù)學(xué)分析的方法來解決。數(shù)學(xué)分析的過程,就是對數(shù)學(xué)理論與實(shí)際銜接的過程,從具體的數(shù)學(xué)模型中來解決遇到的問題,讓學(xué)生能夠從發(fā)揮數(shù)學(xué)知識中增長解題能力,補(bǔ)充數(shù)學(xué)理論與應(yīng)用的鴻溝。三是建模思想有助于培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)思維。對于數(shù)學(xué)知識,通常需要從條件的分析、具體的運(yùn)算及邏輯推理中獲得數(shù)學(xué)求解;同時,在對數(shù)學(xué)符號、數(shù)學(xué)方法的運(yùn)用中,從真實(shí)事物中來概括和抽象數(shù)學(xué)模型,將實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)代教育體系的豐富,也給數(shù)學(xué)教學(xué)提供了生動素材。四是建模思想有助于增強(qiáng)學(xué)生的數(shù)學(xué)素質(zhì)。高等教育中的數(shù)學(xué)教學(xué),不僅要注重?cái)?shù)學(xué)解題能力的養(yǎng)成,還有從數(shù)學(xué)知識、數(shù)學(xué)興趣、數(shù)學(xué)意識上,引導(dǎo)學(xué)生利用數(shù)學(xué)思維方法來觀察事物,解決實(shí)際問題。
二、數(shù)學(xué)建模思想與高等數(shù)學(xué)的融合研究
(一)建模思想在高等數(shù)學(xué)概念、定理中的滲透
建模思想作為理論與實(shí)踐的聯(lián)系方式,在對數(shù)學(xué)概念講解中,利用建模思想來拓寬學(xué)生對數(shù)學(xué)的認(rèn)知,從客觀事物的數(shù)量關(guān)系中來構(gòu)建數(shù)學(xué)知識間的數(shù)學(xué)模型。如對于定積分的定義講解中,如何從建模思想與概念關(guān)聯(lián)中引導(dǎo)學(xué)生理解問題的實(shí)質(zhì)??梢詫?dǎo)入如下問題情境,將某車的運(yùn)動軌跡為例,求解變速直線運(yùn)動的路程。對于該問題的設(shè)置,讓學(xué)生從“無限細(xì)分化整為零”來理解速度變化,再從局部入手,來探討直線代曲線后的近似算法,最后從無限積累聚零為整取極限,來全面認(rèn)識和理解微積分的基本思想,從而獲得路程的數(shù)學(xué)表達(dá)式為:S。也就是說,對本實(shí)例,從路程S的構(gòu)成上可以利用微積分思想,來構(gòu)建對應(yīng)的數(shù)學(xué)模型,I= ,從而得出定積分的基本定義。
(二)建模思想在數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中的具體應(yīng)用
高等數(shù)學(xué)不同章節(jié)不同知識點(diǎn)在教學(xué)中,利用具體的教學(xué)實(shí)例,從數(shù)學(xué)模型中來導(dǎo)入課堂,凸顯數(shù)學(xué)問題與現(xiàn)實(shí)實(shí)際的關(guān)聯(lián)度,并從中來滲透建模思想,增強(qiáng)學(xué)生從建模思想中拓寬知識的應(yīng)用范圍,提升課堂教學(xué)的趣味性,還能夠從問題的分析和解決中促進(jìn)學(xué)生想象力、思維力和創(chuàng)造力的養(yǎng)成。如以某游客登山旅游為例,第一天上午9點(diǎn)從山腳出發(fā),下午5點(diǎn)達(dá)到山頂;第二天從上午9點(diǎn)下山,對于是否存在某一個景點(diǎn),,滿足游客在兩天的同一時刻到達(dá)。對于本題在研究中,首先從問題的假設(shè)中來進(jìn)行模型構(gòu)建。設(shè)甲乙二人同時相向出發(fā),走同一條路,一個上上,一個下山,必有兩人相遇的某一點(diǎn)。其次,從甲乙二人的行走路程分別計(jì)作S,則S=s1(t)和S=s2(t)。然后,我們假設(shè)s1(0)=0,s2(0)=S,s1(T)=S,S2(T)=0,S為單程距離。對該題進(jìn)行模型構(gòu)建,假設(shè)函數(shù)f(t)=s2(t)-s1(t),從函數(shù)的連續(xù)性上來看,f(0)=S>0,f(T)=-S
(三)建模思想在課后作業(yè)中的滲透
數(shù)學(xué)來源于生活,數(shù)學(xué)所關(guān)系的問題具有普遍性和真實(shí)性,對于實(shí)際問題的導(dǎo)入,要貼近學(xué)生的需求,引導(dǎo)學(xué)生從數(shù)學(xué)建模中增強(qiáng)科研意識和探索精神。課外作業(yè)也是高等數(shù)學(xué)滲透建模思想的重要內(nèi)容,從課堂知識的延伸、課程教學(xué)內(nèi)容的理解、消化和鞏固上,圍繞數(shù)學(xué)分析方法和理論知識,從實(shí)際問題的構(gòu)建中引導(dǎo)學(xué)生解決實(shí)際問題。如通過對學(xué)生進(jìn)行分組,構(gòu)建小組協(xié)作,從建模知識的合作、體驗(yàn)和實(shí)踐中完成作業(yè),讓學(xué)生從作業(yè)參與中強(qiáng)化團(tuán)結(jié)、協(xié)作精神。如構(gòu)建某一課題,設(shè)置一塊不平的地面,能否找到一個合適的位置保持桌子的四腳平穩(wěn)著地。對于本題在假設(shè)上,首先確定四個腳著地將構(gòu)成一個嚴(yán)格的長方形;其次對于地面高度不存在間斷,即不存在類似臺階的地面。由此可知,在構(gòu)建數(shù)學(xué)模型中,首先以桌子的中心為原點(diǎn)建立坐標(biāo)系,當(dāng)長方形桌子進(jìn)行旋轉(zhuǎn)時,對角線連線與X軸所成夾角為θ。由此可以設(shè)置四個腳到地面間的距離分別為hA(θ),hB(θ),hC(θ)和hD(θ),同時,對于任意一個θ,都得滿足hA(θ),hB(θ),hC(θ)和hD(θ)至少有三個為零。由此可見,對于hA(θ),hB(θ),hC(θ)和hD(θ)作為θ的連續(xù)性函數(shù),對于桌子的問題可以進(jìn)行數(shù)學(xué)模型轉(zhuǎn)換。假設(shè):hA(θ),hB(θ),hC(θ)和hD(θ),滿足hi(θ)≥0,且i=A,B,C,D。對于任意一個θ,都有函數(shù)hA(θ),hB(θ),hC(θ)和hD(θ)中的三個總為零。由此可以證明θ存在,且滿足hA(θ)=hB(θ)=hC(θ)=hD(θ)=0。對本題進(jìn)行探討和總結(jié)可知,對于連續(xù)函數(shù)的根的存在性即是本題研究的問題。對于模型假設(shè)與建模思想的滲透,主要從桌子的四個腳構(gòu)成嚴(yán)格的四方形,且滿足地面高度不存在間斷。所以,本題的思維空間更大,而解題方法也存在多樣化。三、結(jié)語
對于高等數(shù)學(xué)與建模思想是融合,還可以從考試環(huán)節(jié)入手。對于傳統(tǒng)考試內(nèi)容的設(shè)置,開放型題型相對較少,而對于高等數(shù)學(xué)建模思想的滲透,往往可以通過開放型題型的導(dǎo)入中,來考察學(xué)生對數(shù)學(xué)知識的理解和數(shù)學(xué)思想的掌握能力。需要強(qiáng)調(diào)的是,對于高等數(shù)學(xué)建模思想及方法的運(yùn)用,也需要結(jié)合學(xué)生的學(xué)習(xí)實(shí)際,能夠從數(shù)學(xué)知識的學(xué)習(xí)和數(shù)學(xué)應(yīng)用能力的分析上,凸顯基礎(chǔ)知識的作用,適當(dāng)滲透數(shù)學(xué)應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力,把握好知識間的“實(shí)用性”和“嚴(yán)謹(jǐn)性”要求。對于數(shù)學(xué)建模思想要突出主旨,實(shí)例清晰,能夠從理論和實(shí)踐中恰當(dāng)?shù)耐卣箤W(xué)生的思維,促進(jìn)數(shù)學(xué)建模思想與高等數(shù)學(xué)教學(xué)的有機(jī)協(xié)同??傊瑪?shù)學(xué)模型是建模的基礎(chǔ),也是構(gòu)建數(shù)學(xué)語言表述現(xiàn)實(shí)世界數(shù)量關(guān)系和圖形關(guān)系的橋梁,通過對數(shù)學(xué)建模思想的滲透,將數(shù)學(xué)知識與運(yùn)算法則,與具體的數(shù)學(xué)問題建立關(guān)聯(lián),從數(shù)學(xué)知識的結(jié)構(gòu)化、模型化中來深化數(shù)學(xué)思想,構(gòu)建完備的數(shù)學(xué)能力培養(yǎng)體系。
參考文獻(xiàn):
【關(guān)鍵詞】數(shù)學(xué)建模競賽;數(shù)學(xué)素質(zhì);數(shù)學(xué)建模教學(xué)
近年來,國際和國內(nèi)數(shù)學(xué)界對于應(yīng)用數(shù)學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力培養(yǎng)給予了廣泛的關(guān)注和高度的重視,數(shù)學(xué)建模競賽和教學(xué)活動的開展以學(xué)生在實(shí)際應(yīng)用中運(yùn)用數(shù)學(xué)、獲取數(shù)學(xué)知識、體會數(shù)學(xué)文化之美為目的,極大的提高了我國高等教育的水平、課程體系和教學(xué)模式改革。我國每年9月份進(jìn)行的全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽,由1994年的196所高等院校的867個參賽隊(duì)逐漸擴(kuò)大到超過1000支隊(duì)伍參加,并且以每年25%的平均增速快速發(fā)展,參賽隊(duì)員數(shù)以萬計(jì)。然而,數(shù)學(xué)應(yīng)用能力的培養(yǎng)是高等院校數(shù)學(xué)課堂所缺少的,提高學(xué)生的實(shí)踐動手能力和創(chuàng)新能力是開展數(shù)學(xué)建?;顒拥闹攸c(diǎn)。數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的目標(biāo)不僅是培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算能力和邏輯思維能力,更重要的是提高學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。20年來,參加數(shù)學(xué)建模競賽和開展數(shù)學(xué)建模課程的高等院校越來越多,使得數(shù)學(xué)建模的影響力越來越大,優(yōu)秀的創(chuàng)新型人才層出不窮。國家之間的競爭實(shí)質(zhì)上就是創(chuàng)新人才的競爭,因此培養(yǎng)創(chuàng)新人才是各個高等院校提高教育質(zhì)量的重要著力點(diǎn)。作為全國最大的課外科技活動,數(shù)學(xué)建模是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的一個有效途徑,可以激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識。與此同時,數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)形式、教學(xué)目的等都面臨著重要的改革。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展,使得數(shù)學(xué)建?;顒幽軌驈V泛而深入的運(yùn)用到自然科學(xué)、社會科學(xué)等越來越多的研究領(lǐng)域。數(shù)學(xué)建模能力的強(qiáng)弱是衡量一個現(xiàn)代數(shù)學(xué)科學(xué)工作者創(chuàng)新能力的重要指標(biāo)。數(shù)學(xué)建模反映了學(xué)生數(shù)學(xué)的應(yīng)用水平,也是學(xué)生數(shù)學(xué)素質(zhì)教育的重要環(huán)節(jié)。近20年來,國際數(shù)學(xué)界對于數(shù)學(xué)應(yīng)用能力培養(yǎng)的關(guān)注愈發(fā)強(qiáng)烈。美國數(shù)學(xué)聯(lián)合會把數(shù)學(xué)應(yīng)用與建模的內(nèi)容結(jié)合進(jìn)中學(xué)教材作為1981年至1990年數(shù)學(xué)教育改革最需要的項(xiàng)目。在我國,1992年張莫宙先生強(qiáng)烈呼吁數(shù)學(xué)的應(yīng)用在中學(xué)教學(xué)的重要性。為了適應(yīng)科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的需要和高素質(zhì)科技人才的培養(yǎng)需要,數(shù)學(xué)建模正在高等院校中逐漸展開。國內(nèi)外越來越多的高等院校開展了數(shù)學(xué)建模的課程和校內(nèi)數(shù)學(xué)建模競賽以及數(shù)學(xué)建模競賽的培訓(xùn)工作,數(shù)學(xué)建?;顒又饾u成為高等院校教育教學(xué)改革和培養(yǎng)高質(zhì)量科技人才的重要方面。目前,部分高等院校正在將數(shù)學(xué)建模教學(xué)與競賽活動將教學(xué)改革結(jié)合到一起,力求探索出更有效的數(shù)學(xué)建模教學(xué)方法和培養(yǎng)新世紀(jì)創(chuàng)新型人才的新思路。受應(yīng)試教育的影響,在我國有部分人認(rèn)為數(shù)學(xué)就是嚴(yán)密的計(jì)算和邏輯推理,學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)目的就是為了考試獲得好的分?jǐn)?shù),或者知識和技能的培養(yǎng),對于實(shí)際應(yīng)用能力、創(chuàng)新能力沒有得到足夠的重視,數(shù)學(xué)之美沒有通過解決實(shí)際生活中遇到的問題得到體會。清華大學(xué)姜啟源教授認(rèn)為,數(shù)學(xué)教育的本質(zhì)就是素質(zhì)教育,數(shù)學(xué)教學(xué)工作不能完全和外界隔離開來。把數(shù)學(xué)建模引入素質(zhì)教育過程就是將來的趨勢。在我國,約有超過500所高等院校開設(shè)了數(shù)學(xué)建模課程,越來越多的大學(xué)教師正在將數(shù)學(xué)建模的思想和方法融入數(shù)學(xué)的日常教學(xué)當(dāng)中,這無疑是對數(shù)學(xué)教學(xué)改革的有益嘗試。應(yīng)用能力和基礎(chǔ)知識缺一不可、同樣重要,通過數(shù)學(xué)建模教學(xué)活動提高當(dāng)代大學(xué)生的數(shù)學(xué)素質(zhì)具有重要的意義。
1數(shù)學(xué)素質(zhì)的重要性
素質(zhì)教育包含了基本品質(zhì)和素養(yǎng)等因素,數(shù)學(xué)素質(zhì)教育對于學(xué)生的素質(zhì)教育的總體提高具有至關(guān)重要的意義。數(shù)學(xué)是人類文明的重要組成部分,數(shù)學(xué)素質(zhì)教育對于提高全民素質(zhì)起著至關(guān)重要的作用。作為一種先進(jìn)的文化,數(shù)學(xué)對于人類文明的發(fā)展進(jìn)步起著積極的推動作用,是人類文明的重要支柱。數(shù)學(xué)素質(zhì)教育是時展的需要,尤其對于當(dāng)前環(huán)境變化、資源緊缺和疾病等越來越多的社會問題突出顯現(xiàn),信息和知識快速發(fā)展、產(chǎn)品技術(shù)更新?lián)Q代周期越來越短。智力資源和創(chuàng)新競爭的出現(xiàn),正在逐步改變我們對于“應(yīng)試教育”的轉(zhuǎn)變,“素質(zhì)教育”將受到更高的重視。素質(zhì)教育對于教師提出了更高的要求,數(shù)學(xué)不再知識書本知識的傳授,而需要生動活潑的邏輯思維觸動學(xué)生的心理和智能,激發(fā)學(xué)生內(nèi)在的潛能。大學(xué)課堂上,數(shù)學(xué)教學(xué)要利用數(shù)學(xué)的文化和美感導(dǎo)引學(xué)生。數(shù)學(xué)課堂要激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造激情,不能夠培養(yǎng)只會做題的書呆子。數(shù)學(xué)素質(zhì)教育是學(xué)生在先天遺傳因素基礎(chǔ)之上,通過自身不斷實(shí)踐和總結(jié)經(jīng)驗(yàn)過程中不斷體會數(shù)學(xué)文化知識和數(shù)學(xué)之美,利用逐漸建立起來自身的數(shù)學(xué)思維去觀察世界、認(rèn)識世界從而改變世界,在改變自身認(rèn)識的實(shí)踐中建立起來的人文精神。學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的過程不只是解決一道題目、解決一個具體問題,而是潛移默化的培養(yǎng)其一種審美的情操,一種理性的思維模式。在學(xué)生的素質(zhì)教育培養(yǎng)過程中,各方面的教育都很重要,而數(shù)學(xué)教育在這其中必定是重中之重。在自然科學(xué)和社會科學(xué)的教學(xué)和研究中,人們會愈發(fā)認(rèn)識到數(shù)學(xué)對于全面提高學(xué)生的綜合素質(zhì)是非常重要的。在當(dāng)前,對于青少年思想品質(zhì)的提高,人生觀、價值觀和世界觀的正確培養(yǎng)以及建立良好的學(xué)習(xí)態(tài)度尤其重要。中國數(shù)學(xué)的成就輝煌,在青少年的愛國主義教育過程中需要體現(xiàn)。數(shù)學(xué)之美需要在高等院校的課堂上呈現(xiàn)出來,和學(xué)生之間要產(chǎn)生情感上的共鳴。法國數(shù)學(xué)家伽森狄曾經(jīng)說過:“誰能從小受數(shù)學(xué)熏陶到那樣一種程度,即已經(jīng)習(xí)慣于數(shù)學(xué)的那種不容置辯的證明,誰就能養(yǎng)成認(rèn)識真理的能力,從而不會放過虛偽和假象”數(shù)學(xué)素質(zhì)教育的根本就是教育學(xué)生要客觀的認(rèn)識世界、追求真理,培養(yǎng)誠實(shí)守信的道德情操。德育教育是高等院校教育的首要任務(wù),“品質(zhì)”是做人的根本,知識少一些能力差一點(diǎn)可以逐漸學(xué)習(xí),作為一個人首先需要品質(zhì)達(dá)標(biāo)。培養(yǎng)學(xué)生理性的思維、獨(dú)立的思考能力、堅(jiān)忍不拔的性格和井然有序的生活規(guī)律是數(shù)學(xué)素質(zhì)教育的方向。數(shù)學(xué)素質(zhì)教育與人文教育并不沖突,而是相輔相成、不可分割、交相輝映的。我國數(shù)學(xué)家陳省身曾說:“數(shù)學(xué)是一種活的學(xué)問,它在不斷變化,不斷發(fā)展,不斷的提供新的概念和新的方法,它促使著人們理性思維的飛躍?!敝怯歉叩仍盒=逃暮诵膬?nèi)容,數(shù)學(xué)素質(zhì)教育是在鍛煉學(xué)生邏輯思維、形象思維、直覺思維和空間想象能力的過程中傳授數(shù)學(xué)之美,數(shù)學(xué)思維能力的培養(yǎng)是大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重要一環(huán)。哲人云:“人之道,文化之道也”。數(shù)學(xué)是人類文化的重要組成部分,數(shù)學(xué)文化是一門充滿人文精神的重要學(xué)問,它不僅是關(guān)于數(shù)的世界和形的科學(xué),不只是數(shù)學(xué)自身。數(shù)學(xué)文化具備一切想象力、邏輯思維能力、美學(xué)和哲學(xué)的特點(diǎn)。高等院校需要重視數(shù)學(xué)文化氛圍的培養(yǎng),注重?cái)?shù)學(xué)思維體系的構(gòu)建、數(shù)學(xué)家創(chuàng)新精神的學(xué)習(xí),提高當(dāng)代大學(xué)生的數(shù)學(xué)文化素質(zhì)。數(shù)學(xué)來源于生活,應(yīng)用于生活,如何讓數(shù)學(xué)走進(jìn)生活、融入生活,我們需要從多方面進(jìn)行實(shí)踐探索。數(shù)學(xué)與生活的密切聯(lián)系,才是真正的數(shù)學(xué)文化價值,才是真正能夠提高當(dāng)代大學(xué)生的數(shù)學(xué)素質(zhì)的關(guān)鍵。
2數(shù)學(xué)建模對提高學(xué)生數(shù)學(xué)素質(zhì)的作用
近年來,數(shù)學(xué)建模工作對于全面提高高等院校學(xué)生的綜合素質(zhì),提高學(xué)生的創(chuàng)新和實(shí)踐能力,培養(yǎng)創(chuàng)新思維模式作用明顯。數(shù)學(xué)建模以實(shí)際問題為導(dǎo)向,培養(yǎng)學(xué)生在分析和討論解決問題過程中的獨(dú)立思考能力和解決問題的能力。目前數(shù)學(xué)建模競賽類型越來越豐富,每年有全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽、數(shù)學(xué)中國數(shù)學(xué)建模網(wǎng)絡(luò)挑戰(zhàn)賽、國際賽(小美賽)、全國統(tǒng)計(jì)建模大賽等類型,很多高等院校還自行組織校內(nèi)數(shù)學(xué)建模競賽。在校與校和校內(nèi)競賽的方法激勵學(xué)生的創(chuàng)新能力,培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神,全面提高學(xué)生的數(shù)學(xué)素質(zhì)。在數(shù)學(xué)建模競賽和日常教學(xué)過程中,要結(jié)合數(shù)學(xué)科學(xué)與人類社會進(jìn)步的相互影響,探索數(shù)學(xué)文化的歷史,注重?cái)?shù)學(xué)文化的熏陶。利用數(shù)學(xué)建模教學(xué)活動,將數(shù)學(xué)知識與實(shí)際生活相結(jié)合,令學(xué)生意識到生活中的數(shù)學(xué),體會數(shù)學(xué)在客觀世界的廣泛應(yīng)用,課堂上需要將數(shù)學(xué)知識生活化。學(xué)生在數(shù)學(xué)建模過程中通過觀察題目、了解問題背景、團(tuán)隊(duì)協(xié)作并最終解決實(shí)際問題,感受數(shù)學(xué)之美,體會數(shù)學(xué)的價值。素質(zhì)教育要符合社會發(fā)展的需要,以調(diào)動學(xué)生主觀能動性為目標(biāo),開發(fā)學(xué)生潛能、健全學(xué)生整體素質(zhì)。事實(shí)上,數(shù)學(xué)本身就是刻畫一切客觀事實(shí)的模型。在數(shù)學(xué)發(fā)展的歷史長河中,物理學(xué)、天文學(xué)、化學(xué)、生態(tài)學(xué)等多學(xué)科都和數(shù)學(xué)形影不離。數(shù)學(xué)建模的實(shí)踐性很強(qiáng),在建模競賽和教學(xué)活動中運(yùn)用多學(xué)科的知識作為背景,使用數(shù)學(xué)方法進(jìn)行分析建模,充分利用了數(shù)學(xué)思想和計(jì)算機(jī)的技術(shù)手段。在建模過程中,充分尊重學(xué)生的個體特征,鼓勵學(xué)生自主思考、尋求適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)方法并嘗試建立不同的數(shù)學(xué)模型,使用不同的數(shù)學(xué)建模方法探索解決問題的途徑。數(shù)學(xué)建模充分發(fā)揮了數(shù)學(xué)建模在多學(xué)科中的作用以及數(shù)學(xué)對于現(xiàn)實(shí)世界的一直存在的建模作用??傊?,隨著國民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,人們對于教育改革提出了更高的要求。探索數(shù)學(xué)建模對于提高學(xué)生的數(shù)學(xué)素質(zhì)是一種有效的途徑。數(shù)學(xué)建模是數(shù)學(xué)在解決實(shí)際問題中行之有效的方法,通過組織學(xué)生參加數(shù)學(xué)建模競賽活動、積極開展數(shù)學(xué)建模日常教學(xué)工作可以有效培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)知識和專業(yè)知識的學(xué)習(xí)興趣、進(jìn)取精神、團(tuán)隊(duì)精神和創(chuàng)新精神。提升大學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)是高等院校數(shù)學(xué)工作者正在努力的。數(shù)學(xué)建模是對現(xiàn)實(shí)世界中既復(fù)雜有抽象的問題進(jìn)行總結(jié)、歸納、統(tǒng)計(jì)分析和預(yù)測。數(shù)學(xué)建模需要對現(xiàn)實(shí)問題進(jìn)行建立模型和驗(yàn)證模型,最后還需使用最優(yōu)模型進(jìn)行現(xiàn)實(shí)世界的解釋和預(yù)測。學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)建模不僅要鍛煉大學(xué)生理解實(shí)際問題、解決實(shí)際問題的能力,培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新精神、團(tuán)隊(duì)精神,還要樹立正確的數(shù)學(xué)觀,即培養(yǎng)具有高數(shù)學(xué)素質(zhì)的人才。
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中職學(xué)校開展教學(xué)的主要目的是為社會培養(yǎng)高素質(zhì)技能型的專門人才,如筆者所在的學(xué)校就有服裝生產(chǎn)管理專業(yè)、服裝網(wǎng)絡(luò)營銷專業(yè)、服裝設(shè)計(jì)、室設(shè)建筑等專業(yè),這些專業(yè)的技術(shù)人才除了要具備相關(guān)的專業(yè)知識之外,還必須要有一定的動手能力和實(shí)踐能力。中職學(xué)校的畢業(yè)生將來要成為我國生產(chǎn)、建設(shè)和服務(wù)行業(yè)第一線的生力軍,如果他們能夠應(yīng)用已經(jīng)掌握的數(shù)學(xué)知識和數(shù)學(xué)方法不斷地改進(jìn)和優(yōu)化工作方法和工藝流程,就能夠在一定程度上提升產(chǎn)品的質(zhì)量,促進(jìn)工作效率的提升,增強(qiáng)產(chǎn)品的市場競爭力,從而為國家的發(fā)展和社會的進(jìn)步做出自己的貢獻(xiàn)。所以,作為對學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題能力培養(yǎng)的數(shù)學(xué)建模思想,在中職學(xué)校人才培養(yǎng)中的作用不容置疑。數(shù)學(xué)建模作為一種面向應(yīng)用的思想,對于解決中職數(shù)學(xué)中的一些應(yīng)用性的問題意義重大。
2.數(shù)學(xué)建模方法在中職數(shù)學(xué)教學(xué)中的滲透
所應(yīng)堅(jiān)持的基本原則在中職數(shù)學(xué)教學(xué)過程中滲透數(shù)學(xué)建模方法,應(yīng)當(dāng)依據(jù)中職學(xué)校人才培養(yǎng)的目標(biāo)和學(xué)生自身的知識能力特點(diǎn),賦予一些新的內(nèi)容,同時也要體現(xiàn)出新的理念,另外還要遵循一定的原則。
2.1應(yīng)當(dāng)遵循實(shí)效性的原則在中職數(shù)學(xué)教學(xué)過程中滲透數(shù)學(xué)建模方法,必須要和高職高專學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)相結(jié)合,強(qiáng)化對學(xué)生數(shù)學(xué)建模意識和模型求解能力的培養(yǎng)。在教學(xué)過程中,老師可以通過基本知識的講解和典型案例的分析,實(shí)現(xiàn)學(xué)生數(shù)學(xué)建模知識的螺旋式上升,促進(jìn)學(xué)生建模能力的增長。通過數(shù)學(xué)建模方法的滲透,使得數(shù)學(xué)建模能成為好用、易懂的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)工具,而不僅僅是一種高不可攀的數(shù)學(xué)知識,從而促進(jìn)學(xué)生綜合素質(zhì)的全面提升。
2.2應(yīng)當(dāng)遵循循序漸進(jìn)的原則在中職數(shù)學(xué)教學(xué)的過程中,考慮到中職學(xué)校學(xué)生的特點(diǎn),應(yīng)當(dāng)從最為基礎(chǔ)的部分開始,從簡單到復(fù)雜,循序漸進(jìn)地引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成深入思考的習(xí)慣。在進(jìn)行建模思想的滲透過程中,不可一味的追求難題,這可能會對學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性有一定的影響,使得部分學(xué)生喪失了求知的欲望。在教學(xué)過程中也可以和高職高專數(shù)學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行相應(yīng)的銜接,以便能夠?qū)崿F(xiàn)知識的有效拓展。
2.3應(yīng)當(dāng)遵循實(shí)用性的原則中職學(xué)校的學(xué)生一般數(shù)學(xué)基礎(chǔ)都比較薄弱,在進(jìn)行數(shù)學(xué)建模思想滲透的過程中應(yīng)該有針對性地開展教學(xué)。在中職數(shù)學(xué)教學(xué)的過程中,不宜過分地強(qiáng)調(diào)知識的嚴(yán)密性,而應(yīng)該體現(xiàn)數(shù)學(xué)建模的實(shí)用性。如在函數(shù)部分,二次函數(shù)是現(xiàn)實(shí)生活中的模型,在教學(xué)過程中應(yīng)該重點(diǎn)結(jié)合學(xué)生的專業(yè)特點(diǎn),利用函數(shù)的模型來解決專業(yè)上的具體問題。如在服裝網(wǎng)絡(luò)營銷中,一款服裝可以通過降價提高銷售量而增加利潤,可是價格下降了單位利潤也隨之減少,如何合理降價才能使利潤最大化呢?利用二次函數(shù)模型中有關(guān)最大(?。┲档闹R點(diǎn),可以找出合理的降價點(diǎn)獲取最大的利潤。這是在市場營銷中最常見的問題,通過數(shù)學(xué)建模方法在教學(xué)中的滲透,讓學(xué)生體會函數(shù)模型在同一個問題中不同情況下的差異,這有利于培養(yǎng)學(xué)生考慮問題的全面性。理論知識能夠在實(shí)踐過程中發(fā)揮作用,從而更好地突出數(shù)學(xué)知識的實(shí)用性,提升學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)建模思想解決問題的積極性。
3.數(shù)學(xué)建模方法在中職數(shù)學(xué)教學(xué)中滲透的策略
3.1將數(shù)學(xué)建模方法的滲透和學(xué)生的專業(yè)知識進(jìn)行有效的結(jié)合
在中職學(xué)校的教學(xué)過程中,專業(yè)課程是學(xué)生學(xué)習(xí)的重點(diǎn)內(nèi)容,對中職學(xué)校教學(xué)水平的衡量也主要是以專業(yè)課程的教學(xué)為主要標(biāo)準(zhǔn)。數(shù)學(xué)課程是十分重要的基礎(chǔ)課程,能夠教會學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)工具解決實(shí)際問題,這有助于學(xué)生專業(yè)課程的學(xué)習(xí)。從這個角度來講,在進(jìn)行數(shù)學(xué)建模方法的滲透過程中,將數(shù)學(xué)建模和學(xué)生的專業(yè)課學(xué)習(xí)結(jié)合起來,可以促進(jìn)學(xué)生專業(yè)課學(xué)習(xí)效果的提升。例如已知a,b,m∈R+,且a<b,則:(a+m)/(b+m)>a/b。在進(jìn)行不等式模型分析的時候和學(xué)生的專業(yè)聯(lián)系起來,這個結(jié)論就會比較容易理解。如室設(shè)建筑專業(yè)在進(jìn)行涂料的配比中,將a克的藍(lán)色涂料加青色涂料配成b克的新涂料(b>a>0),其濃度為a/b,若在此新涂料中再加入m克的藍(lán)色涂料(m>0),待全部溶解后其濃度為(a+m)/(b+m),顯然再次加了藍(lán)色涂料的新涂料的濃度增大,即此不等式成立。這樣的數(shù)學(xué)教學(xué)過程不僅可以加深學(xué)生對于數(shù)學(xué)知識的理解,還可以將數(shù)學(xué)知識和學(xué)生的專業(yè)學(xué)習(xí)緊密地聯(lián)系起來,在生活化的基礎(chǔ)之上滲透數(shù)學(xué)的模型思想,提升學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識的積極性。
3.2將數(shù)學(xué)建模方法的滲透和學(xué)生的生活實(shí)際進(jìn)行有效的結(jié)合
在中職學(xué)校的數(shù)學(xué)教學(xué)過程中,有很多實(shí)際的問題都蘊(yùn)含著數(shù)學(xué)建模的思想,在學(xué)習(xí)這些知識的時候老師可以適當(dāng)?shù)貪B透數(shù)學(xué)建模的思想,強(qiáng)化學(xué)生對數(shù)學(xué)建模思想的認(rèn)知。如下面的一個實(shí)際應(yīng)用:小亮家準(zhǔn)備購置一套新房,需要向銀行貸款8萬元,經(jīng)咨詢得知銀行貸款月利為0.01且是復(fù)利,貸款期為25年。小亮每月穩(wěn)定地有950元的收入結(jié)余,如果他準(zhǔn)備按月用等額本息法償還貸款,是否具有償還能力?現(xiàn)在購房分期付款的問題很普遍,不少學(xué)生的家庭也都會采取這種方式進(jìn)行購房,所以這類問題學(xué)生都很有興趣,在學(xué)習(xí)的過程中也會覺得比較有用。在中職數(shù)學(xué)課程中學(xué)完數(shù)列的相關(guān)知識之后,設(shè)計(jì)這樣的問題,通過建立數(shù)學(xué)模型,就能獲得答案。
4.小結(jié)
級別:北大期刊
榮譽(yù):中國優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫
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