数学建模建模思路范文

时间:2024-01-04 17:53:28

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数学建模建模思路

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一、增强学生的数学建模意识

学生的应用意识体现在面对实际问题,能主动尝试从数学的角度运用所学知识和方法寻求解决问题的策略,学习者在学习的过程中能够认识到数学是有用的。认识到现实生活中蕴含着大量的数学信息,数学在现实世界中有着广泛的应用。在数学教学和对学生数学学习的指导中,介绍知识的来龙去脉时多与实际生活相联系,以培养学生的应用意识。例如,日常生活中存在着“不同形式的等量关系和不等量关系”以及“变量间的函数对应关系”、“变相间的非确切的相关关系”、“事物发生的可预测性,可能性大小”等,这些正是数学中引入“方程”、“不等式”、“函数”“变量间的线性相关”、“概率”的实际背景。数学是一种“世界通用语言”它能够准确、清楚、间接地刻画和描述日常生活中的许多现象,应让学生养成运用数学语言进行交流的习惯。

例如,当学生乘坐出租车时,他应能意识到付费与行驶时间或路程之间具有一定的函数关系。鼓励学生运用数学建模解决实际问题。首先通过观察分析、提炼出实际问题的数学模型,然后再把数学模型纳入某知识系统去处理,当然这不但要求学生有一定的抽象能力,而且要有相当的观察、分析、综合、类比能力。学生的这种能力的获得不是一朝一夕的事情,需要把数学建模意识贯穿在教学的始终,也就是要不断的引导学生用数学思维的观点去观察、分析和表示各种事物关系、空间关系和数学信息,从纷繁复杂的具体问题中抽象出我们熟悉的数学模型,进而达到用数学模型来解决实际问题,使数学建模意识成为学生思考问题的方法和习惯。通过教师的潜移默化,经常渗透数学建模意识,学生可以从各类大量的建模问题中逐步领悟到数学建模的广泛应用,从而激发学生去研究数学建模的兴趣,提高他们运用数学知识进行建模的能力。

二、突出学生在数学建模中的主体地位

高中数学模型构建的过程就是将抽象和复杂的问题简化成数学模型,通过数学模型建立一个合理的解决问题的方法,并对这种方法进行检验。高中数学建模课程中将学生作为教学的主体,教师引导学生和鼓励学生尝试着将实际问题纳入数学模型的构建中,在数学模型的构建中,要多阅读、多思考、多练习和多请教,让学生始终处于主动参与、主动探索的积极状态。

三、掌握初步的数学建模知识

中学数学建模的目的旨在培养学生的数学应用意识,掌握数学建模的方法,为将来的学习、工作打下坚实的基础。在教学时将数学建模中最基本的过程教给学生:利用现行的数学教材,向学生介绍一些常用的、典型的数学模型。如函数模型、不等式模型、数列模型、几何模型、三角模型、方程模型等。教师应研究在各个教学章节中可引入哪些数学基本模型问题,如储蓄问题、信用贷款问题可结合在数列教学中。教师可以通过教材中一些不大复杂的应用问题,带着学生一起来完成数学化的过程,给学生一些数学应用和数学建模的初步体验。

四、注意联系相关学科构建数学模型

在数学建模教学中应该重视选用数学与物理、化学、生物、美学等知识相结合的跨学科问题和大量与日常生活相联系(如投资买卖、银行储蓄、测量、乘车、运动等方面)的数学问题,从其它学科中选择应用题,通过构建模型,培养学生应用数学工具解决该学科难题的能力。例如,高中生物学科以描述性的语言为主,有的学生往往以为学好生物学是与数学没有关系的。他们尚未树立理科意识,缺乏理科思维。比如:他们不会用数学上的排列与组合来分析减数分裂过程配子的基因组成;也不会用数学上的概率的相加、相乘原理来解决一些遗传病机率的计算等等。这些需要教师在平时相应的课堂内容教学中引导学生进行数学建模。因此我们在教学中应注意与其它学科的呼应,这不但可以帮助学生加深对其它学科的理解,也是培养学生建模意识的一个不可忽视的途径。又例如教了正弦函数后,可引导学生用模型函数写出物理中振动图象或交流图象的数学表达式。

五、重点思考和分析

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关键词:高校;数学建模;教学模式

DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.01.208

0 引言

近些年来,社会经济取得了显著发展,数学也成为了支撑高新技术发展的一门重要学科。考虑到社会各生产部门在解决实际问题时,均离不开数学建模思想及方法的帮助,因而高等院校在开展数学建模教学过程中,需有机结合建模思路及实际问题,通过采取创新的教学方法,不断完善建模教学模式,从而充分促进学生综合能力的增强。

1 数学建模的相关概念

数学建模指的是出于某一特定目标的考虑,简化并假设特定的系统及问题,并借助相关数学工具构建出恰当的数学结构,从而为处理对象提供科学的控制决策,或是用来合理解释待定的实践状态[1]。简单来说,数学建模是通过数学的方法及思想来构建出相应的数学模型,从而对实践问题进行有效解决的一系列过程。

此外,数学建模还具有应用广泛,抽象性、综合性及概括性强等特点,其不但需要培养学生具备扎实的数学基础以及学习数学建模的兴趣,还需对其分析并解决问题、计算机应用、信息收集与处理、自主学习等综合能力展开全面培养。由此可知,通过采取数学建模教学模式,可进一步促进学生学科知识结构的优化以及综合能力的提高。

2 完善高校数学建模教学模式的有效策略

2.1 确保选题的科学性

数学建模选题的科学与否会直接影响到教学的效果,因此,教师在选题过程中,需将教学计划、教材难度以及学生实际能力水平等充分考虑在内,并严格遵循以问题为中心、所选题目具备足够研究价值,以及可行性、趣味性等原则,确保能够将学生的建模兴趣及研究兴趣充分调动起来[2]。

2.2 做到多层面联合

教师在开展数学建模教学时,应对建模各层面予以高度重视,将多层面联合起来。首先,将建模步骤重点突出。教师需详细阐述不同步骤的特点及作用,各步骤之间的协作机制等,并从建模方法这一层面出发,创设相应的情境,理解问题,构建数学模型并进行求解及评价等。此外,还需围绕同一建模问题来开展各个步骤的教学,重点分析问题的背景,认真考察已知条件,并对模型的构建过程进行引导,通过向学生展示不同步骤的思维方式,从而使其对各个步骤的作用方式进行正确理解,对建模思路有一个整体把握,从而将实际问题进行有效解决。其次,对类比法、平衡原理方法等广普性建模方法予以重视,并善于利用概率、极限、图论、模糊数学以及层次分析等数学分支建模法。在开展各层面建模方法的教学时,教师还需把各个层面分化成具体的建模方法,并选择实际问题来训练学生,使其做到融会贯通。

2.3 注重整合模式的应用

数学建模整合模式是指整合各年级的知识,探索知识之间的衔接性及连续性,以期促进数学建模教学实效性的提高。在对模型进行整合时,需对核心课程(包括数学模型、微积分以及实验等课程)、潜在课程(包括单科或多科选修课)以及建模活动(包括CUMCM集训、大学生建模竞赛及数学应用竞赛等)予以重点关注。基于此,本文提出了三阶段的建模教学模式:第一阶段的对象是大一及大二学生,目的是培养他们的应用意识,使其对简单应用能力有一个大致掌握;第一二阶段的对象是大二及大三学生,重点对其建模及应用能力展开培养;第三阶段的对象是大三及大四学生,主要对其应用能力及综合研究意识进行培养。

2.4 分层进行

教师应以学生的实际掌握及应用能力为依据,以模仿、转换及构建为主线来分层进行数学建模的教学工作。

(1)模仿阶段:学生数学建模模仿能力的培养是建模教学中不可或缺的一项环节。教师在进行该阶段的教学时,需要求学生重点研究已构建的模型及其具体的构建思路。与自主探索并构建模型不同的是,对别人构建的模型展开研究是一种被动性活动,因而在实际研究时,教师需引导学生重点分析如何引入并应用模型,如何借助已有方法将答案从已知的模型中导出[3]。总的来说,模仿阶段的训练在数学建模教学中至关重要。(2)转换阶段:数学建模中的转换指的是将具体的模型转换为抽象的综合性模型,或是把原有的模型通过提炼,转换至另一领域中。对各种数学问题展开分析,其本质便是多种数学模型的转换及组合。因此,在实际开展数学建模教学时,教师需对学生转换模型的能力展开重点培养。(3)构建阶段:在处理实际问题时,出于某种需求的考虑,需通过构建数学模型的形式来体现问题中的条件及相互关系,或合理取舍并简化已知条件,再经过重新组合,从而构建出新的模型等,并借助已有的知识及方法进行解决。考虑到构建模型为一项高级思维活动,并不存在固定的解决方法及模式,因而教师需将学生的逻辑思维以及非逻辑思维充分调动起来,经过分析、概括、类比、比较、猜测及想象等过程,对学生的数学模型构建能力进行全面锻炼。由此可知,在数学建模教学过程中,除了加强培养学生逻辑思维以及非逻辑思维能力外,还需注重其他综合能力的培养,尽可能使学生掌握更多有关于工程技术以及科学等方面的知识,能够对系统进行灵活辨识,对机理进行准确分析,在顺利构建数学模型的基础上,有效解决实际问题。

3 结语

综上所述,高效教师在开展数学建模教学过程中,需对学生的主体地位及其学习兴趣予以重视,通过不断完善建模教学模式,对学生的创造潜能进行深入挖掘,引导他们展开积极探索与沟通,从而充分提高学生的建模能力及问题分析与解决能力的提高,为社会培养更多优质的实践型人才。

参考文献:

[1]张逵,彭向阳,谭义红等.地方本科院校数学建模教学模式的构建与实践――以长沙大学为例[J].长沙大学学报,2013,27(05):112-114.

[2]顾传甲.高校数学建模教学方法探[J].宿州教育学院学报,2015,18(06):165-166.

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关键词:运筹学;数学建模;教学;案例

中图分类号:G642.3 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2012)08-0106-03

运筹学应用分析、试验、量化的方法,对经济管理系统中人、财、物等资源进行统筹安排,为决策者提供有依据的最优方案,以实现最有效的管理。该课程主要培养学生在掌握数学优化理论的基础上,具备建立数学模型和优化计算的能力。本文提出一种新的教学改革思路,将运筹学和数学建模两门课程合并为一门课程,即开设大容量交叉课程《运筹学与数学建模》来取代《运筹学》和《数学建模》两门课程,采用案例教学和传统教学相结合的教学方法,数学建模和优化算法理论并重的教学模式。这样既可以避免出现极端教学和随意选取教学内容的现象,又可以将新颖的教学方法与传统方法相结合,按照分析问题、数学建模、优化算法理论分析及其方案制定、实施等解决实际问题步骤展开教学。下面就该课程开设的必要性、意义、可行性、注意事项及其存在问题等方面进行分析。

一、开设《运筹学与数学建模》课程的必要性

1.一般院校的运筹学课程的教学课时大约为64或56(包含试验教学),所以教学中不能囊括运筹学的各个分支。一方面,由于课时量不足,教师选取教学内容时容易出现随意性和盲目性;另一方面,教学中为强化运筹学的应用,消弱理论教学,从而导致学生对知识的理解不透彻,在实际应用中心有余而力不足。

2.运筹学解决实际问题的步骤是:(1)提出和形成问题;(2)建立数学模型;(3)模型求解;(4)解的检验;(5)解的控制;(6)解的实施。大部分教学只涉及步骤(3),即建立简单数学模型,详细介绍运筹学的算法理论,与利用运筹学解决实际问题的相差甚远。因此,学生仍然不会应用运筹学解决实际问题,从而导致学生认为运筹学无用。

3.数学建模课程包含大量的运筹学模型;运筹学在解决实际问题的环节中包含建立数学模型步骤。目前两门课程分开教学,部分内容重复教学,浪费教学课时。

二、开设《运筹学与数学建模》课程的意义

1.激发学生的学习动机,培养学习兴趣。该课程包含数学建模和运筹学两门课程的内容,内容容量大,教学课时丰富,教学过程中能够以生产生活中的实际问题为案例,分析并完整解决这些问题,创造实际价值,使学生认识到该课程不但对未来的工作很重要,而且还有可以利用运筹学知识为企业或个人创造价值,改变运筹学“无用论”的观念。从而激发学生的学习动机,产生浓厚的学习兴趣。

2.合理处理教学内容。运筹学与数学建模的课时量相对充足,能够安排更多的内容,能够系统、完整地介绍相关知识,在一定程度上避免了运筹学内容安排的随意性和盲目性。

3.促进教学方法改革。运筹学与数学建模的教学不再是简单的数学建模和理论证明,教学内容丰富、信息量大,传统的一支笔一本教案一块黑板的模式不再适用,需寻找新的教学方法,促进了多种教学方法的融合。

4.培养学生综合能力。实际案例源于社会、经济或生产领域,需要用到多方面的知识,但学生不可能掌握很多专业知识。因而,在解决实际案例的过程中,需要查阅大量的相关文献资料,并针对性阅读和消化。而且,实际案例数据量大,需要运用计算机编程实现。因此,通过该课程的学习,可以提高学生多学科知识的综合运用能力和运用计算机解决实际问题的能力。

5.改变教学考核方式。教学改革后,教学内容已延伸到运用优化知识解决实际案例的整个过程。教学过程中既有对实际案例分析、建模,又有算法介绍、求结果的检验及其最终方案的实施。因而,传统的单一闭卷考试改为笔试和课后论文相结合的方式。

三、开设该课程的可行性

1.运筹学和数学建模互补性、递进性使得开设该课程在理论上可行。数学建模是利用数学思想去分析实际问题,建立数学模型;运筹学是利用定量方法解决实际问题,为决策者提供决策依据。由此可见,建立数学模型为运用运筹学解决实际问题的重要步骤。所以,运筹学可以认为是数学建模的进一步学习。同时,运筹学模型为数学建模课程介绍的模型中的一部分,并且运筹学处理实际问题的方法为数学建模提供了专业工具。因此,运筹学与数学建模在内容上是互补的。由此可知,开设该课程在理论上是可行的。

2.计算机的发展使得开设该课程在操作上可行。随着计算机的发展,能很快完成大数据量的计算,实际案例的数据分析、数学建模及其求解能快速实现,从而使得该课程的教学工作能顺利开展。

3.大学生的知识储备使得开设该课程在基础上可行。学习该课程的学生是高年级学生,通过公共基础课和专业基础课的系统学习,分析问题、解决问题的能力得到进一步提高。同时,运筹学和数学建模所需基础知识类似,学习该课程所需的线性代数、概率论与数理统计、高等数学及微分方程等课程也已经学习,运用运筹学与数学建模知识解决实际案例所需的基础知识已经具备。因此,开设该课程是可行的。

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关键词:小学数学;建模;运用

数学建模是指利用数学模型的形式去解决实际中遇到的问题,换句话说,就是利用数学思维、数学方法解决各种数学问题。数学建模是在新课程改革后出现的新概念,经过一段时间的观察我们可以发现,数学建模的方法能够有效的提高学生的学习兴趣,培养学生的数学能力。这种方式能够将复杂的数学问题利用简单的方式找到解决方案,是提高小学数学课堂效率及课堂质量的有效手段。小学数学是小学学习中的重要课程之一,也是培养学生数学思维的重要阶段。可以说,小学数学的学习是学生学习数学的关键,对今后的学习起到极大的影响。因此,对于小学数学教师来说,不断的完善教学手段,提高数学课堂质量是教学工作中的重中之重。而数学建模就是为了解决数学在生活中的实际问题,能够让学生感受到数学本身的魅力,培养他们的数学思维,提高数学学习能力,从而让小学数学教学质量也得到大幅度的提升。小学数学与数学建模之间有着密不可分的作用,两者相互联系、相互促进,如何有效的将数学建模运用在小学数学教学过程中,是每个小学数学教师都值得思考的问题。

一、培养学生数学建模意识

数学建模是为了解决数学中遇到的问题,数学本身特别是小学数学也是一门较贴近学生生活的学科。因此在数学学习中,教师要首先培养学生的数学学习意识,让他们感受到数学与生活的紧密联系,然后再引导学生用数学建模去解决遇到的问题。在这一过程中,数学教师要注意以下两个问题:(一)在教学中一定要贴近学生的生活,课堂中所提出的问题也必须要符合生活实际,让学生对所学内容感到亲切。积极引导学生利用多种方式解决同一问题,尤其是利用数学建模的方式,以达到培养他们的数学思维以及想象能力的目的。(二)在学生进行数学建模的过程中要利用多鼓励的方式调动他们对数学学习的积极性,让他们在数学建模中获得成就感,增加自信心,以此来提高学生在今后学习中使用数学建模方法的热情。

二、提高学生想象力,用数学建模简化问题

对于小学生来说,他们的思维与其他年龄段相比极其活跃,拥有了丰富的想象力。在数学学习中,如果能将想象力与数学学习结合在一起,一定会得到意想不到的效果。教师可以根据小学生这一特点,提高他们的想象力,然后再引导他们利用数学建模解决问题,让题目简单化。具体来说,就是在面对复杂的数学问题时,教师可以先为学生创建教学情境,以这样的方式提高学生的学习兴趣,让他们愿意主动去深入的研究遇到的题目。之后教师再去对他们进行引导,让他们能够理解题目中所提问题的含义,并能够运用他们的想象能力思考解决问题的方式。最后再引导他们进行数学建模,解决问题。这样的方式充分的利用了学生的想象能力,将所需解决的问题简单化。

三、选择合适的题目作为建模案例

在数学建模过程中,教师也要时刻牢记题目应该贴近学生的生活,符合实际,并且具有一定的趣味性,让他们有兴趣投入到数学建模的过程中去,然后再反复练习之后达到提高他们建模能力的目的。在选择数学建模案例时教师主要应该注意以下两点:首先,教师在选择建模案例时要尽量选择比较典型的问题,能够让学生在学习了该题目以后掌握这一类的解题方法,达到小学数学教学的目的。所以,这就需要教师对题目进行深入的分析,看是否在拥有趣味性、真实性的同时符合教学要求。其次,题目最好能够拥有可变性,教师能够通过对题目中已知条件的改变让学生进行不同方面的建模练习,以此提高他们数学建模的能力。

四、引导学生主动进行数学建模

在教师经过反复的教学后,学生都已经拥有了基本的数学建模知识,了解了数学建模过程,并且能够在解题过程中简单的使用数学建模。此时,教师在教学中就可以引导学生利用数学建模解决数学题目了。引导学生用数学建模方法解决数学问题,就要在解题过程中多对学生进行这一方面的鼓励,让他们提高建模信心。在这一过程中,教师还可以尝试让学生之间利用合作的方式让他们进行数学建模方法的探讨,并在探讨的过程中吸取他人的经验,提高自己数学建模水平,同时这样的方式能够让数学建模深入到每一个学生的心中,逐渐影响每一个学生的解题思路,让他们能够在解题过程中熟练运用建模的方式,提高解题能力。数学建模的方法能够有效的改变过去的传统教学思路,增加学生对数学的学习兴趣,提高数学解题能力。这种教学方法对于小学数学教师来说,值得不断的探讨研究,并应用在教学中,以此提高数学课堂的教学效率和教学质量。

参考文献:

[1]杨邦文.浅谈在小学数学教学中如何培养学生良好的学习习惯[A].国家教师科研专项基金科研成果集[C].2014年.

[2]沈小燕.小学数学应如何培训创新精神[A].国家教师科研专项基金科研成果集[C].2014年.

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【关键词】数学建模思想;教学改革;现状;思路

1目前高职高专院校在教学中运用数学建模思想的现状

1.1课程内容体系存在局限性,未能体现数学建模思想的内涵。数学建模的主要思想就是将生活中复杂的内容数学化、简单化,并且根据研究对象的发展规律来实现主要矛盾的掌握,从问题的本质出发建立合理的数学模型最终获得解决问题的途径,而目前大多高职高专所使用的数学教材只注重传授理论知识和提高解题的技巧,忽略数学的应用性,导致整个教材体系缺乏对学生的实际应用能力的培养,使得学生只会做题,不会去利用数学思想解决实际问题,高职高专学生的实际应用意识和科技创新能力本身比较弱,对他们而言,教材应该具备实用性,应该和各个学科的内容产生融合而不是一味的强化理论知识。此外,在高等数学的课堂上,教师大都拿着教材照本宣科,没有做到根据学生的实际情况进行调整,使得教学效率和学生能力一直无法提高。1.2传统的授课方式存在弊端,教学方法较为单一。传统的数学教学课堂可以理解为“包办”模式,教师详细的讲解数学定理的内容,原理甚至利用大量的时间在黑板上一步一步推导、验证定理成立的原因以及例题求解的过程,在课堂上剩余的时间里学生只是按部就班的去遵循老师所讲的内容,照着例题去做练习,这样由老师单方面的灌输,虽然可以使学生快速的了解新的知识和内容,但很容易使得学生出现走神的现象,使得课堂效率收到了极大的影响,此外,也容易让学生产生依赖的心里,主动获取知识分析知识的能力逐渐消失,最终会导致学生丧失在实际生活中利用数学思想解决问题的能力,使得以学生为主体的课堂成为空谈。1.3考核方式与学生实际需求存在较大差距在目前高职高专数学考试中大都出现了一种严重的问题,就是学生课堂所学内容与期末考试脱节,在教学中很多不同专业的学生在数学学习的过程中采用一致的评价标准,然而每个专业所学内容与对数学基础知识的要求都不同,并且每个专业的课时、进度都不一样,这就导致学生所学和考试脱节的现象发生,不同的专业所学内容应有不同层次的要求,这样一味的以统一的模式考试,使得很多学生丧失了学习数学的信心和兴趣。

2基于数学建模思想的教学改革的思路

2.1将数学建模思想和专业课相结合,构建新的课程体系。按专业分类设置数学课程理论教学内容;将数学建模思想穿插在整个教学过程中,但不能再每节内容前都机械的引入数学建模,而是要结合学生实际,对数学教学内容进行选择和整合。采用案例教学法和讨论法相结合的方式培养学生的数学应用能力,在教学中对一个新概念或是新内容都力求用与专业课紧密相连的实例引入。按专业分类设置数学建模课程实验教学内容。数学建模思想的渗入,要求数学课堂应重思想轻理论,因此可以让学生利用MATLAB、lingo等数学软件减轻学生的运算负担,更注重数学的应用性。数学建模思想和课堂相结合能充分调动学生的积极性,让学生深刻体会到数学本身就是刻画世界的模型而并非纯理论体系,改变学生对数学的偏见,提高学生的数学素养。2.2通过加强例题的应用性来深入数学建模思想老师在课堂的教学中除了传授新知识外,还可选取生活中与教学相关的例子,拉近书本与生活之间的距离,如利用物理、经济、生物等方面的经典案例来实现日常生活的渗透,这样不仅能调动学生的学习兴趣,还能进一步提高学生解决问题与分析问题的能力。2.3在作业中着重体现数学建模思想的应用在高等数学教学中除了让学生掌握基本的概念和方法后,还得有效的提高学生解决问题的能力,在教学中就需要引入十分重要的环节,即课后作业的布置,也就是在每一节课结束后为了巩固和提高学生的应用能力而布置一定的作业,其中最有效的方法就是让学生根据所学内容结合实际写论文,以这样的方式来使得学生将所学理论知识与实际相结合,将数学知识更好的融入平常生活中,最终实现提高学生分析问题解决问题的能力的目标,以及加深学生将数学建模思想和应用性结合的意识。通过布置作业方式的改革,使得学生能够提出更具体的问题,需要借助建模的思想将问题简化、假设和求解。最后达到解决问题的目的。2.4建立科学的考核方式传统的考核方式单一,只是简单考察学生的计算能力,并未和实际相联系,不能将学生的创新能力很好的体现出来,我们应该将学生成绩分成三部分,平时成绩+数学论文+数学实验,通过这几部分的结合能更好的降低不及格率,挖掘学生的潜力,全面提高学生的综合素质。培养应用型人才是高职高专教育的主要目标,而将数学建模思想带入到课堂,能够充分挖掘出学生的创新思维和分析能力,有效的培养出学生的数学应用能力。同时,在建立模型的过程中,可以让学生深刻体会到如何将问题数学化,如何用数学工具解决数学化的问题,又如何将数学问题和实际问题联系起来的过程,引导学生用数学建模思想来解决专业知识,让数学知识在专业课学习中得到最大的应用

参考文献

[1]李大潜.将数学建模思想融入大学数学类主干课程[J].中国大学教学,2006(01).

[2]徐茂良.在传统数学教学中渗入数学建模思想[J].数学的实践与认识,2002(12).

[3]荆科,康宁,姚云飞.数学建模案例在高等数学中教学中的应用[J].哈尔滨师范大学自然科学学报,2013(03).

[4]李长青,吴伟志,张野芳.在高等数学教学中引入数学建模思想的探索与实践[J].浙江海洋学院学报(自然科学版),2011(03).

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引言

模型思想在数学教学中的应用较为广泛,可以帮助学生系统地掌握解决数学问题的方法,提高学生数学学习效率和解决数学问题的能力,有助于提高初中数学教学的有效性。因此,初中数学教师在教学中要充分渗透模型思想,让学生掌握数学建模规律,提高学生学习有效性。本文就初中数学模型思想的相关内容进行简要分析。

1.初中数学模型思想的渗透原则

1.1加深学生对数学模型思想的了解

传统初中数学教学中,教师经常发现学生在独立解决问题的过程中总会不自觉地参考书本上的例题或者已经讲解过的知识。说明我国初中生独立解决数学问题的能力不足,解决问题时缺乏创新思维能力,对学生以后发展十分不利[1]。必须要求学生逐渐掌握数学建模能力,切实提高数学学习能力。要提高学生的数学建模能力首先需要让学生明白什么是数学模型思想及建立数学模型对解答问题有什么样的意义。当学生对数学建模的意义和内涵有了一定的了解,懂得数学建模的重要性,才会充分发挥自我主动性和积极性学习并掌握相关知识和技能。

1.2分层帮助学生掌握数学模型思想

数学模型思想具有一定的抽象性特征,要切实提高学生的数学建模能力,教师需要在教学中根据学生的个体差异进行分层引导。学生是具有个体差异性的,部分学生的学习领悟能力较强,对知识的吸收速度较快,对于这种学生,教师只要对学生进行数学建模思想的简单概述就可以让他们迅速掌握核心思想[2]。但是,部分学生抽象思维能力有所欠缺,对知识的理解和领悟能力不足,需要教师讲解建模思想时进行分解教学,帮助学生有层次地掌握数学模型思想,提高建模能力。

2.初中数学模型思想的培养策略

2.1帮助学生自发寻找解题规律

数学建模能力提高要求学生准确掌握问题的解题思路和规律,但是如何帮助学生找到解决问题的规律和思路呢?需要教师适时引导学生,让学生逐渐发现和掌握其中规律。传统数学教学中,学生的学习较为被动,在思考能力方面的锻炼较少,导致学生学习思想和态度出现严重问题[3]。因此,教师一定要纠正学生的学习态度和思维,让学生掌握数学建模内容,帮助学生逐渐提高数学建模能力。例如,做概率题的过程中遇到这样的概率题目:“一袋中装有除颜色外都相同的红球和黄球共10个,其中红球6个,从袋中任意摸出一球。问摸出的球是白球的概率是多少?”教师可以事先为学生准备十个小球,将其中六个涂成红色,让学生通过实际接触和尝试找出其中的解题规律和思路。

2.2引导学生分析相应要素

数学规律是将数学现象用共性解释出来,很多学生对数学规律的理解不是很透彻,无法准确掌握数学各要素之间的关系,给学生学习带来许多困难,给学生培养数学建模能力带来一定阻碍[4]。因此,教师应该引导学生分析数学要素,帮助学生找到其中的内在联系。以上述白球和红球为例,当学生无法理解最后结果时,教师需要对所有红球和白球进行编号,然后将所有可能的情况标注出来,这么学生就能一目了然,从而找到解决数学概率问题的切入点,提高自我数学建模能力。

2.3鼓励学生独立建立数学模型

数学模型的建立主要是为了提高学生解决数学问题的能力,因此要求学生在掌握数学建模思想内容和方法的前提下,做到独立建模。独立建模能力培养和提高需要教师遵循从易到难的规律,然后逐渐提高学生建模能力。例如,教师可以先让学生掌握总数为5的概率题建模思想和规律,然后逐渐加大问题难度,巩固和提高学生对建模的掌握程度。

结语

初中数学模型思想的渗透和培养需要教师加深学生对数学模型思想的了解,分层帮助学生掌握数学模型思想,并采用合适的教学方式帮助学生自发寻找解题规律,积极引导学生分析相应要素,然后鼓励学生独立建立数学模型。

参考文献:

[1]朱爱明,王积贤.基于初中数学教学环节中数学模型思想的渗透――以人教版数学八年级下册为例[J].中学数学,2015,12:23-28.

[2]林平生.初中数学几何课中模型思想的发展教学策略――以《最短路程问题》教学片断设计为例[J].福建中学数学,2015,10:35-37.

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1.数学建模竞赛有利于学生创新思维的培养。数学建模是对现实问题进行合理假设,适当简化,借助数学知识对实际问题进行科学化处理的过程。数学建模竞赛的选题都是源于真实的,受社会关注的热点问题[2]。例如:小区开放对道路通行的影响(2016年赛题),2010上海世博会影响力的定量评估(2010年赛题),题目有着明确的背景和要求,鼓励参赛者选择不同的角度和指标来说明问题,整个数学建模的过程力求合理,鼓励创新,没有标准答案,没有固定方法,没有指定参考书,甚至没有现成数学工具,这就要求学生在具备一定基本知识的基础上,独立的思考,相互讨论,反复推敲,最后形成一个好的解决方案,参赛作品好坏的评判标准是模型的思路和方法的合理性、创新性,模型结论的科学性。同一个实际问题从不同的侧面、角度去思考或用不同的数学知识去解决就会得到不尽相同的数学模型。数学建模竞赛不仅是培养和提高学生创新能力和综合素质的新途径,也是将数学理论知识广泛应用于各科学领域和经济领域的有效切入点和生长点。

2.数学建模竞赛有利于促进学生知识结构的完善。高校的理工科专业都开设很多基础数学课,例如:高等数学、线性代数、概率统计、运筹学、微分方程等,目前这些课程基本上还是理论教学,主要以考试、考研为主要目标。由于缺少实际问题的应用,知识点相对分散,很多学生不知道学了有什么用,怎么用。那么如何将所学的基础知识高效的立体组装起来,并有针对性拓展和延伸,是一个重要的研究课题[3]。实践表明:数学建模竞赛对于促进大学生知识结构完善是一个极好的载体。例如在解决2009年赛题———眼科病床的合理安排的问题时,学生不仅要借助数理统计方法,找到医院安排不同疾病手术时间的不合理性,还要结合运筹学给出新的病床安排方案,并结合实际情况评估新方案合理性;2014年赛题嫦娥三号软着陆轨道设计与控制策略,参赛学生首先根据受力分析和数据,判断出可能的变轨位置,再结合微分方程和控制论构建模型,并借助计算机软件求解,找到较好的轨道设计方案。整个数学建模过程中,参赛学生将所学分散的数学知识点拼装集成化,在知识体系上,数学建模实现了知识性、实践性、创造性、综合性、应用性为一体的过程;在知识结构上,数学建模实现了学生知识结构从单一型、集中型向复合型的转变。

3.数学建模竞赛有利于培养学生的团队协作精神,提高沟通能力。现代社会竞争日趋激烈,具备良好的团队协作和沟通能力的优秀人才越来越受到社会的青睐。数学建模竞赛也需要三个队员组成一个团队,因为要在规定的时间内完成确定选题,分析问题、建立模型、求解模型,结果分析,单靠一个人是很难完成的,这就必须要由团队成员之间相互尊重、相互信任、互补互助,并且发挥团队协作精神,才能让团队的工作效率发挥到最大。同时,数学建模作为一种创造性脑力活动,不仅要求团队成员之间学会倾听别人意见,还要善于提出自己的想法和见解,并清晰、准确地表达出来。团队成员间良好的沟通能力,不仅可激发团队成员的竞赛热情和动力,还可以形成更加默契、紧密的关系,从而使竞赛团队效益达到最大化。

二、依托数学建模竞赛,提升大学生创新实践能力的对策

1.以数学建模竞赛为抓手,构建分层的数学建模教学体系,拓宽学生受益面。不同专业和年级学生的学习基础、学习能力和培养的侧重点都存在较大差异,构建数学建模层次化教学课程体系有利于增强学生学习和使用数学的兴趣,让更多的学生了解数学建模以及竞赛,通过自己动手解决实际问题,更加真切感觉到数学的应用价值,切实增强数学的影响力,扩大学生的受益面。南京邮电大学、华南农业大学、重庆大学和南京理工大学等高校这些方面相关工作和经验值得借鉴。因此,构建数学建模分层课程体系,在课程内容设置上,结合专业特色,有针对性设置教学方案和内容,逐步完善具有不同专业特色的数学建模教材,讲义和数据库、并保持定期更新,不断深入推进创新教学理念[4];在课程时间的安排上,遵循循序渐进的基本思路,一、二年级大学生开设数学建模选修课,介绍数学建模的基本理论和一些基本建模方法,三年级、四年级和研究生阶段开设创新性数学实验课程,重点训练学生应用数学知识解决实际问题的动手能力,并通过参加建模培训、数学建模竞赛以及课外科研活动,培养学生学习解决实际问题的能力;在课程目标的定位上,数学建模有别于其他的数学课程,集中体现在数学的应用、实践与创新,因此,数学建模不仅是一门课程,同时也是一门集成各种技术来解决实际问题的工具[6]。

2.以数学建模竞赛为载体,搭建横纵向科技服务平台,扩大数学建模影响力。数学建模竞赛的理念是“一次参赛,终身受益”,这就要求数学建模活动要立足高远,不断向纵深推进与发展,将数学建模应用融入服务国计民生。因此,选择优秀本科学生、研究生和毕业生,结合大学生创新创业计划,科研课题以及企事业单位关注的问题等,让他们自己动手去调查数据,查阅相关建模问题的文献资料,建立数学模型,借助软件进行模型求解,最后独立撰写出建模科技论文或决策咨询报告。全程参与“课外实习与科技活动”的方式,不仅实现了因需施教、因材施教的目标,还搭建了连接企业和学生的桥梁,不仅让大学生创新创业落到实处,为企事业单位提供了智力支撑,真正实现所学知识服务社会。

3.以数学建模竞赛为平台,加强教师的队伍建设,提升教师教育教学能力。数学建模授课和指导教师的教育教学能力直接影响着学生的创新能力。教育教学能力是指教师从事教学活动、完成教学任务、指导学生学习所需要的各种能力和素质的总和。数学建模的教学与传统数学教学相比,对教师的动手能力、教学内容驾驭能力、教学研究和创新能力等有较高的要求,因此,数学建模指导教师可以通过自主研修,网络研修,参与集体备课、听评课、教学研讨等方式提高自身业务水平,同时积极参与赛区、全国组织的学习和培训,加强交流,开阔视野,不断地提高自我认知、认识水平。只有建成一支高素质、实力雄厚、结构合理、富有创新能力和协作精神的学科梯队,数学建模整体水平才能有较大提升,才能适应数学建模发展的现实需要,切实有利于学生创新实践能力的提高[6,7]。

三、我校数学建模教学和竞赛改革的实践

1.构建模块化教学体系。针对我校轻工特色,结合专业培养需求,构建模块化教学体系。针对食品、生工、医药、化工和轻化等实验科学为主的专业,重点将实验设计、数据处理、数据分析和预测分析等内容模块化;针对数学基础较好的物联网、计算机、信息计算和自动化等专业,构建微分方程,运筹优化和控制论等内容模块化;偏于社科类的管理、会计、金融和国贸等专业,重点将概率模型、优化等内容模块化。再结合数学建模竞赛和大学生创新创业计划,构建“专业基础模块+知识拓展模块+竞赛需求模块+科研论文写作模块”的实践教学体系。

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关键词: 数学建模 创新能力 数学建模竞赛

一、引言

数学建模是指对于现实世界的某个特定对象,为了某种特定的目的,根据特有的内在规律,通过做出一些必要的简化假设,运用适当的数学工具得到的一个数学结构。它要求建模人员能够结合实际问题灵活运用数学知识和计算机软件,以及其他学科的相关知识,建立、求解、评估及改善数学模型,在建模过程中充分发挥自身的聪明才智和创新精神。随着计算机技术的飞速发展,数学的应用日益广泛,数学建模的作用越来越重要,而且已经渗透到各个领域。可以毫不夸张地说,数学和数学建模无处不在。这20年来,参加全国大学生数学建模竞赛的人数迅猛增加,平均年增长达25%以上。到2011年,已经有1251所院校、19490个队(其中甲组16008队、乙组3482队)、58000多名来自各个专业的大学生参加了此项竞赛活动。目前全国大学生数学建模竞赛已成为全国高校中规模最大、影响最大的大学生课外科技活动。该活动的成绩也在一定程度上体现了参赛学校教学、素质教育和创新能力培养的水平。如今,每年的国内各种大学排名榜的出炉或重新洗牌,都把各校在大学生数学建模竞赛中取得的成绩和进展列为不容忽视的考核因素,国内院校在进行研究生面试、录取工作时,用人单位对毕业生进行考核、录用时,参加过数学建模竞赛并获得优异成绩的学生往往占优势。

当今世界,创新已经成为国家竞争战略的基础。加强创新精神和创新能力的培养,已是世界各国教育改革的共同趋势。传统的数学教育往往只注重知识的传授、公式的推导、定理的证明和应试能力的培养,重连续、轻离散,重经典、轻现代,偏重知识的死记硬背,忽视知识的灵活运用。它不能有效地激发广大学生的学习兴趣和求知欲,不能有效地培养学生的创新意识和创新能力。因而,随着素质教育的提出和被重视,社会对当代教师培养和挖掘学生创新能力方面的要求也更高了,创新成了教学中必不可少的一部分。

二、大学生的创新能力

创新型人才是指具有较强的创新精神、创新意识和创新能力,并善于将创造能力化为创造性成果和产品的人才。尽管创新精神、创造意识和创新能力的培养不是一个学科或一门课程的教学所能完成的,但大量的中外教育实践充分说明,数学教育在创新型人才的培养中具有其他学科不可替代的优势和作用。因为数学理论和方法是人们从量的侧面研究现实世界所得到的客观规律,是研究各种科学技术不可缺少的语言和工具。然而,我们的数学教育,从中学教师的“刻板”讲解到大学教师的“规范”说教,从中、高考的标准化训练到考研命题的标准化引导,满脑子的标准化答案,严重抹杀了大学生的创造力。再加上学生不能主动有效地将所学知识运用到生活中去,缺乏学以致用的愿望和实践,本质上只是机械的吸收和思想的僵化。综上主客观原因,目前绝大部分大学生的创新能力呈现如下一些特点:具有创新意识,但不善于利用和创造条件,不能把握本学科最新的发展动态,不重视相关学科知识的迁移等,限制了创新能力的进一步发展;思维敏捷,但缺乏真正意义上的创新。针对当前大学生创新能力的特点,如何培养和提高大学生创新能力,不仅关系到学生的自身发展,而且关系到国家的进步和发展,因此十分有必要探究此课题。

三、数学建模有助于大学生创新能力的培养

在数学教学中帮助学生形成建模意识,实质上就是培养学生的创造性思维能力,因为建模活动本身就是一项创造性的思维活动。“建模”可以理解为构造模型,但模型的构造并不是一件容易的事,需要有足够强的构造能力,因为学生构造能力的提高是学生创造性思维得以发展、创造能力得以提升的前提和基础:创造性地使用已知条件,创造性地应用数学知识。它既具有一定的理论性又具有较大的实践性;既要求思维的数量,又要求思维的深刻性和灵活性,而且在建模活动过程中,能促使学生独立自主地运用问题所给的条件,寻求解决问题的最佳方法和途径,也能培养学生的想象力、直觉思维、猜测、转换、构造等能力。而这些数学能力正是创造性思维所具有的基本特征。

首先,从数学建模课程来看,它是通过大量生动有趣的实例来激发学生的兴趣和热情,引导学生不断地获取新知识,使用新方法和新技术,在分析问题、获取知识、提出思路和解决问题的过程中培养学生的创新意识和创新能力。数学建模课程的教学是以学生为主体,以实践为中心,师生共同探讨解决问题的新颖的人才培养活动。数学建模课程联系实际领域宽广,实际案例丰富,通常在一般的教科书和参考文献中是无例可循的,这样就能训练学生通过资料查阅、文献检索、网络搜集等多种手段来了解问题的背景和实际意义,迅速获取相关的新知识和经验,并将所获得的新知识和经验创造性地用于解决新的实际问题。

其次,从数学建模竞赛来看,它为数学与外部世界的联系打开了一个通道,提供了一种有效的方式,搭建了学科交流的平台,对培养大学生的综合素质起到了显著的作用。数学建模竞赛让学生面对一个已知或从未接触过的实际问题,并运用数学方法和计算机技术加以分析、解决。在这个过程中,他们必须开动脑筋、拓宽思路,充分发挥想象力和创造力,这将有助于培养学生的创新意识及主动学习、独立研究的能力。此项竞赛往往结合社会热点问题,它的题目都是从实际问题中提炼出来的,内容涵盖工业、农业、工程、技术、金融保险、生态环境等方方面面。推进这种极富挑战性的竞技活动,还有助于在院校中形成理论联系实际的学风。从问题的分析到模型的建立,从模型的求解到结果的分析,从模型的评价到应用前景的展望,既没有固定的模式可循,又没有现成的方法可套用。数学建模竞赛的题目并非单纯属于某一领域的问题,而是会涉及三四个甚至更多的领域。如2010年全国大学生数学建模竞赛B题(2010年上海世博会影响力的定量评估)就涵盖了经济、旅游、社会、文化等多个方面。再如2011年的A题(城市表层土壤重金属污染分析)就涉及地质、环境等领域的知识。因此,要写好这些论文,就需要参赛选手具有扎实的多学科知识,具备综合各门各类知识的能力,能够综合运用多种技巧技能。

最后,从数学建模的教学来看,教师在教学中应该强调学生发现知识的过程,而不是强调简单地获得结果;强调学生学会创造性地解决问题的数学方法和养成不断探索的精神,而不是照本宣科地学习和讲授。在教学中教师应教育和鼓励学生在学习、接受新知识时,要像前人创造数学理论、发现数学方法那样去思考和分析问题,在解决问题的各种学习实践中要尽量提出有新意的见解和方法,在积累知识的同时注意培养和发展创新能力。在教学中,要多留时间让学生独立思考,为学生提供自由想象、自由发挥的空间,激励学生于无疑处生疑,对数学理论、数学方法的边界条件多提疑问,发现别人未触及的潜在的解决问题的方法。还要鼓励学生大胆猜想,养成善于猜想的数学思维习惯。另外,在教学中,可以安排一题多解的教学活动内容,引导学生从多角度、多方位思考问题,并且设计一套多变的训练模式,培养学生的发散思维。

总之,开展数学建模活动,培养和提高大学生的观察力、想象力、创造力、全面考虑问题的能力、交流与表达的能力、解决实际问题的能力,让学生的积极性、主动性和创造性得到充分发挥。数学建模竞赛活动是以数学应用为突破点,以竞技为动力,为高等院校教学改革提供了一个契机和先导。数学建模竞赛是培养学生创新能力和综合素质的重要途径,是教改的切入点和生长点,为探索创新型人才培养模式拓宽了思路。

参考文献:

[1]高卓.关于大学数学趣味教学模式的探索与实践[J].考试周刊,2011,(15):50-51.

[2]袁春燕.以数学建模为契机,培养学生创新能力[J].中国科教创新导刊,2010,(13):12.

[3]韦程东,李巧玲.以数学建模活动为平台提高大学生的创新能力[J].教育与职业,2009,(27):167-169.

[4]张清华,杨春德,沈世云.以数学建模竞赛为契机,加强对学生创新能力的培养[J].重庆邮电大学学报(自然科学版),2008,(6):121-123.

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关键词: 高中数学 应用题 解题技巧 学习兴趣 教学策略

1.引言

随着数学知识的实际运用逐渐受到人们的关注,高中应用题在新课标中占据十分重要的地位,更是每年高考中必考的项目,其重要性不容小觑。在高中数学课堂教学中,应用题所占的比例是最大的,贯穿于每个知识点中。由于其选材面光,涉及面比较广,综合指数较多,因此应用题教学是数学课程教学的难点和重点。据可靠数据显示,每年高考中,考生应用题的得分率是最低的,比例仅占卷面分数的15%。本文通过对高中应用题解题技巧进行探究,从克服学生对应用题的心理障碍,提高学生的兴趣着手,提高学生的解题能力。

2.高中数学应用题的教学实践

由于高中生的年龄大都在15~18岁,他们的认知水平和心理素质已经逐渐接近成人。也正因为如此,他们能够逐渐进行合乎逻辑的抽象思维活动,能够独立收集现实材料,进行综合分析,发现事物的本质。因此,在教学过程中要充分结合学生的认知水平和思维特点进行教学,提高应用题的解题能力。

2.1重视基本理论和解题思想教学

为了培养学生的数学应用意识,提高学生的应用题分析和解题能力,在教学中要结合具体的问题,分析解题技巧,教会学生基本的解题思路和方法,增强学生的建模意识,让学生体验建模过程。应用题的基本解题思路是将实际的问题进行抽象化,概括知识点,用数学语言进行转化、表达,回答实际问题。具体可以从以下几个步骤着手进行。

2.1.1审题

由于高中应用题涉及面广,选材复杂,综合性强,涉及知识点多,因此在审题时,学生需要在抽象的环境中理解和分析题目,摒弃无关因素,将实际问题转化为数学问题,充分利用每一个已知条件,理顺它们之间的关系。在审题的时候从粗读到细读,缜密地分析题目给出的因素,以及它们之间的数量关系。

2.1.2建模

通过审题明白题目要求后,进步一教会学生建模,分析题目中各个因素之间的关系,通过已知条件求出位置条件。可以用数学方式进行表达,通过字母表示它们之间的关系,内在联系是什么。将文字语言转化成模型,找出存在联系的已知条件,建立数学模型。

2.1.3计算

通过基础理论计算数式,得出数学结论或者题目正解。

2.1.4检验

将得到的正解或者结论进行验算,根据实际意义进行适当删减,最后还原为实际问题。

例如:某市人口总数为300万人,如果年自然增长率为1.5%,写出该城市人口总数y(人)与年份x(年)的函数关系式。

在解题中可以这样引导学生进行审题,先粗读,找出题目设计的关键词与可用信息。然后细读,找出题目中给出的已知条件,所求的未知条件是什么,它们之间存在什么样的联系。然后建模,将实际问题转化为数学问题,找出它们之间的联系。经过讨论后通过数学基本解题思路进行解题,从特殊的数量,即1年、2年……进行抽象归纳,找出规律,最后得出函数关系式y=300(1+1.5%)x。

2.2培养学生的归类意识

建模是应用题解题环节中的重点和难点,只有正确转换模型,才能够找到正确的解题思路。为了更好地传授建模的过程,增强学生的建模能力。在教学应用题时,要结合学生的认知水平和教学的实际知识点,引导学生将应用问题进行归类,以便更好地掌握熟悉问题的实际圆形,顺利解决在解题过程中建模难的问题。在归类的时候,可以将应用题分为以下几类:a.行程问题;b.概率问题;c.增长率问题;d.排列组合问题;e.合力问题。这样,学生在建模的时候就可以根据不同类型的题目准确建模。分类还有一个优点,就是在分类的时候,学生可以结合认知结构里熟悉的知识点,熟悉的题型,结合以往同类问题的解题思路进行解题,增强学生的学习信心,打破对应用题的心理障碍。通过分析解题技巧,激发学生的学习兴趣,提高应用题的解题能力。

2.3有针对性地进行教学

应用题教材素材选材涉及面广,知识综合性强。因此,在教学时要有针对性,要有所侧重地进行教学,才能够顺利激发学生的学习兴趣,提高学生的解题能力。

2.3.1注重例题

例题是教材中最具代表性的应用范例,要注重对例题的讲解和例题解法的传授,根据不同的题型进行教学。例题是连接理论知识和实际问题之间的桥梁,具有很强的示范性。因此,讲解例题时,要注意分析各个数量之间的关系,然后根据题型建模,将实际问题转化为数学问题,得出结论后再将数学问题转化为实际问题,例题在这个过程中都会有一个规范的解体步骤,具有很强的示范作用。因此,数学任课老师要注重对例题的讲解及分析,通过例题启发学生分析问题、解决问题的能力,培养学生的解题思路,提高学生的解题水平。

2.3.2作业实践

充分利用课本的练习题,让学生学会自己动手,应用课堂所学知识点解决问题。通过布置课堂作业和课后作业的方式,让学生进行实践,独立解决问题,培养学生的审题、建模、解题、转换的能力。题目要具有一定的代表性,建模的目的性要强。教师在批改作业或者讲解的时候,就可以根据学生存在的问题有针对性地进行指导,规范学生的解题过程,增强学生的学习信心。

2.3.3加强课外阅读

课文要求的阅读材料,数学老师可以根据教学进度给学生布置阅读任务,要求学生进行课外阅读,培养学生的阅读能力,扩大知识面,激发学生的学习兴趣。

3.结语

运用数学语言可以准确有效地解答生活中的数学难题。通过培养高中生的数学应用意识,提高高中生的数学应用能力,可以有效激发高中生的学习兴趣,提高学生在考试中的得分率。在高中应用题教学中,要帮助学生形成一种抽象思维,主动向学生展示数学在实际生产生活中的广泛运用,让学生充分认识到数学是与生活息息相关的,只有这样,才能激发学生的学习兴趣,提高高中应用题教学的成效。

参考文献:

[1]朱爱英.高中数学应用题教学策略分析[J].课程教育研究(新教师教学),2013(32).

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关键词:数学建模 教学改革 数学应用 创新能力 综合素质

中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2016)09(b)-0123-02

Abstract:Since entering in twenty-first Century, our country vigorously develop higher vocational education, the status of higher vocational education in China's higher education is becoming more and more important. Higher vocational education providing a large number of talent who meet the urgent need of society. But many problems were exposed in the process of rapid development of higher occupation education. According to the present situation of higher mathematics education in the occupation of the introduction and significance of mathematical modeling in higher mathematics teaching, provide ideas for the teaching reform of higher mathematics.

Key Words: Mathematical modeling; The teaching reform; Mathematics application; The innovation ability; The comprehensive quality

1 高职高专院校《高等数学》教学的现状

《高等数学》的问题主要表现在:教学内容一成不变,教学形式单一,主要靠教师讲授,没有教学实践。同时,随着高职院校招生形式的多样化,统招生越来越少,生源素质下降的厉害,基础越来越差,缺乏学习《高等数学》的兴趣与动力。

正高职高专院校一筹莫展时,数学建模应用而生。1992年全国大学生数学建模竞赛开始举办。2012年,已有来自全国33个省/市/自治区(包括香港和澳门特区)及新加坡的1 284所院校、21 219个队(其中本科组17 741队、专科组3 478队)、63 600多名大学生报名参加该项竞赛。没有哪一门数学课程、哪一项学科性竞赛能取得如此迅猛的发展,中国高等教育学会会长周远清教授曾用“成功的高等教育改革实践”给予评价。

2 什么是数学建模

数学建模究竟是一门什么样的学科?它为什么能得到教育主管部门的高度重视,受到广大学生、教师的热烈欢迎呢?

数学模型(Mathematical Model)是一种模拟,是用数学符号,数学式子,程序,图形等对实际课题本质属性的抽象而又简洁的刻画,它或能解释某些客观现象,或能预测未来的发展规律,或能为控制某一现象的发展提供某种意义下的最优策略或较好策略。数学模型一般并非现实问题的直接翻版,它的建立常常既需要人们对现实问题进行深入细微的观察和分析,又需要人们灵活巧妙地利用各种数学知识。这种应用知识从实际课题中抽象、提炼出数学模型的过程就叫数学建模(Mathematical Modeling)。

3 数学建模对高职高专院校中《高等数学》的教学的促进作用

3.1 数学建模提高了学生学习《高等数学》的兴趣

数学建模的题目都来源于现实中的问题,例如“最优化问题”,这是企业都会考虑的一个问题,如何利用最小的成本创造最大的利润?有限的材料如何分配等, 类似于这样的问题有很多,同学们对解决这些问题有着很浓厚的兴趣,而要解决这些问题,又必不可少地要用到线性代数,线性规划等数学知识,也就激起了同学们获取这些知识的兴趣。

3.2 有利于综合运用数学和其他知识分析、解决实际问题的能力

目前高校学生在学校里的学习方式主要是讲授式,考核就是一张试卷,和实际问题无关。很少有机会综合地运用几门学科的知识去解决实际问题。数学建模竞赛正是一种突破和创新。如“公共自行车系统”就要同时运用几种数学方法和计算机技术,以及一些基本的实际应用方面的知识,综合地去解决车辆的调配、地点的安排。

3.3 培养团队合作意识与合作精神

数学建模是一个集体项目,以3人为一小队,在建模的过程中,需要同学们通力合作。通过建模培养学生密切合作、集思广益、取长补短的团队精神,使其善于倾听别人的意见,并能从不同观点的讨论中综合出最优的方案。这种相互合作的集体主义精神,是学生在未来的学习和生活中都非常需要的。

参考文献

[1] 袁红.尝试数学建模发展学生数学应用能力――从西方国家小学数学建模教学的一则案例谈起[J].外国中小学教育,2009(5):56-61.

[2] 孟津.高职高专数学教学改革的必由之路――将数学建模的思想和方法融入高等数学课程教学中[J].成都电子机械高等专科学校学报,2007(1):41-45.

[3] 王茂芝,郭科,周游,等.数学建模中的创新意识培养[J].大学数学,2009,25(1):126-129.