数学建模的基础范文
时间:2024-01-18 17:25:24
导语:如何才能写好一篇数学建模的基础,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。
篇1
中图分类号:G712文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2013)06(b)-0000-00
高职教育的培养目标是为生产、建设、管理和服务第一线培养实用型人才,根据这个目标,高职数学课程的教学改革应以突出数学的应用性为主要突破点。高职数学课程的一个重要任务就是培养学生用数学原理和方法解决实际问题的能力。因此数学建模的思想和方法融入高职数学教学,是一种非常适合我国高等职业教育实际的一种教育方法。将数学建模的思想和方法有机地贯穿到传统的数学基础课程中去,使学生在学习数学基础知识的同时,初步获得数学建模的知识和技能,为他们日后用所学的知识解决实际问题打下基础。
1 高职数学基础课程融入数学建模思想方法教学存在的问题
1.1 学生的数学基础不容乐观
近年来,高校连年扩招,高考入学比率逐年攀升。成绩优异者进入本科院校,而高职院校都是最后批次录取,不少学生严重偏科,其数学基础及能力与本科院校学生相比存在着较大差异,他们无论在学习能力、学习方法方面还是学习习惯方面都或多或少存在着问题。这就造成学生的数学基础参差不齐,学生参与教改热情不高,给数学建模方法教学带来了客观上的困难。
1.2 教学内容与教学时间方面存在问题
随着高职教育的发展,培养高等技术应用型人才成为教育的主要目标,高职理论教学“以应用为目的,以必需、够用为度”,同时由于受到市场需求的影响,许多高职学校都在大刀阔斧地减少基础理论课课时,高等数学作为一门最重要的基础理论课也未能幸免,导致教学时间大大压缩,学生学习数学的难度越来越大,教师疲于追赶进度,一些重点、难点内容难以展开,影响了教学质量和效果。教师为了完成教学任务,进行建模方法教学改革流于形式,局部作了尝试,整体难有改观,改革的有效性大打折扣。
1.3 教师的教学手段、方法、模式有待改进
高职院校教材编写仍然采用传统的本科或专科院校对高等数学的要求和内容体系,造成教学内容与不同专业的要求不相适应,游离于专业课之外,缺乏与实际问题的结合。由于缺乏整体设计,增加了学生的学习难度,从而不可避免地使一部分学生对数学课程产生了畏难情绪,最终影响到教学质量。
2 高职数学基础课融入数学建模教育的有效性策略
数学建模突破传统教学方式,以实际问题为中心,能有效地启发和引导学生主动寻找问题、思考问题、解决问题。因此在数学基础课有效融入建模思想方法教学,能极大化解难度,促进应用,可以触发不同水平的学生在不同层次上的创造性,使他们有各自的收获和成功的体验,从而提高学生学习效果。
2.1 激发问题意识,培养建模思想
行为的动力是动机,而动机的来源是需要。有效的学习必须以根源于学生需要的、有力的学习动机为条件。所以,要让学生热切投入对作为学习任务的问题解决活动,就必须激起他们的问题意识。问题的新颖性与策略的形成正相关。新颖的问题具有挑战性,策略在解决新颖的问题时最能体现价值,并在创造性地解决问题的活动中得到锻炼和发展。在实际的教学中,激发问题意识需要两方面的条件:认知条件和情感条件。认知条件是所提出的问题能使学生产生强烈的疑惑感,但“疑”要有一个度,即要控制问题的难度。太容易了学生不感迷惑,学习动机淡漠;太难了学生会过度焦虑或产生逃避心理,从而丧失学习动机。情感条件是所提出的问题能让学生产生浓厚的兴趣,为此应考虑三点:一是问题情境中应包含学生喜闻乐见的现实生活;二是问题情境及解决问题的过程应呈现师生之间、学生之间的良好人际关系;三是用来营造问题情境及用来解决问题活动的教学具有直观性、操作性。
培养学生运用数学建模解决实际问题的能力关键是把实际问题抽象为数学问题,必须首先通过观察分析、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。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,也就是要不断地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。
2.2 案例教学引导,理解建模方法
所谓案例教学法,是指教师在课堂教学中用具体而生动的例子来说明问题,已达到最终目的的一种教学方式。而数学建模教学中的案例教学法,则对应的是在数学建模教学过程中,结合案例进行数学建模问题的讲解,达到让学生对数学建模的建模过程和方法以及建模的具体应用有清晰的认识的目的。数学建模教学中应用案例教学法主要应该包括三个部分,即事前、事中、事后三个部分。事前是指教师在数学建模开始之前选择合适的问题,讲解问题的环境,也就是介绍清楚问题的背景资料,所掌握的数据信息,建模可能用到的数学方法和模型,以及问题的最终目的。事中是指在教师讲解清楚问题的准备工作之后,教师与学生,学生之间针对问题进行讨论,讨论的目的是要搞清楚问题的实质是什么,可以利用哪些方法和模型工具,探讨那一种方法最为合理,最终决定使用的具体模型工具。事后则是指模型的最后检验,模型是否合理需要通过最后对模型结果的检验做标准,可以在两种以上不同的模型得出的结果之间进行对比,考察其存在的差距。
2.3 深入挖掘素材,再现建模过程
数学本身就是研究和刻画现实世界的数学模型。比如,从研究变速直线运动的瞬时速度与曲线切线的斜率出发引入导数的概念,从研究曲边梯形的面积出发引人定积分概念,从研究空间物体的质量出发引入三重积分概念等。但这些知识经过抽象之后写在教材上,学生学起来就不知道这些概念及定理的来龙去脉了,发明者的原始想法被隐藏在这些逻辑推理之中,使得学生学起来非常困难。教师在讲课过程中要适时、适当、有意识地加以引导,考虑到学生实际的数学基础,在授课前应有针对性地结合现行教材的各个章节,搜集相关内容的实例,引导学生进行分析,通过抽象、简化、假设、确定变量、参数、确立数学模型,解答数学问题,从而解决实际问题。如在讲授《概率统计》中“古典概型”,向学生介绍古典概型的形成过程,再现知识的创造过程,激发学生的探究热情,让学生体验真正的数学思维过程,提高其综合运用数学的能力;在讲解导数应用的过程中,可安排如瞬时速度、切线斜率、边际成本、边际利润等实际问题的例子.在讲“导数的最值”后,可插入一些如费用存储优化、森林救火等有关极值的模型.积分章节可介绍曲边梯形面积、旋转体体积、单位流量等例子。这样,通过运用数学建模方法,用“高等数学”知识解决重大的实际问题,使枯燥的数学问题变得具体可感,既增加了学生的新奇感,又提高了学生数学应用能力和学习积极性。
2.4 开展数学实验,增强建模体验
数学实验是以数学知识的形成、发展和应用为任务,利用计算工具或空间模型、实物作为实验工具来推演(或模拟),并且以一定的数学思想方法作为实验原来的一种实验形式。数学实验的手段包括传统型手段,也包括现代化手段,特别是计算机数学实验。建模过程中将所研究的问题的数学模型转换为适合于让计算机识别并进行运算的形式,由计算机去完成计算任务,甚至进行证明和推导,得出某种处理结果以及新结论、新发现。用计算机解决建模问题的一般步骤如下:
分析问题,建立数学模型;
根据数学模型选定计算方法;
根据计算方法画出流程图;
根据流程图编制程序;
上机调试;
运行程序输出结果。
从上述流程可以看出,数学建模与数学实验有紧密的关系,在“人---机---人”的教学系统中,数学教师需要重新定位,掌握新工具,扮演新角色。
2.5 改革评价体系,促进建模开展
高职数学基础课融入数学建模模思想方法不仅在教学设计要进行改革,在教学评价上也要进配套行改革。数学建模的评价应以假设的合理性、建模的创造性、结果的正确性和文字表述的清晰程度为主要标准。考试方式推行小课题、大作业、小论文考核制度,注重学习过程,布置一些涉及数学方法、数学能力的问题让学生解决,使学生在学习过程中得到提高,变被动学习为主动学习,改变一考、一卷确定成绩的传统考核方法。将平时的作业、小组合作讨论交流纳入考核体系之中。
3 数学建模思想方法融入数学基础课程的思考
3.1 增强意识、勇于实践
为了培养学生的建模意识,数学教师应首先需要提高自己的建模意识。这不仅意味着我们在教学内容和要求上的变化,更意味着教育思想和教学观念的更新。数学教师除需要了解数学科学的发展历史和发展动态之外,还需要不断地学习一些新的数学建模理论,并且努力钻研如何把数学知识应用于现实生活。数学建模思想融入数学基础课程,关键是教师转变观念,认识数学建模思想方法融入数学基础课和重要性。数学建模思想方法融入数学基础课并不是削弱数学基础课程的教学地位,也不等同上数学实验课和数学模型课,所给的实际背景或应用案例应尽量自然朴实,简明扼要。
3.2 体现过程、循序渐进
数学建模思想常常是以隐蔽的形式蕴涵在数学知识体系中。事实上,定理和公式,并不是无本之木、无源之水,也不是人们头脑中所固有的,而是有现实的来源与背景,有其物理原型和表现的。在教学实践中把蕴涵在数学知识体系中的思想方法明白地揭示出来,选出具有典型数学概念的应用案例,然后按照数学建模过程规律修改和加工之后作为课堂上的引例或者数学知识的实际应用例题。这样使学生既能亲切感受到数学应用的广泛,也能培养学生用数学解决问题的能力。同时注意到数学建模思想方法的融入是一个循序渐进的过程,由简单到复杂,逐步渗透。其融入应建立在学生已有的知识经验基础之上和学生的最近发展区内,做到在基础课教学时间内完成,又不增加学生的学习负担。教学设计时应选择密切联系学生实际,易接受、且有趣、实用的数学建模内容,不能让学生反感。
3.3 注重实效、服务专业
用专业知识作为背景,加工成数学模型,可使学生认识到数学在专业中的地位。这样既加深了对专业知识的理解,又培养了学生应用数学的兴趣。通过对一些以专业为背景、学生有能力尝试的问题的研究,把专业问题转化为数学问题,可以增加数学教学的目的性和凝聚力。对学生在建模过程中碰到的专业方面和数学方面的困难,教师要鼓励学生通过请教教师和查资料及时将要用到的知识补上。在强烈的学习愿望下,人的潜能是最容易被激发出来的。
3.4 注重计算机与课堂教学的整合
数学教育由一支粉笔、一块黑板的课堂教学走向“屏幕教学”,由讲授型教学向创新型教学的发展,离不开多媒体辅助。用Matlab等软件做出来的部分实验结果(包括图形和计算结果等),可使课堂教学更生动,使得教师的讲解更贴近学生的建模过程,取得很好的教学效果。将计算机引入到数学建模教育中,可以切实提高学生的数值计算和数据处理的能力,完成数学建模、求解及结果分析的全过程,改变学生被动接受的形式,有效地激发学生学习数学的兴趣,提高学生学习数学的积极性。
实践证明,数学建模对于提高学生运用数学和计算机技术解决实际问题的能力,培养创造能力与实践能力,培养团结合作精神,全面提高学生的素质具有非常积极的意义,作为高职数学基础课既要重视数学知识的传授,更要重视应用能力的培养和建模思想方法的渗透,只有三者同步协调发展,我们的教学才充满活力。
参考文献
[1]叶其孝.大学生数学建模竞赛辅导教材(四)[M].长沙:湖南教育出版社,2002.
篇2
关键词:MOOC;大学信息技术基础;混合式教学;课堂教学
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2016)27-0105-02
当下,MOOC(Massive Open Online Courses,大规模在线开放课程)已经成为高等教育教学的一种全新方式,学习者不受空间与时间的限制,可在网络上完成课程学习、学习交互、布置与上交作业、教学评价考核、师生互评等各个环节,很好地解决了传统面对面课堂教学中资源共享难、课时有限、教师批阅工作量大等问题。大学信息技术基础是一门实践性强、受众面广的通识基础课程,以河海大学文天学院为例,除了计算机专业外,全校学生都开设该课程,如何将MOOC课程和传统课堂教学的混合式教学的优势,体现学生的主体地位,充分调动学生自主学习的积极性,是解决传统面对面教学的问题、改进现有教学方法和提高教学效果的有效途径。河海大学文天学院在这个大背景下将MOOC 引入到大学信息技术基础的课堂教学中,在新的教学模式与理念指导下,开展混合式教学的探索和实践。
1 MOOC课程混合式教学模式的内涵
混合式教学模式并非单纯在形式上网络学习与课堂教学混合,而是更深层次上不同教学理论的教学模式的新型混合、是传统面对面的教学与网络学习的新型混合、是进阶式网络在线学习与翻转式课堂教学的新型混合。MOOC课程混合式教学模式即在网络上构建的一种虚拟的教学环境,它为课程提供课程的教学视频、PPT课件、相关资料、推荐书目、练习与测试,可开展定期开课,按时布置练习与测验等,具备了即时性、个性化、自觉学习体验与大规模的网络特点,同时,在线下的面对面课堂教学中由教师主导,多种教学媒体相互结合开展教学。这样即扩大学生的学习地域范围,也增加学生自主学习的学习资源,使得更多学生汲取到更多更优质的知识与研究成果。
2 开展MOOC混合式教学模式的必要性
2.1 学习者的信息技术基础参差不齐
大学信息技术基础是面向非计算机专业的全校性的公共基础课程,学习者的基础参差不齐。当前是信息时代的发展阶段,也是计算机基础教育普及阶段。有些学生能够熟练操作计算机,能完成计算机的日常维护、相关网络安全知识的普及、多媒体技术的理解、能熟练运用Windows 操作系统、Word文本编辑、Excel表格制作、PPT演示文稿制作等。但也有一部分同学来自于偏远的农村地区,他们很少有机会接触到计算机,有的甚至根本没有接触过计算机。面对如此基础不一致的情况,如果教学过程中不变换教学模式和研究新的教学方法,采用一刀切的单一面对面传统教学方式,将会大大降低了学生学习的热情,使得基础好的同学认为太简单不想学,基础差的同学又听不懂而跟不上,最终影响他们后续课程的学习。
2.2 传统课堂教学课时有限
由于现在计算机的普及,大学信息技术基础的学分也相应地缩减,目前,河海大学文天学院大学信息技术基础这门课的课时量由原来的4学分,缩减为原来的一半,即理论1学分,实践1分,这就不得不迫使教师要压缩教学内容,只讲解其中的部分重点内容,而对教学内容的其他部分只能略讲或忽略不讲。再者,课堂教学的学生上机练习时间有限,大学信息技术课程又是一门需要上机操作来对课堂所讲的知识进行消化与吸收的课程,上机练习少,会直接影响了学生对所学知识的掌握,极大地影响了教学质量。
2.3 单纯的线上自主教学模式存在缺点
1)单纯的线上自主教学模式,没有教师的监督和管理,实践课程很难实施,大学信息技术基础课程是一门特别重视学生实践能力培养的课程。在没有教学实践指导的情况下,学生在课后独自进行实践操作,遇到难题和不会做的问题往往得不到教师的及时的指导,这必然会导致其学习信心不足。
2)对信息技术能力差、学习主动性与自觉性弱的学生来说学习效果不理想。MOOC网络课程本身是需要在网络上通过电脑进行学习,学习者需要一定的信息素养能力才能完成,所以,一些完全没有接触过计算机的同学将无法参与MOOC课程学习。
3)单纯的MOOC在线课程的考核也是在线进行,但是网络的虚拟性使得在线考试结果在公平性和真实性方面存在较大问题,无法避免代考、抄袭等作弊行为的存在。
3 MOOC课程混合式教学模式的教学设计
3.1 教学目标的确定
大学信息技术基础是面向非计算机专业学生的公共基础课程,由于学习者的基础参差不齐,所以MOOC网络课程提供了各个基础层次的同学所需要的教学内容,让基础差的同学可以从最简单最零基础的内容开始学习,让基础好的同学选择性的学习高难度的教学知识点。
另外,通过MOOC网络课程在线学习,可以充分利用学生的课后时间进行自主学习。很好地解决了课时有限的矛盾。同时充分体现学生的主体地位,调动学生自主学习的积极性, 并通过课堂教学及时了解学生的在线学习情况,把重点、难点、易错点放到课堂教学中重新进行讲解剖析,再有针对性地布置上机实训作业,教师根据作业的完成情况与学生的反馈,调节教学进程。实现在线学习与课堂学习的优势有机结合。
3.2 教学内容的设计
教学内容的两方面: 一是知识为单位的短视频、课件、作业、测试题库等教学资源的制作;二是开展的教学活动,如讨论、测试、考试等。
1) 教学资源制作。本课程教学资源包括视频、课件、作业以及用于测试题库等。
2) 知识点的细化与分割。大学信息技术基础课程包括计算机信息的表示存储、指令和程序语言、计算机组成结构、多媒体技术、计算机病毒、Internet基础与应用、Word文字处理、Excel电子制表、PPT演示文稿等内容。可根据将知识点进行“碎片化”,然后录制成精悍短小的视频放在MOOC课程平台上。在知识点的分割与“碎片化”的过程中,力求将每个知识点的分割更加短小、具体。
3) 视频的录制。根据划分好的小知识点,结合设好的教学策略进行讲解,并录制好视频,后期再对视频进行美化、加工、剪辑等后期制作,每段视频一般控制在10 分钟左右。
4) 作业题库。每段视频讲解后配相关的练习题,以便于学生的理解强化。大学信息技术基础绝大部分的练习题是上机操作题,以实践练习为主,因为该课程的练习题还会提供相应的学习操作视频,完成后在线上交。
5) 添加测试题库。利用MOOC在线考试系统对学生开展阶段性测试,以便于教学期间及时得到学生学习情况的反馈,大学信息技术基础主要分割为计算机基础知识、Word文字处理、Excel电子制表、PowerPoint演示文稿等几个阶段分别考核。
6)教学活动的设计。以学生为中心,根据学生的基础、课时、教学安排,有计划、有步骤地开放教学资源,同时开展相关的教学活动:如组织教学讨论、课上上机操作比赛、参加全国计算机技能大赛、全国计算机二级等级考试的模拟考场等活动。通过这些教学活动的开展,有利于及时反馈学生的学习情况,强化上机操作水平,培养学生的创造能力,提高我校的计算机等级考试通过率。
4 基于MOOC的混合式教学过程实施方案
混合式的学习过程主要包括在线学习与课堂学习,下面介绍河海大学文天学院大学信息技术基础课程开展MOOC混合式教学的实施方案:
4.1 布置教学任务
在课堂教学方面,该课程32个课时,共分为八周,每周两次课,每次两节课,每次下课前,教师会在课堂上布置教学任务,强调在线学习任务、在线练习内容、讨论主题以及考核范围,让学生带着任务去自主学习,以便于学生确立自主在线MOOC学习的计划。
4.2 有教师主导的在线MOOC学习
计算机基础教研室的教师在每周的固定时间在线,以便于实时的与学生交互,讨论,及时了解学生遇到的问题和困难,学生也可以实时反馈自己的学习情况。我校该课程所使用MOOC课程平台是在安徽省的MOOC平台――安徽省网络课程学习中心(E会学),教师可以查看学生的学习记录,包括学生视频学习时间、练习题的完成情况、学生参与讨论等情况。而这些数据实时的反映了学生在线学习的情况,以便于教师及时获取学生反馈,及时调整学习进度。
4.3 课堂学习
在课堂上,学生可以将在线MOOC学习中遇到的问题向老师进行反馈,教师对问题进行总结和讲解,对重点内容进行强调,通过找学生回答问题、现场演示上机操作等方式、现场答疑以及规定时间使用全国计算机二级等级考试模拟系统进行考核等方式,验证学生本周的学习情况。
上述面对面的课堂学习与在线自主学习的分阶段学习,充分利用MOOC课程平台,将其与课堂完美结合,形成了混合式的教学方式。
5 结束语
目前我校大学信息技术基础MOOC网络课程的建设与MOOC混合式教学模式的实施还处在探索与尝试阶段,结合我校学生的特点与大学信息技术基础课程的实际,基于MOOC平台的混合教学模式可解决传统课堂教学中学生基础的参差不齐和教学课时量有限的实际问题,同时解决网络教学中学生学习缺乏主动性、实践课教学反馈不及时,学习者的自我效能感降低的矛盾。
参考文献:
[1] 王春晖, 刘志国, 俞宗佐,等. 基于MOOC 平台的混合式教学模式探索―――以C 语言程序设计公共课为例[J]. 内蒙古师范大学学报, 2015(7): 144-147.
[2] 于凌云. 基于MOOC 平台的混合式教学模式探讨与实践――以厦门理工学院《形势与政策》课为例[J]. 信息与电脑, 2014(10): 214-216.
[3] 彭相华. 独立学院计算机公共基础课程教学模式研究[J]. 软件导刊, 2013: 23-24.
[4] 叶小娇, 贺俊英, 刘博影. 高校信息素养教育中MOOC 与课堂混合教学模式研究[J]. 西昌学院学报・自然科学版, 2015(6): 104-107.
篇3
关键词:初中信息技术 活动式课堂教学 教学模式
一、研究的背景和意义
随着信息技术的高速发展,我们进入了信息时代。国家的重视,使各校信息技术设备得以更新配备。但初中信息技术教学现状却不容乐观。
1.教师放羊,学生无味。由于信息技术学科不是一门主科,不用参加升学考试,所以信息技术教师在教学上积极性不高,备课、上课马马虎虎,有的甚至放之任之,让学生自己在机房玩。加上有的知识点,学生在小学就已经学过了,上初中还在学,学生就没有学习兴趣了。
2.教学枯燥,两极分化。由于学生家庭经济条件不同,造成他们的信息技术水平也参差不齐。而教师在信息技术教学时,通常是搞“一个水平线”教学,并且只是“教师讲学生听”,结果是有的同学因已经掌握这些知识听得索然无味,而基础差的同学则可能根本就听不懂,这样一来,学生就更没有兴趣学习了。两极分化也会越来越严重。
3.考试评价制度不健全。对于传统学科,评价方式就是笔试。对于信息技术学科而言,更多的可能是要求掌握操作技能。考试评价制度不健全,也就无法促进教师学生学习信息技术的积极性。
在《基础教育课程改革纲要(试行)》中,明确提出了新课程的培养目标:“倡导学生主动参与、乐于探究、勤于动手,培养学生搜集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力。”由此可见,基础教育课程改革的新理念要求教学策略将发生变化:由重知识传授向重学生发展转变;由重教师“教”向重学生“学”转变;由重结果向重过程转变;由统一规格教育向差异性教育转变。这充分体现了教育应该以人为本的新理念,从而要求教师能够充分调动学生学习的积极性,激发学生的学习兴趣,创造丰富的教学情境让学生参与,让学生在“做”中学。
基于上述认识,本文提倡开展活动式课堂教学的应用性研究,将活动的思想融入到初中信息技术教学中,作为构建新的教育形式的突破点。
二、初中信息技术“活动课堂”教学模式实践
活动之于教学的整合有两种形态:结合和融合(如图)。当活动与教学结合时,教师指导下的学生活动与教学相结合关系,而当活动与教学融合时,活动的过程就是教学的过程,两者密不可分。
活动与教学的结合 活动与教学的融合
活动式教学模式突破传统教学形式,将信息技术基础知识和基本技能融入生动有趣的活动中,与电脑绘画、电子作品制作等学生喜闻乐见的形式巧妙结合,把知识、技能的训练与非智力因素的培养和智力的开发及活动巧妙联系,符合学生好奇、好胜的心理特点,让课堂变得更为“生动、有趣”。我将活动式教学模式分为“自主探究”型活动教学模式、“多元整合”型活动教学模式、“主题创作”型活动教学模式、“游戏竞赛”型活动教学模式。
(一)“自主探究”型活动课堂:满足探索需求,重在自主学习
活动探究教学模式旨在让学生通过活动自主探索,以科学探究的方式进行学习。在该模式中教师不能直接把构成教学目标的有关概念和认知策略直接告诉学生,而是先确定活动主题、制定活动方案,然后学生开展探究活动,获得感性认识,并通过讨论,使得感性知识变成理性知识。
如我设计的浙江省教育厅教研室编写的七年级上册《信息技术》第十九课《综合实践――做调查研究》的“自主探究”型活动课堂教学模式:
【案例1】
学会调查研究
活动对象:七年级学生。
活动目的:通过小组合作开展一次问卷调查,恰当合理的运用Excel对问卷中的数据进行统计与分析,得出有价值的结论,并撰写调查研究报告,进一步提高数据处理与分析的能力,体验信息技术在日常学习与工作中的实际应用。
教学过程:
1.调查前的准备:成立调查小组;确定调查主题;制定调查方案;设计调查问卷。
2.数据收集与处理:整理问卷;处理原始数据;制作统计图表。
3.撰写调查报告:结合统计表和图表进行数据分析,得出结论,阐明观点,提出建议。
4.成果交流:交流(略)
在初中信息技术课堂中,应用“自主探究”型活动教学模式应注意以下几个问题:
(1)活动必须包含本次课教学内容的重点或难点;
(2)活动的难易设计要考虑到学生水平的差异性,注意分层、分阶段,以期学生最后都能通过活动产生感性认识;
(3)学生在活动中碰到问题,引导学生开展讨论,以期通过讨论,让学生自己总结出解决方法,获得理性知识达成教学目标。
(二)“多元整合”型活动课堂:丰富课堂内涵,重在综合应用
多元整合型活动课堂具有较强的综合性与实践性,不是单纯学科知识的运用和延伸,而是需要综合运用知识来认识、处理、解决问题;在方式上,根据教学内容,教师可以灵活选择或整合多种学科的方式。如,结合语文课的《斑羚飞渡》、科学课的《保护水资源》、校本教材中的《走进XX》等学科内容,抓住其共同及核心的教育思想,让学生进行电子报刊、电脑动画等形式的作品制作。通过情境的创设,情感的熏陶,学生产生主动学习的愿望。从学生的制作过程(积极地参与探索,相互合作)及表现形式(绘画、电脑动画、电子报刊等)可以看出他们环保意识的深入,对家乡山清水秀的喜爱,同时也延伸出更深层次的社会问题,而这些也是单独一门学科所不能达到的。
下面的案例就是我根据浙江省教育厅教研室编写的七年级下册《信息技术》第七课《设计版面》设计的“多元整合”型活动课堂教学模式:
【案例2】
编电子报刊
活动对象:七年级学生。
活动目的:整合各科知识,综合运用已经学过的Word操作方法,将与主题有关的资料进行编辑,制作成电子报刊。掌握利用计算机进行信息加工的方法。
教学过程:
2、确定电子报的主题和刊名。
3、分配制作任务。
4、实施制作。
5、汇总美化。
类似这样的课堂不受学科知识体系的束缚,有效实现目标、内容、方式、结果等方面的整合,这里不仅需要学生有比较娴熟的信息技术操作水平、信息搜集处理水平,此外还需要与美术、语文等学科整合,对知识加以综合运用。不同的学生可以有不同层次的学习体现,可以获得不同的成功体验,从而激活各自的潜能。
(三)“主题创作”型活动课堂:激活个性潜能,重在个性展现
学生是学习的主体,是学习的主人。课堂教学内容必须符合学生的需要,作为已经有独立思想的初中生,学生更乐意自由想象、自由创作。如,展示“秋天”为主题的课堂教学,要求学生运用各种掌握的方法来表现秋天。使用工具:word、PowerPoint、flash、画图都可以,主题要鲜明。
下面的案例就是我根据浙江省教育厅教研室编写的七年级上册《信息技术》第八课《自选图形的应用》设计的“主题创作”型活动课堂教学模式:
【案例3】
设计富有个性的Logo
活动对象:七年级学生。
活动目的:学生通过设计富有个性的logo,进一步加深与巩固自选图形的操作,从而提高合理搭配图形的能力。
教学过程:
1.选择自选图形。
2.设置自选图形。
3.在自选图形上添加文字。
4.设计富有个性的logo。
“主题创作”型活动课堂教学模式给学生提供了自主探索、主动获取知识、分析运用知识的机会,学生对活动进行自我设计、自我控制、自我解答,变“要我做”为“我要做”,真正成为学习的主动者、探索者和成功者。
(四)“游戏竞赛”型活动课堂:关注竞争心理,重在体验快乐
学生在活动中边玩边学,学中有玩,玩中有学。“游戏竞赛”型活动课堂教学将所学的知识寓含于游戏中,是学生最喜欢的信息技术教学。比如,学习八年级上册 《信息技术》第一单元中“网络与生活”后,教师可以在学生完成知识建构后,设计“非洲大冒险”游戏,学生借助互联网进行游戏竞赛,藉此考察学生网上信息获取与加工的能力。再比如学习《文字校对》是非常枯燥的,如果教师一开始直接讲解校对要求和修改方法,学生不但学的很累,而且很不愿学,更加不能强迫其练习了。我在教学中就采取游戏竞赛的方式,使学生对学习充满了热情。
下面的案例就是我根据浙江省教育厅教研室编写的七年级下册《信息技术》第十七课《文字校对》设计的“游戏竞赛”型活动课堂教学模式:
【案例4】
火眼金睛找错误
活动对象:七年级学生。
活动目的:对文档进行拼写和语法错误检查,修改查出的拼写或语法错误。培养规范书写的良好习惯。
教学过程:
1.教师宣布游戏竞赛的规则。
2.教师讲解检查文档中的拼写和语法错误的方法。
3.进行竞赛。
4.宣布结果并颁奖。
“游戏竞赛”型活动课堂教学,既保持了学生学习信息技术的热情,又促使学生自觉去学习信息技术有关知识。学生在游戏中学习,不仅在学习中体验知识的魅力、成功的喜悦,而且令学生感觉到信息技术课堂是一个游戏的天地,学习的乐园。
三 、实践成效的分析
1.丰富了校园学习生活,提高了学校知名度
“活动课堂”的开展并延伸,大大丰富了学生的学习生活。通过“活动课堂”的教学实践研究,我校信息技术这门学科得以带动和形成,造就了一批优秀的信息技术教师,向周边学校辐射,为我校树立良好品牌,发挥较大作用。学校教师、家长、学生都意识到该门学科的重要性,也成为学校提高知名度的重要途径。可以这样说,在新安江第一初中,信息技术“活动课堂”这方土地,是最活跃、最吸引人的沃土。
2.增强了教师的课程改革意识,提升了专业素养
实践和研究初中信息技术“活动课堂”教学的过程,就是活化课程资源,增强教师课程开发意识、提升专业素养的过程。笔者在参加建德市信息技术(初中)优质课比赛中获二等奖。
通过实践和研究“活动课堂”教学,教师对学生的情感、态度、价值观更为关注,教学中重视挖掘每一个学生的潜能,面对课堂教学时常能融进自己的思考,用动态的眼光看待每堂课,设计出适合学生的活动。同时学生的精彩表现时时让老师感动,老师能主动去反思,突破教师以往单科课程的限制,提升教师的课程意识,拓宽对课程的理解,提高课程的开发与实践能力。
“活动课堂”教学的设计与实施也在无形中提升教师的教育科研能力。这些都为我们后续的推广研究和深入研究打了良好的基础。
3.促进了学生的个性发展,增强了学生对学习的幸福体验
(1)“活动课堂”激发了学生的学习兴趣,促进主动学习
每个学生都希望自己的作品得到老师与同学的赞赏,希望自己在网上的作品得到同学的认同,为实现这一目标,促使学生学习之前准备上课的内容,家里有计算机的学生在家中准备上课要用到的资料。为此,学生学习信息技术的兴趣明显提高,课堂气氛非常活跃,学生学习积极主动;学生的计算机操作能力大大增强了;学生乐于准备收集学习资料,勤于整理添加自己作品文件夹的内容;喜欢在网上自己的作品发表自己的评论。
(2)“活动课堂”丰富了学生的自我体验,提升自我价值
活动课堂教学形式多样,可选择性强,可让学生获得更大的发展空间,有效地激发了学生强烈的求知欲和好胜心,使他们主动探索,愉快体验,各尽其思,各展所能。活动的内容富有情趣性、挑战性、价值性,注意发挥学生的主体作用。做什么,怎么做,自完全掌握在学生手中。这样,为学生提供了广阔的创造舞台,彻底改变了学生被动学、机械学的局面。在活动的过程中,丰富了学生的自我体验。学生作品多次在杭州市、建德市获奖。
对于绝大多数学生来说,信息技术学科不会成为他们今后研究的主要方向,但会成为他们进行其他学习活动、从事某种工作、适应现代化生活的工具。活动课堂教学让学生懂得自主学习,把握自主存在的意义;让学生在学习、活动的过程中,学会革新创造、学会与人合作,提升自我的生命价值。
四、实践研究的反思
信息技术“活动课堂”教学模式在实施中还面临一些问题,主要有:
1. 初中学生功课多,升学压力大,信息技术教学被边缘化,导致信息技术教师有想法没办法实践,有活动没办法开展,学生没有更多时间进行课外活动。
篇4
关键词:现代教学技术;思想道德修养与法律基础;教学模式;高职教育
中图分类号:G41 文献标识码:A 文章编号:1673-2596(2014)01-0249-03
教学和学习是两个既区别又联系的过程,在教学过程中,教师借助一定的媒体将教学内容传授给学生,在学习过程中,学生通过一定的媒体接收教师的信息,并纳入到已有的认知结构中,从而产生相应的行为或行为潜能的变化[1]。可见,教学媒体在教和学的过程中是一个不可忽视的因素。随着科学技术的发展,教学技术手段在不断地更新,由实物、黑板、粉笔、挂图到照片、幻灯、课件,由收音机、录音机到电影、电视、电子计算机,无不体现了现代科技成果在教育上的运用。特别是随着计算机多媒体技术和网络技术的迅猛发展、计算机教育的普及,计算机在学校教育中发挥着越来越重要的作用,在教育现代化中扮演着重要角色,已经成为影响学习的重要因素之一[2]。根据这一因素构建《思想道德修养与法律基础》教学模式,提高高职学生的思想道德修养和法律意识显得尤为重要。教学模式包括了教学目标、教学内容、教学手段等。本文旨在分析现代教学技术手段在实现《思想道德修养与法律基础》教学目标上发挥的积极作用,并且提出了教学内容中的三个相结合。
一、现代教学技术手段在实现《思想道德修养与法律基础》教学目标中发挥积极作用
(一)《思想道德修养与法律基础》教学目标
1.素质目标
逐步提高学生走向社会所需要的思想、文化、身心、法律、职业等方面的综合素质。重点培养学生良好的道德修养、人生观价值观、职业理想、法律意识。更好地促进高职学生成长成才和终身发展。
2.能力目标
(1)能够了解高职学习、生活的特点,深刻认识高职学生的历史使命,初步培养职业生涯的规划设计能力。
(2)能够在明确个体对自然、社会、他人和自身应该承担责任的基础上,提高学习、交往及自我心理调节的能力,培养合理生存和职业岗位的适应能力。
(3)能够将道德理论内化为自觉的意识、自身的习惯、自主的要求,成为校园道德生活的主体,提升职业实践中德行规范意识和能力。
(4)能够运用与人们生活密切相关的法律知识,在社会生活中自觉遵守法律规范,分析和解决公共生活、职业生活、家庭生活领域的现实法律问题。
(5)能够在熟悉职业素质、职业理想、职业法规等内容的基础上,培养成功就业和自主创业意识和能力。
3.知识目标
(1)明确“基础”课的性质和目的,确立和坚定理想信念、将远大理想和对祖国的高度责任感、使命感结合起来,做新时期坚定的爱国者。
(2)系统学习人生观、价值观理论。引导学生深入思考有关人生是什么、人生意义是什么等基本问题。领悟人生真谛、树立正确的人生观,积极投身人生实践,创造有价值的人生。
(3)了解社会主义道德基本理论,中华民族优良道德传统和社会主义荣辱观。
(4)了解社会主义法律在公共生活、职业生活、家庭生活领域中的具体规定,领会社会主义法律精神,明确社会主义法律规范。
(5)了解职业道德的涵义及养成,职业未来的发展趋势。掌握就业、择业与创业的方法,明确劳动者依法享有的权利和应该履行的义务以及维权的途径。
(二)现代教学技术手段在实现《思想道德修养与法律基础》教学目标中发挥的积极作用
1.国际互联网技术
互联网技术缩短了国家之间的距离,缩短了查阅文献的时间。使每位教师能及时掌握国内外有关这门课程教学和研究的动态,以及正在发生的和这门课程有关的新闻热点事件。从而更有效地进行教学方法和教学手段的设计。也使学生从互连网上了解到有关这门课程的情况和发生在我们周边和我们紧密相连的事情。
例如从互联网上,我们了解到大学生另类择业路径――家政、个体、养殖等,引发我们对大学生就业、择业观的思考和争论。教师可以及时地就这些事件和学生展开讨论,在目前国内整体就业形势严峻这个大背景下实事求是地引导学生树立正确的就业、择业、创业观。
不仅教师使用互联网,而且要求学生也使用。例如要求学生从互联网上查找资料,写出一份公共生活中道德和法律规范的报告。
2.多媒体技术
PowerPoint和FrontPage是制作教学课件很好的工具,尤其是FrontPage在页面设置,图片和视频资料的链接等方面都很灵活。在这门课程的教学内容课件中,主要以专题为单位创建演示文稿,而且根据各专题的内容和性质决定文稿的形式。例如有关公共生活、职业生活和家庭生活中的道德问题及大学生择业和创业,需要链接CCTV新闻、凤凰卫视等视频资料。图片、视频、文字相结合可以让学生更加直观、形象地接受。对激发学生的学习兴趣,加强道德修养和树立法律意识起到潜移默化的作用。所以在演示文稿的制作中图片视频资料相对较多,选择FrontPage制作课件较好。在实体法和程序法的知识讲解中则结合案例主要以文字的形式展示课件,那么选择用PowerPoint和FrontPage就都可以。
3.扫描仪、数码相机等设备
在教学的过程中运用数码相机、扫描仪等设备,把在报纸、杂志、电视上刊登的以及教师日常拍摄的有关思想道德、法律方面的知识、事件或新闻热点的图片、文字增加到课件中,及时将这些知识传授给学生。扫描仪主要解决一些稀缺资料问题,例如课堂中需要用的一个资料只在一本书中找到,这个时候不论是拷贝文字还是图片,扫描仪都起到最好的作用。而数码相机等设备用于教师日常生活、外出、旅行等拍摄的与教学内容相关的图片及视频资料。
二、《思想道德修养与法律基础》教学内容以及三个相结合
(一)《思想道德修养与法律基础》教学内容
这门课程包括三大部分五大方面的教学内容
第一部分:思想道德教育。包括理想情操教育、人生价值教育、道德品质教育,主要提供总的思想基础和理论前提。结合职业理想,重点解决高职学生成长成才的历史定位和时代方向问题,使学生初步具备一定的学习和职业生涯规划设计能力,提升职业实践中德行规范的意识和能力。
第二部分:基本法制教育。包括法理、宪法、实体法和程序法。旨在帮助学生知法、用法、守法、护法,提升其法律意识,培养法治“社会人、职业人”的基本素质。初步学会并运用相关法律知识分析和解决公共生活、职业生活、家庭生活领域的现实法律问题的能力。
第三部分:职业规范教育。包括职业活动中的道德与法律,成功职业人的素质,职业选择以及就业中权益保护等问题,是第一、二部分知识在实际领域中(如就业、权益、社会责任、奉献等问题)的延伸。旨在提供职业行为规范和价值导向,培养学生的职业态度和职业精神,锻炼学生成功就业和自主创业的能力[3]。
知识模块的前两个部分有比较明显的分块但又相互渗透融合并最终落实体现在第三部分。整个教学体现了与高职学生成长成才主线的结合,并把社会主义道德和法制教育的问题放到了学生自我认识、群体交往、社会发展的进程中把握。
(二)教学内容中的三个相结合
著名教育家杜威认为课程内容即学科知识、当代社会生活经验、学习者的经验[4]。《思想道德修养与法律基础》教学内容即可接受这一教育理论的指导。
1.教学内容与职业素养、职业现实问题和职业道德的结合
从企业对人才的能力、素质要求和人的全面发展要求出发,系统设计课程的知识、能力、素质目标,强调崇德尚能、以德导能、以能强德,培养高职学生良好的职业意识、职业理想、职业道德、职业态度、职业价值观和职业纪律,实现基本理论与职业素养的结合。
从面向社会的职业人的培养出发,结合学生思想道德形成和身心发展的客观规律,从三大角度五大方面系统整合课程的内容体系,有针对性地回答高职学生在成长成才和未来职业生涯发展过程中所面临的有关人生、事业、理想等方面普遍关心和迫切要求解决的德行修养和职业现实问题,探求解决问题的方法。
围绕教育主要解决“做什么”和“怎么做”的问题,根据高职学生认知特点和规律以及教学与实践一体化的要求,促进知行结合、学生职业能力和职业素质的提高。
2.教学内容与新闻热点相结合
坚持教学内容与新闻热点相结合,使学生感到课程的知识内容和现实生活紧密相关。例如讲授理想、人生观的时候就可以举例近年来感动中国十大人物,他们的事迹都是很好的素材。在讲授婚姻家庭观时可以举例伟大的母亲:伦敦奥运会37岁的体育运动员丘索维金娜。现实社会生活中大家熟知的名人模范婚姻家庭。背着母亲上学的孟佩杰等等感人的现实事迹。
将奥运会、感动中国这样的热点新闻事件穿插在教学中,以伟大人物的人生观为指导,可以引起学生的共鸣,给学生留下深刻的印象,起到积极的作用。
3.课程内容与开展德育教育活动和大学生日常生活相结合
大学生既是知识的接受者,又是知识的传播者。教师可布置与开展德育教育活动有关的作业题目。例如学习这门课程后,对自己今后的工作、学习和生活将有什么帮助;观看奥运会、世博会后的感受等。事实上,许多学生已经在开展德育教育的活动,例如如果教师能在社会公德的环境保护方面教授给学生更多科学知识和方法并且身体力行,学生就会在无形中感染他们的父母、朋友,这样的活动就扩大了教学的效果,扩大了接受德育教育的人群。
坚持课程内容与大学生日常生活常识相联系,使他们感到德育教育与自己的日常生活紧密相关,提高感性认识和学习兴趣。
泰勒在他的名著《课程与教学的基本原理》中论及课程时提出这样的论点,就学校教育而言,一门学科的价值在于它对一般公民,而不是未来这个领域的专家的贡献[5]。通过学习《思想道德修养与法律基础》,使各专业的学生都提升道德修养、树立正确的人生观价值观和职业理想、增强法律意识,为高职各专业人才培养目标的实现以及高职学生成长成才和终生发展打下坚实的基础。
参考文献:
〔1〕莫雷.教育心理学[M].广州:广东高等教育出版社,2002.
〔2〕盛群力.教学设计[M].北京:高等教育出版社,2005.
〔3〕思想道德修养与法律基础(修订版)[M].北京:高等教育出版社,2007.
篇5
【关键词】 初中物理教学 信息技术
【中图分类号】 G622 【文献标识码】 A 【文章编号】 1006-5962(2012)07(b)-0038-01
教育部颁发的《国家基础教育课程改革纲要》(试行)中明确地提出:“大力推进信息技术在教学过程中的普遍应用,促进信息技术与学科课程的整合,逐步实现教学内容的呈现方式、学生的学习方式、教师的教学方式和师生互动方式的变革,充分发挥信息技术的优势,为学生的学习方式和发展提供丰富多彩的教育环境和有力的学习工具。”在初中物理教学中应用信息技术是新课改的要求,也是时代的要求,对于培养有创新能力、实践能力和有信息素养的新世纪综合性人才有重要的作用。
1 运用信息技术建立新型的探究式教学模式
教和学是一个互动的过程,教师的教是外化的过程,目的是对学生的学习起到促进和帮助作用,教师充当的只是引导者,学生才是主导和中心,学习是一个内化的过程,强调学生学习的自主性。物理的教学过程也应当贯彻这一教学理念,然而实际的教学情况并非如此,由于应试的压力,教师多注重对知识的灌输,即使是实验课,也是参照教科书依样画葫芦,对学生的创新能力和实践能力培养不足,而信息技术的介入可以有效地弥补传统物理课堂教学的缺陷,建立探究式的新型课堂教学模式。
从教师的角度来看,在探究式教学的模式下,教师的任务不是知识的灌输,而是创设出良好的学习情境,作为课堂的引导者,激发学生主动学习。通过信息技术,教师可以通过图片、影视、案例、实验等各种手段,引导学生发现问题,激发学生探究的兴趣,在学生分析讨论问题的过程中,教师可以对学生进行相应的指导,提供一些信息资料。从学生的角度来看,由于受条件的限制,学生的探究欲望不能得到满足,而信息技术为学生的探究式学习提供了很好的条件。依托信息技术,学生可以自主地进行猜想、实验验证、数据分析、讨论交流,通过自己的亲身体验获得知识。
1.1 创设情境,导入课题
教师可以利用多媒体技术创设一个特定的学习情境,如一个小实验、一个影视片段等,激发学生的兴趣,引导学生提出问题,积极思考问题。例如在讲解浮力的时候可以播放关于死海的影像,在讲解凸透镜的聚焦作用时,可以演示凸透镜聚焦太阳热量将纸片燃烧的实验。情境的设置大大激发了学生求知欲望,引发学生的探究兴趣。
1.2 大胆猜想,实验验证
探究式学习的核心就是在于学生的自我探究,希望学生能够扮演科学者的角色,提出猜想,然后用实验来验证自己的猜想,所以这一环节是培养学生创新实践能力的重要一环。学生可以根据自己以为的知识,对现象进行合理的推测解释,然后在教师的帮助引导下设计出实验方案步骤,来验证自己的猜测,并在实验的基础上不断完善自己的认识。
1.3 交流讨论,得出结论
信息技术有强大的信息数据处理技术,学生可以用信息技术来分析处理实验的数据,得出结论;还可以通过网络合作学习,在网络平台上交流各自的猜想、实验设计和结论,以便于互相启发,得出更加合理的结论。
1.4 教师小结,自我测试
在这一阶段,学生将自己的实验过程,实验结论向教师汇报,教师对学生的探究过程和结果做出评价,对学生的探究活动表示鼓励,提出建设性的意见,并对学生结论进行补充完善,对课堂重难点、研究方法等进行总结。课堂内容结束后,学生可以自行登录网上习题库进行自我测试,对所学知识进行强化。
2 信息技术在物理课堂上运用应注意的问题
信息技术在初中物理教学中的运用,大大地提高了物理教学的质量,但是在实际的运用中存在一些问题,如用数字化的实验完全取代传统实验;过度使用多媒体教学手段等等,因此在运用信息技术时必须注意以下两点:
2.1 传统实验和信息技术模拟实验的关系
数字化实验有传统实验无法比拟的优越性,但是并不能完全代替传统实验。传统实验有助于培养学生正确选择使用仪器的能力,计算和作图能力等动手操作能力,而数字化实验是在虚拟的环境中完成的实验,对于培养学生的思维探究能力有余,而对于培养学生的动手操作能力则不足。因此只有将传统实验和数字化实验结合起来才能是物理实验教学相得益彰。
2.2 对于多媒体教学手段的使用要适度
在教学中过度使用多媒体手段会使教师对多媒体产生依赖心理,板书、知识点的讲解都借助多媒体,弱化了教师引导者、组织者、参与者的作用。同时由由于多媒体强大的信息容量,在扩展课堂容量的同时也给学生的学习带来了负担,学生在一节课中根本消化不了那么多的内容,这样反而降低了课堂效率,因此,在使用多媒体的同时,我们也不能抛弃传统的教学手段。
信息技术在初中物理中的运用为物理实验教学提供了便利的条件,对于培养学生自主探究问题,分析和解决问题的创新能力和实践能力的培养发挥着重要的作用。在运用的过程中,注重信息技术教学手段和传统教学手段的结合,使二者优势互补,在充分培养学生的思维能力的同时也提高了学生的动手操作能力,只有这样才能提高学生的综合能力。
参考文献
[1] 李景发.信息技术与物理实验的优势互补探究[J].物理教学探讨,2009(31).
[2] 何蓁,王沛清.试论信息技术与物理实验教学的整合[J].中国教育技术装备,2003(06).
篇6
关键词:PLC 实验教学 触摸屏 软件仿真 创新能力
中图分类号:G64 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2014)10(c)-0139-02
实验教学是PLC课程教学的重要环节,而在传统的PLC实验教学过程中,往往都是常规的开关量验证实验,整个实验过程不仅教学内容固定,而且枯燥、乏味、缺乏形象直观性,不能满足PLC课程教学的新需求。另外,PLC实验的被控对象大多由于体积庞大、价格昂贵、难于维护等原因,不易于在实验室配备,从而远远不能满足PLC实验的需要。
在工业各领域中,由触摸屏与PLC所组成的典型控制系统已广泛应用。从PLC教学角度来说,将触摸屏软件仿真技术应用于PLC实验教学中,通过触摸屏软件来全真模拟被控对象,既可以克服真实被控对象的缺点,又能用低廉的教学开支来丰富实验课的内容,从而增强PLC的实验教学效果。
1 基于PLC与触摸屏软件仿真的实验教学整体思路
(1)PLC实验教学中利用触摸屏仿真技术,便可以将输入按钮、开关和输出指示灯等在显示器上完整地展现出来,实现被控对象的全真模拟。整个实验教学过程只需一台PC机而不需其他任何硬件设备,代替了传统实验室的线路布局和实验设备维护等工作,节约了大量的实验经费,提高了实验的安全系数。另外,仿真过程中被控对象是以动画的形式显示出来的,使教学效果生动新颖,提高了学生的参与热情。
(2)PLC实验教学的核心内容是根据控制要求编写程序,程序的正确与否在传统的实验教学中需到实验台上去验证,验证过程中不但容易损坏实验设备,而且对于复杂程序则需做多次验证性实验才能得到,因此在传统的实验教学中不可避免的面临着实验设备维护困难,项目开发周期长的难题。而利用仿真软件在PC机上即可对程序进行模拟和错误检查,程序的正确与否便可在屏幕上直接地观察出来,从而使程序及时地得到验证,克服了传统实验教学方法的不足。因此,采用软仿真模式后,可以在较短的时间内开发大量的仿真实验教学项目,丰富了实验教学的内容,增加了实验的多样性,有利于学生掌握PLC控制系统的设计方法。
(3)借助PLC与触摸屏仿真软件,学生完全可以利用业余时间,在个人的电脑上充分发挥自己的想象力进行相关的实验设计,启发了学生的思维,促进了学生对PLC的认识,缓解了实验室开放时间有限的难题,更有利于对学生综合应用能力的培养。
2 基于PLC与触摸屏软件仿真的实验教学实现
该虚拟仿真方法是利用PLC编程软件在计算机上编写程序,利用PLC仿真软件对所编写的程序进行检验,然后通过触摸屏编程软件设计操作界面,虚拟PLC的被控对象,最后用触摸屏仿真软件以动画的形式模拟显示出仿真结果。在此过程中,学生可以在操作界面上方便地改变被控对象的运行状态,在屏幕上直观形象地观察 PLC程序的运行结果。
2.1 系统组成
基于PLC与触摸屏软件仿真的实验教学仅仅需要一台PC机,然后在PC机上安装三菱PLC编程软件GX Developer 8.34、三菱PLC仿真软件GX Simulitor 6c、触摸屏编程软件GT Designer 3、触摸屏仿真软件GT Simulitor 3四个软件,这样不需要其他额外的资金投入就可以进行实验的相关设计及课程教学项目的研究与开发了。
2.2 应用实例
下面以“循环小车”为例来说明PLC与触摸屏软件仿真技术在PLC实验教学中的应用。
控制要求:按下启动按钮后小车自动左右循环移动,同时对应方向的指示灯亮,到达最左边或最右边时,掉头返回,按下停止按钮后,小车停止运动,指示灯均灭。
具体操作步骤如下。
(1)按控制要求利用GX Developer 8.34 软件编写“循环小车”梯形图。
(2)利用GT Designer3软件设计“循环小车”的仿真界面,并按梯形图的I/O分配表设置好对应的按钮、限位开关与指示灯,仿真界面如图1所示。
(3)运行GX Simulator 6c程序仿真后,运行GT Simulitor 3图形仿真,其仿真结果如图2所示,达到了真实场景的效果。
3 结语
把PLC与触摸屏软件仿真技术引入PLC的实验教学中,采用虚拟技术代替复杂高成本的实验设备,节约了大量的实验经费、维护方便;利用虚拟控制界面控制PLC,以动画的形式显示被控对象的实际效果,操作更加简单,实验效果更加直观形象;学生在实验中可以充分发挥想象力进行各种设计,可以对仿真过程中出现的各种实验现象进行分析,找出最优设计方案,加深了对基本概念和原理的理解,提高了应用创新能力。利用此虚拟仿真方法开发实验教学项目方便灵活、开发周期短、可重复操作性强,有助于学生编程技巧和动手能的提高。
参考文献
[1] 郑海英.PLC技术及应用课程教学改革的研究与实践[J].辽宁工业大学学报(社会科学版),2012(2).
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关键词:中等职业院校 数学教学 数学建模思想 教学改革
数学建模思想在数学教学活动中已经得到广泛的认可,在不同阶段、不同层次的教学中取得了良好的教学效果。但是对于中职教育而言,数学教学体系的构建并不完善,出于学生基本情况、数学教材使用情况、数学教学认知与能力水平情况的影响,数学建模思想尚未完全运用于中职数学教学实践中。为了中职数学更深层次的教学改革,本文以理论联系实际的方式,从实践教学的视角对数学建模思想在中职数学教学中的应用进行深入的分析。
一、中职数学教学中数学建模思想运用可行性分析
数学建模思想在中职数学教学中运用是否具备可行性,需要结合实际进行调查验证。为了完成本文的研究,对笔者所在学校所开展的数学教学实际情况、学生数学学习实际情况进行了详细的调查分析。调查采用问卷调查的方式,包括学校学生数学应用能力、数学建模思想解决实际数学问题的社会需求、数学建模思想在当前中职院校数学教学中体现情况以及学生对数学建模思想的认知四个方面。
调查结果显示,笔者所在学校学生在数学建模正确率、验证模型正确率方面的表现差强人意,表明学生在数学知识的实际运用上并未表现出应有的水平。对中职院校的数学课本抽样调查结果发现,虽然绝大多数数学教材的设计已经涉及了数学建模思想,但是培养学生数学应用能力方面的内容仍然欠缺;在中职数学所能够涉及的社会岗位抽样调查结果显示,比如资源环境领域、物流运输领域等对运用数学建模思想解决实际数学问题的能力需求空间巨大。
对学生的综合问卷调查结果则表明,超过80%的学生认为数学建模能力的建立十分必要,对于其以后的就业具有积极的帮助,他们乐于接受数学学习中的数学建模能力构建。从这些实际调查结果可知,当前中职数学教学中引入数学建模思想具有较强的可行性。
二、数学建模思想在中职数学课堂教学过程中的构建
1.融入数学建模思想的中职数学课堂
融入数学建模思想的中职数学课堂教学与其他教学模式一样,同样需要经过五个基本步骤,而且在每个步骤中需要结合数学建模思想的特征、优势、原则、规律以及中职学生数学学习的基本情况进行针对性的课堂设置,并且课堂教学整体上要遵循构建主义理论。
首先在备课阶段,教师需要对构建主义、人本主义以及数学建模思想、中职数学教学内容、中职学生基本情况具有充分的了解和认知,以全新的数学建模教学观念准备教学材料;其次在课堂引入阶段,教师在备课时已准备的丰富教学素材的基础上,以构建主义要求导入新知识,尤以数学软件进行教学演示为宜;再次在引导教学阶段,教师引导学生对新知识进一步挖掘,遵循启发引导、循序渐进的原则;第四在课堂结束阶段,通过一堂课的教学,学生对所学的数学建模知识获得了基本的了解和掌握,在结束阶段需要进一步总结以巩固学生的数学建模思想;最后在课后的巩固阶段,以传统的课外作业和学期测评方式对学生进行考核评价,使学生及时发现问题并分析和解决问题,使数学建模知识得到进一步巩固。
2.中职数学基础知识的铺垫
从整体上来看,中职数学教学中的数学建模能力的培养是一个系统工程,需要经历一系列的步骤,而基础知识的铺垫则被视为第一步。在中职数学基础知识的铺垫阶段,通常所采取的教学方式为“讲解-传授”式,要求教师自身对数学建模思想具有足够的了解和掌握,然后结合自己的了解和实践,以讲解的方式向学生传授数学建模的基础知识,以使学生对数学建模具有初步的认知,进而引导和帮助学生建立基础的数学知识体系和数学建模基础知识体系。此外,在教师进行数学建模讲解时,除基础认知之外,还需要引导学生对数学建模的基本运用方法进行初步的感悟,并建立系统的数学基础语言体系。
3.数学建模思想融入课堂的教学阶段
在中职学生获得初步的数学建模基础知识后,应在数学教师的引导下进入下一阶段的学习,即课堂融入阶段。在中职数学教学中,数学建模思想的课堂融入通常以“活动―参与”的教学模式,其强调数学建模课堂教学中学生的主动参与性,突出学生在学习中的主体地位。数学建模融入课堂教学阶段至关重要,对教师本身的素质和要求较高,要求教师对课堂教学具有整体的、灵活的把握能力。课堂融入阶段通常包括情景创设、师生合作活动探索、师生交流和讨论、师生总结与研究拓展、课后实践活动五个步骤。
4.中职学生数学建模思想的应用
中职教育对人才培养具有较高的实际运用能力要求,这就需要中职数学教学同样要求实际应用能力的训练和锻炼。经过以上阶段的教学实施之后,中职学生基本获得了系统数学知识和基本的数学建模能力,接下来需要在教师的引导下进入实践应用联系阶段。该阶段的目的在于锻炼学生自主完成数学实习作业、体会运用数学建模思想模拟解决实际数学问题的经过,进而巩固学生的建模思想。
在该阶段,教师应该坚持学生自主的原则,指导学生完成自我检验和自我修正。学生的自主练习可采取独立完成、小组合作完成等形式,数学实习作业题的设置则需要难易适中,能够给学生预留足够的发挥空间。
三、中职数学建模思想的教学应用实践
在中职数学建模教学中,教师设计的教学内容应以日常生活中遇到的数学问题为例,这样能够强化学生的理解和记忆。
比如在基础知识铺垫阶段,以城市用水收费标准为例来引导学生学习分段函数,使其结合自身日常生活中经常遇到的事情来加深对数学基础知识的理解,并在此基础上引导学生对日常生活中常见的涉及分段函数知识点的案例进行常识性应用和巩固,比如出租车的收费模式等。
而在数学建模思想融入课堂教学阶段,可在学生已掌握知识点基础上,教师设置情境进行互动性学习,比如“函数知识在手机卡计费中的应用”,教师创设情境,让学生通过建立函数模型来解决实际问题。
数学建模思想的实际应用是中职数学教学的最终目的,在此阶段,教师不妨将实际生活中的问题设计成数学案例,要求学生在课余时间独立或以团队合作的方式完成练习。
例如:某蔬菜大棚黄瓜种植中,由于菜农对于市场行情并没有准确合理地把握,因此对出售价格和时间的关系掌握不准,进而无法确定最佳经济收入。在这个背景下,请学生结合历年市场发展趋势与行情解决如下问题:建立黄瓜市场出售时间与价格的函数关系,并解释市场发展趋势;建立黄瓜种植时间与成本的函数关系,并解释成本的变化原因;在哪个时间段上市能够使菜农获得最大收益?
学生通过团队配合所做出的最佳方案如下。
第一步,进行市场调研,包括网络资料搜集与蔬菜市场实地调研。经过为期三天的调研,学生获得了2015年2月15日起300天的市场资料和数据,在经过教师的指导后,学生通过直角坐标系下的离散点图找到了市场变化趋势,成功地将日常生活中的实际问题转化成为了数学问题。
第二步,学生结合300天的数据进行了模型假设,即假设一:所搜集到的数据为真实可靠的数据;假设二:种植成本与市场售价间的差额为菜农的实际纯收益。
第三步,在该问题的关键点上引入建模思想,即种植成本与上市时间在2月15日起第150天时出现最低拐点,而市场售价与上市时间关系函数则在2月15日起第200天时出现最低拐点。在该处引入建模思想,可以得出种植成本Q与时间t之间的函数关系,以及市场售价P与时间t之间的函数关系。
对所出现的两个时间拐点而言,由于气候的影响,黄瓜在资料时间起点后的150天进入高产期,种植成本达到最低,此后黄瓜的市场供给开始增加,进而在此后的50天左右,市场供给达到最大化,造成市场售价最低,之后随着产量的减少,市场供需逐渐平衡,市场售价也开始回升。将生产成本与实践的关系函数进行整理,然后将其与销售价格和时间的关系函数进行整合,得出生产成本、销售时间、市场售价之间的综合函数,在此函数的基础上对时间区间进行计算,便可得到最佳值。
第四步,讨论分析,假设菜农的最大收益为K,则K=P-Q,那么:
当100≤P≤300而且0≤t≤200时,那么当P=250且t=50时,K得到最大值为100;
当100≤P≤300而且200≤t≤300时,在P与t的限制条件下,P取值400无意义,因此P应当取值300,对应的t取值300,此时K值为87.5;
由以上分析可知,当从2月15日起第50天时,菜农选择上市所获得的收益最大。
在学生完成此案例之后,一方面可以使学生对数学知识的实际运用获得了直观的认知,另一方面也培养了中职学生的数学应用能力。
四、实践教学效果分析
在笔者所在学校数学建模思想实践教学实施一段时间之后,采用问卷调查的方式分别对学生和教师进行了调查。结果显示,学生对于该模式的教学认可度明显提升,并表现出积极的兴趣和主动的参与,而且阶段性的测试结果也表明其数学成绩获得了明显的提升。实践应用结果表明,数学建模思想在中职数学教学中的应用明显改变了中职生学习数学的态度,学习的积极性和兴趣不断提升,学习方式也由原来的被动模式转变为主动模式,学生的综合能力和学习成绩大大提升。
此外,对教师的调查结果也显示,教师也更乐于采用此类教学方式,更乐于引入数学建模思想来进行中职数学教学。综合实践表明,中职数学教学中融入数学建模思想的教学模式具有推广价值。
参考文献:
[1]李涛.中等职业学校数学建模课程建设之研究[D].鲁东大学,2013.
[2]王娟,侯玉双.数学建模思想在数学分析课程教学中的应用[J].科技信息,2013(23).
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【关键词】 浅谈;数学建模竞赛;高中学生;创新能力培养
山东省高等学校人文社会科学研究项目(J15WC78)
随着我国高职教育伴随着改革开放,对学生创新思维的培养逐步成为我国高职教育的一大培养目标,通过数学建模竞赛对提高学生的数学逻辑思维、锻炼学生创新意识具有非常重大的意义.目前我国数学建模竞赛在高职教育中的影响还相对较弱,通过数学建模竞赛来提高高职学生创新能力仍然有很长的路要走,笔者在总结前辈研究成果的基础上,从理论和实践两个维度上对我国数学建模竞赛对提高高职学生创新意识进行简单的探讨分析,以期对我国高职学生培养创新意识有所裨益.
一、数学建模竞赛
数学建模竞赛首先诞生于美国,在1985年美国几所高等院校的推动下建立了全球首个数学建模竞赛,数学建模竞赛出现在神州大地是在数学建模竞赛诞生四年后,国内几所高校数学建模教师组织并推动了我国数学建模竞赛的开展,并与当年参加了美国的数学建模大赛,在参与美国数学建模大赛中,师生的数学建模思维得到了极大发展,对于促进我国数学建模研究效率和水平打下了坚实的基础.1992年在我国相关单位的组织推动下,首届中国数学建模大赛召开,参赛队伍达到了惊人314支!数学建模研究的发展呈现出一派繁荣的壮观景象.截止目前,我国数学建模竞赛每年以20 % 的速度增长,到2009年共有来自全国33个省、直辖市、自治区、特区的共计1,137所院校和15,046支参赛对于参与到了数学建模竞赛之中.
二、当前我国数学建模竞赛的一般特点
1.数学建模竞赛自主性较强
数学建模竞赛自主性较强反映在以下两个方面:首先是学生自主性较强,学生可以在数学建模过程中按照学生建模的需要进行相关资料的查阅,利用一切可兹利用的工具、资源来进行资料的收集处理,在数学建模比赛过程中队员可以按照自己的思维进行解答,自由发表个人意见,队伍组织形式比较灵活多变;其次是数学建模竞赛的组织形式比较多元化、自主性较强,数学建模是一种分析思想,因而其没有标准答案可供分享,在数学建模组织制度上也较为灵活多变.
2.规模庞大,数学建模研究广泛分布于各类高职院校
从1992年首届中国数学建模大赛以来,数学建模竞赛的影响力随时间而与日俱增,参赛队伍和参赛院校越来越多,参赛学生的质量稳中有升,数学模型也日渐合理科学,各院校和社会各界对数学建模也更加重视,我国数学建模大赛在国际数学建模大赛中屡创佳绩,取得骄人战绩,数学建模大赛已然成为我国学校素质教育的重要组成部分.
3.培训时间较长,对学生综合素质要求较高
由于数学建模竞赛对学生数学知识的掌握及其灵活运用、口套表达和语言逻辑思维都要求较高,因而各院校在遴选参赛选手时都花费了不少的精力,从人员组织到人员培训,这是一个漫长的过程,此过程也是数学建模竞赛的重要环节.如果没法选择更优秀的参赛选手,没有很好的组织培训工作,那么在全国数学建模竞赛上去优异成绩无异成了天方夜谭.因而做好参赛选手选拔、组织和培训工作成为数学建模竞赛成功的前提.
三、数学建模大赛对于培养高职学生创新能力的培养的重要意义
1.数学建模竞赛的团队组织形式有力培养学生的团队协作能力和意识
数学建模大赛在组织形式上采取学生组队模式,高职学生在数学建模大赛中可以通过数学建模大赛锻炼学生的团队协作意识和能力.数学建模竞赛参赛队伍是一个整体,对数学模型的研究分析可以针对学生的特长和优点让学生分工完成整个数学建模,在此过程中学生需要养成很好团队意识,保障每个参赛学生人尽其才使之发挥各自最大优势和长处,保证数学建模能够取得最大的效用.
2.锻炼学生数学逻辑思维能力和灵活运用知识、临危不乱的能力
数学建模竞赛本身就是一个充满刺激和挑战性的项目,学生在数学建模竞赛过程中需要做好充分的思想准备以应对其他参赛选手的质问和评委们的问答,数学建模竞赛成就的确定除了数学建模本身更加符合实际、更有逻辑性以外,也取决于学生在竞赛过程中通过自己的表述使评委和其他参赛选手能够很好的理解参赛小组数学模型的含义,这对学生的数学逻辑思维和语言表达能力是一个很大的挑战.
3.有利于培养学生的自学能力,塑造学生坚强的意志力
数学建模竞赛对于参赛学生的综合知识要求之高是显而易见,在数学建模过程中,许多知识都是学生在日常学习过程中难以理解甚至于说是基本上接触不到的,因而在组建数学建模参赛小组后参赛成员往往需要自己去不断摸索和参阅资料来掌握数学建模所需要的基础知识,对学生自学能力的培养和锻炼是一个很好的机会.同时,在参与资料、学习数学建模知识的过程无疑是枯燥而乏味的,对学生的坚毅的求知品质是一个很好的锻炼.
四、以数学建模竞赛为跳板培养高职学生创新能力策略分析
1.在日常课堂教学中积极引入数学建模思想
在高职日常教学活动中教师积极引入数学建模思想,通过在日常教学活动中引入数学建模思想来充分激发学生学习数学建模知识的积极性和主动性,数学建模本书就是对学生数学逻辑思维以及数学知识运用能力的综合过程,对于提高高职学生的创新意识大有裨益.数学建模思想在很大程度上就是一种创新思想,其运用数学工具和数学逻辑达到特定的研究分析目的,对原有的特点现象或者理论进行创新研究.
2.以参加数学建模大赛为契机,加大对数学建模思想的实践力度,提高高职学生的创新意识
高职院校要以数学建模竞赛为契机,加大对数学建模思想的宣传力度,强化对学生数学建模能力的培养,努力践行数学建模思想,不断夯实数学理论基础知识,使数学建模思想能够成为不断提高高职学生创新能力的活的思想源泉.加大对数学建模的宣传,使更多的高职学生能够充分认识到数学建模对于提高其创新思想和能力的认识.高职院校还可以结合本院校的实际情况开展一系列的数学建模活动.例如在课堂上可以开展数学建模研讨班,在教师的积极引导下吸引更多的学生能够参与到数学建模的探讨活动中;还可以在校内开展许多富有个性的数学建模竞赛,多样化的宣传组织活动可以有效的帮助高职学生认识数学建模思想对提高其创新能力的重要性.
3.营造必要的教学环境,培养学生创新意识,夯实高职学生数学基础
高职学生创新思维的培养,借助于数学培养逻辑思维能力使学生能够充分认识创新思维的重要性,日程教学活动中教师要积极灌输给学生创新性思想,使学生不能仅仅只限于对建模知识的掌握、吸收以及运用,还需要对现有知识领域的突破和创新.培养创新意识要鼓励实证主义要摒弃以往本本主义思维,使学生能够按照数学建模的需要对知识进行一定的扬弃,使之能够适应数学建模的需要.除上述以外,夯实数学基础知识,是实现以数学建模为手段培养高职学生创新意识的必要保证,如果连最基本的微积分都不会运用何谈数学建模,因而务实数学基础知识对于提高学生的创新能力也显得格外重要.
【参考文献】
[1] 孙浩:加强数学建模 推动创新教育[J] .高等数学研究 2006(06).
[2] 朱家荣:大学生数学建模竞赛培训问题的探索[J] .职业时空 2008(09),
[3] 伍艳春:浅谈数学建模竞赛与工科数学教学[J] .广西高教研究 1997(04).
篇9
目前,开设“数学建模”课程的院校越来越多,但是通过调查我们发现效果并不是很理想,学生用数学解决实际问题的能力并没有得到很大程度上的提高。经过深入的调查和分析,我们发现主要有以下几个方面的问题。
首先,学生缺乏良好的基础。建立数学模型解决各种实际问题,需要开放式的数学建模思维,需要善于联想发散的创新意识,需要坚持不懈的顽强毅力,需要合理分工团结合作的协助能力。而这些往往都不是传统课程教学中所侧重的,在从小学到大学的传统数学课上,学生从课堂上学到的可能更多的是具体的知识方法,做的可能更多的是有固定解法有正确答案的数学题。因此数学建模课程的基础要求与培养目标和学生的建模基础之间存在巨大的差距。所以没有好的学习基础,不能得到好的学习效果也就是很自然的事情了,在仅仅一门“数学建模”课上进行弥补也是几乎不太可能的事情。
其次,教师普遍缺乏开展研究性教学的经验。数学建模的教学是一种以学生为主体的创造性研究性学习。与传统数学教学以知识为中心不同,数学建模的教学强调让学生亲身体验如何“用数学”、如何抓住主要因素简化问题将实际问题化为数学问题,在实践中感受数学建模的思想,体会运用数学的力量。因此,数学建模教师在教学中不能只关注学生的学习结果,更应该重视学生在学习过程中的情感和体验,重视培养学生的直觉思维。而这些可能是目前教师所缺乏的,或者是教师在教学过程中很容易忽视的,需要我们的教师在教学过程中重视,采用恰当的教学模式教学手段,充分调动学生的学习积极性,强化实践教学,让学生在大量实践中学会建模。
再次,目前缺乏系统的适合不同层次学生学习的数学建模教材。现有的新编的数学建模教材大多面向数学建模竞赛培训,案例一般相对比较复杂,初学者学起来会比较困难,不适合初学者进行学习,也有一些早期的数学建模教材案例大多比较简单,但大多与时代脱节,不能有效的激发学生的学习兴趣。最后,部分学校存在功利意识。数学建模教育的目的在于激发学生主动探究问题的积极性,培养学生的创新精神和研究问题的科学性,而科学研究和创新往往不是在短期内就可以看到好的成果的,数学建模教育应该重视的是学生参与建模实践的过程,在实践中体会一种用数学解决实际问题的意识,想用数学会用数学创造性的解决实际问题,从而带来能力上的提高。各种数学建模竞赛只是给学生提供更多实践机会的一个平台,能否获奖不应该是我们建模教学的根本目的,重要的是在参与的过程中,学生体会到了什么,学到了什么?但在部分学校,目前出现了重建模竞赛轻建模教学的情况,重视赛前对重点学生的突击培训,轻视在平时对所有学生的常规建模教学工作,甚至出现了,为了获奖由老师捉刀的情况,从建模能力培养上,学生自然也就不会有多大的收获。
二、数学建模的教学策略
数学建模的教学是一个系统工程,不应该简单的只是开设一门课的问题,从学生建模意识的渗透,到教师教法的研究和教学内容的恰当选取,到学校各方面的正确认识和重视,都是构建合理有效的数学建模策略所需要考虑的问题。
首先,我们要通过多种渠道分层次开展数学建模的思想和方法的推广和教学。数学建模课程的学时是十分有限的,而且“用数学”的思维习惯的养成也不是短时间内就可以完成的事情。所以数学建模思想的推广不能仅限于数学建模课,应该通过多种渠道分层次的在整个大学期间进行不断的渗透和强化,只有这样才能达到培养学生创新思维,提高学生用数学解决实际问题的能力。我们可以尝试在高等数学,线性代数等数学类基础课上渗透数学建模的思想和方法。教师可以结合数学课的教学内容,举一些简单的、离学生生活较近的数学建模题目的例子,对数学建模的概念、步骤和方法进行讲解,并可以适当的采用matlab等数学软件用加深学生的直观影响。这样做不仅可以提前对学生进行数学建模的启蒙,也让数学类基础课的教学更加生动有趣。同时我们还可以借助学生社团的力量,在课外开展数学建模讲座和数学建模兴趣小组等活动,这对于维持学生的学习积极性体会数学建模的魅力也是非常有益的。总之,数学建模的教学一定不能局限于一个学期的课堂教学,最好能通过各种途径贯彻始终。
其次,我们要重视数学建模课主讲教师的培养。建模比赛中获过奖或者指导过学生获奖的教师也不一定能教好数学建模课,不一定能使学生的建模能力得到普遍的提高。要成为一名优秀的建模教师,需要更新教育教学观念,改变以学生为中心的教学模式,多与其他院校的建模老师交流,学习他人的成功教学模式和教学经验,还需要扩展教师的知识体系,才能驾驭开放的建模问题,最重要的是提高教师的敬业精神和教学团队的合作精神,和其他课程的教学相比较,数学建模的教学需要教师付出大量课外的劳动,没有团结合作,拼搏奉献的教学队伍,是不可能开展好数学建模的教学工作。
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【关键词】数学建模 高职教育 数学教学
近年来,高等职业教育迅速发展,已成为社会关注的热点之一。高职教育的目的主要是培养应用型、技能型人才,因此,各高职高专院校必须加强专业课的教学,强化对学生技能的培养,数学作为一门文化基础课程,其教学面临调整。于是,各高职院校都在改变原有的高等数学教学模式,使原本数学基础较差的高职学生摆脱对数学学习的恐惧,学会用数学的方法解决专业学习中遇到的实际问题。那么,将数学建模引入高职数学教学中势在必行。
一、数学建模的意义
数学建模是一种数学的思考方法,是运用数学的语言和方法,通过抽象、简化建立能近似刻画并“解决”实际问题的一种强有力的数学手段。数学建模是运用数学思想、方法和知识解决实际问题的过程。数学建模是数学学习的一种新的方式,它为学生提供了自主学习的空间,有助于学生体验数学在解决实际问题中的价值和作用,体验数学与日常生活和其他学科的联系,体验综合运用知识和方法解决实际问题的过程,增强应用意识;有助于激发学生学习数学的兴趣,发展学生的创新意识和实践能力。
二、将数学建模融入高职数学教学
数学本身就是为了实际应用才产生的,它的很多重大发现都是从实际应用的需要而出现的。我们现有的教材中数学概念都有其特定的背景,而在教学中向学生讲解的过程就是一个实际的数学模型的实例。例如:“极限的概念”中,我们首先引入了古代的“割圆术”,在无限细分的基础上,给出了数列极限的概念。再如“定积分的概念”,源于计算曲边梯形的面积。在教学过程中,强调了无限分割的思想,使学生对非均匀积累问题的数学建模有一个认识。事实上,在实际生活中,有很多的量,都需要用类似的方法进行计算。如旋转体的体积、非均匀细棒的质量、变力作功等等。
但由于近年来高职教育对基础课程的调整,高等数学的课时压缩,教学内容少,虽说要求是“以应用为主,够用为度”,但还是存在知识范围广、深度浅,往往成为本科数学的内容压缩,常常是理论过多,实际不足;运算过多,思想不足。所以,把数学建模所要用的主要数学方法和数学知识渗透到课堂教学中,就要求我们必须及时调整课程教学内容。在教学中要善于挖掘教学内容与学生所学专业及实际生活中实例的联系,根据学生专业的需求编排高等数学课程教学内容和教学重点,采用模块化教学。如在我们学校,经管类的专业在基础模块的基础上会加入概率论与数理统计内容,电气类专业又适当的加入了线性代数和积分变换等内容,机械类专业将微积分作为教学重点。另外,通过案例教学能很好的将数学建模在高职数学教学中广泛的应用。在教学中,学习完各章内容之后,选择一些简单的实际应用问题,引导学生分析,通过抽象、简化、假设等,建立数学模型,解答数学问题,从而解决实际问题。教学中,根据不同的教学内容,选则相应的数学模型进行案例教学。例如,在函数章节中可以分析银行存款复利问题:导数应用学完后,可以引入最大收益问题;在学习微分方程后可以讲解马尔萨斯人口模型、跟踪问题模型等。
把数学建模渗透到高职数学教学中,不仅转变了教师的教学观念,而且调动了学生的学习积极性,激发了学生学习数学的兴趣和热情,体会到数学的实用价值,增进了同学之间的友情,培养了团队的合作意识。
三、结束语
数学建模在以培养“应用型人才”为目标的高职人才培养中有着重要的作用,开展数学建模活动是对高职学生综合素质培养的一种训练。为了将所学的数学知识能更好的应用到实际问题的解决过程中,就要求广大数学教师和学生共同努力,在不断的探索中能更好的将数学建模融入到数学教学过程中。
参考文献
[1]何文阁.在高职院校开展数学建模活动的意义与实践[J]中国职业教育技术,2005(9):40
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