数学建模的内涵范文

时间:2024-01-25 17:24:03

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数学建模的内涵

篇1

关键词:初中数学建模活动;内容设计;组织原则;数学建模能力

在初中课程内容中,数学建模活动既没有明确的课程定位、目标要求,也未设置专题活动内容,更没有明确的教学要求、实施策略等,致使很多一线教师对初中数学建模活动的内涵、内容设计和组织原则等认识模糊,甚至将应用题教学与数学建模活动简单地画上等号。因而,正确理解初中数学建模活动的内涵,明确建模活动内容,掌握组织原则,才能取得预期的活动成效。

一、初中数学建模活动的内涵

数学建模活动由数学、建模、活动三个关键词构成。“数学”凸显数学学科本质属性,蕴含着数学眼光、数学思维、数学语言等诸多含义,最终指向用数学知识分析和解决实际问题;“建模”是指运用数学符号系统建立数学模型;“活动”是指为实现学习目标而采取的行动。初中数学建模活动是指初中生(以下简称“学生”)在实际情境(生活情境、社会情境、科学情境和数学情境)中,从数学的视角发现和提出问题,用数学的方法分析问题,简化、假设、抽象出数学问题,建构数学模型,确定参数、求解验证,最终解决实际问题的学习活动。2011年版义务教育数学课程标准中使用了“模型思想”的表述,将数学建模活动看成是一种思想,包括从现实问题到数学问题、从数学问题到数学模型,数学模型求解及结果验证三个过程。2017年版高中课程标准指出数学建模活动是一种过程,分为现实问题的数学抽象(实际模型)、数学表达(数学问题)、建构模型求解问题三个阶段。从建立和求解模型的过程与形态可以看出,模型思想的建立过程与数学建模活动过程的本质是一致的,都包含对现实问题进行数学抽象,用数学语言表达形成数学问题,用数学方法建构数学模型,计算求解模型并解释现实问题的活动过程。事实上,模型思想必然形成于数学建模活动的过程中。

二、初中数学建模活动的内容设计

1.构建数学模型活动

数学建模中的“建模”是指建构数学模型[1]。数学知识本身就是一种数学模型,从数学知识属性维度看,数学模型一般分为概念模型、方法模型和结构模型。因此,学生对数学知识的学习本质是一种构建数学模型的学习活动,构建数学模型是学生习得数学知识的基本途径。从初中数学建模活动(以下简称“数学建模活动”)的过程看,构建数学模型活动本身不是严格意义上的数学建模活动,而是数学建模活动过程的某个阶段或某个环节。在这类建模活动中,活动重点是渗透模型思想,使学生学会建构数学模型,为完成完整的数学建模活动奠基。

2.应用数学模型活动

数学建模活动更强调的是建立模型和解决问题的过程[2]。数学模型的价值在于将现实世界与数学的壁垒打通,通过数学模型连接现实世界与数学世界,使学生体悟数学建模的现实意义。现行初中数学教材注重数学与现实世界的联系,设置了大量的应用类问题,为学生应用数学模型解决实际问题提供了良好的载体。比如苏科版初中数学教材中勾股定理的简单应用、用一次函数解决问题、锐角三角函数的简单应用、收取多少保险费才合理等属于应用数学模型活动。虽然这些应用类问题具有封闭的、数据清楚、信息正好、结果唯一等特点,不同于真正的数学建模问题,但应用数学模型活动也属于数学建模过程的重要阶段,解决应用类问题所考查的能力往往正是数学建模过程中某些环节所需要的能力[3]。教师要利用好这些素材,开展有意义的数学模型应用活动,在活动中渗透数学建模思想,重点提升学生建构数学模型解决应用题的能力。

3.主题综合实践活动

主题综合实践活动是指以现实世界中实际问题为研究对象,明确具体研究主题,综合应用学科知识(不限于数学知识)解决实际问题的实践活动。在初中阶段,主题综合实践活动是数学建模活动的主要形式,是学生参与完整的数学建模活动,培养学生数学建模能力的重要途径。主题综合实践活动内容源于杂乱无序的现实世界,学生需从“原生态”的现实情境中抽象出数学问题,我们一般将其称为数学化能力。数学化能力是数学建模的关键成分,在主题综合实践活动设计中应予以重点关注。每个学期开展1~2次主题综合实践活动,有利于促进学生经历完整的数学建模活动过程,培养数学建模能力。综合实践主题的选题源自学生熟悉的现实生活,符合学生的生活经验和认知水平。综合实践活动有利于激发学生的学习兴趣,培养应用意识和数学建模能力,具有积极的现实意义。比如在分析问题环节,先梳理影响出租车收费的相关因素,再确定主要因素(里程数),调查收集燃油附加费的收费标准。在提出假设环节,假设出租车收费只受里程数影响,不存在乘客主观因素的影响;假设打车策略以费用为唯一标准,不考虑顾客的主观感受,也不考虑出租车公司的有关优惠活动。主题综合实践活动任务给学生提供了“原生态”的问题情境,能有效驱动学生从现实世界中发现和提出有意义的实际问题,运用数学知识建立数学模型,从而解决实际问题。从主题综合实践活动的整个流程看,学生经历了相对完整的数学建模活动过程,有效弥补了以上两种阶段性建模活动在培养学生数学建模能力上的不足,对培养学生数学建模能力至关重要。

三、初中数学建模活动的组织原则

1.阶段性原则

阶段性原则是指根据初中数学教学内容,参照数学建模过程将数学建模活动分为不同的阶段,发挥数学建模活动的教育价值[4]。数学建模活动是一个完整的解决实际问题的过程,具体包括现实原型———实际模型———数学模型———模型求解———检验解释等。在初中数学学习中,受数学知识与数学能力所限,我们不可能也没必要使学生经常性地经历完整的数学建模活动过程[5]。在平时数学知识的教学中,注重渗透数学模型思想,引导学生经历数学建模的某个环节或某个阶段,体现数学建模活动的阶段性原则。初中数学建模活动一般分为三个阶段:标准数学模型学习阶段、用数学模型解决实际问题(应用题)阶段、主题建模实践阶段。三个阶段由低到高、层层递进,教学中应根据数学建模活动的内容特点,对建模活动目标精准定位,分阶段、分层次培养学生的数学建模能力。

2.适切性原则

适切性原则是指数学建模活动内容应源于学生熟悉的、真实的实际情境,符合学生的认知基础、智力水平和心理特点,注意学生解决问题能力上的差异[6]。从实际情境的视角看,选用的问题情境要符合实际情况,是学生熟悉的情境。对于综合性实际情境,应具备一定的挑战性,有利于促进学生主动学习数学、物理等相关学科知识,但建立数学模型时涉及的数学及跨学科知识应符合其认知水平,不能随意提高数学建模活动的要求。从数学建模的教育价值看,数学建模活动应在学生解决实际问题能力的基础上,运用数学知识又不限于数学知识主动连接现实世界,感受数学建模的应用价值。

3.发展性原则

发展性原则是指组织的数学建模活动应能驱动学生积极主动参与建模活动,发展学生的数学建模能力。发展性原则属于数学建模活动的目标范畴,即为什么组织、为谁组织数学建模活动?发展学生的数学建模能力是数学建模活动的出发点和落脚点,在组织不同类型的数学建模活动时,都应遵循发展性原则,提高数学建模活动立意,将活动目标落到实处。比如在构建数学模型的活动中,活动的内容设计应有利于引导学生经历现实问题到数学问题再到数学模型的抽象过程,特别是对数学对象的第二次抽象时,教师应将教学重心放在引导学生用数学符号建构数学结构(数学模型)上,分阶段发展学生数学建模能力水平。

参考文献

[1]孙凯.从问题类属谈初中生数学建模能力培养[J].数学通报,2020,59(12):30-33.

[2]张景斌,王尚志.中学数学建模活动为中学生创造发展空间[J].数学教育学报,2001,10(01):11-15.

[3]张艳娇.谈“数学建模活动与数学探究活动”如何在教科书中落实[J].中学数学杂志,2020(09):1-7.

[4]刘伟.初中生数学建模能力培养研究[D].曲阜:曲阜师范大学,2020:132.

[5]温建红,邓宏伟.“综合与实践”教学中渗透模型思想的策略与建议[J].中学数学月刊,2021(03):52-55.

篇2

一、数学教材设计存在缺陷 

现行高中数学教材将数学建模内容散布于各数学知识教学单元内容之中。此种课程设计固然便于学生及时运用所学数学知识解决实际问题,但却存在诸多弊端。将数学建模内容分置于各数学知识教学单元的课程设计遮蔽了数学建模内容之间所固有的内在联系,致使教师难以清晰地把握高中数学建模课程内容的完整脉络,难以准确地掌握高中数学建模课程内容的总体教学要求,难以有效地实施高中数学建模课程内容的整体性教学。而学生在理解和处理数学知识教学内容单元中的具体数学建模问题时,既易受到应运用何种数学知识与方法的暗示,也会制约其综合运用数学知识方法解决现实问题。从而势必影响学生运用数学知识方法建立数学模型的灵活性与迁移性,降低数学建模学习的认知弹性。 

二、高中数学建模课程师资不足 

许多高中数学教师缺少数学建模的理论熏陶和实践训练,致使其数学应用意识比较淡漠,其数学建模能力相对不足,从而制约了高中数学建模教学的效果。高中数学教师所普遍存在的上述认识偏差、实践误区以及应用意识与建模能力方面的欠缺,严重阻碍了高中数学建模课程目标的顺利实现。 

三、学生学习数学建模存在困难 

相当多数高中学生的数学建模意识和数学建模能力令人担忧。普遍表现为:难以对现实情境进行深层表征、要素提取与问题归结;难以对现实问题所蕴涵的数据进行充分挖掘、深邃洞察与有效处理;难以对现实问题作出适当假设;难以对现实问题进行模型构建;难以对数学建模结果进行有效检验与合理解释等。 

1.编写独立成册的高中数学建模教材。将高中数学建模内容集中编写为独立成册的高中数学建模教材。系统介绍数学建模的基本概念、步骤与方法并积极吸纳丰富的数学建模素材且对典型的数学建模问题依步骤、分层次解析。 

2.加强高中数学建模专题的师资培训。 

高中数学教师是影响高中数学建模课程实施的关键因素。他们对数学建模的内涵及其教育价值的理解、所具有的数學应用意识和数学建模能力水平等均会在某种程度上影响高中数学建模教学的开展与效果。目前高中数学建模师资尚难完全胜任高中数学建模课程的教学,绝大多数高中数学教师在其所参加的新课程培训中并未涉及数学建模及其教学内容。因此应有计划地组织实施针对高中数学建模专题的教师培训。 

3.探索高中学生数学建模的认知规律。 

篇3

[论文摘要]数学建模对现代教育教学提出新的要求,使得数学更具有人才培养的功能。本文从数学建模的内涵、人才培养等方面,探析了数学建模教育对教育教学改革和提高学生综合能力的途径。

数学建模教学和数学建模竞赛对教育教学改革、学生能力培养的影响和意义是深远的。随着科学技术的发展,尤其是计算机技术的迅速发展,数学在科学研究与工程技术中的作用不断增强,其应用范围几乎覆盖了所有的学科分支,渗透到各项领域中,当今社会日益数字化,各学科各领域对实际问题的研究日益精确化、定量化和数字化,使得数学模型成为解决实际问题的重要工具。

一、数学建模教育的内涵

在现实世界里,任何事物的存在形式和发展过程中,都要表现出量的变化。数学模型就是用数学语言、方法近似地刻画要解决的实际问题,对于已建立的模型采用推理、证明、数值计算等技术手段及相应的数学软件求解,并用所得结果拟合实际问题。如果结果不能说明实际问题或与实际问题相差较远,则需要适当修改模型,使之能合理解释现实问题。一个完整的数学建模过程是综合运用知识和能力、解决现实问题的过程,数学模型课就是一门培养学生数学素质,提高学生的数学应用能力的基本技能课。培养学生的数学素质,提高学生的应用能力是当前进行的大学基础数学教学改革中一项重要内容。由于数学建模课程在培养学生能力方面的重要作用,这门课程的教学已经成为数学教学改革的一个重要领域。

二、数学应用是一门技术

事实上,当今的数学早已不再仅限于纯粹数学,它已经渗透到了生活的各个角落。著名数学家华罗庚教授在《大哉数学之为用》一文中指出:“宇宙之大,粒子之微,火箭之速,化工之巧,地球之变,生物之谜,日用之繁,无处不用数学”。中国科学院院士王梓坤教授在《今日数学及其应用》一文中说到:“‘高新科技的基础是应用科学,而应用科学的基础是数学’。这一历史性结论充分说明了数学对国家建设的作用。其次,由于计算机的出现,今日数学已不仅是一门科学,还是一种普遍适用的技术。从宇宙到原子,从大型工程到工商管理,无不受惠于数学技术。而今日的数学兼有科技与技术的两种品质,这是其他科学所少有的。” “某些重大问题的解决,数学方法是唯一的,非此君莫属。”姜伯驹院士也讲到:“数学这门学科,第二次世界大战以来在社会生活中的作用已发生了革命性的变化,最显著的变化是在技术领域。随着计算机的发展,数学渗入各行各业,得到广泛应用。数学已从幕后走到幕前,在很多地方直接为社会创造价值,已成为一种关键性的、普遍适用的、增强能力的技术。”现代医院中常用的先进检测仪CT,其核心技术就是一条数学定理,即Radon逆变换公式的运用,一个很好的数学建模的例子。日本在普通电视生产上占有优势,但在数字化的高清晰度电视上却败在美国之下,就是因为诞生于美国的一种信息压缩的数学技术——小波技术起了关键作用。中文印刷排版的自动化、飞行器的模拟设计、指纹识别、石油地震勘探的数据处理、信息安全技术、基因位置的确定等,数学建模应用都在其中扮演着重要角色。数学的应用价值受到越来越多国家的高度重视。

三、创新教育呼唤数学建模教育

创新是一个民族进步的灵魂,是一个国家兴旺发达的不竭动力,大学教育要挑起培养创新人才的重任,要培养学生的创新精神和创新能力。创新精神和创新能力的核心是创新思维,创新思维是以感知、记忆、思考、联想、理解等能力为基础,以综合性、探索性和求新性为特征的一种非常复杂的心理和智能活动。它是多种思维形式特别是形象思维与辩证思维的高度结合的结果。开展数学建模教育,培养数学建模创新思维是逻辑思维与非逻辑思维的结合,又是数学中发散思维与辐射思维的辩证统一,它不同于一般数学思维之处,在于它发挥了人脑的整体工作特点和潜意识活动能力,发挥了数学中形象思维、灵感思维等作用,因而能按最优化的数学方法与思路,不拘泥于原有理论的限制和具体内容的细节,完整地把握有关知识之间的联系。

数学建模教育是数学应用的必由之路,尤其21世纪是迈向知识经济的时代,科学技术的竞争十分激烈,而数学是科技发展必不可少的组成部分,许多科学技术问题说到底是数学问题。另外,数学建模课的开设也是当前素质教育和教育教学改革的需要,更是培养创新思维人才的需要。传统的数学教学,总给人一种印象,似乎数学研究的内容仅仅是从公理、公式、定义出发的逻辑推理,实际上,在实际中有用的数学技术,和其他科学一样,都是从观察开始,都需要形象思维作为先导。数学建模回复了数学研究收集数据、建立模型、求取答案,解释验证的本来面目。因此,开设以数学建模为思想内容的数学应用课程,意义更为深远。事实上,数学建模的学习和实践活动不仅仅提高了学生学习数学的积极性,培养了学生的创新思维能力,而且为学生的个性发展和创造力的发展提供了极好的发展平台。创新教育呼唤数学建模教育教学。

四、学生综合能力的提高需要数学建模

开展数学建模的目的是改革教育教学、培养学生综合能力。数学建模教育是培养学生综合能力的一个有效途径,构造数学模型是一项创造性的工作,从建模的一段步骤和过程可知,建立一个较理想的数学模型,不仅需要数学知识,而且需要有一定的建模能力:第一,在模型准备过程中,需要有观察事物的洞察力。现实中提出的问题一般不是数学化的,要对问题建立数学模型,就需抓住问题的本质、内在联系及相关数据。第二,在模型假设中,需要有抽象的分析能力,将问题中的复杂因素条理化,简化次要因素,选择适当的变量,补充必要的假设条件才能使所建模型尽可能合理。第三,在建模中,还需要有丰富的想象力。想象是形象思维,具有灵活性和自由性,根据事物已存在的明显特征想象其内在联系及发展趋势,对事物的概况和轮廓可以有初步的描述,因而想象力是科学研究的内在因素,是成功建模的必不可少的因素。第四,在建模中,要有运用数学工具的能力,在对问题透彻理解和想象的基础上,采用不同的数学工具建立模型,会使我们从不同视角分析问题,使人们对问题能有更深刻、更本质的描述。第五,在模型求解与模型检验中,要有数学软件的应用能力。某些模型在理论上很漂亮,但求解很困难,甚至无解析解。我们通常应用某些数学软件求其数值解,这样不仅省时、省力,而且由于某些软件具有强大的符号计算功能、数值计算功能及图形可视化功能,可以使我们很容易得到计算机结果,并且直观形象地观察到这个结果。因此了解数学软件的特点,并用于求解模型,就是利用前人的智慧结晶所创造的现代化工具来解决问题。

五、数学教育的改革需要数学建模

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【关键词】高职教育 课程改革 数学建模 创新能力

【中图分类号】G712 【文献标识码】A 【文章编号】1006-9682(2012)09-0046-02

《国家中长期教育改革和发展规划纲要》中明确指出高职教育新一轮的改革将由规模发展向质量发展和内涵建设转变。能否培养出符合当今社会需求的应用性高技能人才成为检验高职院校教育质量的核心标准。高等数学的教学如何在高职教育中发挥其应有的作用,一直是我们思考的问题。以前我们遵循传统的学科教学体系,虽然在培养学生逻辑思维、演算能力上有一定的优势,但在教学过程中忽略了培养学生运用数学知识解决实际问题的能力,导致学生学习兴趣低,学习缺乏主动性,致使“数学难学,学数学无用”的观点在我们高职教育中长期存在,为此尽管在教学内容的选取上作了很多改变,但也一直没有得到较好的解决。随着数学建模进入大学课堂,利用数学的思维方式和方法去解决实际问题,能激发学生学习的兴趣,学生的创新潜能也会得到培养和开发,为学生可持续发展打下良好的基础。因此,本文提出在高等数学教学中积极推进数学建模教学活动实践,将是实现数学教学改革目标的有效途径。

一、数学建模的内涵

数学建模就是从看起来杂乱无章的现实对象中用数学语言进行翻译,做一些必要的简化和假设、归纳、提炼,设置恰当的变量和参数,并依据某种“规律”,运用适当的数学理论,建立起变量和参数间的数学关系式,这个数学关系式就是数学模型。建立这个模型的过程就叫数学建模。

数学建模通常包含:问题分析、模型假设、模型建立、模型求解、模型分析和结果评价六个基本步骤。通过有效地数学建模既可以解释特定现象的现实形态、可以预测对象的未来状况,如我们通常遇到的人口增长问题、传染病的流行问题,也能提供处理对象的最优决策和控制,如生活中的最佳投资问题、借贷问题、各种资源的合理管理问题、养老保险问题等。

由于数学建模解决问题既没有固定的模式,同一问题也没有统一的标准答案,而数学模型的建立也不是最终目的,它只求合理,鼓励创新,因此在教学中开展数学建模活动,可以交给学生建模方法,让学生体验和感知建模过程,感知用数学知识解决实际问题的过程。在这个过程中,知识的迁移、类比、演绎、归纳等常用数学方法促成了各领域知识之间的融合,为学生提供了培养丰富想象力的土壤,同时还能促使学生学习相关的数学软件,如Lingo、Mathematical、Matlab,甚至排版软件等,快速提高其计算机水平。数学建模的魅力还在于同一问题在不同的假设下或对问题不同角度的理解下,每个人都可以按照自己的方法和方式尝试着去解决问题,更重要的是在探索过程中,会遇到很多在课堂上无法给以的新知识、新问题,学生为了解决问题,就会主动去使用网络查资料、看相关书籍、相互交流讨论,这种开放式的教学模式,给学生提供了多种信息渠道,构建了交互式信息平台,提高了学生解决问题的能力、自学能力和创新意识。

二、教学内容改革思路

长期以来高职院校的《高等数学》的教学大多还没有脱离原来的知识体系框架,教学内容相对陈旧,知识面窄,教学方式单一,教学效果不理想;过于强调严密的逻辑推理和准确的演算,缺乏与学生所学专业量身定做的教学内容,学生所学高数知识与专业需求不适应,造成了“学数学难,教数学更难”的尴尬状况。为此,在教学内容上我们以数学建模的思想方法为突破口,有了以下思考:

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将数学建模思想融入高职数学教学中具有重要的实际意义.高职数学老师将数学建模的思想引入数学教学中,可以用来培养学生的数学建模意识和数学建模能力以及运用数学建模的方法解决现实生活问题的能力.高职教育在人才培养过程中具有工具性和基础性的作用,因此,在教学的过程中应该坚持适度地融入数学建模思想,培养学生的建模意识,提升建模能力,在指引学生进行实际应用的过程之中,重视对能力的培养,将实际生活中的问题作为载体,对传统使用的教材进行改革.教师在对公式、原理和概念教学的过程中,应该向学生渗透相关的数学建模思想和数学建模方法,尤其是在对导数、极限和积分等概念进行阐述的时候,应该将新的数学问题向以往解决过的问题进行转化.

一、数学建模思想的阐述和意义

我们通常所说的“数学建模”就是在解决现实世界中的问题时,运用数学理论及工具构建出一个数学的模型,这个模型的本质是一种数学结构,可以是若干数学式子,还可以是某种图形表格,能够用来解释现实对象的特性和状态,推测对象事物的未来状况,提供人们处理事物的决定策略以及控制方案.数学建模的思想就是对数学的应用思想,将其融入高职数学教学中,充分体现了数学的真正价值——从现实出发再应用于现实.

在高职数学教学中融入建模思想,有利于激发学生的数学学习兴趣,让学生在解决问题的同时,发现自己数学知识的欠缺,从而回到课堂寻求数学知识,这样循环反复不仅促进了数学教学,更提升了学生的实际应用能力和动手能力.数学建模中涉及的问题往往是多种多样的,解决方法也是新奇个性的,将其思想融入数学教学是对学生的创新能力的锻炼与激发,使得课堂更加丰富多彩,教学更加热情积极.

二、建模思想的培养策略

1丰富数学教学内容,突出数学思想

对于高职院校的数学教学要融入数学建模思想,就要对教学的具体内容作出必要的变通,在教学数学的理论时,转变以往重视推导证明的教学过程,在推导的过程中不必追求过高的完整性和严密性,将教学的重点移向基本概念的深入理解,熟练掌握和应用技术、技巧与方法.针对各个专业的特征,设置有侧重点的数学课程.如理科方面的电子电气专业,就可以多重视学生的微分、极限、重积分变换等教学;在经济方面的专业应强调如数理统计学、线性代数学以及线性规划学的教学内容,而且在微积分方面最好简略;计算机类型的专业就可以适当增加像离散数学的教学内容.总体上强调实际应用价值高的教学部分,同时增添教学素材,融入新的技术来开阔学生的观念.

2培养建模意识,用建模的思想指导课程

高职数学教学的数学建模思想要从灌输意识开始,和以往教学略有不同的是,要在教导学生学习基本数学知识技巧时,用数学建模的思想指导他们理解概念,认识本源.很多问题都可以用建模去讲解,比如最优化、最值问题、导数问题、极限问题、微分方程问题、线性规划问题等.

这就要求我们高职数学老师要精心设计课程教学方案,充分发挥数学建模的思想,培养学生的建模意识.如老师在讲解《函数》一章时,不能按照以前的方法只讲解函数是一种关系,而要在其基础上赋予它更新的内容,以数学建模的思想,将函数公式应用到实际问题中,这样让学生能够有更深的理解,开阔学生的思维.举例如下:

给出一个函数式子:s=12gt2.

这是一个描述不同变量之间的联系而建立起来的函数关系,我们在教学中就可以构建具体的数学模型,这就是自由落体在整个运动过程中的下降距离s和时间t之间存在的函数关系,经过这样的简单设计之后再讲解给学生,会使教学的积极性有很大改善,也会使这种建模思想慢慢植入学生以后的学习之中.

3提升建模能力,将建模的思想融入学生的习题

注重培养学生“数学模型的应用能力”和“数学模型的建立能力”.能力培养重点放在平时学生的数学习题设计上,可以使用“双向翻译”的培养方式,这就要在讲解习题之前做好准备工作,在课堂上为学生讲解清楚概念的来源、公式的实际内涵和可用的几何模型,举例说明它们之间可以转换,从而布置“翻译”习题,培养建模能力.例如,可以出类似下面的习题:

函数关系式f(x,y)=(x-2)2+y2+x2+(y-1)2,请说明函数所能表示的具体含义,并求其最小值.在做具体解答的时候学生会寻找课堂所学,找出答案.这就是通过翻译激发其建模能力,对于这个问题就是求算一动点与两定点之间的距离之和,学生自然在求算最小值时联系实际寻找到两定点的中点就是最小的值所在点,从而简单地解决问题.也可以给出实际问题而不是公式,让学生去求解,以达到“双向翻译”,增强数学建模能力.

4增设数学实验的教学,将数学软件纳入学习之中

高职数学教学中大部分都是微积分,具有抽象性和复杂性的特征,不容易求算和解决,学生在课堂上学习到的知识和方法的所用之处少之又少.作为高职院校,学生学习数学的目的是应用所学去处理实际问题数学软件在微积分的学习中可以起到很大的作用.对于一些微积分中的问题,教师可以运用实验来指导教学,这样既可以使实践大为缩减,更能使学生学习理解的程度加深,还能应用数学软件matlab及mathematica使复杂的求算不再困扰学生,在数学教学上是很大的进步,充分体现数学建模思想的重要作用.

5把数学模型作为教学内容

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物理问题来源于社会生活的众多领域,通过建立数学模型,学生学会了独立查阅文献资料获取知识,并重新组合处理这些信息。因此通过在物理课程中引入数学建模,可以极大地训练学生的逻辑思维、发散性思维。不仅可以拓宽学生的眼界,而且能提高学生的学习技能和分析问题和解决问题的能力。数学建模需要大量信息,集思广益,因此数学建模的学习注重团队分工合作。作为学生个体,每个人必须学会与人合作,与人交流,既要不断提高知识储备和解决问题的能力,又要学会资源共享、能力互补,这也是学生走上社会和工作岗位不可或缺的基本能力之一。

二、将数学建模引入高职物理的设计原则

针对高职物理教学的现状,在引入数学建模的教学实践中,总体思路是由浅入深、循序渐进地讲解各种数学建模的方法和解题思路,以避免学生在学习的过程中产生畏难的情绪,逐步引导学生使用数学建模方法学习物理知识,这是在物理教学中引入数学建模的总体原则。

(一)分层次、分阶段在高职物理教学中引入数学建模通过采用高中物理应用题为高职学生进行物理数学建模能力的初始阶段培养,充分考虑高职学生的数学、物理基础不够扎实、其他领域知识不够完善,保护了学生参与建模活动的积极性。通过在物理教学中引入数学建模,学生体会到物理学习的现实意义,认识到数学知识的价值,从而激发学生学习物理的兴趣与欲望。在学生熟练后,可以由浅入深、循序渐进,通过对物理问题的思考,引导学生用数学建模的方法探寻解决问题的思路。

(二)以点带面、点面并重促进整体教学质量的提高将物理基础教育作为“面”,数学建模教育作为“点”,物理学科是培养学生应用与创新能力的重要学科,而数学建模是培养应用与创新能力的有效途径。它是一种崭新的教学模式,是培养学生物理应用能力、创新能力和科研合作能力的一个较好平台。通过数学建模来解决实际问题需要的正是学生的创造性思维和创新能力,而贯穿于数学建模活动全过程的也正是训练学生如何摄取和运用已有知识和经验的能力。数学建模的引入使物理学习中趣味性提高,使物理课程更具实用性,形式多样,容易激发学生的兴趣,通过这样的方式吸引学生对物理课程的兴趣,将数学建模的思想渗透到物理学的教学中去,用数学建模教学带动高职物理教学的发展。

三、将数学建模思想引入高职物理教学的实施策略

(一)在物理课堂中引入数学建模的步骤“数学建模”就是运用数学思想、方法和知识解决实际问题的过程,也是物理问题解决的桥梁和途径。为了把握数学建模的思想内涵,确保“融入”物理课堂不流于形式,数学建模的过程大致分为几步:(1)物理问题或案例引入;(2)用数学工具处理问题(数学建模),也就是运用数学的思维将问题“提纯”;(3)用数学知识解决问题(数学解模);(4)将数学问题的结论与现实进行比较(模型的验证),从而帮助学生发现内在的联系和规律,并以此探究解决实际问题的途径和对策(模型的应用)。数学建模过程也可用图表表示,在数学建模的过程中,学生通过对物理问题的观察、假设,将其转化为一个数学问题,然后求解数学问题,得到所求,再回到物理问题中,看是否能解释物理问题,是否与实际经验或数据相吻合,若吻合,那么数学建模过程就完成了。这样的过程,符合学生认知过程的发展规律,能极大地激发学生学习物理的积极性,使学生的创造潜能得到了充分的开发。

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关键词:数学建模,论文写作,团队合作

一、概述

数学建模(Mathematical Modeling):数学建模就是应用数学工具,建立模型来解决各种实际问题的方法,它通过把实际问题进行简化、抽象,应用适定的数学工具得到的一个数学结构,寻找系统内部的规律,或者对模型进行求解、解释,并验证所得到的结论。俗地说:数学建模就是用数学知识和方法建立数学模型解决实际问题的过程。数学模型作为数学与实际问题的桥梁,在数学的各个领域成为了广泛应用的媒介,是数学理论知识和应用能力共同提高的最佳结合点。在学生培养和参加竞赛的过程中,数学建模的教学起到了启迪学生的创新意识和创新思维、培养文献查询与阅读、信息收集与分析、数据分析与综合、论文撰写与修改等综合能力,是培养创新型人才的一条重要途径。

数学建模训练的目的是培养学生综合运用数学、计算机、统计学、物理学、经济学、管理学知识,运用所学知识解决实际问题的能力,并能将所学的的知识运用到今后的日常生活和工作中。建立相应的课程在对学生的综合能力进行培养的时候,不能局限于数学知识的理解和运用,而是要注重从信息分析与综合、数据收集与统计、问题抽象与概括、论文写作与表达等不同方面进行培养。具体包括:

(1)抽象和概括实际问题的能力,必须学会抓住实际系统的核心问题;(2)不同学科知识的综合集成。数学建模不仅仅需要扎实的数学基础,敏锐的洞察力和想象力,更重要的是对实际问题的浓厚兴趣和广博的知识面,因此必须具备问题相关的各个领域的知识背景。因此,学生应着重培养以下能力:(1)发现、综合问题的能力,并对问题做积极的思考的习惯;(2)熟练应用计算机处理数据的能力;(3)清晰的口头和文字表达能力;(4)团队合作的攻关能力;(5)收集和处理信息、资料的能力;(6)自主学习的能力。因此数学建模对完善学生的知识结构,提高综合素质和核心能力有着极大的促进作用。

二、本人的数学建模开展情况

本文自2004年指导学生参加北美数学建模比赛以来,开始从事数学建模的指导与教学工作。开始只负责北美数学建模比赛的辅导与比赛指导,后来陆续参与到数学建模的培训和相关课程的。2004年开始进行有系统的数学建模的教学及竞赛辅导工作,具体的工作包括:

1. 联系实际,挖掘教材内涵

数学建模作为本科教学实践的重要组成部分,将起到越来越重要的作用。因此我们在课程教学的时候,应当把数学建模的思想渗透进去,有利于培养学生对数学建模的兴趣,同时反过来也加强了学生对大学数学的兴趣。在培训初期,开始灌输数学模型的概念,并在教学过程中结合教学内容介绍数学建模的初步知识和建模的基本方法,改变过去单纯强调推理演绎的数学教学,强调理论与实际应用相结合。尽量在教学过程中加入一些有启发性,有实际背景的例子。例如,在讲授《统计学原理》的过程中可以通过实际问题模型。对实际问题进行定性分析,可以更好地了解集的形态。在学习《概率论》的时候,我们可以引入一些简单的概率模型,如决策模型,随机存储模型等,联系实际,加深对所学知识的理解,同时反过来引起对所学知识更加浓厚的兴趣。让同学们认识到“大学数学就在身边”。

2. 前期培训

由于每次比赛都是针对全校本科生公开选拔,因此每年都会吸引很多大一,大二的学生参加。而这些同学大都刚刚学习完成高等数学,而计算机课程,例如数据结构,C语言等课程的学习则刚刚开始。因此,我们采取了分组培训的方法。对低年级同学主要讲授关于数学建模的所需一些基本理论知识,例如概率论,微分方程,线性代数,统计学,复变函数等,和一些基本的最优化算法;而对高年级同学则主要培训数学建模中具有代表性的常用方法,并且按照不同类型的实际问题详细讲述不同类型的模型建立原则和方法;无论在哪个小组的学习中,数学软件都是必须教授的内容,因为在数学建模中所遇到的实际问题都要面临大量没有经过处理的原始数据,因此应用计算机进行数据的挖掘和处理是数学建模的一个重要环节。我们着重对学生介绍数学软件的学习和使用,例如Matlab,Mathematica等软件。同学们如果掌握了Matlab等现代化软件,一方面可以培养同学们的动手能力,激发同学们的兴趣,另一方面还可以培养同学们查找资料,解决分析问题的能力。对数学软件的学习,因为课时有限,主要是老师教导,以学生自学为主。

三、结语

经过几年的努力,我指导的小组在全国全国大学生建模竞赛合北美数学建摸竞赛中都取得的非常好的成绩。学生在比赛中和培训中,不仅系统地学习了运用各方面知识解决实际问题的能力,而且增强了自学能力和创新意识,提高了学生应用数学和计算机解决实际问题的能力。通过几年的工作,我深深体会到,数学建模涉及面很广,形式灵活,对教师的能力也提出了很高的要求,有助于师资水平的提高。

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【关键词】数学建模;创新意识;实践能力;校本课程

一、由去菠萝籽问题引发的思考

在品味菠萝美味的时候,您是否想过,水果商为什么去菠萝籽时斜着走刀,而不是竖着或者横着?其实,使用初中数学中的勾股定理知识就能非常巧妙地解决这个问题.在使用勾股定理这个数学模型之前,需要做一些合理的、必要的、简化假设:假定菠萝的表面是一个圆柱面,展开后是一个平面;假定菠萝籽横着、竖着和斜着都成直线;有了这些假设之后,我们就可以大胆使用勾股定理了.分别计算斜线、横线和竖线的长度,结果发现,斜线总长度为横线(竖线)之比槡22≈0.707,因此少了约30%的距离.用水果刀斜着走刀的方法削菠萝是最有效的方法,可以多保留30%的菠萝肉.很多学者对此进行过调查,发现绝大多数中学生都不会使用数学知识对这个实际生活问题进行解释.学生们在中学数学里学会了很多数学模型,但是使用数学思想方法分析周围事物,建立数学模型,从而解决问题的能力非常弱.因此,培养学生的数学建模能力有着重要的教育价值.

二、数学建模的内涵

数学建模是指运用数学的思想方法分析生活生产中的实际问题,在一定前提假设条件之下,建立一个或多个数学模型,通过计算求解从而解决实际问题.这里面的实际问题往往是具有丰富情境内容的开放性问题,有多种解答方法,但是每种解答方法都需要事先预设前提假设条件.由于解答过程中的计算有时会较难,往往需要在计算机上运行EXCEL和SPSS等软件.

三、提高初中生数学建模能力的重要性

1.激发学生学习数学的兴趣

面对海量的题目演练,初中生经常会问一个问题:除了培养逻辑思维能力,学习数学还有什么用?通过数学建模,引导学生把课本知识延伸到实际生活之中,用数学严谨的演绎推理分析生活中常见的问题,学生将不断发现数学的乐趣.例如,前面提到的去菠萝籽问题的求解,类似问题的数学建模教学能够使学生对学习数学的重要性理解得更加全面与深刻,激发他们进一步学习数学的兴趣.

2.发展学生的创新精神和实践技能

数学建模是从具体实际情境中抽象出纯数学问题,建立数学模型并进行求解,结合现实进行检验,若通不过检验,则需要重新做假设检验和修正模型.这一过程学生需要不断地进行发散性思维,充分发挥想象力和创造力以及动手操作的能力.例如在分析雨中行走策略问题时,学生需要不断地对问题进行转化,即快跑还是慢跑———淋雨最少———人体表面积上淋雨量最少.人体表面不规则,需要进行创造性地假设:假设人体表面类似海绵宝宝,是一个长方体;风速和降雨强度固定等等.在分析问题时,学生有很大的想象空间,体验着数学知识的综合运用,不断探索和创新.由此可见,数学建模是培养学生创新精神和实践技能的一种最有效的途径.

3.提高学生应用数学的各种能力

数学建模体现着数学问题解决和数学思维的过程,能够提高学生应用数学的各种能力:理解能力,包括查找信息、搜集资料和整理数据等;分析能力,包括选择关键变量,进行归纳、类比、演绎等.例如在预测中国老龄化趋势时,学生需要自己上网查找近几十年中国六十岁以上人口占全国人口的比例,学会判断如何查找权威的历年数据;如何定义社会的老龄化,即关于老年型社会和超老型社会的国际标准;查找、阅读和整理相关的文献资料,等等.学生在这个过程中不但提高应用数学的各种能力,更重要的是,增强了社会责任感.

四、初中生数学建模能力培养的途径

1.加强课堂教学过程中数学建模思想的渗透

初中数学建模教学是为了培养学生的数学应用意识、能力和方法.数学建模教学的最主要场所是课堂教学.课堂教学过程中,在向学生介绍代数式模型、方程模型、不等式模型、函数模型等一些数学模型时,教师应当加强数学建模思想的渗透,重视引领学生学会分析具有丰富情境的实际问题.教师不能简单地教学生套用公式进行计算,而是应该从数学模型本质思想的角度来进行分析和讲解,真正实现生活问题数学化,给学生一些数学建模的初步体验.

2.指导学生进行研究性学习

在这些教学活动环节给学生一些小的课题让学生进行探究.例如在计算机上使用EXCEL等软件建立层次分析法模型解决“足球世界杯比赛结果预测”,让学生体验到数学问题的求解不能局限于传统的笔算,要学会一些重要的软件操作,这个学习过程充满了乐趣和成就感.研究性学习经历能为学生今后的学习和工作打下了非常扎实的基础.初中生应该多一些这样的研究性学习经历,体验科学研究的过程,初步形成科研意识和科学精神.

3.开设数学建模校本课程

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【关键词】小学数学 “数学建模” 教学模式

【中图分类号】G623.5 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2016)09-0121-01

前言:在我国传统的小学数学教学中,数学教师往往较为重视对学生解题能力的培养,这种培养虽然提高了学生的数学分数,但对于学生本身的数学思维能力的提高稍显不足,而如果能够在小学数学教学中较好的应用“数学建模”教学模式,就能够有效提高小学数学的教学效果,切实提高学生的数学素养,对于小学生的未来数学学习有着不俗的推动作用。

一、小学“数学建模”教学模式的内涵

所谓的“数学建模”教学模式,指的是学生在数学教师预设的数学相关教学情境中,通过一定活动建立、解释以及应用数学模型,以此完成具体数学知识学习的过程。在小学“数学建模”的教学模式中,引导学生在这种教学模式下理解新知识、发展新能力以及形成新思想成为了主要目的,所以数学教师需要在应用数学建模这一模式时,创建出“问题-模型-应用-问题”这一循环往复的教学过程,并以此切实提高学生的自主学习意识与问题探究能力。

二、小学“数学建模”的教学模式

数学建模一般由现实问题、假设简化、建立模型、模型求解以及结果检验几个步骤构成。对认知发展水平处于具体运算阶段的小学生而言,建模教学的开展除了遵循以上几个步骤,还在操作形式上需要具备适当的灵活性。

(一)创建数学模型情境

在小学“数学建模”教学模式提出现实问题这一环节中,教师需要根据实际数学教学内容,设计出用于数学建模的数学问题,这一问题需要同时保证贴近学生生活且符合教学内容,在确定问题后,教师就需要结合问题创建数学模型情境。

(二)探索数学模型问题

在小学“数学建模”教学模式假设简化这一环节中,突出了学生的主体地位,只有学生将教师创建出的数学模型情境转化为实际数学问题,才能保证小学“数学建模”教学模式的顺利进行。值得注意的是,如果上一步中教师创建的数学模型情境不能得到学生的正确解读,就无法充分展现这一模式的优势,因此教师需要在此过程中对学生进行不着痕迹的引导。

(三)揭示数学模型本质

学生从数学模型情境中解读出数学问题后,就可以在建立模型这一步骤中通过模型的建立,对刚刚解读出的问题进行解决,这种模型的建立本质上属于一种思维方法,关系着学生在这一教学模式中自身数学思维能力的提升。

(四)理解数学模型含义

在完成上一步骤中的解题模型建立后,学生就可以进行具体的模型求解,以此实现学生真正理解数学模型含义,切实提高自身数学思维能力。这里指的理解数学模型含义,也就是指学生需要切实理解本节课中所涉及的数学知识,切实提高学生的数学知识掌握。

(五)体验数学模型价值

在完成上述一系列步骤后,我们需要对小学“数学建模”教学模式应用后的结果进行检验,在这一过程中,每一次对数学模型的应用都是对这一教学模式的检验,为此教师可以灵活的运用小学“数学建模”教学模式,不必拘泥于流程,这样就能够较好的进行体验数学模型价值检验,切实提高学生的数学思维能力。

三、小学“数学建模”教学模式的应用实例

在小学“数学建模”教学模式中,结合教学实际进行数学建模是这一教学模式最重要的内容,数学中的“相遇问题”就是应用该模式的典型案例:在提出现实问题环节中,教师可以提出“甲、乙两车同时从A、B两地出发相向而行,两车在距离A地80千米处相遇并继续行驶,并在到达A、B两地后返程,最终在距离甲地60千米处再次相遇,求甲乙两地间路程”这一问题,并在假设简化环节中引导学生将这一问题转变为数学模型。在建立模型这一环节中,学生需要设第一次相遇地点距离A地位S1,第二次相遇地点距离A地位S2,这样学生就可以得出AB两地距离为150千米的答案,学生在理解数学模型含义环节中能够总结出■=■=■?圯x=3S1-S2这一解题公式。最后教师可以在结果检验环节中通过提出同类型问题的方式,确定学生的这一知识掌握情况。

结论:在我国当下的小学数学教学中,“数学建模”这一教学模式可以很好地实现教学目标,并有效的提高数学教学效果,在培养学生的数学思维能力方面,也有一定的促进作用。如果该模式能够在小学数学部分教学内容中得到拓展和应用,将有利于小学数学教师教学水平的提高。

参考文献:

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关键词:数学建模技术本科创新能力

近几年来,越来越多的新建本科院校将自己的发展目标定位于开展应用型本科教育、培养应用型本科人才,我们称这类普通高校为应用型本科院校。在我国高教法中对本科教育的学业标准有明确的规定:“应当使学生比较系统地掌握本专业必需的基础理论、基础知识,掌握本专业必需的基本技能、方法及相关知识,具有从事本专业实际工作和研究工作的初步能力。”从这一规定看,我国工科专业培养的其实都是应用型人才,但从培养目标的内涵上说,可分为三类:

一为工程研究型人才。主要由研究型和教学研究型高校培养,其培养目标是:培养能够将发现的一般自然规律转换为应用成果的桥梁性人才。

二为技术应用型人才。主要由教学型地方本科院校培养,其培养目标是:能在生产第一线解决实际问题、保证产品质量和性能,属于使研究开发的成果转化为产品的人才。定位为技术工程师。

三为技能应用型人才。主要由高职类院校培养。其特点为:突出应用性、实践性,有较强的操作技能和解决实际问题的能力。

上海电机学院是2004年9月经上海市人民政府批准,在原上海电机技术高等专科学校的基础上建立的以实施本科教育为主的全日制普通高等院校。其定位在培养技术应用型本科人才的教学型院校。技术应用型本科人才学习数学的目的在于应用数学。这就要求他们在学习数学的同时,不断提高应用数学的意识、兴趣和能力。数学建模是数学知识和应用能力共同提高的最佳结合点;是启迪创新意识和创新思维、锻炼创新能力、培养技术应用型本科人才的一条重要途径。

1数学建模的发展历程

近几十年来,数学迅速向自然科学和社会科学的各个领域渗透,在工程技术、经济建设及金融管理等各方面发挥着越来越重要的作用,并在很多情况下起着举足轻重,甚至决定性的影响。数学与计算机技术相结合,已经形成了一种普遍的,可以实现的关键技术——数学技术,并已成为当代高新技术的一个重要组成部分。用数学方法解决各类问题或实施数学技术,首先要求将所考虑的问题数学化,即通过对复杂的实际问题进行分析,发现其中可以用数学语言来描述的关系或规律,将之构建成一个数学问题,再利用计算机进行解决,这就是数学建模。数学建模日益显示其关键的作用,并已成为现代应用数学的一个重要领域。

为培养大学生的数学建模能力,国外较早地经常举办大学生数学建模竞赛。1989年我国大学生开始参加美国大学生数学建模竞赛(MCM),从1992年开始,教育部高教司和中国工业与应用数学学会每年主办一次全国大学生数学建模竞赛,至今已经举办了16届,参赛队伍每年都不断增长,在竞赛过程中,大学生的聪明才智和创造得到了充分的发挥,提交了不少出色的答卷,涌现了一批优秀的参赛队伍,同时,有力地促进了高等院校的数学教学改革,充分显示了数学建模竞赛活动的强大生命力。举办大学数模竞赛,已造成一种氛围,推动了培养大学生数学建模能力的工作。

2数学建模在创新技术应用型本科人才培养中的意义

数学建模是对人的数学知识,实际知识的拥有量和灵活运用程度,逻辑推理能力,直觉、想象和洞察能力,计算机使用能力等的全面检验,最能反映出创新精神。“科学技术是第一生产力”。每年的工科大学毕业生是科技战线的生力军,他们要出科技成果,并且“千方百计促进科技成果在生产实践中得到广泛应用”,“加速科技成果转化”,数学建模能力对他们是必不可少的。

数学建模是对传统教育的一个挑战,它强调怎样利用先进的计算机工具来解决数学问题。学生参加数学模型的研究,参加全国大学生建模竞赛,是将以前的“做练习”改为现在的“做问题”,将生活变成数学,将问题实际解决。数学建模是对学生创新精神的培养,是学生时代的第一次科研训练,是一个向实际负责的任务书,是对学生适应社会、服务于社会的锻炼与挑战。基于以上的重要性,许多高校对学生的数学建模能力越来越重视,我校也不例外。

3提高我校学生数学建模能力的具体措施

为了提高我校学生的数学建模能力,我们可在高等数学的教学中溶入数学建模,并开设创新系列课程:数学建模系列课程。系列课程中除设置了数学建模理论课外,还设置数学建模实验课、数学建模集训和数学建模竞赛等任选课。

(1)在高等数学教学中,融入数学建模:高等数学是工科大学本科学生的一门必修课程,也是学习其它技术基础课和专业课的必要基础课程,无论学生和教师都非常重视这门课程的教学。从工科应用型本科人才培养的各专业教学序列上讲,高等数学处于龙头地位,它不但对后续课程产生影响,更对学生的思维习惯和学习方法产生深刻、持久的影响,因此,有着其它课程所不可替代的作用。但是现在的高等数学教材,多数只注重理论和计算,对应用性不够重视,即使有个别的应用也是限于较少的物理方面的简单应用。很多高年级大学生和已毕业的大学生都有这样的认识:高等数学很重要,但很枯燥,学了半天除了知道能在物理上应用外,不知道还能有什么用,但又不得不学。学生学习高等数学的目的不明确、缺少自觉学习的动力。归于一点,就是学生不知道学了高等数学有什么用。在今后的学习和工作中高等数学到底有什么作用呢?学生很茫然,但高等数学又是非常重要的课程。因此,很多学生都是怀着不得不学的态度来学习高等数学的,缺乏自觉学习的动力。这就要求我们数学教师进行课程内容和教学方法的大胆改革,让学生明白高等数学除了在物理上应用以外,还有很多用处,可以说我们的生活中、工作中无时无刻充满着数学,只是你没有认识它,不知道该怎样用它。由于数学建模中的例子来源于社会和生活中的实际问题,会使学生感到数学无处不在,数学思想无所不能。让学生切实领悟到高等数学课程与实际问题以及专业课学习的紧密联系。在额定课时内,在保证完成教学大纲内容讲授前提下,教师根据各专业的特点和需要,有目的的挑选、设计和重点细致的讲解与所学专业相关的数学模型,如电气专业的学生,对引力、流量、环流量、通量与散度、梯度场应是重点,机械类专业应偏重在变力沿直线作功、转动惯量、付里叶级数上。这样就会使学生既获得了数学建模的基本训练,又调动学生应用数学知识解决实际问题的热情,激发学生学习高等数学的兴趣。

(2)在全校开设数学建模公选课:继本科生高等数学、工程数学之后,为了进一步提高学生运用数学知识解决实际问题,培育和训练综合能力在全校开设数学建模公选课。通过具体实例引入使学生掌握数学建模基本思想、基本方法、基本类型。学会进行科学研究的一般过程,并能进入一个实际操作的状态。通过数学模型有关的概念、特征的学习和数学模型应用实例的介绍,培养学生双向翻译能力,数学推导计算和简化分析能力,熟练运用计算机能力;培养学生联想、洞察能力、综合分析能力;培养学生应用数学解决实际问题的能力。

(3)在全校开设数学建模实验公选课,加强数学建模实验课教学,提高学生的建模能力和科学计算能力:数学建模实验是将数学方法和计算机知识结合起来,用于解决实际生活中存在问题的一门方法实验课;是继本科生在掌握了高等数学、工程数学、数学建模理论部分等基本数学理论和基本建模方法后,使用主流数学软件,通过较其它流行语言更为方便的计算机编程求解众多领域数学建模问题的计算机实践课。通过数学建模实验课的学习,可使学生将所学的数学知识和其它专业知识很好地应用到解决实际问题中去,强调利用计算机及各种资料解决实际问题动手能力的培养,增加受益面。为学生所学专业服务,给课程设计、毕业论文提供强有力的方法论指导,提高学生的综合素质。

(4)开设数学建模集训课:在数学建模理论、数学实验课结束后,开设数学建模集训课。针对数学建模竞赛从数学模型理论到计算机能力都有不同程度提高的要求,根据学生掌握的知识层次、深度,补充相关知识。通过数学模型有关知识、方法的学习和数学模型应用实例的介绍,培养学生应用数学解决实际问题的综合能力,参加一年一次的全国大学生数学建模竞赛。

近年来的研究表明提高大学生的数学建模能力是一个需要长期努力、集体参与的系统工程。作为高等学校的数学教育工作者,我们需要针对当前大学生数学建模能力的培养存在的问题进行认真研究、深入探析。随着上海电机学院技术应用型本科人才培养专业建设和教学改革而不断在实践中积累经验、深入发展、及时充实新内容,将进一步提高我校学生的数学建模能力。

参考文献

[1]夏建国.技术应用型本科院校办学定位思考[J].高等工程教育,2006,(06).

[2]李大潜.将数学思想融入到数学主干课程[J].中国大学教学,2006,(01).