1.1注重大学数学教学思想和方法的改革
1.1.1采用探索式教学方法
在教学中,要改变传统的学生被动学习的教学模式,培养学生自主学习能力.引入,教师依照教学内容设计题,结合实际问题,提出探究目标.探索,即是提出问题,让学生自由开放地去发现,去提出探索目标,用自己意愿提出解决题的想法,自主地学习和解决与问题相关的内容,不仅能获得数学知识,同时让学生充分自主学习在不断的探索中掌握知识规律,提高自主解决问题能力.教师通过观察及时了解学生的情况、针对学生出现的问题,做重点讲解,引发学生进一步的思考,探索问题的解决方法.
1.1.2适当结合数学史进行教学
数学史并不是新鲜的事物,很久以前就有人提出需要把数学史穿插的数学内容上讲.但往往只是局限在某个数学家介绍或以某个数学家命名的定理时才会介绍到相关内容,其实数学史可以更深入的的进入数学课堂,只要是对学生理解有帮助,都可以穿插到课堂,使学生了解那些看来枯燥无味概念、定理和公式并不是一开始是随便命名或者成立的,它有其现实的来源与背景,有其物理原型或表现的.案例1:概率统计中期望定义对于为什么“期望”要用期望两个字来定义?为什么期望的定义是变量的每个取值与其对应的概率相乘求和?面对这些为什么时,不能对学生解释为“就是这样定义的!”其实“期望”有其本身的实际背景,在教学时很有必要呈现数学上如何发现“期望”的.历史上法国有两个赌徒问大数学家布莱士•帕斯卡求教一个问题:甲,乙两人赌技相同,约定五局三胜制,赢家可以获得100法郎,在甲胜2局乙胜1局时,必须终止,求公平分配赌金?分析:在甲,乙堵了三局的情况下,剩下的两局有可能有四种情况:甲甲,甲乙,乙甲,乙乙,前三局甲胜后两局乙胜一局,故有在赌技相同的情况下,甲乙最终获胜的可能性大小之比为3:1,甲期望所得应该为100×0.75=75(法郎),乙期望所得应该为100×0.25=25(法郎),因此期望就此产生,可是计算式如何定义的?由此得出期望的计算定义为随机变量的取值与其对应的概率相乘求和,这样定义期望的过程是顺理成章的,当然这个和要绝对收敛(这个另作解释).以上的分析过程就是数学建模建立、求解的过程,就这样期望的定义产生了.
1.2教师可结合数学知识类型进行专题建模活动
注重对学生数学建模构建方法的指导数学建模内容原则应是:集中针对课程的某个核心概念进行讲解和训练;对问题中的背景应当简明扼要地阐述,指导学生忽略了次要因素,留下来的主要因素之间的数量关系用以构建数学模型.案例2:运用根的存在定理解决实际问题定理:设函数f(x)在闭区间[a,b]上连续,且f(a)与f(b)异号(即f(a)•f(b)<0),那么在开区间(a,b)内至少存在一点ξ,使得f(ξ)=0.现实问题:能否找到一个适当的位置而将椅子的四脚同时着地?(一)模型假设(1)桌子四个脚构成的长方形(或梯形、平行四边形);(2)地面高度应该是连续变化的.(二)模型构成以长方形桌子的中心为坐标原点,当长方形桌子绕中心转动时,长方形对角线连线向量CA与x轴所成之角为θ.设四脚到地面距离分别为hA(θ),hB(θ),hC(θ),hD(θ)对于任何θ,hA(θ),hB(θ),hC(θ),hD(θ)总有三个不为0,由(2)知hA(θ),hB(θ),hC(θ),hD(θ)都是θ的连续函数.这样就把方桌的问题转化为数学模型:已知连续函数hA(θ),hB(θ),hC(θ),hD(θ)0,其中i=A,B,C,D,且对任意的θ,hA(θ),hB(θ),hC(θ),hD(θ)总有三个为0,证明:存在θ0,使得hA(θ)=hB(θ)=hC(θ)=hD(θ)=0.(三)模型求解由连续函数的根的存在定理解决此问题.(四)模型分析(1)这个模型的巧妙之处在于用一元变量θ表示椅子位置,用θ的两个函数表示椅子四脚与地面的距离.(2)四脚呈长方形的情形,结论也是成立的.
1.3注重数学建模思想训练的长期性
1.3.1在课后巩固学生的数学建模能力
在课外练习中,让学生讨论相关问题.例如把“天气预报”做为课外作业,“天气预报”问题是:设昨天、今天都下雨,明天下雨的概率是0.7;昨天有雨明日有雨的概率的为0.5;昨天有雨,今日无雨,明日有雨的概率为0.4;昨天、今天均无雨,明天有雨的概率为0.2,若星期一、星期二均下雨,求星期四下雨的概率,请你根据马尔科夫链的相关知识,确定能不能预测星期四下雨的概率.学生在学习完随机过程中其次马尔科夫链相关知识后,许多学生都能较好地分析、解决“天气预报”问题.在学生学完相关内容后,给他们一些实际问题,让学生在课后完成,学生既体会到用数学理论解决实际问题的乐趣,又巩固了数学建模思想和方法.
1.3.2数学建模能力的检验
在经过一段学习后,老师除了平时课后留给学生的建模作业外,可以适当的在期末考试中,出一道简单的数学建模题作为附加题,将成绩计入总分.考察学生数学建模的能力,这种考试方式可以将学生对高数基本知识掌握,这也有助于将数学建模系统性的训练,对于学生而言,也能保持建模意识一贯性和连续性.
2结束语
关键词:中职数学;数学建模;教学探索
《中等职业学校数学教学大纲》提出:要求学生能对工作和生活中的简单数学相关问题,作出分析并运用适当的数学方法予以解决。依据所学的数学知识,运用类比、归纳、综合等方法,对数学及其应用问题能进行有条理的思考、判断、推理和求解;针对不同的问题(或需求),会选择合适的模型(模式)。大纲更突出对学生分析与解决问题能力及数学思维能力的培养。
一、中职数学建模概述
随着社会的发展,数学的作用越发得到重视,数学建模也被人们认识。数学模型是把对研究对象观察到的一系列结果和实践经验,总结成一套能反映其内部因素数量关系的数学公式、逻辑准则和相关算法。这些公式、准则和算法是拿来描述和研究客观现象的规律。数学模型就是对实际问题的一种数学表述。中职数学建模教学是指按照教学大纲要求和目标,根据现实问题,结合中职生的特点所开展的数学建模教学。
整个数学建模过程就是将呈现的实际问题进行分析,归纳出所要使用的数学模型,对建立的数学模型进行求解,最后将解还原到现实问题,即分析问题―建立模型―解答数学模型―还原与验证这四个步骤。
二、中职数学建模的意义
1.通过建模有效促进学生学习数学的兴趣
中职生数学基础比较薄弱,而对于新鲜事物比较感兴趣,通过数学建模,可以使抽象化的数学知识具体与形象,可以使复杂的问题变得简单、直白,利于学生学习兴趣的提高。
2.通过建模培养学生学数学、用数学的能力
通过建模为学生提供一种学数学、用数学的氛围,学生要思考可能涉及哪些知识,自己能不能独立使用所学知识,通过建模又学会了什么知识,学生在不断的建模中感受到数学的使用价值。
3.通过建模培养学生的数学思维能力
在整个过程中,学生会思考问题如何转化,如何建模,有无参考模型,如何解模、还原、验证。在主动分析思考中,促进学生数学思维能力和创新能力的发展。
三、中职数学建模的应用
数学思想的精髓是一种桥梁作用,许多学科都是建立在数学的基础上的。数学建模教学的例题不是数学问题,而且是生活中比较实际的问题。根据数学教材的编排,中职数学教学中涉及的数学模型主要围绕方程(组)、不等式(组)、函数、数列、解三角形、几何等建立模型,教师要从建模角度出发,把基础知识与应用相结合,使之符合学生的认识规律。
1.建立方程、不等式模型
近年的江苏省单招数学试题逐渐重视对不等式知识的考查,在主观题方面还出现了专门解不等式的解答题。这类应用问题都与不等式有关,需要根据题意建立不等式,提高学生的迁移能力。
某商品进货单价为10元,销售价为15元,商品保管运输费用是0.1x2(x为商品数量),需要解决这几个问题:销售数量为多少时,可以获利?想获利40元以上,销售量应控制在什么范围内?如何理解获利是解决问题的首要条件,并将其转化为数学关系是本题的关键。根据分析可以相应建立不等式10x+0.1x240。处理此类实际问题要求我们具备一些生活经验,把要解决的量用数学关系表达,从数学关系入手来分析量的关系。
2.建立函数模型
函数模型,在中职数学中主要包括直线型、二次函数、指数函数、对数函数等。主要是与销售预测、估计人口变化趋势、利润最大或成本最小等有关。如投资生产A产品时,每生产100t需要资金200万元,需场地200平方米,可获得利润300万元;投资生产B产品时,每生产100t需要资金300万元,需场地100平方米,可获得利润200万元。现某单位可使用资金1400万元,场地900平方米,应作怎样投资组合,可使获利最大。
思路分析:这是一个二元线性规划问题,需要先将有关数据整理成表格,通过表格来理清数据间的关系,分析出其实质就是在资金和场地满足条件的情况下,使A、B产品的生产达到某种相对的平衡,从而使利润最大。即根据表格设出A、B产量和利润S,列出所有与A、B相关的约束条件,并写出目标函数S,最后作图利用可行域求解。
此例说明紧扣现实问题分析很重要,厘清各量间的关系和约束条件,使问题变得更清晰,也便于学生主动参与。因为线性规划在实际生产生活和科学研究中有着广泛的应用,学生可以从中体会到数学的应用价值。
3.建立数列模型
这里的数列模型,主要就是与等差数列和等比数列相关,如银行贷款,细胞分裂等建立等比数列模型。如小王年初向银行申请住房公积金贷款30万元,月利率0.3375%,按复利计算,每月等额还贷一次,并从贷款后的次月初开始还贷,10年还清,那么每月应还贷多少元。
对于这类问题,通过分析发现涉及等比数列知识,可以考虑建立一个相应的数学模型,假设一次性付款为a元,以分期付款的形式等额地分n次付清,每期期末所付款为x元,利率为r,则分期付款可以理解成:应付a元,实际要付a(1+r)n元,第一次付款时的终值为x(1+r)n-1,第二次付款时的终值为x(1+r)n-2,依此类推,第n次付款时的终值为x元,从而得出x[(1+r)n-1+(1+r)n-2+(1+r)n-3
+…+(1+r)+1]=a(1+r)n,化简得到分期付款的模型x=。借助此模型的构建,学生得出每月应还贷额,也理解了如何解决此类等额分期付款计算,让学生体会到数学与我们的经济生活息息相关,学习数学是有用的,有必要学好数学,并为生活服务。
4.建立解三角形模型
三角知识与实际生活生产的联系紧密,是整个中职数学中学生最难掌握的部分,其难点在于涉及的内容太多,在实际应用中难以下手,特别是在解斜三角形的实际应用中最突出。建好三角模型不仅有助于解决生产生活问题,也能促进专业课教学。
如图1,海中小岛A周围38海里内有暗礁,船向正南航行,在B处测得小岛A在船的南偏东30°,航行30海里后,在C处测得小岛A在船的南偏东45°,如果此船不改变航向,继续向南航行,有无触礁的危险。通过对实际情景的分析,借助于三角知识,将问题引申到解三角形,找出角A,利用正弦定理可以得出AC,最终A到BC的距离为15(+1)>38,不需要改变航向,从而较方便的解决实际问题。当然我们还可以通过举例曲柄连杆机活塞运动等,利用三角模型求活塞移动距离,用数学模型来解决专业课学习中的的问题,促进学生专业课的发展。
5.建立几何模型
数学建模的主要任务是学着用数学。几何模型主要是借助于数形结合,把数量关系转化为几何表示,通过数与形来解决实际问题。如某城市交通规划中,拟在半径为50m的高架圆形道侧某处开一个出口,以与圆形道相切的方式,引出一条直道接到距圆形道圆心正北150m处的道路上,计算出口应开在圆形道何处。
分析要将其转化为几何问题,首先要建立适当的直角坐标系,通过求过圆上切点的切线方程计算出口的位置。在转化成数学语言后,本例的核心就是找出切点的坐标。
建立如图2所示的直角坐标系,根据条件得出圆形道的方程为x2+y2=50,引伸道与北向道路的交接点C的坐标为(0,150),出口开在点P处,设P(x0,y0),则切线PC方程为x0x+y0y=502,易得x0=±,根据现实问题,因为点P在圆心的东边,所以x0=,进一步确定出口P的坐标加强此类问题建模教学,可以让学生真正感受到数学就在身边,激发他们主动参与探究数学的乐趣。
四、中职数学建模教学注意事项
数学教育所教给他们的应该是未来生活中最有用的那些内容,应该是提高他们灵活运用数学知识去处理周围现实生活中的实际问题的能力,而数学建模教育恰恰能做到这点。
建模教学是中职数学教学的难点,在建模教学中我们既要考虑到学生的基础能力,抓好基础知识教学,又要不断渗透数学建模意识;既要重视对实际问题的分析,又要引导学生的主动参与,突出学生的主体地位,发挥学生的主观能动性;既要将数学知识与实际问题靠拢,又要考虑建模的合理性;既要与数学知识相联系,又要与专业学习相联系,突出中职教学的特色。
参考文献:
[1]李梅.新课改背景下中学数学建模教学[J].学园,2014(02).
【关键词】小学生数学;数学建模;教学策略
在教学过程中,“数学建模”是数学思考方法之一,是数学语言与数学方法的运用,经过抽象,简化构建,可解决实际问题的有效教学手段。简而言之,数学建模,即利用数学语言对现实现象的描述过程。其中,现实现象,包含了具体的自然现象,也包括抽象性现象。在小学数学教学中,开展数学建模教学,对学生数学能力的提高有着极大的帮助。笔者结合教学实践,提出了如下几种数学建模的教学策略。
一、预设问题策略
在数学教学过程中,问题是激活学生思维的重要媒介,可激发学生求知欲,点燃学生智慧火花。在小学数学建模教学中,教师预设问题时,需要考虑学生认知水平,需联系新旧知识与新旧方法,结合学生生活经验,以引发学生认知冲突,观念冲突,从而唤起学生探究激情。第一、注意主体性。在预设问题时,教师不但要考虑问题本身,还需要注意提问过程中学生是否积极参与。当同学们积极参与到提问过程中,他们才可以感受数学,才会有学习兴趣,才能为他们发现问题、探究问题、分析与解决问题做好铺垫。在选取问题时,教师既要顾及到学生个体,也需考量学生合作,从而培养学生合作意识,让学生形成独立思考的良好学习习惯;第二、注意典型性。在小学数学模型教学中,教师所展现的问题模型应具有典型性、代表性,可准确体现出教学内容;第三、把握实践性。在选取素材时,教师应将教学与学生生活紧密结合,以诱导学生实践操作、认真观察、想象猜测、积极思考,同时,可让学生在学习活动中把握资料收集、问题分析与解决之法。
如教学《抽屉原理》时,教师可提出问题:①将4只钢笔放入3个文具盒中,不论如何放,总会有一个文具盒中最少有2支钢笔,请说明原因?②在2个抽屉中放进5本书,有几种放置方法?你们有何想法,有何发现?然后教师可让进行模型假设,展开活动实践:将4支钢笔放入3个文具盒中。教师可将前后四名学生组成一小组,凑3个文具盒与4支笔,动手实践看有几种放法。在学生操作过程中,教师需巡视,最后学生汇报实践结果。这样,通过问题,让学生以数学语言来描述实际问题,通过实践,让学生感受数学模型,初步了解“抽屉原理”。
二、构建模型策略
构建模型策略,是数学建模教学有效策略之一。在实施这一策略时,教师需要注意如下几点。
第一、合作性。在新知学习过程中,学生需要独立思考,这样,才可有更深刻的思维,具有独创性。同时,也需要合作学习,这是生生对自己独立思考与问题结论的相互交流、分享。在小组交流、讨论后,教师可引导学生进行总结归纳,并选出代表汇报学习成果。接着教师予以评价、点拨。
第二、合理性。在小学数学建模教学中,教师应重视学生的合理假设、猜想与归纳数学思想方法的运用,而不是过于侧重演绎、推导过程中的严密性。在知识学习过程中,思维方式是沟通知识与能力的关键桥梁。但是,学生思维习惯与建模思维方式有着很大的不同。所以,教师需要注意分析建模的思维过程。揭示出建模的形成、发展与应用过程,发掘其中所含的思维训练要素,并概括出建模中的数学思想方法,以启发学生思维,提高学生数学能力。
第三、渐进性。在建模教学中,教师应充分关注学生认知水平,把握教学的渐进性,逐层递进,让学生思维逐步发散,使其学会思考,学会以数学语言来表述实际问题,体会到数学的学习乐趣。这就需要教师在教学之前弄清知识形成发展过程,并将数学建模呈现于学生面前,使其直观地感知到知识的形成与发展过程,认识到其现实价值与意义。如学习《抽屉原理》时,教师可引导学生对一些实际问题构建抽屉原理模型。如鸽子飞入5个鸽舍,最少有2只鸽子回到同一鸽舍,那么8只鸽子飞入到5个鸽舍,那么总有一鸽舍最少有几只?若9只或10只呢?这样,通过追问,可逐步培养学生类推能力,让学生深刻理解数学模型。经过分析发生可发现其中的规律,可将抽屉原理模型简化。同时,教师可通过有余数的除法的思想,帮助学生理解抽屉原理的数学形式。
【关键词】数学建模意识
随着信息时代的到来,社会文化条件的变化对学校教育提出了更高的要求,其别强调人才培养由“知识型”向“创造型”转变。数学建模教学顺应了当前素质教育新课程标准教学改革的需要。一方面,数学教学要让学生在实践应用中逐步积累;发现、叙述、总结数学规律的经验,知道一些基本的数学模型,初步形成数学建模能力,能解决一些简单的实际问题;另一方面,数学的生命力在于能有效地解决现实世界向我们提出的各种问题,而数学模型正是联系数学与现实世界的桥梁。如何将现实问题转化为数学模型是数学应用之关键,数学学习之目的。数学建模教学是提高学生创造性地解决问题的能力,实施数学教学的重要任务。
一、培养数学建模意识,明确问题的数学建模目标
数学建模就是把现实世界中的实际问题加以提炼、抽象为数学模型,求出模型的解,验证模型的合理性,并用该数学模型提供的解答解释现实问题。就是把数学知识进行应用的过程。初中数学建模通常是:把现实生活中普遍存在的等量关系,建立方程模型;把现实生活中普遍存在的不等量关系,建立不等式模型;把现实生活中普遍存在的变量关系,建立函数模型;把有关平面、空间图形,建立几何模型,把有关数据的收集、整理、分析,建立统计模型等。数学建模教学首先要引入数学建模实例培养学生的建模意识,引导学生应用所学知识解决身边的实际问题,养成数学建模习惯。具体做法可以是:
1、让学生经历由实际问题抽象出数学模型的过程,感受、体会数学建模思想;
2、给学生见识、制作、操作的机会,强化数学建模意识;
3、让学生画画、折折、拼拼,培养学生的建模情趣;
4、突出实际测量、尝试设计的教学环节,学习数学建模知识;
只有有了数学应用意识,才能遇到问题从数学的角度去分析,建立数学模型。学生学会了了解问题的实际背景、明确问题的实际意义、掌握对象的各种信息;学会了用数学语言描述问题,才能根据实际对象的特征确立建模目标(何种数学模型)。只有有了建模目标,才能建立相应的数学模型把问题解决。
如例l、某商场购进一批单价为6元的日用品,销售一段时间后,为了获得更多利润,商场决定提高销售价格。经试验发现,若按每件20元的价格销售时,每月能卖360件,若按25元的价格销售时,每月能卖210件,假定每月销售件数y(件)是价格x(元/件)的一次函数。
(1)试求y与x之间的关系式。
(2)在商品不积压,且不考虑其他因素的条件下,问销售价格定为多少时,才能使每月获得最大利润?每月的最大利润是多少?
现实世界中普遍存在的所谓“最优化”问题,诸如成本最低,利润、产出最大,效益最好等问题,常常可以归结为函数的最值问题;
又如例2、在4月份,有一新款服装投入某商场销售,4月1日该款服装仅销售出10件,第二天售出35件,第四天销售60件,尔后,每天售出的件数分别递增25件,直到日销售量达到最大后,每天销售的件数分别递减15件,到月底该服装共销售出4335件。
(1)问4月几号该款服装销售件数最多?其最大值是多少?
(2)按规律,当该商场销售此服装超过2000件时,社会上就流行,而日销售量连续下降,并低于150件时,则流行消失,问该款服装在社会上流行是否超过10天?说明理由。
现实世界中普遍存在的诸如增长率、降低率、复利、分期付款等与年份有关的实际问题以及资源利用、环境保护等社会生活的热点问题常常归结为数列统计问题。
通过建立目标函数,确定变量限制条件,运用数学知识和方法予以解决。并由此表现出数学的应用价直,提升学生对数学知识的渴求欲望和学习数学的积极性。
二、注重展示数学建模过程,培养学生的逻辑思维能力
数学建模过程一般是:了解问题的实际背景、明确问题的实际意义、掌握对象的各种信息,用数学语言描述问题根据实际对象的特征确立建模目标(何种数学模型),对问题进行必要的简化,并用精确的语言提出一些恰当的假设利用适当的数学工具来刻划各量之间的数学关系,建立相应的数学结构利用获取的数据资料,对模型的有关参数进行数或式的数学计算(估计)推理对所得结果进行数学上的分析,对实际问题进行解释验证模型的准确性、合理性和适用性,“铸题成模”,予以推广应用。数学建模教学时.要注重展示数学建模过程,培养学生的逻辑思维能力。
三、渗透数学思想方法,提高学生的思维能力
素质教育的核心是能力的培养,数学教学的主要任务是提高学生的思维能力。思维能力的内在实质是分析、综合、推理、应用能力,外在表现是思维的速度和质量。数学建模有扎实的数学基础知识和灵活的数学思想方法,才能找出规律、抓住关键而完成。因而数学建模教学中,渗透数学思想方法和技巧,可敏捷思维,借以提高学生的数学建模能力,提高学生的思维能力,培养学生的创造能力。
例3、已知实数a,b,ca+b+c=10,a2+b2=c2求ab的最大值。
教学时渗透“数型结合”的数学思想方法,引导构建几何模型(周长为10的直角三角形),求其面积的最大值即可得解;
数学建模的思维策略是多种多样的。教学中渗透数学思想方法,可激发学生的学习兴趣,培养学生整体思维、猜想求证、严密求证、发散思维、创新思维。借以提高学生的数学建模能力,发展学生的思维能力和创新意识及能力。
【参考文献】
【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:
在高职数学教学过程中融入数学建模思想,必须要改变传统的教学模式,采用开放式的实验教学,让学生自己为主体,在教师的指导下,提取相应的专业知识,运用数学建模的方法解决实际问题,掌握适当的数学技能,与此同时还可以培养学生的创造性,提高学生的创造能力.除此之外,采用实验教学方式,可以让学生在学习数学理论知识的过程中,看到数学知识的应用背景,将数学理论与具体的工作实践相结合,加深学生对数学知识的印象,深化学生对数学知识的理解.采用开放式实验教学,可以解决数学课程的不足,向学生介绍高职院校所引入的基础数学建模,更好地将高职数学建模思想融入到数学教学过程中.
二、高职数学课程与数学建模的结合路径
1.在数学概念教学中运用数学建模思想
在数学概念教学过程中运用数学建模,可以达到更好的教学效果.例如,在讲“导数的概念”时,可给予两种模式:一种是变速直线运动的瞬时速度,另一种是非恒定电流的电流强度.在建立模型的过程中,可以使用简单的物理知识,教师和学生一起努力,共同分析和讨论.通过分析问题,对于上述提到的两个不同的模型,如果能抛开其实际的意义,只是看数学结构,它们具有相同的形式,同样可以归结为一个数学模型,换言之就是函数的自变量与改变量之间的比值.当其中的自变量以及改变量都趋向零的时候,就突破形式的极限,这在数学的定义上为函数的导数.当有了导数的定义之后,前面的两个模型就容易解决.这不仅衍生了导数的概念,也可以让学生发现数学的魅力.
2.利用问题情境,以建模的方式,加强学生对数学问题的解释和应用
根据教学内容的特点,教师可以利用数学建模的原则来进行复杂的、抽象的概念和组合领域的教学.在教学过程中,教师可以引入多媒体技术,利用多媒体课件展示一些有趣的数学故事、历史数据、图片、视频数据等,作为课堂导入的有力环节,让数学问题转化为具体的教学情境,从而使学生建立数学问题意识.这要求教师注重材料和现实生活与大自然中的数学建模接触的多样性.例如,在函数教学过程中,可以分析银行存款的复利问题;在学习极值问题后,可以将最优价格设计引入.如此,设计问题情境,让学生在具体的模型演练以及对知识的分析中解决问题.利用建模方式进行问题情境导入,可以打破传统的高职数学教学过程中的片面化认识,全方位地释放学生的数学思维.
3.数学建模的载体———优化教学内容
在高职数学教学过程中,教师要以应用为目的,优化教学内容.因此高职数学教师应该积极展开相关的课程理论研究,在数学教学的过程中挖掘数学教材与学生实际生活相关的联系,将数学内容生活化,将数学教材生活化,根据学生专业的实际需求编排高职数学课程教学内容和教学重点.与此同时,高职数学教师还需要增加数学实验等辅的教学内容,将趣味性、知识性、实用性以及现代化等技术融为一体.如此,可以提高学生学习数学的兴趣,开拓学生的知识视野,还可以突出高职数学应用型的培养目的,提高高职学生的数学水平.
三、结语