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一、深入了解數(shù)學(xué)建模
為了更好地實(shí)施數(shù)學(xué)建模,首先要讓學(xué)生了解什么叫數(shù)學(xué)建模。所謂數(shù)學(xué)建模,就是指應(yīng)用建立數(shù)學(xué)模型來(lái)解決各種各樣實(shí)際問(wèn)題的方法,也就是通過(guò)對(duì)實(shí)際問(wèn)題的抽象、簡(jiǎn)化,確定變量和參數(shù),并應(yīng)用某些規(guī)律建立起變量、參數(shù)間的確定的數(shù)學(xué)問(wèn)題(或稱為一個(gè)數(shù)學(xué)模型)。求解該數(shù)學(xué)問(wèn)題,解釋驗(yàn)證所得到的解,從而確定能否利用于解決實(shí)際問(wèn)題的多次循環(huán),不斷深化的過(guò)程。整個(gè)過(guò)程如下:
實(shí)際問(wèn)題抽象、簡(jiǎn)化、假設(shè)、確定變量參數(shù)數(shù)學(xué)結(jié)果、檢驗(yàn)是否符合實(shí)際結(jié)果。
根據(jù)這個(gè)數(shù)學(xué)建模過(guò)程,在中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中利用數(shù)學(xué)建模,能夠把學(xué)生所學(xué)的數(shù)學(xué)知識(shí)與周?chē)默F(xiàn)實(shí)生活有機(jī)地聯(lián)系起來(lái),而且能進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣,有利于掌握數(shù)學(xué)的思想和方法,達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生多維智力的目的。這是素質(zhì)教育的要求,也是提高學(xué)生數(shù)學(xué)素質(zhì)的有效方法。
二、中學(xué)數(shù)學(xué)模型的若干類(lèi)型
在開(kāi)展數(shù)學(xué)教學(xué)時(shí),根據(jù)中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的內(nèi)容和新課標(biāo)的要求,基本上可歸納為如下幾種類(lèi)型。
1、方程與函數(shù)模型。包括二次函數(shù)、冪、指數(shù)、對(duì)數(shù)函數(shù)等內(nèi)容。能解決有關(guān)實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題,比如利潤(rùn)最大、造價(jià)最低、用料最省、細(xì)胞分裂、生物繁殖等問(wèn)題。
2、集合模型。內(nèi)容是集合。能解決有關(guān)調(diào)查、統(tǒng)計(jì)問(wèn)題。
3、數(shù)列模型。涉及等差、等比數(shù)列。能解決住房面積、產(chǎn)量、土地面積等增減值問(wèn)題以及平均增長(zhǎng)、股票等問(wèn)題。
4、不等式模型。內(nèi)容是不等式。能解決最優(yōu)化問(wèn)題、方案設(shè)計(jì)問(wèn)題。
5、三角模型。主要指三角函數(shù)。能解決有關(guān)測(cè)量問(wèn)題、交流電、力學(xué)等問(wèn)題。
6、排列、組合模型。內(nèi)容為排列與組合。能解決比賽場(chǎng)次設(shè)計(jì)等問(wèn)題。
7、立幾模型。主要是立體幾何。能解決容積、面積最大、最小問(wèn)題。
8、解幾模型。內(nèi)容為解析幾何。能解決油罐車(chē)、拋物線型拱橋的設(shè)計(jì)等問(wèn)題。
三、培養(yǎng)數(shù)學(xué)建模的能力
在數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中,恰當(dāng)?shù)卮┎鍞?shù)學(xué)建模,并與數(shù)學(xué)教材有機(jī)結(jié)合起來(lái),按照新課標(biāo)的要求進(jìn)行。教師不妨注意以下幾個(gè)方面。
1.教學(xué)中恰當(dāng)引入應(yīng)用性例題,建立數(shù)學(xué)建模,培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用意識(shí)。
當(dāng)學(xué)生學(xué)完一部分內(nèi)容后,教師可結(jié)合前面類(lèi)型涉及的內(nèi)容,編一些實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題作為例題,引入到課堂上,進(jìn)行數(shù)學(xué)建模示例。
例如,在二次函數(shù)的應(yīng)用教學(xué)中,可引入以下一個(gè)實(shí)際問(wèn)題作為例題進(jìn)行教學(xué)。
如圖,公園要建造圓形的噴水池,在水池中央垂直于水面處安裝一個(gè)柱子OA,O恰在圓形水面中心,OA=1.25米,由柱子頂端A處的噴頭向外噴水。水流在各個(gè)方向沿形狀相同的拋物線的路線落下。為使水流形狀較為漂亮,要求設(shè)計(jì)成水流離OA距離為1米處達(dá)到距水面最大高度2.25米。
如果不計(jì)其他因素,那么水池的半徑要多少米,才能使噴出的水流不至落到池外?
[分析實(shí)際問(wèn)題]可建立如下坐標(biāo)系:以O(shè)A所在的直線為Y軸,過(guò)O點(diǎn)垂直于OA的直線為X軸,以O(shè)為原點(diǎn),本題的水流最高點(diǎn)為(1,2.25)。
[建立數(shù)學(xué)模型]設(shè)拋物線頂點(diǎn)為B,水流落水的路線與X軸交點(diǎn)為C,根據(jù)題意,A、B、C三點(diǎn)的坐標(biāo)分別為A(0,1.25)、B(1,2.25)、C(x,0),從而建立一個(gè)二次函數(shù)模型:y=a(x-1)2+2.25
[解答數(shù)學(xué)模型]可把A點(diǎn)的坐標(biāo)(0,1.25)代入,得
a=1.25-2.25=-1;
所以有y=-(x-1)2+2.25
令y=0, -(x-1)2+2.25=0,求得x.
[返回實(shí)際問(wèn)題]x=-0.5(舍去),x=2.5,所以水池的半徑至少要2.5米。
2.適當(dāng)選編應(yīng)用性習(xí)題,加強(qiáng)學(xué)生的數(shù)學(xué)建模訓(xùn)練,達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力的目的。教師根據(jù)書(shū)本的一些例題或習(xí)題進(jìn)行有效的改編,把有關(guān)知識(shí)貫穿于實(shí)際問(wèn)題中去,使學(xué)生正確認(rèn)識(shí)數(shù)學(xué)理論的本質(zhì)。如:遼南素有"蘋(píng)果之鄉(xiāng)"著稱,該鄉(xiāng)組織了20輛汽車(chē)裝運(yùn)A、B、C三種蘋(píng)果42噸到外地銷(xiāo)售,按規(guī)定每輛只裝同一種蘋(píng)果,且必須裝滿,每種蘋(píng)果不少于2車(chē)。
設(shè)有x輛車(chē)裝運(yùn)A種蘋(píng)果,用y輛車(chē)裝運(yùn)B種蘋(píng)果,根據(jù)下表提供的信息,求y與x之間的函數(shù)關(guān)系式,并求x的取值范圍。
分析:根據(jù)題意,有2.2x+2.1y+2(20-x-y)=42
y=20-2x
運(yùn)A種蘋(píng)果用x輛車(chē),
運(yùn)B種蘋(píng)果用(20-2x)輛車(chē),
運(yùn)C種蘋(píng)果用x輛車(chē),
2 ≤x≤9
又x為整數(shù), x的值為2、3、4、5、6、7、8、9。
誠(chéng)然, 數(shù)學(xué)建模對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)是一個(gè)逐步學(xué)習(xí)和不斷適應(yīng)的過(guò)程。通過(guò)不斷的嘗試建模訓(xùn)練,讓學(xué)生通過(guò)運(yùn)用已有的數(shù)學(xué)知識(shí)解決一些實(shí)際問(wèn)題的結(jié)果,到能模仿地解決一些應(yīng)用問(wèn)題,用數(shù)學(xué)建模的方法解決這些問(wèn)題。就能逐步培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力,學(xué)生從中體會(huì)到想、敢、能、會(huì)創(chuàng)新的感覺(jué),增強(qiáng)了他們學(xué)數(shù)學(xué)的熱情和信心。
3.挖掘隱含條件,從中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。
一、數(shù)學(xué)建模課程教學(xué)有助于培養(yǎng)創(chuàng)造性思維
1.1 數(shù)學(xué)建模有助于培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用意識(shí)與實(shí)踐能力
數(shù)學(xué)建模是近些年發(fā)展起來(lái)的新學(xué)科,是將數(shù)學(xué)理論與實(shí)際問(wèn)題相結(jié)合的一門(mén)科學(xué)。數(shù)學(xué)建模課程中面對(duì)的是來(lái)自于現(xiàn)實(shí)的實(shí)際問(wèn)題,需要的知識(shí)可能涉及到數(shù)學(xué)的各個(gè)分支以及數(shù)學(xué)所應(yīng)用的各個(gè)領(lǐng)域,數(shù)學(xué)建模雖然作為一門(mén)課程,但其內(nèi)容不是單獨(dú)屬于數(shù)學(xué)的一個(gè)分支,而且其建模的教學(xué)過(guò)程不僅僅是傳授數(shù)學(xué)知識(shí),更多的是培養(yǎng)學(xué)生獲取知識(shí)的能力、運(yùn)用知識(shí)和技術(shù)手段去解決實(shí)際問(wèn)題的能力。它需要建模者具備較強(qiáng)知識(shí)應(yīng)用能力和實(shí)踐能力,因而開(kāi)展大學(xué)生數(shù)學(xué)建模教學(xué)和實(shí)踐將不僅可以加強(qiáng)知識(shí)積累,更重要的是能提高大學(xué)生數(shù)學(xué)應(yīng)用意識(shí)與實(shí)踐能力。
1.2 數(shù)學(xué)建模有助于探索精神的塑造
數(shù)學(xué)建模所涉及的問(wèn)題大都來(lái)源現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)和生活,涉及面較廣,對(duì)其建立比較確切的數(shù)學(xué)模型并不是輕而易舉的事情,這就需要對(duì)實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行反復(fù)多次的研究分析、抽象簡(jiǎn)化,抓住主要方面的因素進(jìn)行定量地討論分析,才能建立數(shù)學(xué)模型。而后,還需要對(duì)所建立的模型在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行反復(fù)多次的計(jì)算、論證以及修訂,才能使其達(dá)到比較符合實(shí)際需要的模型。數(shù)學(xué)建模是一個(gè)非常艱辛的探索過(guò)程,通過(guò)這一過(guò)程不僅可以培養(yǎng)學(xué)生刻苦勤勉的態(tài)度、百折不撓的精神、堅(jiān)毅不拔的毅力,還可以培養(yǎng)學(xué)生經(jīng)得起失敗、挫折、打擊和克服各種困難的心理素質(zhì),以及孜孜不倦、精益求精和鍥而不舍的探索神。
1.3 數(shù)學(xué)建模有助于培養(yǎng)學(xué)生的自主能力與創(chuàng)造能力
數(shù)學(xué)建模課程教學(xué)中,學(xué)生在解決數(shù)學(xué)建模問(wèn)題時(shí),必須親自參加社會(huì)實(shí)踐活動(dòng),從實(shí)踐中提出問(wèn)題,收集數(shù)據(jù),得出結(jié)論從而解決問(wèn)題。這樣就轉(zhuǎn)變了過(guò)去學(xué)生在學(xué)習(xí)中只是被動(dòng)地學(xué)會(huì)如何做題和如何回答老師提出的問(wèn)題,而學(xué)會(huì)了從實(shí)際中主動(dòng)地學(xué)習(xí),真正突出了他們的主體地位。因此數(shù)學(xué)建模的教學(xué)有利于發(fā)揮學(xué)生的自主能力。
1.4 數(shù)學(xué)建模有助于培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)結(jié)協(xié)作精神
數(shù)學(xué)建模過(guò)程相當(dāng)于進(jìn)行一次小型的科研活動(dòng),是一個(gè)群體合作的過(guò)程,它需要各成員的相互理解、支持、協(xié)調(diào)和集思廣益才能獲得成功。因而參加數(shù)學(xué)建?;顒?dòng),有利于培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)結(jié)協(xié)作,共同奮進(jìn)的精神。
二、在數(shù)學(xué)教學(xué)中滲透數(shù)學(xué)建模的方法
2.1 注重?cái)?shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的教學(xué),為數(shù)學(xué)建模打好基礎(chǔ)
基礎(chǔ)知識(shí)沒(méi)有學(xué)好,就不可能有知識(shí)的靈活的運(yùn)用,更不可能有知識(shí)的推廣和知識(shí)的創(chuàng)新。為了構(gòu)建數(shù)學(xué)模型,要求學(xué)生對(duì)有關(guān)數(shù)學(xué)知識(shí)充分理解,這就要求教師必須依靠教學(xué)大綱,抓住教材,注重基礎(chǔ)知識(shí)的教學(xué),培養(yǎng)基本技能。灌輸基本思想方法,解決數(shù)學(xué)應(yīng)用題的關(guān)鍵是要善于分析實(shí)際問(wèn)題的對(duì)象、結(jié)構(gòu)和特點(diǎn),靈活應(yīng)用己知的數(shù)學(xué)模型,從而建立新的數(shù)學(xué)模型,解決實(shí)際問(wèn)題。要培養(yǎng)學(xué)生的建模能力,就必須注重?cái)?shù)學(xué)模型知識(shí)的學(xué)習(xí),因此,在教學(xué)中,應(yīng)該幫助學(xué)生打好基礎(chǔ),從學(xué)習(xí)和掌握建立數(shù)學(xué)模型常用的知識(shí)和數(shù)學(xué)思想方法入手,掌握數(shù)學(xué)應(yīng)用題的基本特點(diǎn)、解題過(guò)程,掌握建立數(shù)學(xué)模型的技巧和解題要領(lǐng),開(kāi)動(dòng)腦筋,積極思維,開(kāi)闊眼界,拓寬知識(shí)面,從而提高解題能力。
2.2 在教學(xué)中切入數(shù)學(xué)建模,滲透數(shù)學(xué)建模思想
數(shù)學(xué)建模與正常數(shù)學(xué)教學(xué)的結(jié)合和切人是指教師可把一些較小的數(shù)學(xué)應(yīng)用和數(shù)學(xué)建模的問(wèn)題通過(guò)將問(wèn)題解的過(guò)程分解后,放到正常教學(xué)的局部環(huán)節(jié)上去做,并且要經(jīng)常這樣做,教師可以用“化整為零”來(lái)描述種做法。切入的內(nèi)容應(yīng)與正常的教學(xué)內(nèi)容、教材的要求接近,以便于學(xué)生的理解和對(duì)教材知識(shí)的掌握。
數(shù)學(xué)建模的主要切入點(diǎn)是教材,要從課本內(nèi)容出發(fā),以教材為載體,以教法革新為突破口,聯(lián)系實(shí)際,在教學(xué)中積極地創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情景或通過(guò)對(duì)教材內(nèi)容的科學(xué)加工、處理,再創(chuàng)造或擬編與課本相關(guān)的建模問(wèn)題。采用改變?cè)O(shè)問(wèn)方式,變換設(shè)問(wèn)條件,互換條件結(jié)論等,綜合拓廣成新的應(yīng)用題;或把課本的例題、習(xí)題改編成應(yīng)用性問(wèn)題等,并將建模理念滲透教學(xué)之中,逐步培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)建模意識(shí)。
三、將數(shù)學(xué)建模思想滲透到其它專(zhuān)業(yè)課的教學(xué)中
將數(shù)學(xué)建模思想貫穿于系列課程的教學(xué)過(guò)程中,全面培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)建模的興趣,由于數(shù)學(xué)建模過(guò)程中需要用到的知識(shí)非常廣泛,從數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)微積分、線性代數(shù)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)到與數(shù)學(xué)建模緊密相關(guān)的運(yùn)籌學(xué)、數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)、數(shù)學(xué)建模等。為了讓學(xué)生及早了解數(shù)學(xué)建模,學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)建模的思想、方法。我們?cè)诮虒W(xué)中多次對(duì)系列課程的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法進(jìn)行改革。在教學(xué)內(nèi)容方面,加大了案例教學(xué)內(nèi)容的比例,在某些課程中盡量引入具有實(shí)際背景的大型案例,以提高學(xué)生的興趣及解決大規(guī)模實(shí)際問(wèn)題的能力。
而我們的數(shù)學(xué)教學(xué)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)社會(huì)的高速發(fā)展,在學(xué)以致用的方面做的工作很少.傳統(tǒng)的教學(xué)觀點(diǎn)認(rèn)為讓學(xué)生做一些應(yīng)用題目,就能培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用意識(shí).其實(shí)不然,數(shù)學(xué)應(yīng)用意識(shí)的培養(yǎng)是一項(xiàng)宏偉而艱巨的任務(wù).我認(rèn)為應(yīng)用意識(shí)指的是在生活或研究中遇到一個(gè)現(xiàn)實(shí)問(wèn)題時(shí),盡量充分地考慮應(yīng)用所學(xué)的相關(guān)知識(shí)和方法來(lái)解決該現(xiàn)實(shí)問(wèn)題的一種意識(shí).而數(shù)學(xué)應(yīng)用意識(shí)是指充分利用數(shù)學(xué)知識(shí)和方法解決實(shí)際問(wèn)題的意識(shí).在教學(xué)中,關(guān)于學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用意識(shí)的培養(yǎng),我的觀點(diǎn)和方法是:
第一,打破學(xué)科之間的嚴(yán)格界限.
數(shù)學(xué)應(yīng)用意識(shí)的培養(yǎng)不只是數(shù)學(xué)課和數(shù)學(xué)教師的任務(wù),其他相關(guān)課程和教師應(yīng)有共同的任務(wù).很多其他相關(guān)課程的教師在教學(xué)中遇到利用數(shù)學(xué)知識(shí)、數(shù)學(xué)思想方法解決的問(wèn)題時(shí),不做任何由來(lái)解釋?zhuān)皇前褦?shù)學(xué)作為工具拿來(lái)一用.學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)的應(yīng)用往往忽略,以致出現(xiàn)類(lèi)似的新的問(wèn)題時(shí),自然不知所措.
假如能打破數(shù)學(xué)和相關(guān)學(xué)科的嚴(yán)格界限,把數(shù)學(xué)應(yīng)用意識(shí)教育作為一種教學(xué)內(nèi)容滲透到其他學(xué)科的教學(xué)中,通過(guò)長(zhǎng)期的培養(yǎng),學(xué)生若能再遇到了新的問(wèn)題,他們就會(huì)進(jìn)行有意識(shí)地思考,富有創(chuàng)造性地解決它.
第二,先提問(wèn)題再講理論.
先有問(wèn)題,再有問(wèn)題的解決,是非常一般的規(guī)律.但是我們往往違背了這一規(guī)律,在就某一問(wèn)題的教學(xué)中,對(duì)該實(shí)際問(wèn)題只字不提,先講一些與此問(wèn)題的解決緊密相關(guān)的理論知識(shí)和思想方法,然后再舉例說(shuō)明,形成學(xué)生思維上的惰性,阻礙應(yīng)用意識(shí)的提高.這種教法對(duì)講經(jīng)典的教學(xué)理論確實(shí)是一種很好的方法,但對(duì)數(shù)學(xué)應(yīng)用意識(shí)的培養(yǎng),則大不可取,在培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用意識(shí)時(shí),先提出具體的實(shí)際問(wèn)題,然后引導(dǎo)學(xué)生參與思索如何解決這一問(wèn)題,不同的學(xué)生一般有不同的方法和思路.此時(shí),教師一定不要輕易下結(jié)論,誰(shuí)的方法可行,誰(shuí)的方法不可行.而應(yīng)支持和幫助他們思考下去,涉及用什么樣的數(shù)學(xué)思想方法,用什么樣的數(shù)學(xué)知識(shí)時(shí),單就知識(shí)和方法方面教師可對(duì)學(xué)生不明確的地方加以輔導(dǎo)和講解.考慮到這種啟發(fā)式教學(xué)方法耗時(shí)過(guò)多,且以個(gè)別輔導(dǎo)為主,所以完全有必要延伸到輔導(dǎo)課或課外.然后對(duì)同一問(wèn)題會(huì)建立不同的數(shù)學(xué)模型,從不同的側(cè)面不同程度地對(duì)原問(wèn)題作出分析.最后教師要對(duì)不同的模型進(jìn)行評(píng)估,選出好的模型讓大家學(xué)習(xí),其中教師要把自己建立的模型作以講解.總結(jié)時(shí),給大家說(shuō)明“沒(méi)有最好的,只有更好”,從而激發(fā)學(xué)生的興趣,使學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用意識(shí)在無(wú)形中得到良好的培養(yǎng).
有了良好的數(shù)學(xué)應(yīng)用意識(shí)以后,對(duì)一個(gè)實(shí)際問(wèn)題,即現(xiàn)實(shí)原型,學(xué)生就會(huì)積極地使用數(shù)學(xué)工具加以分析和處理.通常用建立數(shù)學(xué)模型對(duì)現(xiàn)實(shí)原型加以分析和處理.所以培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)建模能力是非常重要的.所謂數(shù)學(xué)建模能力是指運(yùn)用數(shù)學(xué)工具分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力.這里所說(shuō)的“數(shù)學(xué)”是指廣義的數(shù)學(xué),也就是說(shuō)它除去通常所說(shuō)的經(jīng)典的數(shù)學(xué)之外還包括統(tǒng)計(jì)學(xué)、運(yùn)籌學(xué)以及計(jì)算機(jī)的使用等.這些內(nèi)容隨著新的教材改革和課程體制改革會(huì)逐
漸滲透到中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中.所以,在中學(xué)針對(duì)實(shí)際問(wèn)題組建數(shù)學(xué)模型是確實(shí)可行的.
要培養(yǎng)和提高中學(xué)生的數(shù)學(xué)建模能力也是一項(xiàng)非常復(fù)雜和龐大的工作.首先要求學(xué)生有扎實(shí)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和嚴(yán)格的邏輯推理能力,還要有敏銳的洞察能力、分析歸納的能力以及對(duì)實(shí)際問(wèn)題的深入理解和廣博的知識(shí)面.這些在我們的傳統(tǒng)教學(xué)中沒(méi)得到重視,而現(xiàn)在我國(guó)大力
倡導(dǎo)的素質(zhì)教育的教育目的恰好和數(shù)學(xué)建模能力,結(jié)合起來(lái),筆者的觀點(diǎn)是:
第一,培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)建模能力有助于數(shù)學(xué)理論的教學(xué).
也許有很多人認(rèn)為在家中學(xué)數(shù)學(xué)占有一部分時(shí)間去培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)建模能力,會(huì)影響理論知識(shí)的掌握和學(xué)習(xí).事實(shí)恰好相反,通過(guò)數(shù)學(xué)建模,使學(xué)生認(rèn)識(shí)到理論知識(shí)的重要性,促進(jìn)他們學(xué)習(xí)理論知識(shí)的積極性.從更深遠(yuǎn)的意義來(lái)說(shuō),數(shù)學(xué)建模殊的需求會(huì)對(duì)數(shù)學(xué)理論提出新的挑戰(zhàn),促進(jìn)數(shù)學(xué)理論的不斷發(fā)展和完善.從這個(gè)意義上來(lái)說(shuō),培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)建模能力和數(shù)學(xué)理論的教學(xué)并不矛盾,兩者之間是相互促進(jìn),相互統(tǒng)一的.正如R.柯朗所說(shuō):“事實(shí)上,‘純的’與‘應(yīng)用的’的數(shù)學(xué)之間找不到嚴(yán)格的分界線.”
關(guān)鍵詞:合作學(xué)習(xí) 教學(xué)模式 三群體
中圖分類(lèi)號(hào):G633.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-098X(2013)05(b)-0168-02
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展對(duì)創(chuàng)新人才的要求提出了新的內(nèi)容,大量的在一線的技術(shù)應(yīng)用型創(chuàng)新人才和技能型創(chuàng)新人才已成為各類(lèi)企業(yè)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)和服務(wù)升級(jí)的關(guān)鍵因素。培養(yǎng)創(chuàng)新人才,既需要造就一批科技創(chuàng)新的領(lǐng)軍人才,更需要培養(yǎng)大批在生產(chǎn)第一線,具有創(chuàng)新能力的技術(shù)人員[1]。因此,高等職業(yè)教育在教育方法,探索知識(shí),培養(yǎng)人才方面都需要不斷地進(jìn)行探索,創(chuàng)新的艱巨任務(wù),特別是在高職教育中的特定人才培養(yǎng)模式下,基礎(chǔ)課教學(xué)的改革與創(chuàng)新同樣具有重要性和緊迫性[2]。因此,高等數(shù)學(xué)的改革就應(yīng)以實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)的應(yīng)用性作為切入口,而數(shù)學(xué)建模就是綜合運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)和計(jì)算機(jī)工具解決實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程,是聯(lián)系數(shù)學(xué)和實(shí)際問(wèn)題的橋梁。
數(shù)學(xué)建模的指導(dǎo)思想是以學(xué)生為中心,以問(wèn)題為主線,以計(jì)算機(jī)為工具,培養(yǎng)學(xué)生在實(shí)際中應(yīng)用的能力,同時(shí)加深學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)概念和定理的理解,并與所學(xué)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)緊密聯(lián)系起來(lái)解決問(wèn)題。由于數(shù)學(xué)建模的開(kāi)放性,使得我們不能采用傳統(tǒng)的授課方式進(jìn)行,因此,我們提出一種新的教學(xué)模式―― 基于問(wèn)題的合作式學(xué)習(xí)。
1 數(shù)學(xué)建模創(chuàng)新教學(xué)的構(gòu)建思路
1.1 高職數(shù)學(xué)建模課程教學(xué)的現(xiàn)存問(wèn)題
許多學(xué)校,數(shù)學(xué)建模教學(xué)仍然在沿襲老師上課灌輸學(xué)生知識(shí),學(xué)生在不斷記筆記的方式。這樣只能把學(xué)生的思維定在記筆記上而缺少了獨(dú)立思考的能力。這樣學(xué)生的獨(dú)立思考、分析、解決問(wèn)題的能力得不到鍛煉,更談不上協(xié)作創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)[3]。因此,必須改革現(xiàn)有的課堂教學(xué)模式。
首先,傳統(tǒng)的課堂授課模式過(guò)分注重教師的主體作用,壓抑了學(xué)生的主動(dòng)性和積極性,忽視了學(xué)生自我探究能力和自主學(xué)習(xí)的素質(zhì)能力培養(yǎng),
其次,課時(shí)量不足。隨著高職院校培養(yǎng)模式的轉(zhuǎn)變,對(duì)基礎(chǔ)課的課時(shí)有了嚴(yán)格的限制。對(duì)于數(shù)學(xué)建模課程教學(xué),在有限的教學(xué)時(shí)間里取得較好的效果,這就要教師探索新的教學(xué)方法。
如何實(shí)現(xiàn)“以學(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)、學(xué)會(huì)合作為中心”以培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識(shí)的21 世紀(jì)人才為核心的新型教學(xué)模式,值得我們思考。因此,我們整合“基于問(wèn)題的學(xué)習(xí)模式”(Problem Based Studying,PBS)和合作學(xué)習(xí)模式(Cooperation Studying,CS)兩種教學(xué)模式為一體,提出一種新的教學(xué)模式“以問(wèn)題為基礎(chǔ)的合作式學(xué)習(xí)”(Problem Based and Cooperation Studying,PBCS),進(jìn)行建模的教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)。從而促進(jìn)學(xué)生學(xué)會(huì)獨(dú)立思考、分析問(wèn)題,學(xué)會(huì)與他人合作。
1.2 PBCS教學(xué)模式的主體設(shè)計(jì)(見(jiàn)圖1)
PBCS中教師并不以演講者身份出現(xiàn)在學(xué)生面前,而是學(xué)生在教師的指導(dǎo)下以合作的形式進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。學(xué)生只有在整合自我建構(gòu)與他人建構(gòu)的基礎(chǔ)上,才可能超越自己一個(gè)人對(duì)事物的理解,從而產(chǎn)生新的認(rèn)識(shí)。
2 基于PBCS的數(shù)學(xué)建模教學(xué)活動(dòng)的具體實(shí)施
題目:人口增長(zhǎng)預(yù)測(cè)分析[4-5]
實(shí)施過(guò)程如下:
2.1 成立合作小組
教師將學(xué)生按照異質(zhì)分組的原則, 3~5人一組(擅長(zhǎng)數(shù)學(xué)或計(jì)算機(jī)編程或?qū)懽鞯模?,這樣每個(gè)小組成員都能發(fā)揮自己的專(zhuān)長(zhǎng)。
2.2 教師精心設(shè)計(jì)任務(wù)
教師根據(jù)教學(xué)目標(biāo),把知識(shí)與技能、方法與過(guò)程、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)融入每一個(gè)任務(wù)中,使任務(wù)具有探究性、創(chuàng)造性。在本例模型中給學(xué)生布置幾個(gè)任務(wù):(1)預(yù)測(cè)的一般方法有哪些?(2)什么是Malthus模型?(3)如何預(yù)測(cè)模型?如何求解微分?這樣一個(gè)復(fù)雜的問(wèn)題,在用PSCS教學(xué)模式進(jìn)行教學(xué)時(shí)巧妙地將這些枯燥的理論分解成一個(gè)個(gè)的小問(wèn)題,一環(huán)緊扣一環(huán),使學(xué)生克服了對(duì)本模型的“畏懼”心理。
2.3 引導(dǎo)學(xué)生完成任務(wù)
在課堂上,由不同組的人進(jìn)行總結(jié)。在學(xué)習(xí)討論過(guò)程中,教師既是學(xué)生學(xué)習(xí)的引導(dǎo)人,又是學(xué)習(xí)的合作者。
2.4 展示成果,進(jìn)行交流
通過(guò)一段時(shí)間反復(fù)的協(xié)作、交流、碰撞,各小組將建立數(shù)學(xué)模型,并將數(shù)學(xué)模型以論文的形式呈現(xiàn)出來(lái)。各小組選出一名代表交流建模思想,互評(píng)建模論文,達(dá)到資源共享。
2.5 學(xué)習(xí)反思
學(xué)習(xí)反思主要是自我評(píng)價(jià)與同伴評(píng)價(jià)自我評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)人向?qū)W習(xí)集體報(bào)告本組的學(xué)習(xí)成果,其他同學(xué)根據(jù)報(bào)告內(nèi)容進(jìn)行自由提問(wèn),報(bào)告人和其組員對(duì)這些提問(wèn)進(jìn)行答辯。教師作為一名聽(tīng)眾,與其他同學(xué)一樣不時(shí)提出疑問(wèn)。
3 數(shù)學(xué)建模活動(dòng)的組織形式和開(kāi)展模式
數(shù)學(xué)建模的強(qiáng)大功能已得到廣大高職院校的認(rèn)同,但由于起步較晚,目前還沒(méi)有很適合高職院校學(xué)生數(shù)學(xué)建模方面的模式。高職院校開(kāi)展數(shù)學(xué)建模教學(xué)需進(jìn)行整體設(shè)計(jì),因此我們還需從組織形式和開(kāi)展模式上進(jìn)行新的設(shè)計(jì)。
3.1 組織形式
在組織形式上我們采用“三群體”的組織形式。首先組建“數(shù)學(xué)建模協(xié)會(huì)”這一學(xué)生社團(tuán)組織。協(xié)會(huì)制定有嚴(yán)格的規(guī)章制度,有自己的網(wǎng)站,采用老隊(duì)員帶新隊(duì)員的方式,進(jìn)行學(xué)校數(shù)學(xué)建模活動(dòng)的普及性工作。其次,在協(xié)會(huì)的基礎(chǔ)上組建數(shù)學(xué)建模初高級(jí)班,最后選拔參賽隊(duì)員,逐次遞進(jìn),形成三群體交集的組織形式,確保數(shù)學(xué)建模的有效實(shí)施
3.2 開(kāi)展模式
我們這里采用“三段遞進(jìn)”的開(kāi)展模式。
第一階段:招新培訓(xùn)。數(shù)學(xué)建模協(xié)會(huì)于每年的10月份招收新會(huì)員,協(xié)會(huì)開(kāi)展建模專(zhuān)題系列講座、模擬練習(xí)、經(jīng)驗(yàn)交流等一系列活動(dòng)。
第二階段:參賽隊(duì)員集訓(xùn)。由指導(dǎo)教師進(jìn)行實(shí)戰(zhàn)模擬練習(xí)。為了彌補(bǔ)高職學(xué)生數(shù)學(xué)基礎(chǔ)不夠扎實(shí)以及其他領(lǐng)域知識(shí)尚未完善的不足,要補(bǔ)充數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和計(jì)算機(jī)語(yǔ)言,同時(shí)還要教會(huì)他們?nèi)绾芜M(jìn)行科技論文的寫(xiě)作。
第三階段:參加競(jìng)賽。為期三天的競(jìng)賽對(duì)學(xué)生不僅是知識(shí)上的考驗(yàn),也是毅力的考驗(yàn)。
3.3 實(shí)踐平臺(tái)
我們的建模實(shí)驗(yàn)室長(zhǎng)期為協(xié)會(huì)成員開(kāi)放,以方便學(xué)生查閱資料,上機(jī)演練。
4 建模活動(dòng)成效
4.1 建模成績(jī)
從我校的數(shù)學(xué)建?;顒?dòng)采用新的教學(xué)模式以來(lái),短短的五年時(shí)間,就己經(jīng)碩果累累,總計(jì)獲得全國(guó)一等獎(jiǎng)1項(xiàng),全國(guó)二等獎(jiǎng)4項(xiàng),陜西省各類(lèi)獎(jiǎng)數(shù)項(xiàng)。期間我校共培訓(xùn)學(xué)生500余人,參加工作的學(xué)生在單位普遍受到歡迎。正因?yàn)槿绱耍瑪?shù)學(xué)建模的知名度越來(lái)越高。
4.2 數(shù)學(xué)建模創(chuàng)新活動(dòng)帶來(lái)的成效
4.2.1 校企合作
學(xué)生在定崗實(shí)習(xí)后,回到校內(nèi)學(xué)習(xí),帶著在企業(yè)遇到的問(wèn)題,由教師與企業(yè)合作達(dá)成技術(shù)項(xiàng)目,由同學(xué)們成立創(chuàng)新興趣小組,設(shè)計(jì)通過(guò)一系列的構(gòu)思、規(guī)劃與分析決策,產(chǎn)生一定的文字、數(shù)據(jù)、圖形等信息,從而形成設(shè)計(jì)結(jié)果、通過(guò)制造則可將其物化為產(chǎn)品。我校建模協(xié)會(huì)的學(xué)生在去年也為西安某公司解決了4D電影的數(shù)據(jù)處理問(wèn)題,即培養(yǎng)了學(xué)生應(yīng)用創(chuàng)新能力,也體現(xiàn)了產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的教學(xué)目標(biāo)。
4.2.2 學(xué)生素質(zhì)能力的培養(yǎng)
合作式的教學(xué)培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)意識(shí)和協(xié)調(diào)能力,問(wèn)題式的學(xué)習(xí)培養(yǎng)了學(xué)生的自學(xué)和創(chuàng)新能力,建?;顒?dòng)也培養(yǎng)了學(xué)生語(yǔ)言表達(dá)能力和計(jì)算機(jī)運(yùn)用能力,總之,新的教學(xué)模式下加強(qiáng)了學(xué)生的綜合素質(zhì)培養(yǎng)。
5 結(jié)語(yǔ)
實(shí)踐證明,我們的培養(yǎng)模式是非常有效的,是一項(xiàng)值得推廣的成果,從實(shí)施效果來(lái)看,我們基本達(dá)到了方案所確定的總體目標(biāo),并且成功地探索出一條培養(yǎng)高職學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力的行之有效的模式。讓學(xué)生帶著問(wèn)題學(xué)數(shù)學(xué),并自覺(jué)用數(shù)學(xué)方法解決問(wèn)題。這種意識(shí)培養(yǎng)起來(lái)后,不僅能增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)并在專(zhuān)業(yè)課學(xué)習(xí)中應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)的興趣,對(duì)以后的工作和學(xué)習(xí)也會(huì)起到很大的幫助,探索數(shù)學(xué)建?;顒?dòng)模式是高職院校開(kāi)展數(shù)學(xué)建模的重要內(nèi)容之一。
高職基礎(chǔ)課的改革這就要將高數(shù)和數(shù)學(xué)建模緊密聯(lián)系在一起,因此,在高數(shù)的改革上,我們應(yīng)該把這種新的教學(xué)模式更好的融入到教學(xué)中,使更多的學(xué)生收益。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:數(shù)學(xué)建模;應(yīng)用型人才;創(chuàng)新實(shí)踐能力
一、引言
我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的轉(zhuǎn)型需要大批應(yīng)用型人才,而應(yīng)用型人才的培養(yǎng)對(duì)高校人才培養(yǎng)提出了新的要求。為了適應(yīng)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要,教育部提出本科院校轉(zhuǎn)型發(fā)展戰(zhàn)略,并成立了應(yīng)用技術(shù)大學(xué)聯(lián)盟,初期已確立了34個(gè)單位作為聯(lián)盟的發(fā)起單位進(jìn)行試點(diǎn)、研究。由魯晰部長(zhǎng)主抓,當(dāng)前發(fā)展已有一定的成效,目前已有兩百多所高校想加盟中,第二批聯(lián)盟成員正在考核之中。應(yīng)用型大學(xué)的建設(shè)目標(biāo)是培養(yǎng)應(yīng)用型的人才,而應(yīng)用型人才的培養(yǎng)須要教師改變傳統(tǒng)的授課方式,注重學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力的培養(yǎng)。數(shù)學(xué)建?;顒?dòng)為應(yīng)用型人才的創(chuàng)新實(shí)踐能力的培養(yǎng)提供了比較好的范例。
數(shù)學(xué)建模活動(dòng)是一種不同于傳統(tǒng)授課形式的教學(xué)模式,這種授課方式顛覆了傳統(tǒng)的以講授為主的教學(xué)形式,使數(shù)學(xué)課程不再枯燥、乏味,能夠更好地調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)者的主動(dòng)性,激發(fā)學(xué)生主動(dòng)探索知識(shí)、鉆研理論知識(shí)的熱情,并運(yùn)用已經(jīng)掌握的理論知識(shí)解決現(xiàn)實(shí)中的實(shí)際問(wèn)題。為學(xué)生架起連接理論知識(shí)與實(shí)踐操作的橋梁,同時(shí)為這一活動(dòng)提供一個(gè)全國(guó)性的展示平臺(tái),通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)、協(xié)作使大學(xué)生具有較強(qiáng)的創(chuàng)新實(shí)踐能力,更符合應(yīng)用型人才培養(yǎng)的需求。
二、數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽概述
數(shù)學(xué)建?;顒?dòng)包括數(shù)學(xué)建模理論課程、數(shù)學(xué)建模試驗(yàn)課程及數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽。美國(guó)從1985年開(kāi)始,每年舉行一次大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽。我國(guó)從1990年開(kāi)始派隊(duì)前往美國(guó)參與此競(jìng)賽。1992年在部分城市進(jìn)行了試點(diǎn),1993年起,我國(guó)每年舉行一次全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽。數(shù)學(xué)是一門(mén)比較抽象的學(xué)科,其利用符號(hào)語(yǔ)言研究數(shù)量、結(jié)構(gòu)、變化及空間模型等。因此在傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)課程教學(xué)中多以基礎(chǔ)知識(shí)、數(shù)學(xué)計(jì)算、推理和空間想象教學(xué)為主,學(xué)生只是純粹的理論學(xué)習(xí),實(shí)踐能力的培養(yǎng)和實(shí)際操作的訓(xùn)練較少,培養(yǎng)出的學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)的意識(shí)不強(qiáng),創(chuàng)造能力不足。
我國(guó)的大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽是由教育部高等教育司和中國(guó)工業(yè)與應(yīng)用數(shù)學(xué)學(xué)會(huì)共同主辦的。這一競(jìng)賽是面向全國(guó)大學(xué)生的活動(dòng),通過(guò)競(jìng)賽不僅可以激勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的積極性,還能實(shí)現(xiàn)提高學(xué)生建立數(shù)學(xué)模型的能力及運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)解決實(shí)際問(wèn)題的能力及探索能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力等多方面的能力。這一競(jìng)賽活動(dòng)在提高大學(xué)生綜合能力的同時(shí)也推動(dòng)了大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)體系、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的改革。數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽一般是在每年的9月中旬的某個(gè)周末(周五早上8點(diǎn)至下周一早上8點(diǎn),連續(xù)72小時(shí))舉行。數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽是以隊(duì)為單位,每隊(duì)3人,這3人須是同一所學(xué)校的學(xué)生,專(zhuān)業(yè)可以不同,比賽分本科、專(zhuān)科兩組。每隊(duì)可由一名指導(dǎo)教師或教師組帶隊(duì),進(jìn)行賽前輔導(dǎo)和參賽的組織工作,但在競(jìng)賽期間不得進(jìn)行指導(dǎo)或參與討論,否則按違規(guī)處理。競(jìng)賽期間參賽隊(duì)員可以使用各種圖書(shū)資料、計(jì)算機(jī)和軟件,但不得與隊(duì)外任何人(包括在網(wǎng)上)討論競(jìng)賽內(nèi)容。競(jìng)賽開(kāi)始后,參賽隊(duì)須到指定的網(wǎng)址下載試題并在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成答卷,準(zhǔn)時(shí)交卷。只有全體隊(duì)員們分工合作、共同努力,才能在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成。
三、數(shù)學(xué)建?;顒?dòng)有助于培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力
數(shù)學(xué)建?;顒?dòng)可以很好地在數(shù)學(xué)理論和現(xiàn)實(shí)問(wèn)題之間架起一座橋梁。大學(xué)生通過(guò)數(shù)學(xué)建模活動(dòng),運(yùn)用所學(xué)習(xí)的數(shù)學(xué)理論知識(shí)分析現(xiàn)實(shí)問(wèn)題,做出合理假設(shè),構(gòu)建一個(gè)數(shù)學(xué)模型,最終使實(shí)際問(wèn)題得到解決。這些實(shí)際問(wèn)題涉及工程技術(shù)、農(nóng)業(yè)、政治、經(jīng)濟(jì)管理、醫(yī)學(xué)、生物學(xué),社會(huì)生活等各個(gè)領(lǐng)域。大學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)建模解決實(shí)際生產(chǎn)、生活中問(wèn)題的過(guò)程中,培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力,達(dá)到應(yīng)用型人才培養(yǎng)的目標(biāo)。
(一)數(shù)學(xué)建?;顒?dòng)能夠激發(fā)大學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣
數(shù)學(xué)建?;顒?dòng)大都以實(shí)際問(wèn)題為驅(qū)動(dòng),避免了抽象的數(shù)學(xué)理論的講授及推演,大學(xué)生在所拋出的問(wèn)題的引領(lǐng)下,能夠形成較高的學(xué)習(xí)興趣,同時(shí)成功解決問(wèn)題的結(jié)果也給予大學(xué)生更高的自信心,進(jìn)而更愿意去學(xué)習(xí)。
(二)數(shù)學(xué)建?;顒?dòng)使大學(xué)生的學(xué)習(xí)方式呈現(xiàn)多樣化
數(shù)學(xué)建模活動(dòng)的教學(xué)不同于傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)課堂教學(xué),不僅僅只是掌握知識(shí),更是為了解決實(shí)際問(wèn)題。同時(shí)在數(shù)學(xué)建模活動(dòng)中更加體現(xiàn)了“以學(xué)習(xí)者為中心”的教學(xué)理念,在活動(dòng)中,教師的身份是指導(dǎo)者,小組成員須要查閱相關(guān)資料獲取解決問(wèn)題的知識(shí),再通過(guò)小組成員的研討、假設(shè)、探究、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證結(jié)論,解決實(shí)際問(wèn)題,因此在學(xué)習(xí)方式上打破了傳統(tǒng)封閉、單一的模式,學(xué)習(xí)方式更加開(kāi)放、更加多樣化。
(三)數(shù)學(xué)建?;顒?dòng)提高大學(xué)生獲取、整理、加工,分析信息的能力
數(shù)學(xué)建模活動(dòng)要解決現(xiàn)實(shí)生活中的實(shí)際問(wèn)題,因此所涉及的知識(shí)面相當(dāng)廣,包括工業(yè)、經(jīng)濟(jì)、軍事、社會(huì)、管理和信息技術(shù)等,而這些小組成員來(lái)自于某一專(zhuān)業(yè)的學(xué)生,面對(duì)他們不了解的行業(yè),他們須要查閱資料、借助網(wǎng)絡(luò)獲取知識(shí),并對(duì)知識(shí)進(jìn)行加工,提取對(duì)解決實(shí)際問(wèn)題有用的知識(shí)。在這一過(guò)程中,提高了大學(xué)生獲取、整理、加工、分析信息的能力。
(四)數(shù)學(xué)建?;顒?dòng)培養(yǎng)了大學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作的意識(shí)
數(shù)學(xué)建模活動(dòng)是基于現(xiàn)實(shí)問(wèn)題驅(qū)動(dòng)的學(xué)習(xí)活動(dòng),尤其是活動(dòng)中的數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽。這種競(jìng)賽通常是由3名大學(xué)生組成一個(gè)參賽隊(duì),參賽隊(duì)須要在72小時(shí)內(nèi)完成來(lái)自于某一領(lǐng)域的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題,并且這一問(wèn)題是沒(méi)有現(xiàn)成答案的,隊(duì)員們可以借助一切無(wú)生命的資源共同搜集資料、討論,形成假設(shè)模型,設(shè)計(jì)計(jì)算方法,分析、檢驗(yàn)?zāi)P偷膬?yōu)缺點(diǎn)及改進(jìn)方法,最終形成論文。這一過(guò)程需要團(tuán)隊(duì)成員的共同參與,分工協(xié)作,發(fā)揮自己的長(zhǎng)處及優(yōu)勢(shì),相互配合才能在短時(shí)間內(nèi)解決沒(méi)有現(xiàn)場(chǎng)答案的難題。因此數(shù)學(xué)建模活動(dòng)培養(yǎng)了大學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作的意識(shí),為大學(xué)生畢業(yè)后參加工作、適應(yīng)社會(huì)的分工協(xié)作作好準(zhǔn)備。
四、數(shù)學(xué)建?;顒?dòng)為應(yīng)用型人才的培養(yǎng)提供指導(dǎo)
數(shù)學(xué)建?;顒?dòng)這種以問(wèn)題驅(qū)動(dòng)為開(kāi)始的教學(xué)模式不僅促進(jìn)了數(shù)學(xué)教學(xué)的改革,同時(shí)對(duì)其他學(xué)科的教學(xué)活動(dòng)也具有很好的借鑒。首先,這一問(wèn)題是實(shí)際生活、生產(chǎn)中的問(wèn)題,具有很強(qiáng)的真實(shí)性,能夠充分地調(diào)動(dòng)大學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,提高學(xué)習(xí)興趣。在興趣的驅(qū)動(dòng)下,可以達(dá)到更好的學(xué)習(xí)效果。同時(shí),大學(xué)生通過(guò)資料的收集、整理、加工,分析不僅可以獲取到更多的知識(shí),還能在這一過(guò)程中形成自己的學(xué)習(xí)風(fēng)格,提高學(xué)習(xí)能力,比如學(xué)習(xí)資料的收集能力、分析問(wèn)題的能力、解決問(wèn)題的能力。除了一些顯性的能力得到提高外,對(duì)大學(xué)生的隱性意識(shí)也具有一定的促進(jìn)作用,比如分工協(xié)作的能力、將實(shí)際問(wèn)題構(gòu)建成數(shù)學(xué)模型的能力及交流溝通的能力等。因此,數(shù)學(xué)建模活動(dòng)所倡導(dǎo)的人才培養(yǎng)目標(biāo)可以為高校,尤其是以應(yīng)用技術(shù)大學(xué)為建設(shè)目標(biāo)的高校提供指導(dǎo)。
五、結(jié)束語(yǔ)
我國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽自1993年開(kāi)始在全國(guó)舉行至今已有二十年有余,在這二十年的教學(xué)、競(jìng)賽的探索中培養(yǎng)了不少動(dòng)手能力強(qiáng)的創(chuàng)新實(shí)踐型人才,這些人才在后來(lái)的工作中也表現(xiàn)出比較強(qiáng)的綜合能力,數(shù)學(xué)建?;顒?dòng)不僅改變了數(shù)學(xué)教學(xué)的方式、方法,對(duì)其他學(xué)科也具有很好的借鑒作用。盡管我國(guó)數(shù)學(xué)建模活動(dòng)進(jìn)行的有聲有色,但地區(qū)、校際間存在較大差異,目前很多高校都看到了數(shù)學(xué)建?;顒?dòng)對(duì)應(yīng)用型人才創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)的巨大貢獻(xiàn),越來(lái)越重視數(shù)學(xué)建?;顒?dòng),并形成了一整套自己的培養(yǎng)方案及配套師資、設(shè)備,也有越來(lái)越多的學(xué)者投入到這一領(lǐng)域的研究中,希望這一較好的教學(xué)模式能夠應(yīng)用到更多的學(xué)科教學(xué)中,為經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型期的中國(guó)培養(yǎng)出更多具有創(chuàng)新實(shí)踐能力的應(yīng)用型人才。
參考文獻(xiàn):
數(shù)學(xué)分析論文 數(shù)學(xué) 數(shù)學(xué)家論文 數(shù)學(xué)建模 數(shù)學(xué)初一論文 數(shù)學(xué)物理論文 數(shù)學(xué)簡(jiǎn)史論文 數(shù)學(xué)思維論文 數(shù)學(xué)創(chuàng)新教學(xué) 數(shù)學(xué)初二論文 紀(jì)律教育問(wèn)題 新時(shí)代教育價(jià)值觀