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如何学习数学建模

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如何学习数学建模

如何学习数学建模范文第1篇

关键词:初中数学;合作学习;构建

“合作学习”是新课程改革的主要倡导教学、学习方式之一,倡导学生们为完成共同的学习任务而在互助中学习,此外,现代教育越来越重视对创新型人才的培养,善于和他人合作是创新型人才的必备素质,也是适应社会需要的一项基本能力,因此,不少学校开始研究探讨合作学习模式,这是适应社会需要的必然选择,初中数学学科自然也不能除外。

但“合作学习”仍然处于探索阶段,现实情况中,教师在选择新教学模式中,“合作学习”存在不少问题。因此,如何引导学生,使“合作学习”发挥其作用成为每位数学教师应该考虑的问题。

1 何为合作学习

合作学习是一种新型的教学理念和模式,它的形式是学习小组,讲究在教学过程中的动态合作和互动,最终达到完成学习任务,促进学生学习的目的,而且不是以个人,而以小组整体成绩作为评价标准的教学活动。

2 初中数学教学采用合作学习模式的必要性

(一)新教学模式为课堂注入新鲜动力

传统的初中数学教学模式,每位学生都正襟危坐,聆听教师讲课,课堂更侧重于教师的“讲“,学生的学习主动性受到束缚和限制,虽然不少数学教师已经尽可能给学生提供发言的机会,但学生被动学习的思想没有改变。而“合作学习”让每位学生都有了交流发言的机会,他们的交流对象是小组内同学,自然会克服心理压力,勇敢地说出自己的看法。在这个过程中,学生会有“主人翁”意识,会积极主动地学习,这样的改变自然会为课堂气氛注入新鲜的动力和活力。

(二)增强了学生的学习积极性

学生进入初中之后,经常会在学习成绩上出现两极分化,这和在课堂上优等生始终得到关照分不开, 许多成绩一般的学生则成为课堂上的“附属品”,渐渐会失去学习的兴趣,构建合作学习的教学模式则会给成绩一般甚至落后的学生得到相应的尊重,在课堂上得到表现的机会,势必会增加学习的积极性,而且有小组内成绩优异的学生的帮助,这也对增加大多数学生的积极性起到了重要作用。

(三)有助于学生的全面发展

构建合作学习模式的一大目的是培养学生和他人的沟通能力,在这个过程中,学生的思考能力、表达能力、团队合作能力等都会得到锻炼,使学生得以全面发展。同时,这也有助于深化课堂改革,促进数学教学水平的提高。

3 数学合作学习存在的问题

(一)学生合作学习参与程度不够

合作学习会增加学生在课堂上的参与度,发挥学生的自主性,使学生真正成为学习的主角。但分组的时候通常是随机分组,导致个体差异不均横,成绩较好的学生参与小组内发言的程度明显高于成绩一般或是成绩落后的学生,学习成绩一般或是落后的学生便成了陪衬。

(二)时间有限,学生合作程度不够

不少数学教师在组织合作学习时,往往会因为时间的原因,当一个或几个小组完成任务之后便急于让其总结,致使不少小组没有完成任务,合作程度不够,合作学习也只能是一个形式或一个过场。

(三)数学教师没有发挥其积极作用

在合作学习中,数学教师的作用是一个引导者,而不是掌控者。不应让学生按照自己已经设计好的教学模式里引导,而应该灵活处理课堂上出现的问题,此外,数学教师在对合作学习进行评价时,不能只重视对小组整体的评价,对个人及整个过程的评价同样重要。

4 改善合作学习的现状的举措

(一)尊重每位学生的主体性

合作学习应尊重每位学生的实际,使合作学习在数学教师的正确引导中顺利开展和优化。学生的主体性受到尊重,学习积极性自然会得到提高,从而促进合作学习的良性发展。

(二)合理分配合作学习小组

要充分发挥合作学习的优势,首先要合理分配学习小组,数学教师可根据学生的知识掌握能力、兴趣爱好、性别等方面进行评定分组,尽量每个小组内学生的层次比较均衡,这也有助于学生之间的交流合作和正常竞争。

(三)明确学习小组中每个人的责任义务

数学教师要让学生都明确自己在合作小组中的责任及义务,不仅要对自己负责,还要帮助小组内其他成员进步,这也才能真正发挥合作学习的效用。这就要求教师要综合各项因素选择组长、发言人、记录人等,还可以适当临时调整每个人的角色,以增强每个人的责任感和学习的积极性。

(四)引导学生如何利用好合作学习

首先,数学教师要组织每位学生进行提前预习,了解本节课的重点难点;课堂上,要鼓励学生针对于自己没有掌握的知识在本组内进行讨论交流,把自己的疑惑清晰地表达出来,也要仔细聆听其他组员的问题,更正、补充、帮助他人,或是在他人的发言中获取知识,数学教师在这个过程中要积极引导,如参与到小组讨论中去;讨论结束后及时进行评价,内容包括合作学习小组秩序、参与情况、发言情况、效果比较等,要注意将评价的重点由鼓励个人转化为鼓励小组团体,通过这样的方式来锻炼学生的合作活动能力和逻辑思维能力,增强其主动学习的能力。

参考文献:

如何学习数学建模范文第2篇

一、武术的教学方法根据理论提供的主要方法有(各种)练

习法

讲解示范法;完整法、分解法;同类动作归纳法;重点动作提出法;快速练习法;形象比喻法;电化教学法;利用攻防含义法;“转”的方向重点提出法;闭眼练习法等。

二、以《五步拳》的学习为例(第一次课)设计图解套路练习法说明

1.学生自己主宰的课堂,师生共同设计课堂

鉴于武术的特点和教学呈现方式不同于其他学科,以新课程改革理念为核心,以培养学生的终身体育意识;以培养学生的兴趣和爱好出发,帮助学生学会以学习为核心。教师要让学生自己主宰课堂。

设计教法:学生在与教师合作完成准备活动后,每位学生发一份图解自主练习。图解上有《五步拳》的套路和五种基本步型。

2.让学生人人都可当主持人

这时2~3人一组,进行合作学习,相互指点错误。进行小组交流时队形方式不限。

3.利用骨干带头作用(也可以利用多媒体教学)

教师在巡回指导领会动作快的学生简单的指点和学习,以备下一步发挥带头作用。

4.教师和学生共同讨论动作的规范性

这是分成8~10人一组,教师在小组内加强教师的示范性,进一步发挥骨干作用。

5.教师和学生共同喊号子完成动作―学生再自练几遍后―在音乐的伴奏下进练习提高

6.让每个学生都阳光

学习中间可以穿插一些游戏和素质练习调节学习气氛,同时休息、交流时让各组学生展示自我,并谈自己的学习体会和感受。充分认识五种基本步型组成动作的精、气、神是如何统一的。

7.让知识能力齐飞

不仅仅让学生学会五步拳,还要让学生学会教别人学习五步拳。

三、自主构建的思考

第一,武术模块的教学内容如何选择与自主构建,首先要研究课标,吃透精神,在课程总目标的引领下研究模块教学目标,在具体目标的引领下展开教学内容的研究和具体实施措施。

第二,新课标中指出“体育教学的内容和组织教学形式,要努力体现课程的价值性。”这就要求我们在注重教学内容设计的同时注重科学性、合理性。

第三,如何设计教学内容取决于目标引领下教学形式的呈现方式,“非教无以成学,非学无以成教”,教学相长。教学方式的选择是一个科学的问题,同时也是教师素养、价值和育人艺术的体现。

第四,如何根据武术教学的目标要求进行内容的设计。包括怎么对内容进行改造,怎么去创新内容,怎么对内容进行与生活化有关、与学生有关的改造。

第五,教学方式决定着教学效果和目标的“达成度”。教学方式又是教学组织教法和学法等的综合。这就要求教师在教法上要自主构建,在学法上更能体现教学内容的可操作性、可观察性和有效性。

第六,教法和学法综合构建的重要性。按课标要求要关注学生的兴趣和爱好的培养,培养学生的终身体育意识。这不仅要体现“健康第一”的思想,更要体现的是不仅只是技能掌握,还要考虑到对学生的教学具体目标或者五个方面全面体现。

第七,教法和学法的综合构建要注重学情分析。根据地方性特点和学生要求对教学内容、教法、学法一体化进行改造和创造性构建实施有效教学,同时对教材内容的改造要结合实际,以保证其有效性和可操作性。

第八,突出教学思想性体现。我们的武术不仅使学生更喜爱,更让武术成为学生生活的一个部分。这既弘扬了武术文化,又体现了课程的实质。

第九,教学内容的合理性要有利于学生兴趣的培养和激发。“是学深了,学好了”“而不是学了”。这一点更能体现一个学校或一个教研组集体备课的有效性。同时对教材内容改造要与实际结合,保证其有效性和可操作性。

第十,教学内容的构建要有利于评价机制的实施。评价是比教学更重要的事情,评价的好坏直接关系到这个项目的可持续发展和广泛深入的普及。

总之,武术模块作为一个民族的传统项目,体现的价值在初中教育中是无可替代的,是弘扬民族文化不可缺失的。每个教师都要加强自身素养,精心研究教学方法,科学施教。使武术教学在健康层面、思想层面都得到全面体现。我的体育教学观点是:生成的体育教材才更具生命力――展示教师素养;生活化的体育课堂才更具生命力――展示教师的教学价值;生成的体育能力才更具有效力――展示教师的育人艺术。

参考文献:

如何学习数学建模范文第3篇

关键词:数学建模;师范生;科研能力

数学是研究数量关系和空间形式的科学,在其产生和发展中,都与各种各样的应用问题紧密联系着。数学的特点不仅在于它的抽象性、逻辑性、严密性、完整性,而且在于它应用的广泛性。自进入21世纪以来,我们的知识经济、现代科技飞速发展,无论你是什么专业,数学都是必学的一门课程,在高职高专院校也一样,数学已成为一种能够普遍实施的技术,培养学生应用数学的能力也成为数学教学的一个重要方面。

在教学中,有许多数学老师经常会碰到学生问这样的问题:“学这些公式定理有什么用,这么抽象的理论知识哪里能用得上?”学生之所以问这样的问题,是因为在现实工作与生活中,数学的理论知识没有用武之地,同时对师范生来说,与自己以后要教授的学科或许没有直接的关系,因此师范生也有许多这样的困惑。如何改进中等师范类院校数学课程的教学,已经成为一个备受关注的问题,我觉得在高等数学课程的教学中融入数学建模思想,是值得借鉴和尝试的。

数学建模是学习数学的一种新的方式,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及其他学科的联系,体验运用知识解决实际数学问题的过程,增强应用意识,提高学生学习数学的兴趣,培养学生的创新意识和实践能力。

中等师范院校的学生大多数对高等数学的学习没有学习兴趣,究其原因,主要是学生整体素质不高,数学基础薄弱,再有,师范生将来主要从事中小学教学,与实际应用关系不大,学生认为学习高等数学没有实际用处,还有就是对抽象的数学理论和枯燥的课堂教学模式的厌烦,时间长了学生对数学就有一种抵触情绪。

培养师范生的建模意识,教师首先需要提高自身的建模意识,这就意味着教师在教学上的变化,更要努力钻研如何结合教材把数学知识应用于现实生活,注意各章节要引入哪些模型问题,经常渗透建模意识,潜移默化地使学生从示范建模问题中积累数学建模经验,激发学生对数学建模的兴趣。培养学生用数学知识去观察、分析、提出和解决问题的能力,同时还应该通过在建模过程解决实际问题来加深数学知识的理解。数学建模可以提高学生的学习兴趣,培养学生不怕吃苦、敢于战胜困难的坚强意志,培养自律、团结的优秀品质,培养正确的数学观。如何通过数学建模思想培养师范生的数学能力,可以从以下几个方面进行探讨。

一、教学技能的提高

师范院校中的数学教学与其他专业课程教学的协调不够,与其他学科不能充分地相互补充。师范生不知道学习高等数学对以后的工作有什么作用,因此无法引起学生对学习数学的兴趣,从而放弃了教学技能的培养。当前随着教育教学改革的不断深入,中小学新课标的逐步实践,数学建模的思想和方法不断在中小学课程中渗透,新课标中,对数学建模提出了明确要求和具体安排。为了使师范生能更好、更快地适应未来的教学工作,使他们在今后的工作中,能较好地培养中小学生的数学建模意识和数学建模能力,师范生在校学习期间,要提高师范生的教学技能,进行数学建模训练。

二、数学应用能力的提高

现在的的数学教学内容比较单一,着重于基础理论知识,对实践应用要求不多。而我们学习数学的目的就在于应用,无论将来从事哪种学科教育,都会遇到数学应用问题。无论是日常教学、科教科研和生活中常常会遇到应用数学问题解决实际问题的情形。数学建模是应用数学知识解决实际问题的重要环节和必经之路,为了提高数学应用能力,师范生有必要参与数学建模的训练和实践。另外,通过数学建模,可以提高学生对数学知识的重要性的认识,促使他们更认真地学好数学,通过数学建模,可以提高学生对其他数学相关知识的认识,有助于他们对数学的学习,提高数学意识。

三、科研能力与写作水平的提高

师范生所学的一般课程很少涉及数学科研和数学知识写作的内容,数学建模的结果是要通过论文而展现的。无论他从事哪种学科的教学,都需要进行科研计划、总结的撰写,科研也是许多人的基本工作之一,科研能力和论文写作水平是衡量一个人综合能力的重要标志,因而参加数学建模培训能够提高师范生的科研能力和论文写作水平,为他们将来从事相关工作做必要的准备。

四、培养团队合作精神

数学建模涉及的知识面非常广,除数学和计算机知识外,还会用到物理、化学、工程、社会、经济等方面的知识,一个人不可能对各方面都精通,数学建模要求的是团结合作精神,需要团队作战,分工合作,取长补短,共同完成。对教师而言,也是不同学科的几位教师共同完成一个班的教学任务,可以说,参加数学建模学习是提高学生团结协作、友好相处的有效途径,对以独生子女为主的校园来说,尤为重要。

如何学习数学建模范文第4篇

关键词:高职院校;数学教学改革;数学建模

中图分类号:G42 文献标识码:A DOI:10.3969/j.issn.1672-8181.2016.01.177

1引言

在21世纪的教育改革浪潮中,“联系实际与加强应用”成为教育改革的一个重要要求。各高等院校已经不同程度地开设了数学建模课程,高职院校也开始探索如何将数学建模思想以及方法融入到数学教学之中。数学建模竞赛及其相关活动表明,数学建模不仅培养了学生的观察力、想象力以及逻辑思维能力,同时提高了学生分析问题、解决实际问题的能力。因而如何将数学建模思想及方法应用到高等数学教学改革中就成为目前众多数学教学研究者的主要研究工作之一。

2高职院校高等数学教学的现状

目前,高职院校对高等数学的重视程度不够,课时安排较少,教师能完成的数学教学内容非常紧张,加之学生基础较差,兴趣不高,这样就使得高等数学教学难以达到预期的结果。具体问题如下:其一、重理论,轻应用。近几年我校虽然改变了以往教学中侧重于定义讲解、定理证明以及大量公式推导的教学重点,开始注重理论的应用,但是与专业学科的协调还是不够紧密,忽略了培养学生应用数学知识解决实际问题的意识和能力,这就使得学生主动性较差,兴趣较低,学习高等数学课程相当吃力。其二、内容多,课时少。为了培养学生的专业技能,教育部要求职业院校要充分发挥企业办学主体作用,加强校企共同育人,广泛开展实践教学,这样加大了实践教学环节,同时理论教学就相应减少。其三、基础差,难统一。高职院校的招生对象一般是高考低分的学生,他们的数学基础相对较差,接受知识的速度较慢,对数学的学习兴趣也不高。其四、教学方落后[1]。传统的“满堂灌”式的教学方式仍在大部分高职院校占主导地位,这种教学方式过于强调“循序渐进”以及反复讲解,虽然有利于学生掌握基础知识,但是造成了学生的惰性思维,不利于其独立性及创造性的发展。高职教育是职业教育的高等阶段。高职人才的培养应注重走“实用性”,高职数学教育不能等同于普通高校的高等数学教育,必须从实际出发,重新构建理论和实践教学体系,培养的应用能力应该有创造性。从这样的教育思想出发,将数学建模思想与方法渗透到高等数学课程教学中成为必然。

3数学建模及其发展状况

数学建模本身不是一个新的概念,也不是一个新的事物,几乎应用于所有应用学科[2]。从古至今,凡是需要用数学知识解决的实际问题,必然都要经过数学建模过程来完成。但这些仅仅是数学建模思想及方法的潜在应用。随着科学技术的突飞猛进,计算机技术,各边缘学科飞速发展,这些极大推动了数学建模的发展,同时也扩大了数学的应用范围。20世纪60年代,数学建模开始进入一些西方大学,我国于80年代开始将数学建模引入大学课堂。随后经过20多年的发展,数学建模课程及讲座已经深入绝大多数本科及专科学校。大学生数学建模竞赛也开始成为全国高校规模最大的基础性学科竞赛。这些数学建模竞赛以及相关的科研活动不仅培养了大批人才,同时也推动了大学的数学教学改革。数学建模教育就是面向全体学生进行的数学建模教学和实践活动。数学建模教学活动就是通过对已有的材料或模型进行讲解,让学生了解数学建模的方法和步骤;数学建模实践活动就是从事数学建模的各项活动,例如参加数学建模活动小组、参加各级别的数学建模竞赛等等。数学建模的教学以及实践环节是相互促进,相互补充的,这样最终达到培养大学生分析问题和解决问题的能力。

4将数学建模思想与方法渗透到高等数学课程教学中的必要性和重要性

面对高职院校数学教学中的种种问题,如果能在高等数学教学中充分体现数学建模的思想,将枯燥的教学内容与丰富多彩的专业实际问题结合起来,就可以把数学知识和数学应用穿插起来,不仅增强了学生学习数学的目的性,还增强了学生对数学的应用能力,达到了一箭双雕的目的。因此,将数学建模思想与方法渗透到高等数学课程教学中显得尤为重要。

5如何将数学建模思想与方法渗透到高等数学课程教学中

第一、在理论课中引入具体实例,弄清概念的意义。数学概念是因为实际需要而产生的,因此在数学教学中应重视如何将数学概念从实际问题中抽象出来,例如,由几何曲线的切线斜率、物理学的变速直线运动的速度引入导数的概念;由曲边梯形的面积、变速直线运动的路程来引入定积分的概念。像这样结合具体的实际意义才能够进一步加深学生对抽象概念的理解与掌握。第二、结合相关专业进行案例教学,培养学生建模以及专业学习能力。高职院校侧重于培养高等技术应用人才,那么更应该培养其实际应用能力。在数学教学中,结合其专业特色,选择案例教学将会事半功倍,不仅加深了学生对数学的学习,同时也加强了对本专业的学习。例如在生物医学专业学生的数学教学过程中引入种群生态模型、遗传模型、传染病模型等具体实例;在农学专业引用农作物害虫管理模型;在环境科学专业引用环境预测模型,水环境数学模型等;在化学、物理专业引用分子结构模型等等。在金融管理相关专业引用抵押贷款、管理问题等模型。这种有针对性的专业案例教学,既能使其体会到了学习过程中的数学知识,同时促进学生学习本专业的兴趣和需求,高效地达到了高职教育的真正目的。第三、开设数学建模选修课,丰富学生学习生活。数学建模选修课是将数学理论知识与实际问题紧密结合的一门选修课。基本任务是要培养学生运用数学理论知识及方法来解决生产生活中的实际问题的能力。开设数学建模选修课可以使学生了解数学与数学模型以及其方法意义,熟练掌握建立数学模型的一般方法和步骤,能够利用所学的高等数学中所学的初等函数、函数连续性、图解、微分方程等简单方法进行构造模型、求解模型;并且能够利用计算机来进行数学模型的求解。这样不仅促进了学生本身对实际问题的求解能力,丰富了学习生活;同时也提高了学生学习高等数学的兴趣和需求。第四、积极参加数学建模竞赛活动,提高学生的创新能力。大学生数学建模竞赛创办于1992年,是目前全国规模最大的基础性学科竞赛,这种具有知识性、趣味性以及创新性的数学实践活动,对提高大学生学习数学的兴趣,培养其团队精神以及提高其创性能力都是十分有利的。面对国际国内这种数学教育形式,我院从2011年开始连续参加全国大学生数学建模竞赛,共获得全国二等奖三个,陕西赛区一等奖十一个,陕西赛区二等奖十五个的好成绩。通过参加全国数学建模竞赛,加强了学生的竞赛意识、创新能力,同时也拓宽了师生的视野,丰富了教学内容,克服了传统教育模式的缺点,提高了学生学学习数学、运用数学的兴趣以及能力,从而提高了教学质量。

6将数学建模思想与方法渗透到高等数学课程教学中应注意的问题

第一、以学生为中心,教师为关键。教学活动的目的是培养学生,教学活动是在教师的引导下进行的,因此,教师是关键,学生为中心。在教学活动过程中教师是否能充满感情地、深入浅出地、耐心地结合学校、学生、专业以及具体实际情况进行教学活动,就成为教学的关键。这就需要教师刻苦钻研,不断提高自身的发展需要,处处为学生的成长和教育着想。将数学建模思想及方法渗透到高等数学课程教学中,需结合学生的具体情况,将学生看作是主体去钻研具体的教育手段和方法,同时具有对学生的爱心和献身精神。第二、注重主体,切莫喧宾夺主。将数学建模思想和方法渗透到高等数学课程教学中,在教学过程中引用实际案例进行教学使学生在一定程度上学习数学建模的思想和方法,从而促进学生更好地学习并掌握主干数学课程。切莫只注重了案例的引入、数学建模的思想和方法,忽视了数学课程本身,这样就会喧宾夺主,忽略了数学教学本身。第三、思考与钻研要深入,行动需稳妥。将数学建模思想和方法渗透到高等数学课程教学中,这是一个潜移默化的过程[3],而不会是一个立竿见影的特效。需要我们踏踏实实的钻研,与相关专家联手合作。思考与钻研要深入,行动需稳妥。真正讲好一堂课、一个实例可能就是成功的开始。

7结语

高职数学教学面临着理论与实际相脱节的问题,数学建模既能起到联系理论与实际的作用,又可以推动高职数学教学的改革。将数学建模思想及方法渗透到高等数学课程教学中不仅可以提高教学质量,还可以提高学生解决实际问题的能力,培养学生的团队精神与创新能力。但是这个改革的过程任重道远,还需要不断将理论和教学实践相结合,不断去摸索、发展和完善,才能真正让学生受益。

参考文献:

[1]罗芳.数学建模教育与高职数学教育改革研究[D].湖南师范大学,2004.

[2]姜启源.数学建模[M].高等教育出版社,1993.

如何学习数学建模范文第5篇

关键词:独立院校;数学建模;数学教学改革;改革措施

中图分类号:G64文献标识码:A文章编号:1672-3198(2012)01-0198-02

随着全国大学生数学建模竞赛的广泛开展,我国高校普遍开设了数学建模课程,数学建模教学已经成为高校数学教学改革和培养高素质人才的一个重要方式。尤其是随着计算机技术的发展,以往只有数学基础好的学生才能求解计算的一些问题,如今一般理工科学生也能借助计算机来完成,这将使得数学建模得以普及。而数学建模在其他交叉学科中也有更广阔的应用前景,因此数学建模推动了全国各高校在数学教学方面的改革。

1 大学生学习数学建模具有十分重要的意义

数学建模是一个将实际问题用数学的语言、方法来描述,建立相应的数学模型并加以求解的过程。实践表明,数学建模能激发学生的学习兴趣,是培养学生主动探索、努力学习新知识和团结协作精神的有力措施;是提高数学知识和应用能力的最佳结合点;是启发创新意识和创新思维、培养高素质人才的一条重要途径,尤其是对独立院校的学生而言,更应该如此。

1.1 数学建模有助于激发学生学习数学的兴趣

如今的数学教学普遍存在教学内容多、课时少的情况,为完成教学进度,很多教师在教学内容的处理上,偏重数学理论的教学,忽略了对应用问题的展开,使学生对数学的重要性认识不足,也不知道应该如何应用,这样就降低了学生学习数学的兴趣。而数学建模教学正好是如何把实际问题转化为数学问题,如何训练学生用合理的假设简化一个个实际问题,再得到一个个标准的数学问题,并通过一些经典模型来学习应用数学的知识和数学建模的方法。因此数学建模教学为学生建立了一个由数学世界通向实际问题的桥梁,是使学生的数学知识和应用能力共同提高的最佳方式。学生参与数学建模及参加各种竞赛活动,能够深切地感受到数学的魅力和对自己各方面能力的促进,从而激发学生学习数学的兴趣。

1.2 数学建模有助于培养学生诸多方面的能力

(1)培养应用数学知识和方法进行分析、推理与计算的能力。由于数学建模的整个过程是应用数学知识与方法对一些实际问题进行分析、推理与计算,并得出实际问题的数学模型及其最优解的过程,因而学生可以明显感到自己在这一方面的能力在具体的数学建模过程中得到了很大的提高。

(2)培养学生的创造能力、联想能力和洞察能力。创造能力一种对已经积累的知识和经验进行科学的加工与创造,产生新知识、新思想的能力,主要由“感知能力、语言能力、思考能力及想象能力”四种能力组成。创造能力的培养是创新型人才培养的关键,由于数学建模题材来源于现实生活,学生可以针对同一问题从不同角度、采取不同的数学思想方法加以解决,这有利于学生创造能力的发挥。对于诸多不同的现实问题,尽管其专业背景具有很大的差异,但在一定的模型假设与简化下,它们的数学模型可以是相近的,这就要求学生在建立数学模型的时候触类旁通,发挥联想能力,寻找不同事物间的本质与关系,从而用已有的数学知识与方法去建立数学模型,在这个过程中敏锐的洞察力也是必不可少的。数学建模过程也就是是发挥学生的创造能力、联想能力、洞察能力的过程,通过数学建模活动来提高学生这方面的能力。

(3)培养学生相互交流探讨和文字语言的表达能力。由于数学建模竞赛最终要求以论文的形式交卷,能否在论文中将所建立的数学模型的思想与方法清晰地表述出来,会影响到参赛成绩的好坏。通过参加数学建模竞赛,学生们能感到语言表达能力与写作能力的重要性:一个好的想法若无法明确地用语言或文字表达出来,会难以让人理解并接受。另一方面,数学建模问题来源于现实生活,不像传统数学问题那样只需对已有的问题进行求解,而是要用数学知识及方法去解决实际问题。首先通过分析与假设,将现实问题用数学的语言加以描述,使其成为一个数学问题,并提出一些符合该问题背景的模型假设,并建立起相应的数学模型,再寻找合适的数学工具、相应的计算方法以及数学软件来获取模型的最终结果,最后再将模型的结果表述到实际问题中。

(4)培养学生团结合作精神的能力。数学建模问题一般比较复杂,所需知识比较多,而且数学建模竞赛要求学生在72小时内以论文形式完成所选题目,因而很难独自一人完成。所以,数学建模竞赛是以三人一组为单位进行的。要较好地完成任务,离不开良好的分工与协作(比如数学基础好的学生做数学上的分析与处理,计算机能力强的学生进行编程,写作能力好的学生负责论文的撰写);面对具体的数学建模问题,要求学生们能相互理解、相互尊重,发挥各自的聪明才智,表达各自的意见,共同讨论以求共识,从而更好地完成数学建模竞赛问题。所以在数学建模过程中,学生们必须学会如何与其他同学合作,学会如何清楚地表达自己的思想,学会如何进行相互讨论,学会如何采纳其他同学的见解。

(5)培养学生对已有科学技术理论及成果的应用能力。数学建模问题来自于现实生活的各个方面,要解决它必须用到相应的知识,但学生不可能了解各个领域的专业知识,所以在数学建模过程中,必须查阅相关的文献资料,将其应用到数学建模中来。另外,数学模型的求解过程往往需要用计算机编程来实现,它又促使学生去利用数学软件来获取模型的结果。所以,通过数学建模活动,可以开阔学生的视野,拓宽学生的知识面,并提高学生获取新知识与解决复杂问题的能力。

2 数学建模推动了大学数学教学的改革

2.1 现今大学数学教学存在诸多弊端

目前我国的大学数学教学主要重理论分析与解题技巧的训练,没有或很少涉及数学建模。一般的应用问题也仅局限于几何与物理方面,也没有反映诸多交叉学科上数学的广泛应用。在教学方法上,仍然以传授专业知识为中心,学生处于被动接受的地位。教师向学生灌输大量定义、定理和解题技巧,学生则记住有关知识,应付考试和取得学分。学生没有机会去独立思考,也无法用用数学的思想方法与知识去解决实际生活中所遇到的问题。

2.2 数学建模推动了大学数学教学改革

独立院校要培养的是符合知识经济时代需求的创新型人才,而与之相适应的大学数学教学的主要任务是:要让学生掌握必要的数学知识与方法,以便更好地学习专业知识,还要培养学生良好的数学素质(包括创造能力、联想能力和洞察能力)。

由于传统的数学课程是通过分析、推理与计算去求解已经建立的问题,这样会使学生形成思维定势,无法拓宽其思路,从而限制了学生创造能力的培养。而在教学方法上仍采用单向授课,忽视了学生在教学中的主体地位,学生在学习时缺乏积极主动性,这种状况必须予以改善。而数学建模是侧重于数学知识的应用,它要解决一个没有统一标准答案、甚至错综复杂的实际问题,必须在解决问题的过程中获得与实际背景相关的各种知识与信息,要有足够的洞察力以便抓住该问题的本质,并多角度的思考来解决实际问题所需的思路方法。通过数学建模活动,培养了学生的创造性力、应用数学知识及方法分析处理实际问题的能力以及通过查阅相关文献以获取相关知识的能力。从这一方面来看,数学建模活动改变了传统数学教学那种重视知识的获取忽略各种能力的培养的教学体系与内容。此外,由于数学建模活动的教学都是针对某些建模实例进行分析与讨论,采用双向式教学和讨论式教学有利于学生各种能力培养,突出了学生的积极参与性,充分调动了学生学习数学知识的积极性,并提高了教学效率与效果。所以数学建模推动了大学数学教学的改革。

2.3 数学建模推动大学数学教学改革的主要措施

传统的数学教学过于注重专业需要和知识的传授,主要课程如数学分析、高等代数、常微分方程、概率论与数理统计等,内容均存在着重视连续轻离散问题、重视分析证明轻数值计算、重视解题技巧轻思想方法的问题。而且各部分内容自成体系,过分强调各自的系统性、完整性,缺乏应用与相互联系性。在这种教学体系下,不仅需要大量的教学时数,而且还不利于培养学生综合利用数学知识的能力和创造能力,联系实际的领域也不够宽广,更严重阻碍了数学在现实中应起作用和数学本身的发展。大学生数学建模竞赛对学生综合素质有较高的要求,这就要求数学教学内容和课程体系应作相应的转变,要从传统的专门化的课程设计思想转变为课程设置重视基础与综合、力求课程整体结构的优化,加强不同学科之间的交叉与融合;从传统的重视必修课、轻视选修课,转变为二者并重;从传统的重视知识结构、轻视科技内容转变为精简经典内容,注重吸收现代科技新方法和新技术;从传统的重视理论轻视实践的教学模式,转变为二者并重,加大教学实践环节的份量。对教学计划和课程设置应作较大的调整。如数学分析部分内容作为学生自学内容;增加应用数学课程(如运筹学)的比例;将数学建模作为必修课;调整部分专业课程的教学学期;加强计算机课程(如matlab)的教学,培养学生的编程能力,并开设数学实验课,开展校内数学建模竞赛等。

参考文献

[1]姜启源,谢金星.数学模型(第三版)[M].北京:高等教育出版社,2003.

[2]张璐,李玉婷,程值军.数学建模教学探讨[J].现代商贸工业,2009,(22).

[3]李进华.教育教学改革与教育创新探索[M].安徽:安徽大学出版社,2008,(8).