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如何自学数学建模

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如何自学数学建模

如何自学数学建模范文第1篇

关键词:信息技术 自主 教学

一、信息技术教学中自主学习的重要性

对于许多高中学生而言,由于传统的教学模式,使得许多学生在学习过程中经常需要他人的帮助,而不是依靠自己进行主动学习,在这种模式下学习,使得许多高中学生缺乏自主解决问题的能力,并且对自主学习的观念及其模糊。随着新课程改革的不断深化,自主学习的教学模式不断被广大师生所认可。通过这种教学模式,使得学生学会学习,在迈入社会后,学会终身学习。

信息技术是一种知识与操作结合为一体的学科,需要学生通过一定时间的上机演练,才能掌握一定的基础性知识。但是,在进行教学过程中,由于学生对电脑知识的了解层次不齐,使得计算机教师在进行教学过程中困难重重。如:在进行教学时,有的学生对电脑的基本知识不了解,操作时熟练程度不够,而对于一些学生而言,不仅精通电脑的基本知识,而且还熟悉部分网页制作等知识。因此如何去充分调动不同层次学生对电脑的积极性,是当今教育者所困扰的一个难题,也是教师在实践中一直探究的问题。

二、如何进行自主教学

在进行信息技术自主教学时,应当将学生作为主体,把学生作为教学活动的中心,从而激发学生自主探究的兴趣。如在进行讲解《、管理站点》时,应当先让学生自己申请免费的网络空间,再让学生将自己的网站上传到因特网,并将网址跟同学分享,这样即可以增强学生的动手能力,又能使学生学得不少知识。在对已学知识进行练习时,让学生自己进行操作,只有让学生自己在实践中操作,学生才能在发现问题,解决问题,从而提高自己的对信息技术的兴趣。

三、大胆地对教材进行筛选

随着新课改对教科书的不断革新,使得许多原有的知识不断被删减,从表面看,似乎教师的教学内容得以减轻,但是实质而言,是对信息技术教师提出了更高的要求。在进行教学时,教师应当在课前对教材进行精心筛选,去粗存精,所选的事例材料一定要做到以一当十的效果。如:在进行《网络的功能与构造》教学时,由于教材涉及的内容广泛,并且含有许多理论性知识,学生在学习的过程中,枯燥无味的讲解使得对电脑信息技术逐渐失去兴趣;其次,是在对实践操作,进行讲解时不够细致,这使得学生在学习过程中更加困难。

四、适当调控课堂氛围,不断调动学生的积极性

在对计算机信息教学时,适当地调节课堂氛围,不仅可以使得课堂气氛活跃,还可以调动学生的积极性。教师在进行教学时,及时地引导学生进行开展讨论,不断地对学生进行布置趣味性学习任务,并且时时刻刻地引导学生进行思考问题。因为只有不断地引导学生进行思考,学生才可以更好地掌握知识。从而使得信息技术知识得到提高。教师在采用信息自主教学时,不能对学生置之不理,要及时地掌握学生的学习情况,并且不断地予以纠正。与此同时,设计好问题,让学生独立地去进行思考,教师在自主教学过程中,应当不断地去发现问题,予以及时的指导,从而培养学生良好的学习习惯及思维方式,并且在进行知识点讲解时,运用幽默诙谐的方式予以解答。通过师生互动的方式,为学生营造轻松的学习环境。

五、培养学生的动手能力,激发学生的兴趣

由于信息技术课程本身的特点,高中教学中并未对这门课程安排过多的课时,所以要保证教学质量,激发学生的兴趣是一个及其重要的环节。有人说,信息技术课学生都喜欢上,从表象来看学生是喜欢上信息课,但是学生就实质而言并不喜欢上计算机课程。许多学生更希望在计算机课上玩网络游戏、QQ聊天、看电影、或听歌等娱乐型活动,因为他们认为所学的这些知识高考并不进行考察,学会上网聊天和下载一些视频资料已经足矣,这使得信息技术教师在教学中处于相当尴尬的境地。所以为了让学生改变以往传统的观念,将选修课当成必修课进行学习,这就要求教师不断地培养学生对信息技术的兴趣,使得学生在学习信息技术知识时充满积极性。

在对学生进行兴趣培养时,教师应适当地利用益智性游戏,使学生不断地对信息技术产生兴趣。如:讲授《信息的编程加工》这一章节时,通过让学生玩“人鬼过河”的益智游戏,不断深刻地体会到算法的特征及算法的重要性。只有这样,学生才可以轻松愉悦地学得知识。

六、总结

信息技术教学中自主学习模式的运用,其目的是为了让学生在自主学习过程中不断提高自主学习能力及动手能力。虽然,高中信息技术课程在高考中并不进行考察,但在社会运用程度而言信息技术依旧是一门不可或缺的学科。

参考文献:

[1] 王苗. 新课程理念下的信息技术教学模式探究[J].成功(教育).2011(09)

如何自学数学建模范文第2篇

【关键词】教学目标;教学内容;教学方法;数学建模;大学数学

数学建模教育的思想方法是:从若干实际问题出发,发现其中的规律,提出猜想,进行证明或论证。数学建模要求学生结合计算机技术,灵活运用数学的思想和方法,独立地分析和解决问题。数学是高等教育中的重要课程,数学的学习有助于培养学生的逻辑思维和分析能力,养成活跃的思维,对于学生在日后工作中分析和处理各种面临的问题都有一定的帮助。如何在高等数学的教学中渗透数学建模的思想方法,从而培养大学生的数学建模的能力,提高大学生的数学素质,成为高等数学教学的一个重要内容和教学改革的一种趋势。将数学建模的思想方法渗透进高等数学的教学中,不仅有利于加深大学生对高等数学的概念、理论和方法的理解,而且有利于培养大学生的应用能力和创新能力。

近年来,伴随着高等数学教学改革的研究与实践,已有将数学建模向高等数学课程渗透的探索和尝试。如在高等数学的教学内容中增加数学建模的内容,开设《数学建模》选修课,组织大学生参加数学建模竞赛等。但是这些探索对大多数并没有参加或不打算参加数学建模比赛的人来说并没有从中受益。将数学建模的思想方法渗透进高等数学的教学中可以深化高等教育的改革,培养更多更优秀的人才。本人对于如何将数学建模的思想渗透到大学数学的教学中有一些思考,具体如下:

一、在教学目标中体现数学建模的思想

对课本中出现的应用问题,可以改变设问方式、变换题设条件,互换条件结论,形成新的数学建模应用问题;对课本中的纯数学问题,可以依照科学性、现实性、新颖性、趣味性、可行性等原则,编拟出有实际背景或有一定应用价值的建模应用问题。按照这种方式开展教学活动,可使学生接受将实际问题抽象为数学问题的训练。如对于极限的学习目标不应只是掌握极限的概念和计算,而应该想到它还有什么应用、如何应用,以及哪些问题可以归结为极限及其计算。又如条件极值问题的学习目标,不仅只是掌握其概念,而且要会应用。

二、在教学内容中体现数学建模的思想

高等数学中的函数、向量、导数、微分、积分都是数学模型,但教学中也要选择更现实、更具体,与自然科学或社会科学等领域关系直接的模型。这样的题材能够更有说服力地揭示数学问题的起源、数学与现实世界的相互作用,体现数学科学的发展过程,激发学生参与探索的兴趣。高等数学中利用一阶导数、二阶导数可求函数的极值,利用导数求函数曲线在某点的曲率,在解决实际问题中很有意义。在讲到这些章节时,适当向数学建模的题目深入,可以收到事半功倍的效果。例如,传染病传播的数学模型的建立,就用到了导数的数学意义(函数的变化率);经济学中的边际分析、弹性分析、征税问题的例子,都要用到导数。

三、围绕数学建模适当地改进教学方法

根据调查发现,数学建模中存在的一个主要问题是学生的知识面太窄,其原因在于学生读的课外书很少。因此,老师可以在课后适当布置一些要读的书籍和参考文献,培养学生的自学能力,拓展学生的视野。数学建模中很多问题都涉及对海量数据的分析和处理,纯粹用手工计算比较困难,甚至根本求不出具体的计算结果,这时需要借助于计算机来进行模拟和计算。因此,注重实用性,不强调理论严谨性,使得学校和教师在进行数学教育的改革时,拥有较大的优势和灵活性,删除某些繁琐的推导过程和计算技巧等。对于大多数计算问题,包括求极限、求导数、求积分等,都可以用Mathematica、Matlab等数学软件直接在计算机上得出结果。这样可以有效地解决增加数学建模内容而不增加课时的矛盾。

四、进行数学建模实践活动

现在每年都有全国大学生数学建模比赛,老师可鼓励学生参加数学建模比赛,通过参加比赛,一方面可以激发学生的潜能,让学生看到自己的潜能有多大。另一方面可以培养学生的团队精神和沟通能力,还有学生的动手能力也得到了提高。不少参加过比赛的学生都认为一次比赛终生受益。鼓励学生参加课外活动或者兴趣小组,让学生把更多的精力投入到数学建模活动中,一方面可以提高学生的自学能力,另一方面可以提高他们学习数学的兴趣和应用数学的能力,使他们在以后的工作中能经常性地想到用数学去解决问题。

如何自学数学建模范文第3篇

【关键词】数学建模;竞赛;创新能力培养

1前言

全国研究生数学建模竞赛主要目的在于激发研究生群体的创新能力和学习兴趣,提高研究生建立数学模型和运用计算机解决实际问题的综合能力。通过建模竞赛,使得参赛学生拓宽知识面,培养创新精神和团队合作意识,促进研究生中优秀人才的脱颖而出、迅速成长,同时更加能够推动研究生教育改革,增进各高校之间及高校、研究所与企业之间的交流与合作。研究生数学建模竞赛自举办之日起就得到了全国大部分高校的积极响应,其规模和影响力巨大,在广大研究生中打下了扎实的基础。

2数学建模竞赛有助于研究生创新能力的培养

如何借助研究生数学建模竞赛进一步促进研究生数学教学改革,带动学风建设,推动创新人才培养,需要不断探索与实践,也是数学建模工作的重中之重。针对西北民族大学研究生的实际情况,我们细化建模的每一步工作,大致从建模准备、建模过程、建模经验总结等方面进行研究生创新能力强化培养。

2.1建模准备工作对研究生创新能力的培养

2.1.1做好赛前建模培训培训分为两个阶段:第一阶段为强化基础阶段,通过教师讲解与课下学生自学的方式,使学生掌握数学建模的基本方法和应用软件求解模型的基本技能。第二个阶段为案例分析与实战训练阶段。通过对历年具有代表性的真题、优秀论文的分析与点评,让学生领会建模的思想、方法与步骤,掌握建模论文的写作方法与技巧。2.1.2组织校内建模竞赛校内数学建模竞赛不仅是检验研究生运用数学建模方法解决实际问题的综合能力的平台,而且还是选拔全国研究生数学建模竞赛参赛队的资格赛。在参加竞赛时,我们鼓励参赛队自主选择参赛题目而不加干预,自主制定解题方案而不参与具体指导,为创新思维创造了自由的学术氛围。2.1.3查缺补漏教学方面:通过校内建模竞赛,指导教师应总结出学生的进步与欠缺,根据建模过程中的典型问题再次进行讲解,然后完成自己的模型;而教师团队要对所有同学犯的重点错误进行总结,让成功与失败的同学共同探讨交流经验,督促学生有则改之无则加勉。指导老师则要求有更深厚的建模专业知识和软件操作能力。管理方面:竞赛的组织策划、教学培训等方面要再次制定更加有效的方案,把数学建模竞赛和数学建模教育结合起来,在日常教学中逐渐渗入建模思想和方法,使得学生与教师、建模与课堂能够有效的衔接,形成一种模式。同时设有专项经费保障。

2.2建模比赛过程对研究生创新能力的培养

研究生数学建模竞赛的题目都是开放且有选择的。大多数学模型问题并非像考试题目那么具体,给出的仅仅是某些数据,需要参赛者从大量的数据中找出问题,建立适合于一般问题的模型,这就要求研究生有提出问题的能力。2.2.1建模前准备在拿到题目要确定选题之前,参赛选手需要去图书馆借阅相关书籍,或是到互联网查阅有关知识。在这个过程中,学生的知识在不断地得到扩充,不断地融合,为培养学生的自学能力以及使用文献资料的能力创设了良好的环境。建模前的准备过程是参赛队员对知识深入理解的过程,是对知识结构的优化过程,也是知识创新的培养过程。2.2.2模型的假设与建立根据准备好相关知识确定选题后,接下来就是根据所选题目建立数学模型。第一步是对选题进行模型假设。这个过程需要参赛队员根据题目所示的现实问题看到其本质,通过形象思维来简化问题,最后做出合理的想象与假设,从而实现用数学语言来表达所要解决的问题的目的。数学建模的选题一般是来源于工业、农业、工程技术和管理科学等方面,经过适当的加工后形成的实际问题。在这个过程中学生面对的往往是一个从未接触过的问题,所以必须要拓宽思路,大胆想象,针对具体问题具体分析,大胆地做出假设,充分发挥创造力和想象力。假设后进行模型的建立,建立过程往往需要运用所学的所有知识,通过自己的思维和想象选择恰当的方法并加以改造,使得建立的模型更具实用性。这是理论联系实际的最好的实践。2.2.3模型的求解与检验模型建立后,接着就是对所建模型进行求解。这个过程大多需要参赛选手运用相关的数学软件进行求解,一般情况下大致为Matlab、SPSS、Lingo等。这就促使参赛选手学习更多的计算机编程的知识。参赛选手通过编写程序,运行程序、根据运行结果对相应程序进行调试和修改,最终得出的程序就可求解所建立的模型。建模的整个过程中,参赛选手不仅需要综合以前所学过的所以知识,而且还学习了更多的编程知识,拓宽了知识面,也加深了知识的深度。通过竞赛把理论知识应用到实际中去,充分体会数学的魅力所在。“一次比赛,终身受益”是许多参赛同学的共同感受。建模比赛重要的不是成绩,而是在整个过程中学到了什么,这是数学建模竞赛对研究生创新能力的培养的最重要的作用。

2.3建模后期延拓对研究生创新能力的培养

经历过数学建模竞赛后,学生提高了充分运用所学知识的能力,提高了计算机编程能力,提高了面对未知提问发挥创造力、洞察力及解决的逻辑推理的能力,培养了合作精神和交流能力,培养了规范的数学用语的表达能力,培养了正确的数学思想和数学观,培养了对数学能力。更重要的,锻炼了学生的交流能力,培养了学生团队合作的意识。建模过程是艰难而枯燥的,参赛队员只有保持乐观的心态,积极奋发,知难而进,才能取得成功。这种精神更是人生不可多得的财富。

3结语

数学教育家萧树铁先生曾经说过:“全国大学生数学建模竞赛活动是以数学应用为突破点,以竞赛为动力,为高等院校教学改革提供一个契机和先导”。而全国研究生数学建模竞赛亦然。研究生数学建模竞赛活动不仅锻炼了参赛队员运用理论知识联系解决实际问题的能力,让学生拓展了自己的思维和知识面,增强了团队意识和交流能力,而且是发现学生潜在能力和兴趣的极佳的方式,更重要的是,也使培训老师提升了自己的教研水平。总之,研究生数学建模竞赛是有利的“助推器”,学生应积极参与到其中,学校学院层面应大力鼓励和支持。

参考文献:

[1]李乔祥.论数学建模竞赛对提高学生综合素质的作用[J].高等理科教育,2004,53(1):60~63.

如何自学数学建模范文第4篇

数学建模已经存在于我国社会的各个领域,它是对现实某一对象做出一些简化的假设,并且运用适当的数学工具求出一个数学结构,用它解释特定的对象。目前我国高职院校都已经开始了数学建模课程,并且数学建模课程已经具备了成熟的教学模式。数学建模大赛对高职院校学生的数学创新能力具有积极地作用,通过学生参加数学建模大赛不仅对于学生的创新能力有很大帮助,还能提升高职院校的教学质量。

1 全国大学生数学建模竞赛的特点

1.1 建模大赛形式具有高度自主性

学生参加数学建模大赛期间可以利用一切工具、图书资料以及多媒体工具等进行相关资料的查询,同时比赛的过程非常的灵活,队员之间可以自由的发表意见,当然不能与团队之外的人进行探讨,而且比赛试题没有标准的答案,这样不对学生产生以追求答案为目的的效果。

1.2 比赛规模比较大

自从1992年我国开设数学建模大赛以来,参加数学建模大赛的院校越来越多,参数学生的学习质量也越来越高,学校对数学建模大赛的重视程度也越来越高,目前我国的数学建模大赛已经呈现国际化发展趋势,数学建模大赛已经成为学校素质教育的重要部分。

1.3 培训周期长

我国数学建模大赛都在每年的9月份举行,但是学校却在每年的年初就开始准备数学建模大赛,比如参赛队员的选择、针对数学建模大赛而开展的一系列培训以及关于使用计算机工具进行相应的数学编程等等。

2 数学建模大赛对培养学生数学创新能力的意义

2.1 有利于培养学生的团队协作能力和意识

数学建模是一项系统工程,其需要多方面的知识结构组成,数学建模比赛需要多个学生共同参与才能完成,参加数学建模比赛需要参赛队员在比赛的过程中合理分工、充分发挥自己的特长,结合各自特长形成统一的知识结构,比如写作能力强的负责论文编制,思维能力优秀的学生可以负责模型的构建等等,只有充分发挥自己的特长,并且将各种的优势结合起来才能保证数学建模比赛的完成,因此数学建模比赛的过程是参赛学生实现合作与锻炼能力的过程。

2.2 提高了学生的表达能力和应变能力

数学建模比赛是一个充满变数与挑战的比赛,参加比赛不仅需要学生具有完善的数学知识体系,还要求学生具有较高的综合心理素质,数学建模比赛参赛学生都是来自全国最优秀的学生,学生在比赛的过程中要随时根据对手的比赛内容及时调整自己的战略方针,而且学生要想获得好的成绩需要具有一定的表达能力,因为数学建模比赛成绩并不是以学生的论文写作为依据的,而是以学生对数学建模的表达为参考的,因为学生对数学建模构建思维方式、目的的表达也是学生提高表达能力的过程,同时学生在答辩的过程中还要不断的面临被相关专家打断提问的问题,对此也是对学生应变能力的一次考验。

2.3 提高了学生的自学能力

参加数学建模比赛需要学生在学习好现有的数学知识的同时还要积极地拓展相关领域内的知识,将自己的知识结构尽量做到全面、细致。而学生知识的拓展单靠教师的讲授是不可能获得的,尤其是要在数学建模比赛中要想获得好成绩,需要学生具有较高的自主学习的能力,因为在平时学校关于专门针对数学建模知识的培训时间非常少,需要同学在课余时间进行学习,而且比赛过程中学生也可以借助一些资料,而学生查阅资料的过程也是检验学生自主学习能力的过程,通过比赛可以检验学生的自主学习能力,如果学生没有相应的自学能力其实不可能在比赛中获得较好的成绩的。

2.4 培养了学生的意志力和自信心

数学建模比赛要求学生的知识广度与深度是不可言喻,要想获得理想的成绩需要学生每天要面对这些枯燥的数学知识,其没有一定的毅力是不可能完成的,因为在数学建模比赛过程中学生要经过三天的考试时间,而且他们每天要独自的进行各自手中的查阅资料的任务,而且在比赛的过程中他们不能与外界无关人员进行联系,他们要克服孤独寂寞的考验,同时比赛的竞争度也要学生对自己充满信心,要具有我一定能成功的信念,因此数学建模比赛的过程也是学生提高自我意志,树立信念的过程。

3 高职院校利用数学建模比赛培养学生数学创新能力的措施

3.1 通过课堂教学引入数学建模

数学建模对学生的数学思维模式以及数学实际应用能力提高都具有重要的作用,因此教师在数学教学过程中要引入不同类型的数学模型,通过对数学模型的生动讲解,激发学生对数学模型概念的理解以及提高对数学知识奥秘的探索激情,提高学生利用数学知识进行实际应用方面的创新。

3.2 以全国大学生数学建模竞赛为载体,加大课程实践力度,提高学生综合素质

首先院校要加大对数学建模比赛作用的宣传,通过高校的宣传提高学生对数学建模比赛意义的认识;

其次高职院校要鼓励学生参加数学建模比赛,当然并不是每个学生都能参加全国建模比赛,对此高职院校要结合本校特点举办多场校内数学建模比赛活动,为学生提供更多的参加建模比赛机会,通过比赛提高学生对数学知识的学习兴趣。

最后高职院校要开展多种形式的数学建模培训班,满足希望学习数学建模知识学生的需求。

数学建模比赛的开展对提高学生的创新能力,促进学生的实际应用技术都具有积极地促进作用。

3.3 建立与培养一支高素质、乐于奉献的数学教师和专业教师相结合的教学团队

如何自学数学建模范文第5篇

关键词:数学建模 素质教育 教学改革 培养

实施素质教育的重点是培养学生具有创新精神和实践能力,造就合格的社会主义事业接班人。为此,广大教育工作者就如何向学生传授知识的同时,全面提高学生的综合素质进行着不断地探索与研究,并提出了许多解决问题的方法和思路。笔者结合多年的教学实践,认为数学建模是实施素质教育的一种有效途径。

一、数学建模的内涵及其发展过程

数学建模是通过对现实问题的抽象、简化,确定变量和参数,并应用某些“规律”建立起变量、参数间的确定的数学问题;然后求解该数学问题,最后在现实问题中解释、验证所得到的解的创造过程。数学建模过程可用下图来表明:

因此,数学建模活动是一个多次循环反复验证的过程,是应用数学的语言和方法解决实际问题的过程,是一个创造性工作和培养创新能力的过程。而数学建模竞赛就是这样的一个设计数学模型的竞赛活动。

1989年我国大学生首次组队参加美国的数学建模竞赛(AMCM),1992年开始由中国工业与应用数学学会(CSTAM)举办我国自己的全国大学生数学建模竞赛(CMCM)。到1994年改由国家教委高教司和中国工业与应用数学学会共同举办,每年一次,数学建模教育实践相继开展。现已成为落实素质教育、数学教育改革的热点之一。1996年“全国大学生数学建模竞赛”工作会议后,全国高校掀起了数学建模热潮,参加院校逐年递增。到目前为止,数学建模竞赛己经成为全国大学生的四大竞赛之一。

数学建模教育及实践对密切教学与社会生活的联系、促进大学数学课程的更新具有十分重要的意义,特别是对大学生综合素质的提高有着不可低估的作用。本文拟就数学建模对学生素质能力的培养、以及对数学教学改革的启示谈一些拙见,供同行参考。

二、数学建模对大学生素质能力的培养作用

1.数学建模有利于培养学生的创造能力和创新意识

数学建模通常针对的是从生产、管理、社会、经济等领域中提出的原始实际问题,这类问题一般都未作加工处理,也未作任何假设简化,有些甚至看起来与数学毫无关系。因此,建模时首先要确定出哪些是问题的主要因素,哪些是次要因素,做出适当的、合理的假设,使问题得到简化;然后再利用适当的数学方法和知识来提炼和形成数学模型。一般地讲,由于所作假设不同,所使用的数学方法不同,可能会做出不同的数学模型,这些模型甚至可能都是正确的、合理的。例如,1996年全国大学生数学建模竞赛A题(可再生资源的持续开发和利用),就这一题而言,可以在合理、科学的假设前提下,利用微分方程建立鱼群演变规律模型;也可以建立可持续捕捞条件下的总产量最大的优化模型;还可以建立制约各种年龄的鱼的数量的微分方程和连结条件,然后采用迭代搜索法处理,它给学生留下了极大的发挥空间,任凭学生去创造和创新。评阅答卷时教师对具有创造性和创新意义的在评定等级上还可给予倾斜。因此,数学建模是一种培养学生创造能力和创新精神的极好方式,其作用是其他任何课堂教学无法替代的。

2.数学建模有利于培养学生的组织协调能力

在学校里学生通常是自己一个人念书、做题,几个人在一起活动的机会不多,特别是不同专业的学生在一起研究讨论问题的机会就更不多了,而建模比赛是以3人组成一队一起参加的,这样设置的初衷就是为了建立队员之间的相互信任,从而培养队员的协作能力。比赛要求参赛队在3天之内对所给的问题提出一个较为完整的解决方案,这么短的时间内仅仅依靠一两个人的“聪明才智”是很难完成的,只有合3人之力,才能顺利给出一个较好的结果来,而且要给出一份优秀的解决方案,创新与特色是必不可少的。因此3人在竞赛中既要合理分工,充分发挥个人的潜力,又要集思广益,密切协作,形成合力,也就是要做个“人力资源”的最优组合,使个人智慧与团队精神有机地结合在一起。因此数学建模可以培养同学的合作意识,相互协调、、取长补短。认识到团队精神和协调能力的重要性对于即将面临就业选择的莘莘学子来说无疑是有益的,以至对他们一生的发展都是非常重要的。

3.数学建模有利于培养和提高学生的自学能力和使用文献资料的能力

数学建模所需要的知识,除了与问题相关的专业知识外,还必须掌握诸如微分方程、数学规划、计算方法、计算机语言、应用软件及其它学科知识等,它是多学科知识、技能和能力的高度综合。宽泛的学科领域和广博的技能技巧是学生原来没有学过的,也不可能有过多的时间由老师来补课,所以只能通过学生自学和讨论来进一步掌握。教师只是启发式地介绍一些相关的数学知识和方法,然后学生围绕需要解决的实际问题广泛查阅相关的资料,从中吸取自己所需要的东西,这又大大锻炼和提高了学生自觉使用资料的能力。而这两种能力恰恰是学生今后在工作和科研中所永远需要的,他们可以靠这两种能力不断地扩充和提高自己。

4.数学建模有利于培养和提高培学生的计算机应用能力

应用计算机解决建模问题,是数学建模非常重要的环节。其一,可以应用计算机对复杂的实际问题和繁琐的数据进行技术处理,若用手工计算来完成其难度是可想而知的;同时也可用计算机来考察将要建立的模型的优劣。其二,一旦模型建立,还要利用计算机进行编程或利用现成的软件包来完成大量复杂的计算和图形处理。没有计算机的应用,想完成数学建模任务是不可能的。例如1999年全国大学生数学建模竞赛题B(矿井选址问题),它需要借助计算机进行全方位的搜索,以确定最佳钻井地址,从而节约钻井费用,提高经济效益。因此,数学建模活动对提高学生使用计算机及编程能力是不言而喻的。

5.可以增强大学生的适应能力

在知识经济时代,知识更新速度不断加快,如果思维模型和行为方式不能与信息革命的要求相适应,就会失掉与社会同步前进的机会。如今市场对人才的要求越来越高,人才流动、职业变化更加频繁,一个人在一生中可能有多次选择与被选择的经历。通过数学建模的学习及竞赛训练,他们不仅受到了现代数学思维及方法的熏陶,更重要的是对不同的实际问题,如何进行分析、推理、概括以及如何利用数学方法与计算机知识,还有各方面的知识综合起来解决它。因此,他们具有较高的素质,无论以后到哪个行业工作,都能很快适应需要。

如上所述,开展数学建模教学与实践这项活动,将有助于大学生创新能力、实践能力等能力的培养,从而有助于大学生综合素质能力的提高。此外,数学建模还可以帮助学生提高论文的写作能力、增加学生的集体荣誉感、以及提高大学生的分析、综合、解决实际问题的能力,在此我们不再一一论及。

三、数学建模对数学教学改革的一些启示

数学建模从教育观念、内容、形式和手段都有一定的创新,对数学教学改革有积极的启示意义。

1.突出了教与学的双主体性关系

数学建模竞赛以师生互动为基本特点,教师的主体性与学生的主体性同时存在、互相协同,最后形成一种最优的互动关系。教师的主体性表现在:①教师是组织者。整个竞赛训练过程中的人员选拔、教学安排、分析模拟等都离不开教师的策划和严密安排。②教师是教学过程中的主导者。教师要根据学生的学习兴趣、能力及特点,不断修正自己的教育内容和方法,在发挥自身主体性同时又要开发被教育者的主体性。学生的主体性表现在:①始终明确自身是竞赛的主体。学生必须在全过程集中自己的心向系统去接受教师发出的教学信息,与原有知识体系融合、内化为新的体系。②学习过程中的创造与超越。学生要对教师所给予的信息有批判性地、创造性地、发展性地能动反映,要在相互讨论、相互启发下寻求更多更好的解答方案。

因此,这种双主体的关系是对以往教师为中心、为主体的教学方式的根本突破,这种突破的条件首先是竞赛机制和教育观念的创新和变革,这对我们数学教学改革提供了积极的启示。

2.促进了课程体系和教学内容的改革

长期以来,我们的课程设置和教学内容都具有强烈的理科特点:重基础理论、轻实践应用;重传统的经典数学内容、轻离散的数值计算。然而,数学建模所要用到的主要数学方法和数学知识恰好正是被我们长期所忽视的那些内容。因此,这迫使我们调整课程体系和教学内容。比如可增加一些应用型、实践类课程:像“运筹学”、“数学模型”、“数学实验”、“数学软件介绍及应用”、“计算方法”这些课程等等;在其余各门课程的教学中,也要尽量注意到使数学理论与应用相结合,增加实际应用方面的内容和例题,从而使教学内容也得到了更新。

3.增加新兴科技知识的传授,拓宽知识面

数学建模所使用的材料涉及范围十分广泛,要求教学双方具有较广的知识面,同时并不要求掌握各个专业领域中比较艰深的部分。这些特点对于目前数学教材中存在的内容陈旧、知识面狭窄及形式呆板等问题,具有借鉴作用。数学建模的试题通常联系新兴的学科,在科学技术迅猛发展的今天,各种新兴学科、边缘学科、交叉学科不断涌现,广博的知识面和对新兴科学技术的追踪能力是获得成功的关键因素之一,也是当代大学生适应市场经济,毕业以后走向社会的必备条件。

全国大学生数学建模竞赛组委会主任李大潜院士曾经说过:“数学教育本质上就是一种素质教育,数学建模的教学及竞赛是实施素质教育的有效途径”。因此,如果我们能逐步地将数学建模活动和数学教学有机地结合起来,就能够在教学实践中更好地体现和完成素质教育。

参考文献:

[1]李同胜.数学素质教育教学新体系和实验报告[J].教育研究,1997(6):2-3.

[2]姜启源.数学模型[M].北京:高等教育出版社,1996.1-204.

[3]陈国华.数学建模与素质教育[J].数学的实践与认识,2003(2):110-113.