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将建模的思想有效的渗透到应用数学的教学过程中去,是我们当前开展应用数学教育的未来发展趋势,怎样才能够使应用数学更好的服务社会经济的发展,充分发挥数学工具在实际问题解决中的重要作用,是我们当前进行应用数学研究的核心问题,而建模思想在应用数学中的运用则能够很好的解决这一问题。
1 当前应用数学的发展现状以及未来发展趋势
数学教育至少应该涵盖纯粹数学和应用数学两方面内容,目前我国数学教育内容以纯粹数学为主,极少包括应用数学内容,这割裂了数学与外部世界的血肉联系,使数学变成了多数学生眼中的抽象、枯燥、无用的思维游戏,而厌学成风。因此,大家对现行的数学教育不满意,期望改革,期望找到方法激发学生的学习兴趣、培养学生利用数学解决各种实际问题的能力。在不改变传统的教学体系的前提下,有机地融入应用数学内容,应是解决现存问题的有效方法。事实上,数学发展的根本原动力,它的最初的根源,是来自客观实际的需要,数学教学中理应突出数学思想的来龙去脉,揭示数学概念和公式的实际来源和应用,恢复并畅通数学与外部世界的血肉联系。伴随着社会生产力的不断发展,多个学科交叉发展,使得应用数学逐渐发展成拥有众多发展方向的学科,应用数学所运用的领域不断延伸,已经不再局限于传统的、而是想着更为宽阔的、新兴的学科以及高新技术领域发展,应用数学目前已经渗透到社会经济发展的各个行业,在这一大背景下,应用数学的研究者就拥有了极大的发展空间以及展示才能的舞台,也迎来了应用数学发展的新机遇。
2 开展数学建模的意义
数学这一学科不仅具有概念抽象性、逻辑严密性、体系完整性以及结论确定性,而且还具备非常明显的应用广泛性,伴随着计算机网络在社会生活中的广泛运用,人们对于实践问题的解决要求越来越精确,这就给应用数学的广泛运用带来了前所未有的机遇。应用数学在这一背景下也已经成为当前高科技水平的一个重要内容,应用数学建模思想的引入与使用能够极大的提升自身应用数学的综合水平以及思维意识,开展应用数学建模不仅能够有效的提升自己的学习热情与探究意识,而且还能够将专业知识同建模密切结合在一起,对于专业知识的有效掌握是非常有益的。
3 渗透建模思想的对策措施
3. 1充分重视建模的桥梁作用
建模是实现数学知识与现实问题相联系的桥梁与纽带,通过进行建模能够有效的将实际问题进行简化。在这一转化的过程中,应当深入实际进行调查、收集相关数据信息,认真分析对象的独特特征及规律,构建起反映实际问题的数学关系,运用数学理论进行问题的解决。这正是各个学科之间进行有效联系的结合点,通过引进建模思想,不仅能够使我们有效掌握数学理论之外的实践问题,还能够推动创新意识的提升,因此,我们应当充分重视建模的作用。
3. 2将建模的方法以及相关理论引入到数学教学中来
我国当前数学课程教学体系的现状包括高等数学、线性代数、概率论与数理统计等几个部分。当前应用数学的发展,满足这一学科的建设以及其他学科对这一学科的需要,教师在教学中应当将问题的背景介绍清楚,并列出几种解决方案,启发学生进行讨论并构建数学模型。学生们在课堂上就能够获得更多的思考和讨论的机会,能够充分调动学生们的积极性,使其能够立足实际进行思考,这样一来就形成了以实际问题为基础的数学建模教学特色。
3. 3积极参加“数学模型”课等相关课程与活动
数学应用综合性的实验,要求我们掌握数学知识的综合性运用,做法是老师先讲一些数学建模的一些应用实例,然后学生上机实践,强调学生的动手实践。“数学实验” 课应该说是数学模型的辅助课程,主要培养我们的数学思维和创新能力,还应当组织一些建模比赛,不断提升数学建模的综合水平。
上述几个部分的论述与分析,我们看到,在应用数学中加强建模思想具有非常重要的意义,不仅需要在课堂学习过程中认真掌握数学理论知识,还应当深入了解数学理论在实际生活中的可用之处,尽可能的使应用数学与自身所学专业相联系,这样,才能够使应用数学的能力与水平在日常实践过程中得到提升。就当前高等数学的现状来看,加强创新意识以及将实际问题转化为数学问题能力的培养,提升综合运用本专业知识以来解决实践问题的能力,使创新思维得到最大限度的发挥。
参考文献:
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关键词:高职学生;数学建模;建模能力;培养途径;研究分析
中图分类号:G712 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)48-0253-02
在高职院校的数学教学中重点应该是学生应用数学解决实际问题能力的培养,大量的理论教学更应该结合教学实践,突出学生的动手与思索能力,利用数学知识、数学理论解决生活中的疑难是数学教学的终极目的,在高职教学中具有十分重要的现实性意义。
一、高职院校开展数学建模教学的必要性与意义分析
1.促进高职院校数学教学目标的实现。高职院校教学应更注重对理论知识的实践与应用,注重数学分析与创建能力的提升,实现数学理论知识与现实问题的解决的转化,这是当前高职院校数学教学的既定目标。数学本身的抽象性使得知识理论教学枯燥无味,数学知识始终无法实现与实际问题解决的对接。针对该教育现状,进行数学建模能力的培养是行之有效的手段。
2.调动学生学习积极性,激发创造潜能,提高问题解决能力。在高职院校中开展数学建模教学,一方面调动学生数学学习的积极性,相较于单纯的理论讲解,数学建模能力的教学强调动手与思考,在自由开放的环境下学生学习积极性更加高涨。另一方面在高职院校中开展数学建模能力的培养性教学,有利于激发学生的创造潜能,培养创新能力,弘扬创新精神。
二、高职院校数学建模能力培养与教学现状
1.逐渐关注数学建模能力培养,力度仍需加强。基于课程本身来看,大部分高职院校充分认识到数学建模能力培养的重要性,积极开展了微积分、概率教学、数理统计等专业性学科教学,旨在提高学生的数学建模能力。但是在培养的过程中,常常重视力度不够,在课程教学内容与方法上存在一定的滞后性。重经典、轻理论、重分析与推导,轻数学思想与运算技巧的分析,各部分知识点之间存在断裂,很难自成教学体系,缺乏必要的应用性与联系性,在教学方法与教学内容上还需要不断的尝试与摸索。
2.课时不断压缩,课程无法开展。在高职院校中开展数学建模能力的培养需要一定课时量的支撑,当前教学中因为对课时量的压缩,导致其在教学内容上也有所删减,对数学应用能力的讲解停留在理论表层,缺乏深入的实践展示,数学建模能力培养无法深入进行。
3.教学方式陈旧落后,教学内容单一。在教学方式上高职院校的数学建模能力培养也急需改进,传统的填鸭式教学使得教师是课堂的主导者,学生的自主性不强,教学中单纯强调理论定理与严密的逻辑体系,忽视了学生训练技巧与自由分析能力的讲授与引导。在教学中,教师授课形式单一,考核形式传统落后,缺乏必要的层次性与多样性,不能真实准确地反映学生的数学分析能力与知识掌握程度。
三、高职院校数学建模能力培养的途径探析
1.转变认识观念,高度重视数学建模能力的教学与培养。在进行数学教学时,教师首先要完成教学观念上的转变,充分认识到当前教学整体与自身数学教学的不足,从观念上有所转变,认识到数学建模能力培养的重要性,在思想上高度重视,从整体性与综合性、实用性角度去理解数学,开展数学教学。数学建模是将理论与知识结合起来,在教学中将演绎与归纳渗透到教学中,在实践中加深对数学定理与数学知识的理解与把握,实现数学知识与生活实际的结合,数学教学更应该走出理论教学的限制发挥其应用功能。教师为学生创设自由探讨的课堂氛围,学生在自由的课堂气氛中自由交流,思索,学习建模知识并尝试运用于实践中。
2.大胆尝试各种形式的教学模式。在数学建模能力的培养中,其最鲜明的特点是摆脱传统数学教学的呆板性,将学生的数学积极性调动起来,参与到课堂建模中来。增强教师与学生的双向互动,教师在与学生交流的过程中发现学生学习不足,采用答辩或探究的形式让学生提出自己的想法,开展情境教学或者是小组合作教学,让学生增强对数学转化与应用思想的理解,在多媒体课件与软件的辅助下,借助多样的数学教学模式,学生积极主动地投入到数学建模的转化与应用中去。
3.数学建模应用实践分析。下面是在教学中实际指导学生完成的建模问题节选。
随着社会的发展,文物修缮工作有条不紊地开展,其中古塔受战火、地震、风雨侵蚀等人为和自然的破坏,损坏极为严重,亟需修复与完善。在古塔的修缮中重点是做好古塔倾斜、弯曲变形的分析。古塔因为高度的问题一般不能实现直接测量,我们引入数学模型概念,在其周围建立平面监测点,在塔顶设立变形观测点,至于镜S1,后视S2点,观测各角计算As1sk=arctg,As1s2=arctg,Asky1=arctg,根据获取的观测点数据绘制直观显示变化的折线图,借助折线图的变化清晰展示古塔近几年的倾斜与弯曲情况。古塔不同监测期的倾斜度折线图。
上升的折线图直观告诉我们古塔每年弯曲的程度不断加重。对近几年古塔的倾斜程度进行总结,制成数据表格(见表1),辅助识别古塔倾斜变化情况。在气温,风力等因素的情况下将以每年0.023mm的速度进行重心偏移,角度倾斜度会慢慢增大,如果不采取措施及时补救与完善,古塔将岌岌可危。
四、结束语
高职院校作为相对独立的教学类型,在教学目标及教学内容上更注重对学生实际操作技能的培养,为国家输出技术型人才,在这样的教学要求与背景下,积极开展数学建模教学,培养学生的建模能力,对于激发其创新潜能,增强创新能力,促进数学理论教学与生活问题的接轨都有着重要意义。
参考文献:
[1]李占光.高职学生数学建模能力的现状及对策[J].企业家天地,2009,(6).
【关键词】民办院校 数学建模 教学改革
【课题项目】此文系武汉学院2015年教学改革研究项目(编号JY201505 )的研究成果。
【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2016)09-0133-02
在高校开设数学建模课程,不仅提升了大学生的理论素养,而且增强了学生的实验动手能力和实际操作技巧,对于学生的全面培养起到重要作用。因此,近年来随着每年一次的全国大学生数学建模竞赛的开展,各个高校参与竞赛的热情高涨,数学建模课程的开设已经引起各大院校的关注。作为民办普通高校,亦是陆续参与进来。数学建模课程在民办院校开设的时间不长,但是由于近年来每年都参加全国建模竞赛,并且多有斩获,导致其影响力逐年提升。
虽然建模竞赛为民办学院带来了荣誉,但是数学建模课程在民办院校开设依然存在诸多问题。目前,民办高等院校对于数学建模课程不够重视,课时安排较少,教师能够完成的教学内容非常有限,加上学生基础普遍较差、兴趣不高,使得这门课程的教学难以达到预期的效果。因而有必要对民办高校开设的数学建模课程进行教学改革,使之成为符合教学目的,适应社会需求,能激发学生兴趣并提升学生能力的一门实用性课程。
一、民办院校数学建模教学的现状及建议
(一)课程开设问题
数学建模是一门知识量非常丰富的综合性课程,对学生的数学基础知识要求较高。在学习数学建模之前,学生至少要熟练掌握微积分、线性代数和概率论与数理统计等数学基础课程。大多数民办院校的学生数学基础较差,数学思维欠缺,在学习建模课程的时候感觉十分困难,有的学生甚至认为在看天书。拿武汉学院来说,由于学校偏重文科专业,招生上多为文科生,理科生甚少,从而导致所招学生多数不爱数学,数学基础不好,从而拉低了全校学生的整体数学素质。多数学生非但数学成绩不理想,他们对数学的兴趣也不大,也不太重视。对于这样的学生群体,不管是哪个专业,数学建模课程都不太适用于必修课。如果硬是强迫他们学习数学建模这门课程,效果将会不尽人意。实际上,在多数公立院校,这门课程也只是作为选修课来开设。数学基础好,又对数学建模感兴趣的同学自然会选择这门课程来学习。目前,我们提倡全人教育,是以学生为主体,视学生为完全的个体,以充分激发学生潜能,培养完整个体为目标。基于此,教育要尊重个体的差异性,对于那些实在是没有基础缺乏兴趣的同学可以考虑放弃这门课程。
在民办院校,可以考虑采用选修课与第二课堂相结合的方式来开设数学建模课程。 数学建模的选修课可以采用启发式、研讨式的方法,充分发挥学生的主动性,引导学生积极主动地查阅相关资料,帮助学生完善他们的知识储备,鼓励学生通过讨论、合作,解决建模问题,培养他们的自学能力和自己解决问题的能力。
(二)课程安排问题
数学建模课程是一门操作性很强的课程,对学生的要求也很高。一方面,在学习数学建模之前,学生要了解并掌握至少一门数学软件,常用的数学软件有MATLAB、LINGO、SPSS、R等等。因此,在开始数学建模课程之前,最好是学生已经掌握了至少一门数学软件的操作。但是,实际上上建模课的学生基础参差不齐,有的数学成绩好,没有接触过数学软件,有的学过一点数学软件,但是数学知识贫乏。根据“就低不就高”的原则,只能假设他们都没有学过数学软件,必须先给学生补充一下数学软件的基本知识,这就要求数学建模课程从一开始就要安排上机课程,好让学生对所用的软件有一个学习熟悉的过程。
另一方面,对于数学建模的每一个章节的教学内容,都要给学生上机实验的机会,让学生自己解决数学建模中的实际问题。这样学生对所学的每一个章节的建模知识都能够得到充分的训练和吸收,从而达到教学目的。 目前,民办院校对于实验课的安排不太注重各门课程自身的特点,多数是为了便于管理,采用“一刀切”的原则。比如,武汉学院数学建模的上机课基本上都是集中安排在每学期的中间几周(第三周开始上机,中间连续八周上机课,之后没有安排上机实验课),导致后面的教学内容只有理论,没有实践,学生越发不感兴趣,教学效果不理想。
对于实验课的安排,可以考虑适当增加上机操作课时量,或采用单双周的上机模式,亦或者上机课由老师灵活处理,自行安排,根据课程内容需要来定,以便达到最佳的学习效果。
(三)教学方法
传统的“满堂灌”式教学方法仍在大部分高校占据主导地位,这种教学方式过于强调循序渐进,虽然有利于学生掌握知识,但同时也造成学生的惰性思维,不利于其独立性和创造性的发展,使学生的学习被动枯燥乏味。
数学建模课程可以借用建模竞赛的分组模式,在老师的引导下让学生分组讨论、自己思考探究,协作完成实验报告。教师也可以安排课堂时间让学生上台讲解自己的解题思路和方法,在课堂上展开讨论。此举不但可以发挥学生的主观能动性,还可以锻炼学生的解题能力和表达能力。
对于课堂教学,一方面教师给出的数学建模的题目应具有现实性和挑战性,学生看到题目后会激发他们的“挑战欲”,这时候他们会感觉数学很强大,激发他们对数学的求知欲,在分析问题、建立模型及改进的过程中,激发学生探究数学奥秘的主动性,在完成建模求解过程后还会激发学生的成就感,带给他们无穷的惊喜。 另一方面,自然得体、诙谐有趣的教学语言能启迪学生的智慧,调动学生的学习兴趣,开发学生的能力。数学课堂教学的语言艺术主要体现在教学语言的优美感。数学教师的有声语言除了要做到准确规范、严谨简约、形象有趣、通俗易懂之外,还要优美动听,这是增强教学吸引力和感染力的重要因素。教师的语言要清亮、明晰、舒缓、流畅而且富有节奏变化,这样才能把一般人认为枯燥的数学知识讲得生动鲜活,才能刺激学生听觉神经的兴奋,激起学生的学习兴趣。
另外,要充分重视《自然科学概论》对数学建模课程的促进作用。自然科学是人类科学知识的重要组成部分,它包括数学、物理、化学、生物、天文学和地学等基础科学,以及材料科学、空间科学,能源科学、生命科学和医学等应用性技术科学。《自然科学概论》作为一门通识课程针对所有的高等院校大一学生开设是非常有必要的。数学建模是一门知识量非常丰富的综合性课程,它要解决的问题覆盖自然科学的各个方面,现代社会生活的日益复杂化决定了对现实问题的研究和解决,仅仅依靠数学理论知识已经不能有效地担当起这一重任,他需要我们对自然科学的各个方面有一定程度的了解,要把各个专业的基本原理同数学模型和数学软件紧密结合,协同作战,方能解决现实问题。比如,2014年数学建模竞赛题“嫦娥三号软着陆轨道设计与控制策略”涉及物理和天文知识,2016年数学建模竞赛题A题“系泊系统的设计”涉及物理上的物体受力平衡和力矩平衡等知识点。
二、大学数学建模课程的意义和建议
数学建模课程的开设为学校参加每年一次的全国大学生数学建模竞赛打下了基础。全国大学生数学建模竞赛是对数学建模教学工作成果的一次检验,同时也是推进数学建模工作的一个平台。参加数学竞赛目的不在于获奖,重在参与,重在能力培养,综合素质的提高。三天三夜的竞赛对于任何一个参赛的学生来说都将是一次人生难忘的经历,他们的团队意识、合作精神、吃苦精神、创新精神都将成为他们人生的一笔宝贵财富。武汉学院自从2011年参赛以来,每年五到七支队伍近百名学生参加了全国大学生数学建模比赛,每年均获得了国家级省级大奖。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、想象力和逻辑思维能力,而且提高了学生分析问题、解决问题的能力。
数学建模可以扩宽教师的知识面。数学建模的题目融实用性与挑战性为一体,不仅需要数学知识,还要对其他专业知识有全面的了解,这就促进了任课教师不断学习新的知识,了解新的科技,进而提升教师的知识面与实际应用能力。
数学建模可以促进教学内容的改革,传统的数学课知识过于死板,学生不能很好地将其应用。数学建模的题目涉及知识面广,可以引入到数学其他课的教学内容中,也可以将一些习题结合实际改编成应用题。这样可以丰富教学内容,用生动有趣的生活实例导入新课,在教师启发诱导下,通过学生发现新问题,提出新假设,产生一种跃跃欲试和急于解决问题的心理需求,从而引入数学定理、公式等,体现数学知识的实际应用性,提高学生学习数学的兴趣。
参考文献:
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作者简介:
吴小霞(1979-),女,湖北武汉人,武汉学院信息系副教授,博士。研究方向:多重检验,数学建模。
【关键词】数学建模;应用数学;结合
前言:
应用数学不单单指数学的的公式含义,其在实际的生活问题解决中也有着较强的实践性,而数学建模是通过计算的结果来解决实际的问题,然后根据实际的结果对其进行检验,最后来建立一个数学模型。应用数学与数学建模的相互结合,能够更加有效的解决社会中的现实问题,对经济的发展起到了推动的作用。
一、应用数学的价值和现状
数学这门学科的来源就是通过人们对生活中各种规律进行总结和分析,所整理出的一种学术形式,在这种情况下我们可以看出,数学来自生活,所以人们可以利用数学来解决现实中的各种问题,应用数学的最大价值就体现在这个地方,另外,应用数学的价值还体现在这样几个方面:首先是应用数学能够利用各种现实数学问题,来使人们掌握并且灵活使用这些数学知识,使之形成数学思维模式,拥有自主学习和思考方式;其次,通过对应用数学的学习可以帮助人们提高自身的学习能力,而且这种学习能力不仅仅体现在对数学的学习上,还体现在其它学科的学习当中;最后,通过对应用数学中各种实际问题的学习和分析当中,能够使人们更快的进行学习的状态,加强对知识的掌握。
应用数学的价值体现在这样几个方面,但是目前,这样的价值只是在学习方面得以体现,而应用数学的主要内涵是人们对于实际问题的解决能力和实践能力,需要人们在实际问题中分析得出数学数据,然后加以解决,目前,应用数学的发展现状如下:应用数学的特点体现在“应用”上,这就说明在对应用数学进行学习的过程中,要注意实践,另外,通过对应用数学的学习所形成的思维模式,可以帮助人们从多个方面对问题进行分析,目前,应用数学不仅仅在教育行业中进行发展,其应用的范围也在渐渐扩大,其中包括金融、人文和经济等各个方面,展现出极大的作用,在这种应用价值的体现中,使得人们迫切的需要展现应用数学的更多功能和价值,在人们的不断研究当中,应用数学和数学建模的相互结合能够满足人们在生活中的需求,这就使应用数学与数学建模的相互结合成为应用数学的发展趋势。
二、数学建模和应用数学的结合
为了体现出应用数学的功能和应用价值,需要将数学建模和应用数学相互结合,具体的结合策略体现在以下几个方面:
1.发挥数学建模的功能。数学建模是将数学中复杂的理论和公式等抽象的内容,应用到实际生活中的关键桥梁,在数学建模的应用当中,是通过将实际的问题进行分析,建立相应的模型,将其中的数据进行导出,然后利用应用数学中的相应解决方法,通过所建立的数学模型,来对实际问题进行解决。在建立数学模型的过程中,需要注意的是,要对这些实际问题进行全面的分析,保证其中数据的准确性和可靠性,并且对数据的影响因素和其中的变量进行确定,这样才能对问题中各个数据中之间的规律进行分析,保证利用应用数学所解决的问题的结果与实际结果相差不大。
2.在数学的教学课程中应用数学建模。目前,在数学的教学课程中,教师通过教材中的数学公式的使用方法进行讲解,使学生能够理解其含义,并且掌握这些数学知识,为了能够使学生能够灵活的应用数学知识来解决实际问题,教师可以在教学的过程中引入数学建模思想,以实际的问题为例,建立相应的数学建模,使学生利用相应的数学知识,通过建立的数学模型来解决问题。在实际的操作过程中,教师应该对问题的背景进行介绍,以学生为主体,来引导学生导出数学建模中的数据,分析问题中各个因素之间的规律,从而使学生能够更加深入的了解应用数学的知识内容,同时也加强了学生的实践能力,给学生解决实际问题提供了经验,促进应用数学和数学建模充分结合。
3.通过相应的比赛来推动数学建模和应用数学的结合。为了加强学生们的动手实践能力,发挥应用数学的价值,推动数学建模和应用数学的发展趋势,可以借助相应的数学建模比赛,来达到这些目的。在这些比赛的过程中,可以使学生根据实际问题,独立的建立相应的数学建模,应用自己所学习的数学内容,来对此数学建模中的各个数据进行分析,然后得出相应的结论。在此数学建模比赛结束之后,教师应该对每个人所计算得出的结果与实际的结果进行比较和评价,并且对其中的要点进行分析,使学生能够更加深入的了解数学建模与应用数学之间的关系,从而更好的促进数学建模与应用数学的相互结合。
结束语:
应用数学由于本身的价值和特点,使其本身具有较强的应用性和实践性,而数学建模与应用数学的相互结合,可以使人们更好的理解应用数学其中的内涵,并且利用应用数学解决各种实际问题,我们可以通过发挥数学建模的作用、在应用数学教学中引进数学建模和借助数学建模比赛,来促进数学建模和应用数学的结合,保证应用数学的快速发展。
参考文献:
【关键词】高职院校;数学建模;教学模式;教学方法
自1992年第一届全国大学生数学建模竞赛举办以来,数学建模得到了广泛的关注[1]。开设数学建模课和参加数学建模竞赛活动,不仅能提高学生的数学素质和创新能力,而且能增强学生分析、解决实际问题的能力,从而提升学生的综合素养。
数学建模教育作为素质教育的一部分,以培养技能型、应用型人才为目标的高职高专院校,将数学建模作为数学教学的重要组成部分,更有其必要性和可行性[2]。正是基于此,国内众多高职院校都根据自身特点,开展了数学建模教学活动。
相对于本科院校,高职院校数学建模课程在教学对象、教学方式和教学目的上都有所不同。本文从学校、师资、教材和学生四个层面分析了高职院校数学建模课程面临的困难与存在的问题,针对现状,提出了高职院校开展数学建模课程应该做到的四个重视,这对当前的高职院校如何开展数学建模课程有一定的理论和实践意义。
1.面临的困难与存在的问题
1.1 学校层面
高职院校对数学建模课程的重视程度不够。国内数学建模课虽然已在部分学校开展了十多年,但仍为新兴课程,很多校领导对数学建模课和数学建模竞赛知之甚少,或者觉得其不重要而忽视其对应用学科的推动作用,从而导致开课迟、课时少、资源(软硬件)缺乏等,这对数学建模课的正常开展造成了直接影响。
1.2 师资方面
当前高职院校师资多为专职教师,本身对数学建模不熟,实践经验较为欠缺。首先表现在对数学建模思想不熟悉,数学建模要求我们摆脱过去“定义-定理-证明-推论”这种演绎模式,而是通过数学实验来直观展现数学公式所描述结果,教学方式的改变导致教师原来熟悉教学要求发生改变;其次,很多数学教师不熟悉各种数学软件,比如LINGO/LINDO、MATLAB、MATHEMATIC等。
学校原有师资不经过培训或进修,提升教学能力,就很难胜任数学建模、数学实验等新课程的教学要求。
1.3 教材方面
相对针对本科院校的数学建模教材的“百花齐放”局面,市场上适合高职院校学生数学建模的教材却少得可怜,上课教师难以根据本校的特点而直接选定合适的教材[3,4]。大多数院校的数学建模教材依然是本科院校的教材,这并不符合高职教学的实际与需求,从而存在以下问题[5]:(1)内容过于繁杂,理论性较强,涉及知识点多而且深,对学生要求过高,不适合数学基础相对较差的高职院校学生,也符合高职院校培养技能型、应用型人才的需求;(2)内容缺乏趣味性和针对性,当前的教材多追求内容全而广,注重逻辑的严密性,缺乏趣味性,更缺乏培养应用型人才的针对性。
1.4 学生方面
首先,相对于本科院校学生来说,高职院校学生的数学基础比较薄弱。多数学生的数学素质和基础均较差,高职生源素质总体不高、学习积极性较低。这些因素都给数学建模教学带来了诸多困难
其次,高职院校学生的数学基础水平差异悬殊较大。随着高校的不断扩招, 高职院校学的中数学基础水平差异比较悬殊,这已是不争的事实。同一学校甚至同一专业的学生数学基础差距极大。
再次,高职院校学生的数学建模意识不强。这主要是由两方面原因造成的,一方面是当前的数学教学方式多为传统的填鸭式教学,这种教学模式造成学生只要会做题就能在考试中获得高分,基于应用的建模思想在期末考试中毫无用武之地;另一方面是学生应用数学软件能力不强, 大多数学生没有接触过建模类型的软件, 学生虽有一定的计算机应用能力, 但只局限于课堂教学和文字处理, 在数学软件的自学和应用上存在较大的缺陷。
2.建议与对策
2.1 重视数学建模的宣传普及
对数学建模的普及包括向上和向下两方面。一方面,由于很多领导、老师对数学建模还很陌生,教学组老师需要多向他们普及数学建模课程好处,包括对学生综合素质的提高、对其他科目(如经济类科目)的推动、对学校知名度的提高(如参加数模竞赛等)等。另一方面,也需要多向学生进行宣传普及工作,毕竟学生才是最终的知识接受者,如果他们不感兴趣的话,开展的课程就难以达到预期的教学目标。
2.2 重视师资培训和教材本地化
数学建模课程需要组织教师进行专门的培训和进修,进一步提升教学能力。这包括对实际问题抽象建模的能力、数学软件的应用能力等。组织学生参加数学建模竞赛是激发学生学习兴趣、检验教学成果的好方法,任课老师需要对全国大学生数学建模竞赛和美国数学建模竞赛的参赛流程、参赛规则进行熟悉。
针对当前高职院校数学建模课程难以找到合适的教材的状况,组织任课老师针对本校的实际情况自编教材是提升教师教学质量、提高教材匹配度的办法。教学组老师根据实际教学的情况和学生的反馈,反复讨论认证,最终编写适合的教材。
2.3重视教学过程的趣味性
数学建模是应用性很强的科目,并不是纯理论性课程,所建立模型与实际紧密联系,这使得教师可以适当减弱知识之间推导的严密性而增加模型的趣味性。一方面,可以讲书上的题目或模型与学生的生活联系起来,比如讲解贷款问题时,可以根据某一个学生的家庭情况进行建模;另一方面,可以抛开教材而直接从生活中的问题进行建模,并作为课堂上的案例进行讲解,比如食堂的排队问题等;再者,可以结合学生的所学专业,从其专业知识里归纳数学模型。
数学建模课程涉及知识面广,从事数学建模教育的教师需要认真研究和改革总结出较多涉及不同工程应用背景和生活中常见的趣味性实例,应用这些实例再现数学建模的思想和基本方法,能够具体而方便的应用于趣味性教学,提高学生的学习动力。
2.4 重视教学辅助手段的应用
数学建模因其具有对现实规划的指导性,得到了人们的重视。但我们也要认识到,罗马不是一天建成的,一个学校师资水平、学生水平不是一下子就能提高的,需要在人力、物力、财力等各方面长期不断的投入;一个人的数学建模素养也不是一两次课能建立的,需要长期不断的培养和练习。
针对高职院校,可以在教师和学生两方面采取“走出去”和“请进来”的策略来逐步改变现状。首先,多组织老师和学生到本科院校取经,学习其先进的教学经验。其次,可以多邀请外校建模教师或相关人士来为本校师生做讲座或培训。
另外,对于竞赛获奖的同学,可进行优秀论文张贴、口头表扬、社团荣誉等形式对其进行鼓励,在增强学生自信的同时营造学习和竞争的氛围。
3.总结
本文分析了高职院校数学建模课程在学生、师资和教材等方面存在的问题和面临的困难,然后结合当前教学现状和计划,对如何在高职院校开展数学建模课程提出了针对性建议。这对当前的高职院校如何开展数学建模课程有一定的理论和实践意义。
参考文献:
[1] 李大潜. 将数学建模思想融入数学类主干课程[J], 中国大学教学, 2006年第1期
[2] 颜文勇. 数学建模[M], 北京:高等教育出版社,2011
[3] 杨启帆. 数学建模[M], 高等教育出版社, 2005