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数学建模核心素养

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数学建模核心素养

数学建模核心素养范文第1篇

数学建模的广泛应用已经激起大学生的学习兴趣和研究积极性,各个高职院校纷纷将数学建模思想融入数学课的教学中,对学生数学素养和专业素养的提高取得积极的效果。

一、高职院校数学建模工作的意义

(一)现代职业教育人才培养需求

2014年6月,《国务院关于加快发展现代职业教育的决定》(国发〔2014〕19号)明确指出:提高人才培养质量,推进人才培养模式创新。现代职业教育的关于"实践能力强、具有良好职业道德的高技能人才"培养目标,要求学生既具备扎实理论基础知识和实践操作能力,又具备数学应用能力、创新能力、解决问题能力等职业核心能力。数学建模教育以其独特的学习内容和实践方法培养学生必需的应用能力和数学素养,契合高技能人才的培养要求。因此,推进数学建模教育,对改革人才培养模式影响深远、意义重大。

(二)职业核心能力提高的表现

数学建模是一个学数学、做数学、用数学的过程,注重获取新知能力和解决问题的过程,体现学和用的统一。作为一种创造性活动,数学建模教育活动可以培养学生敏锐的洞察力、严谨的抽象力、严密的逻辑思维、较强的创新意识,使学生在实践活动中能够发挥很好的作用。同时,数学建模又是一种量化手段,锻炼学生知识应用能力和实践能力。数学建模思想的学习过程,是学生积极探索、求真务实、不畏艰辛、努力进取的过程,他们在解决实际问题的同时,既可以学习科学研究的方法步骤,又能增强数学应用和创新能力,进而提高自身的全面素质。

(三)高职数学改革的必经之路

高职数学课程内容曾存在"重经典、轻现代,重连续、轻离散,重分析推导、轻数值计算,重运算技巧、轻数学思想方法"的"四重四轻"现象,这与高职培养的高技能人才目标不适应,所以,将数学建模思想融入数学课程是高职数学改革的必经之路,因为新的教学模式和教学内容能有效地将数学知识体系拓展到技能体系中,有效地增强学生综合应用数学知识的能力。

二、高职院校数学建模工作的特征

近年来,许多高职院校正在将数学建模工作与贯彻落实素质教育有机地结合起来,通过数学建模来提高学生的综合素质以及研究与实践能力。

(一)竞赛带动课程建设,活动锻炼学生技能

1994年,由教育部高教司和中国工业与应用数学学会共同主办全国大学生数学建模竞赛。2004年前后,北京市高职院校纷纷开始参加这项竞赛。每年一届的竞赛活动在大学生中受到关注与喜爱,数学建模很快以选修课的形式应运而生。目前,北京市的几所国家示范校和骨干校每年每校都有大约100名学生报名参加数学建模选修课,每年大约有10支队伍参加全国大学生数学建模竞赛。开展数学建模课程教学和参加全国大学生数学建模竞赛,基于数学建模思想进行教学改革,能为探索数学建模教育和培养新型应用型人才相结合开辟一种新思路、新模式。

(二)课题加强跨学科合作,科研提升师生能力

2008年以来,北京市高职院校纷纷开始组织学院数学建模竞赛,赛题的设计把不同学科领域的专家和专业教师联系到一起,加强跨专业的合作,促进教学团队的建设。良效的研讨机制可以提高教师的整体素质,逐步形成一支结构合理、人员稳定、教学水平高、教学效果好的指导教师梯队,培养一支紧密围绕专业培养目标需求、锐意改革创新的教师队伍。

来自专业课或者生活实际的课题,可以引起学生浓厚的兴趣和参与的积极性,使得他们通过查找资料、调查研究、抽象本质、合理建模、软件求解、验证实际等一系列科研步骤,培养科学研究、谨慎全面的学习态度,锻炼合作创新、解决问题等职业核心能力。

(三)思想推动数学课改,实践优化教法设计

数学建模思想是"实际问题+实用方法+实验模拟+实时检验"的过程,其精髓在于用科学的方法解决实际问题,用合理的分析解释事实现象。这不仅会改变教师向学生单向传授的教学方式,还使教师的引导性、指导性与学生的积极性、主动性得到充分的结合,达到师生互动的良好效果。信息化的实验室授课,使得学生通过设计数学实验,运用数学技术操作计算机模拟,进而实现实际问题的解决,极大程度地调动学生主动学习数学的积极性,提升学生学习数学的成就感与信心。

三、高职院校数学建模工作的发展趋势

(一)与现代职业教育特色相符,不断优化数学类课程结构。开设微积分、数学建模、数学实验等数学类课程,多元化、多角度地培养学生的数学应用意识。根据学生基础和能力采用分层教学,按专业培养方案要求进行模块化教学,既符合学生的能力水平,又与不同专业有机结合。课程多元化,活动多样化,数学建模思想应成为贯穿数学类课程的应用主线,使高职数学类课程一体化。数学建模的目的不仅是为了解决一些具体问题,也不仅为了给学生扩充大量的数学知识,而应普及学生应用数学的意识,提高数学应用能力。对于传统数学教学模式,学生已经厌倦,大部分学生提出的改变教学模式与考试方法的多年来的实践显示,全国大学生数学建模竞赛是数学知识和应用能力共同提高的最佳结合点,是启迪创新意识和创新思维、锻炼创新能力、培养高层次人才的一条有效途径,是激发学生学习积极性,培养他们主动探索、努力构筑奋发进取良好学风及团结协作精神的有力措施。

(二)以学生为中心,充分发挥学生的学习能动性微积分、数学建模、数学实验等数学类课程的教

学内容可进行模块化,根据不同专业的实际需求进行选学,教学方法也可依据不同模块采用不同的方式,以满足学生的个体需求,激发学习积极性,帮助他们在自主探索和合作交流的亲身体验中真正理解和掌握数学的知识与技能、数学应用的思想与方法。教学设计可增加训练活动和实践操作内容,让学生边做边学,学以致用。贯彻"以能力为本位"、"以学生为中心"、"教学做一体"等高职教育理念,采用项目教学、案例教学、角色扮演等多种教学方法,使学生的综合素质在不断参与和体验中提高。

(三)以信息化教学为载体,提高互动教学质量信息化教学的蓬勃发展为数学建模实践操作带来革新的变化,重视运用信息化教学,不断更新前沿的学习资源,把网络和计算机作为学生分析问题和解决问题的强有力工具,使学生融入实际数学活动中去,体现"学以致用"的教学理念。跨学科的教学内容和现代教学案例要求教师须不断学习新知识,更新教学理念,相互研讨交流,不断提升业务能力。利用信息化网络课程教学平台,教师共享不断更新的案例、图片、视频等教学资源,与学生实时互动。丰富的教学视频为学生提供补充学习的机会,充足的题库也给学生准备自我检验的资源,信息化使学生的学习不拘泥于时间和空间,极大地满足学习需求。

(四)以能力为本位,全面考评学生的"输出"能力建立多元化的评价方法和以实践能力为核心的评价体制,全面了解学生的学习态度、实践能力和自我提高程度,既可以激励学生学习,更能满足学生探索和成功的需求,让他们在实践中给予重视。结合课堂中的应用,在对数学建模学习评价时要关注学生学习结果,重视学生学习过程,考查数学知识的掌握,也要体现数学建模思想的运用。

数学建模核心素养范文第2篇

关键词:数学建模竞赛;数模文化;数学文化

作者简介:谢海(1972-),男,广西岑溪人,桂林理工大学理学院,讲师,主要研究方向:智能计算和不确定性理论。(广西桂林541004)

一、什么是数学建模

“不论是用数学方法解决哪类实际问题,还是与其他学科相结合形成交叉学科,首要的和关键的一步是将研究对象的内在规律用数学的语言和方法表述出来,即建立所谓数学模型,还要将求解得到的结果返回到实际问题中去,这种解决问题的全过程称为数学建模。”[1]

二、我国大学生数学建模竞赛发展现状

大学生数学建模竞赛(MathematicCompetitioninModeling,简称MCM)1985年最先在美国出现。1989年,我国3校4队大学生首次参加美国的数学建模竞赛。借鉴美国数学建模竞赛成功经验,我国于1992年开始举办全国大学生数学建模竞赛(ChinaUndergraduateMathematicalContestinModeling,简称CUMCM),每年一届。

全国大学生数学建模竞赛参赛校数和队数逐年持续增长,师生们参赛的热情与日俱增,表明这项竞赛具有良好的声誉,在高等院校和社会上的影响力越来越大,对学生的吸引力越来越强,树立了自己的品牌,使之成为全国高校规模最大的一项科技课外活动。

我国大学生数学建模竞赛以全国大学生数学建模竞赛为核心,其他形式的竞赛有:地区性建模竞赛,如大学生数学建模邀请赛(原为华东地区数学建模竞赛)、苏北地区数学建模竞赛、华中地区大学生数学建模邀请赛;省市级建模竞赛;校内建模竞赛;专业建模竞赛,如电工数学建模竞赛。

此外,我国参加美国大学生数学建模竞赛的队伍也在壮大,参加2008年美国大学生数学建模竞赛(MCM)有849队,占总数的73%,参加交叉学科竞赛(ICM)的有357队,占总数的94%。

总体上说,我国大学生数学建模竞赛活动发展态势良好,成效显著。

三、大学生数学建模竞赛的成效

在全国大学生数学建模竞赛带动下,我国各级各类大学生数学建模竞赛蓬勃发展,数学建模不仅仅是一项竞赛,更是推动大学数学教育教学改革,提高大学生素质的成功探索,取得了巨大的成效。

全国大学生数学建模竞赛组委会主任李大潜院士在分析数学建模之所以受到大学生追捧的原因时说:“数学建模及其竞赛活动打破了原有数学课程自成体系、自我封闭的局面,为数学和外部世界的联系在教学过程中打开了一条通道,提供了一种有效的方式。学生们通过参加数学建模的实践,亲自参加了将数学应用于实际的尝试,亲自参加了发现和创造的过程,取得了在课堂里和书本上所无法获得的宝贵经验和亲身感受,这必能启迪他们的数学心灵,促使他们更好地应用数学、品味数学、理解数学和热爱数学,在知识、能力及素质三方面迅速地成长。可以毫不夸张地说,数学建模的教育及数学建模竞赛活动是这些年来规模最大也最成功的一项数学教学改革实践,是对素质教育的重要贡献”。数模教育及数模竞赛活动有助于广大教师转变教学观念,改进教学方法手段,不断把数模思想和方法融入到大学数学主干课程中,促进整个大学数学课程教学改革,并取得了丰硕成果。2001年、2005年两届高校国家级教学成果一、二等奖中,以数学建模、数学实验为主要内容的有11项,占整个数学类的38%。在2003至2008年度国家级精品课程中数学类共有64项,其中数学建模或数学实验共有9项,占整个数学类的14.1%。数模竞赛活动促进了数模教育教学,数模教育教学的深入展开反过来更好推动数模竞赛活动健康开展。

很多学生用“一次参赛,终生受益”来描述他们参加全国大学生数学建模竞赛的切身感受。通过参与数模、走进数模、体验数模,学生真切感悟到数学解决实际问题广泛性和有效性,形成一种“学数学、爱数学、用数学”的良好氛围。数学建模是数学走向应用的必经之路,是启迪学生数学心灵的必胜之途,是培养学生创新能力的极好载体,有利于提高学生综合素质。

四、数模竞赛与数模文化

数学不仅是一门科学,也是一种文化,即“数学文化”。所谓数学文化,是指数学作为人类认识世界和改造世界的一种工具、能力、活动、产品,在社会历史实践中所创造的物质财富和精神财富的积淀,是数学与人文的结合。全国大学生数学建模竞赛的“目的在于激励学生学习数学的积极性,提高学生建立数学模型和运用计算机技术解决实际问题的综合能力,鼓励广大学生踊跃参加课外科技活动,开拓知识面,培养创造精神及合作意识,推动大学数学教学体系、教学内容和方法的改革。”其竞赛宗旨是“创新意识、团队精神、重在参与、公平竞争”。全国大学生数学建模竞赛的目的和宗旨充分反映了以数模竞赛为核心的各种数模活动带有浓郁的人文气息,具有明显的文化特征。数模竞赛带动了数模系列活动迅速展开,高校掀起数模热,数模系列活动的人文色彩越来越浓厚,文化特征越来越明显。数模竞赛带动数模系列活动,丰富数模文化基本的内涵,拓展数模文化的表现形式。数模文化是数学文化的重要组成部分。在高校里,数模文化可以看作是数学文化与校园文化的综合体。数学建模其实不是什么新鲜事物,而古而有之,历史上一些著名数学模型一直沿用至今。公元前3世纪欧几里德建立的欧氏几何学,就是对现实世界的空间形式所提出的一个数学模型。这个模型十分有效,后来虽然有各种重要的发展,但至今仍在使用。开普勒根据第谷的大量天文观测数据所总结出来的行星运动三大规律,后经牛顿利用与距离平方成反比的万有引力公式、从牛顿力学的原理出发给出了严格的证明,更是一个数学建模取得辉煌成就的例子。由此看出,数学建模具有丰富的文化底蕴。

五、高校加强数模文化建设的若干思考

近年来,数模热在高校里持续升温,为宣传数模、普及数模奠定良好基础。数模文化虽然是数学文化的组织部分,但数模文化也自成体系、具有自身特色。因此,高校加强数模文化建设、充分挖掘数模的文化内涵,具有重要的理论意义和现实针对性。高校加强数模文化建设应认真考虑以下几个问题:(1)建设数模文化的定位是什么。建设数模文化应着力提高大学生的数模素养、文化素养和思想素养。(2)如何确定有数模特色的数模文化基本内容。数模文化内容是十分丰富的,其基本内容应重点介绍数模史、数模思想、数模方法、数模精神、数模竞赛、典型数学模型赏析等。(3)如何构建形式多样、喜闻乐见的传播平台。数模文化的传播平台应形式多样、富有吸引力且便于学生参与,如:可通过“数模文化周”、“数模文化周”、“数模文化长廊”、“数模墙报、板报”、“数模文化讲座”、“数模论坛”、“数模网站”、“数模竞赛”、“数模夏令营”等传播数模文化。(4)如何将数模文化融入到数模教学及大学数学教学中去。将数模文化融入到数模教学及大学数学教学中去,能更加丰富数模课及大学数学的教学内容。(5)能否开设“数模文化”课程。目前,全国有将近四十所高校将“数学文化”作为公共选修课进行开设,取得了较好的效果。由于数模文化本身就自成体系,因此在条件成熟的情况,应该考虑能否也将“数模文化”作为公共选修课开设。

六、结束语

数模的文化功能目前还没有充分发挥,因此,数模文化研究应得到更多的关注,给予更高的重视。高校应大力宣传数模文化、建设数模文化,弘扬数模精神,充分发挥数模的文化功能,更好地提高学生的综合素质。

参考文献:

[1]周远清,姜启源.数学建模竞赛实现了什么[N].光明日报,2006-01-11.

[2]卢丽君.大学生数学建模竞赛魅力何在[N].中国教育报,2006-01-13.

数学建模核心素养范文第3篇

【关键词】数学实验;数学建模;教学目标;教学内容;教学方法

1. 前言

“全国大学生数学建模竞赛”活动自1992年引入我国以来,经过20多年的发展,现已在大学生中取得了较高的知名度与广泛的参与度。很多高校为了更好地开展这项活动,开设了形式多样的数学实验与建模类课程。可以说数学实验与数学建模课程向广大大学生展示了数学应用的价值,提高了学生学习数学的积极性和主动性,对于高校数学教育工作有极大的促进作用。

2、合理设定教学目标

数学实验与建模课的核心定位是一门实践课程,最终目标当然还是落在实践应用上。在此过程中,知识目标是让学生掌握数学建模的基本概念、基本思想与方法;能力目标是使学生具有一定的将实际问题数学化、抽象化,进而建立数学模型,利用数学软件包对数学模型进行计算和求解的能力;素质目标是培养学生用数学思维看待实际问题的意识,培养学生的专业素养。

3. 精心选择教学内容

在专科数学教育专业开设数学实验与建模课程,是对原有课程体系的完善和创新,基于学生的知识水平和学情分析,选择合适的教学内容和教材,是顺利组织教学,实现教学目标的关键。具体而言:

3.1 数学实验与建模课程内容

结合参加全国大学生数学建模竞赛活动的经验,在考虑专业人才培养目标的前提下,阳江职业技术学院数学教育专业于2012年正式开设了数学实验与建模这门课程。根据专科数学建模所涉及的主要知识点,我们把这门课的主要内容设定为:优化模型、统计模型、评价模型、MATLAB基础知识、LILNGO基础知识、EXCEL基础应用等。考虑到这些知识是对原有课程体系的有益补充,我们将这门课设置为专业课,共72个学时,再考虑到学生的知识基础,我们将这门课设在大一第二学期。从近三年的实际教学情况来看,上述教学内容基本上符合学生的实际水平,达到了预期效果。

3.2 教材选择与教学方法

由于整体的参赛氛围没有本科院校热烈,各高职院校似乎对于编写适合于高职高专的数学实验与建模教材缺乏热情,导致目前市面上难以找到合适的教材。而绝大部分本科教材涵盖的知识点较多,而且大部分模型都晦涩难懂,甚至还包含了大量的非数学领域的知识和方法,这些对于专科数学教育专业的学生来说,一般都超出了他们的理解范畴。照搬这类教材给对专科数学教育专业的学生而言往往难以接受,教师也难以驾驭。

基于上述实际情况,我们在第一年开设这们课程的时候,主要采取了讲义的形式,辅以浙江大学出版社出版,宣明主编的《数学建模与数学实验》。讲义围绕“优化模型、统计模型、评价模型”三大主要模型类型展开,首先简单介绍问题背景和基本研究方法,然后通过大量实例进行讲解。宣明主编的辅助教材《数学建模与数学实验》则在MATLA应用、LINGO应用等方面提供了通俗易懂的案例演示。从实际教学情况来看,教材的把握上基本适应了学生的水平,取得了良好的效果。

4.积极创新教学方法

数学实验与建模课程是基于数学建模竞赛活动而开设的,其教学过程自然以数学建模活动为载体,具体的途径和教学方法可以描述如下:

4.1 用经典案例激发学生学习兴趣

专科数学建模内容的重点之一是优化模型,而优化模型有很多经典的案例,善于利用这些经典案例,往往能有效激发学生的学习兴趣。例如运输问题:从M个发点到N各收点运输货物,每条线路有一个给定的运费标准,求每个发点往收点的运量,使得总运费最小。又如指派问题:P个人Q种泳姿,要求每种泳姿选一个人,每个人用一种泳姿,指派去参加游泳比赛,以取得最好成绩(每个人使用某种泳姿时,都要耗费给定的时间)。这样的问题既有经典而又易于掌握的答案,而且很容易推广,学生学起来会觉得很有用,从而产生浓厚兴趣。

4.2用灵活多样的教学方法保证学生的学习效果

教师在讲授具体的建模案例时,既要从实际问题出发,讲清楚问题的背景、建模的要求、建模的过程、模型的解释和检验,又要明确问题的重点,留给学生进一步思考的空间。教师可以将集中讲授与分组讨论相结合,让学生各抒己见,进行讨论式教学。至于讲授和讨论的时机和时间分配,教师可以灵活掌握。这样灵活多样的教学方法,使传授知识变为学习知识、应用知识,充分发挥了学生学习的积极性和主动性,有效地提高了学生的学习效果。

4.3 用真正的竞赛题检验学生的学习成果

数学实验与建模课实质是一门实践课,因此,学以致用是这门课的核心要求。为了巩固和深化课堂教学的内容,真正提高学生的建模能力,就必须要进行实际的建模训练。历年数学建模竞赛试题是很好的训练材料,教师可以选择适当难度的往年试题,让学生按照竞赛的形式,分好组,在特定的时间内,在数学建模实验室进行建模强化训练。并组织全班成员对训练论文进行专题讨论,让同学们讲述论文构思、建模思想与方法。通过整体交流,让大家互相学习、取长补短,达到共同提高的目的。

5、总结

总之,数学实验与建模课程是一门实践性很强的课程,教师在教学过程中有很大的自由度和发挥的空间。教学相长,只要教师认真备课,认真组织教学,最后就一定能师生共同进步。讲授数学建模课教师不仅要求具备较高的专业水平,还必须具备丰富的实践经验和较强的解决实际问题的能力,因此作为教师,也需要不断提高教师自身的水平来促进数学建模教学。

参考文献:

[1]罗卫民.“数学实验”与“数学建模”课程改革[J].高等工程教育研究,2005-06.

[2]翟小霞. 论数学建模课程改革及其教学方法的探讨[DB/OL].2009-03-04

数学建模核心素养范文第4篇

关键词:数学建模;数学文化;教学;财经院校

作者简介:黄凤丽(1979-),女,广西桂平人,广西财经学院信息与统计学院,讲师;赖振丹(1979-),女,广西桂林人,广西财经学院信息与统计学院,讲师。(广西 南宁 530003)

中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)10-0140-02

因校制宜,培养科学基础、实践能力和人文素养融合发展的人才,既是新时期我国经济与社会发展对高校教学的呼吁,也是《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010—2020年)》的核心任务之一。财经院校是培养经济管理人才的载体,培养具备数学知识、能用数学知识分析和解决经济管理中的问题、具有数学文化素养的现代化经济管理人才是新时期对财经院校数学教学的要求。但我国财经院校的数学教学现状令人担忧:一方面我国财经院校数学教师普遍只重视数学基础知识的教学,忽略引导学生运用数学方法解决经济管理中的问题和进行数学文化素质的培养,导致学生对大学数学的认识存在误区,对数学没有兴趣;另一方面大量的数学方法和思想已经渗透到经济管理中:运用数学建立经济模型去寻求经济管理中的最佳方案,运用数学方法组织、调度、控制生产过程,运用数学处理数据来获取经济信息等。[1]可见,我国财经院校的数学教学模式已经不适应培养现代化的创新型经济管理人才的要求。在此背景下,探讨适合“培养科学基础、实践能力和人文素养融合发展的人才”的财经院校数学教学模式具有重要意义,“数学建模融入财经院校数学文化教学”正是基于此意义下提出的一种教学模式。

一、数学建模融入财经院校数学文化教学的理论探讨

1.财经院校需要数学文化教学

什么是数学文化?迄今为止,并没有一个唯一的答案。综合而言,数学文化是指人类在数学行为活动的过程中所创造的物质产品和精神产品。物质产品是指数学命题和数学语言等知识性成分,通俗来说就是数学科学技术;精神产品是指数学思想、数学意识、数学精神和数学美等观念性成分,通俗来说是指数学素质。对于财经院校的学生来说,他们从事的并不是数学专业的工作,更多的是从事经济管理类工作,他们参加工作以后,具体的数学定理和公式可能很少使用,而能够让他们受益的往往是在学习这些数学知识的过程中培养的数学素养,但这又恰恰是他们有所欠缺的。这些数学素养包括:从数学角度看问题的出发点,把实际问题简化和量化的习惯,有条理的理性思维,逻辑推理的意识和能力等。[2]数学文化教学的理念提倡在数学教学中有意识地强调数学知识中蕴涵的数学思想、精神,把数学文化融入数学教学,实现提高学生的数学素养的一种教学模式。因此,财经院校选择数学文化教学理念符合财经院校培养创新型经济管理人才的目标,符合时代的需求。

2.数学建模融入财经院校数学文化教学的必要性

数学建模是用数学的语言(符号或图形)和方法,通过抽象、合理简化建立能刻划或近似刻划并解决实际问题的一种强有力的工具。数学建模的题目一般来自工程技术和管理科学等方面的实际问题,以论文的形式完成,论文包括模型的假设、建立与求解,计算方法的设计与实现,结果的检验与分析,模型的改进等方面。数学建模的过程中,可以与3位同学合作,利用网络资料和各种文献资料帮助理解与解决问题;同时,数学建模过程会涉及较多的数据处理和一些定量的分析,所以在解决问题的过程中将应用计算机软件和数学软件。[3]简而言之,数学建模是一个将抽象问题转化为数学问题、应用综合知识和软件解决实际问题、团结合作的一个过程,是学生获取数学素质的一个过程。

马克思说过:“一种科学只有成功地运用数学时,才算真正达到完善的程度。”近年来,数学文化在人文、社会、科技进步等方面的成功渗透,更充分地证明了马克思这一论断的正确性。在计算机技术发达、通过数据获取经济信息的今天,数学与经济学的关系更是密不可分,可以说不懂数学、不会运用数学就无法进行经济研究。在我国,数学教师在数学基础知识方面的教学水平毋庸置疑,对于财经院校的学生而言,懂数学并不是他们的主要问题,缺乏运用数学方法解决经济管理中的问题的能力才是他们一个显著问题。数学建模可以给予财经院校的学生更好地学会运用数学的实践机会。

综述所述,数学建模融入财经院校数学文化教学非常必要,对实现国家2010—2020年中长期教育改革和发展规划目标意义重大。将数学建模融入数学文化教学中是适应时代要求,符合财经院校培养人才目标需要,有利于提高学生学习数学的积极性和综合素质,启迪创新意识和创新思维,培养主动探索、锻炼创新能力,培养高层次的经济管理人才的一条重要途径。

二、数学建模融入财经院校数学文化教学的实践探讨

一种教学模式能否实施,关键在于是否有一个可行的措施和保障。本文从六个方面探讨实施“数学建模融入财经院校数学文化”教学模式的一些措施和建议,希望能够抛砖引玉,有更多的学者和教师提出更多、更好的措施与建议。

1.学校明确数学文化教学目标

学校教学目标的选择将会对本校的教学理念起着决定性的作用。学校只有明确数学文化教学的目标,并从政策上、经费上给予支持,打破“重科研,轻教学”的理念,建立激励和保障机制,如对教学改革取得较好效果的教师在评职称、年终考核等方面给予肯定,激励数学教师提升教学能力,营造本校数学教师积极参与数学文化教学改革的氛围,数学文化教学才能进行实质性的开展。

2.加强教师数学文化教学理念

教学目标是否得以实现,其关键的一个因素是教师的教学理念。教师在教学活动中扮演一个引导的角色,如果教师没有对数学文化充分的理解,没有强烈的数学文化教学意识,教师怎能引导学生获取数学所蕴含的数学素质?因此,学校可以组织数学教师进行数学文化认识的研讨,以及对当今社会发展趋势和需要人才所具备的素质的认识,让教师从本质上意识到数学文化教学的必要性和紧迫性,强化教师的数学文化教学理念,以实际行动为数学课堂带来新的改革气息。

3.制定数学建模融入数学文化教学的教学大纲

对于部分教师而言,数学建模是比较难讲授的一门课程。要在全校中开展数学建模融入数学文化教学,首先要制定一份可行的教学大纲。这份大纲能够指导教师掌握讲授教学内容的深度、宽度和教学时间的安排,帮助教师如何选择适合的数学建模例子,达到融入数学文化教学的目标。比如,指数模型、蛛网模型可以在函数和极限的知识中应用;最优批量、最优价格模型等可以和导数与微分知识融合,等等。为此,学校可以挑选部分有丰富教学经验的教师和对数学建模研究较好的年轻教师,一起探讨教学大纲的制定,在实践中不断完善和发展数学建模融入数学文化教学的教学大纲。

4.开设数学实验课课程

数学中一些抽象的概念和结论,用语言难以表述清楚,学生不好理解。随着计算机技术的发展,已经可以利用计算机将数学的一些概念和结论通过图形来体现,让学生在直观的图像中通过观察来体会和理解数学的内涵,更容易接受数学思想。同时,数学建模也需要利用相关计算机软件和数学软件解决问题。这些都可以通过数学实验课实现。因此,开设数学实验课课程是数学建模融入数学文化教学的关键措施之一。同时,数学实验课与数学课堂理论课同步进行效果会更显著。

5.鼓励和支持数学教师学习相关经济管理知识与计算机软件

财经院校的数学教学目标是培养具备综合数学素质的经济管理人才。因此,数学文化教学中应强化数学与经济管理知识的结合,使学生充分感受数学知识的生动性和有用性。数学建模过程中,存在相当多的是与经济管理有关的问题。如连续复利的计算模型,可有效提升学生应用极限式于经济分析中的能力。但是大部分数学教师都是从数学专业毕业,缺乏经济管理知识,要数学教师参与经济管理相关的实践,将有较大的困难。同时较多的数学教师,尤其是年纪较大的教师的计算机软件操作能力不强,而数学建模融入数学文化教学却需要教师掌握相关软件。要解决这一问题,学校可以鼓励和支持数学教师通过进修或培训等方式掌握相关经济管理知识和软件操作能力。

6.积极参加全国大学生数学建模竞赛

鼓励和支持学生积极参加高教社杯举办的全国大学生数学建模竞赛或其他的数学数模竞赛,不仅可以让学生将数学知识应用于实践,获得一种成就感,更重要的是让更多的教师和学生了解并参与到数学建模活动中来,感受数学建模中所蕴含的数学素质,师生能更深刻体会数学建模融入数学文化教学的意义。广西财经学院从2002年开始,每年坚持参加高教社杯举办的全国大学生数学建模竞赛,取得了较好成绩;广西财经学院的领导和师生更加关注数学建模,很多学生都希望自己有机会参加竞赛。因此,学校把“数学建模”作为一门选修课列入学校的教学课程中,体现了学校对数学建模的重视。

三、结束语

虽然数学文化教学在我国尚处于以理论探讨为主、实践为辅的阶段,但我国高校已普遍重视数学建模教育并有了较多的实践经验,计算机软件和数学软件也开发得比较完善,如果教育管理者能在政策和费用上支持与保障数学教学改革的开展,教育者在教学行动中实践数学文化教学理念,数学建模融入财经院校数学文化教学的教学模式将会在数学课堂上得到实践和推广,也将会使数学教学充满活力,为培养具有综合数学素质的现代经济管理人才作出重要贡献。

参考文献:

[1]方延明.关于数学文化的学术思考[J].学科发展,2012,23(1).

数学建模核心素养范文第5篇

关键词:数学建模;力学实践;科学思维;创新能力

数学模型是解决各种实际问题的过程,是将数学应用于力学等现代自然科学的重要桥梁。数学建模不仅是数学走向力学应用的必经之路,而且也是科学思维建立的基础。通过数学建模分析力学问题,将数学应用于实际的尝试,亲历发现和创造的过程,可以取得在课堂里和书本上无法获得的宝贵经验和亲身感受,不断深化科学思维,培养学生的创新意识和实践能力。数学建模对力学教学思维的建立具有重要的指导作用。

一、数学建模与数学建模教学的发展

数学建模最早出现于公元前3世纪,欧几里得所写的《几何原本》为现实世界的空间形式构建了数学模型。可以说,数学模型与数学是同时产生的。数学建模的发展贯穿近代力学的发展过程,两者互相促进,相互推动。开普勒总结的行星运动三大规律、牛顿的万有引力公式、电动力学中的Maxwell方程、流体力学中的Navier-Stokes方程与Euler方程以及量子力学中的Schrodinger方程等等,无不是经典的数学建模。1985年,美国开始举办国际大学生数学建模竞赛,至此数学建模的教育开始引起广泛的重视。数学建模在我国兴起并被广泛使用是近三十年的事。从1982年起我国开设“数学建模”课程,1992年起举办全国大学生数学建模竞赛,现在已经成为我国高校规模最大的课外科技活动。2002年,开展“将数学建模的思想与方法融入数学类主干课程”的教改实践,2012年,《数学建模及其应用》杂志创办。

二、数学建模对力学教学的指导作用

1.数学建模是将数学应用于力学实践的必要过程

数学建模(MathematicalModeling)是通过对实际问题的抽象、简化,建立起变量和参数间的数学模型,求解该数学问题并验证解,从而确定能否用于解决问题多次循环、不断深化的过程。数学模型(MathematicalModel)是指为了一个特定目的,对于一个现实问题,发掘其内在规律,通过积极主动的思维,提出适当的假设,运用数学工具得到的一个数学结构。数学建模几乎是一切应用科学的基础,用数学来解决的实际问题,都是通过数学建模的过程来进行的。而力学是应用科学的一个重要分支,一种力学理论往往和相应的一个数学分支相伴产生,如:运动基本定律和微积分,运动方程的求解和常微分方程,弹性力学及流体力学和数学分析理论,天体力学中运动稳定性和微分方程定性理论等。因此,有人甚至认为力学应该也是一门应用数学。

2.数学建模是培养科学思维的基础

科学思维是以科学知识为基础的科学化、最优化的思维,是科学家适应现代实践活动方式和现代科技革命而创立的方法体系。科学思维的其他重要研究者Dunbar立足心理学视角指出,科学思维过程是建构理论、实验设计、假设检验、数据解释和科学发现等阶段中的认知过程。这个过程与数学建模完全吻合,因此数学建模是培养科学思维的基础。许多的力学家同时也是数学家,他们在力学研究工作中总是善于从复杂的现象中洞察问题本质,又能寻找合适的解决问题的数学模型,逐渐形成一套特有的思维与方法。数学建模不单单是对某个问题或是某类问题的研究和解决,更重要的是一种思维的培养。科学思维的培养是科学素养的重要组成,是科学教学的核心内容。

3.数学建模对培养学生的创新能力具有重要作用

数学建模是一个分析问题和解决实际问题的过程,从数学理论到应用数学,再到应用科学,它为培养学生从实践到理论再从理论回到实践的能力,创造了十分有利的条件。数学建模的过程是一个不断探索的过程,因此,数学建模竞赛是培养学生综合能力和发挥创新能力的有效途径。创新可以是前所未有的创造,也可以是在原有基础上的发展改进,即包含创造、改造和重组等意思。数学模型来源于错综复杂的客观实际,没有现成的答案和固定的模式,因此学生在建立和求解这类模型时,从貌似不同的问题中抓住其本质,常常需要打破常规、突破传统。可以说,培养学生的创造能力始终贯穿在数学建模的整个过程。在数学建模的过程中体现了知识的创新、方法的创新、结果的创新和应用的创新。