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对数学建模的看法

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对数学建模的看法

对数学建模的看法范文第1篇

关键词:独立学院;数学软件;实例教学

中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2013)36-8365-01

全国大学生数学建模竞赛是教育部高等教育司和中国工业与应用数学学会共同主办的面向全国大学生的群众性科技活动,上世纪90年代以来,许多高等院校已经把数学建模课程列入了大学的必修课。与此同时,独立学院的高等教育机制才刚刚在我国成立。独立学院鼓励学生参加全国大学生数学建模竞赛。2011年是我院首次参加数学建模竞赛,至此取得了一定的成绩。

计算机的应用在数学建模中占有重要地位,在解决实际问题而建立数学模型的过程中、对所建模型的检验以及大量的数值计算中,都必需用到计算机,尤其在数学建模竞赛中,由于时间较短,任务重,如果能熟练应用计算机就能取得事半功倍的效果。经过多年的努力,已经产生了以MATAB,Mathematic,EXCEL,Lingo,SPSS等为代表的一批优秀数学软件,数学软件在普及过程中深受学生们的欢迎,但是这些数学软件理论知识专业性很强,对于独立学院来的学生来讲,选择合适的实验指导教材显然是非常关键的,如果实验指导教材选择不当,会给学生造成很大困难,也会打击学生学习的积极性。本人从独立学院数学建模课程的教学目标出发,对独立学院如何自编数学建模实验指导教材提出一些自己的看法。

1 独立学院数学建模实验课程授课现状

由于近年来普通高校的扩招,独立学院的入学门槛较低,学生文化基础较差,对计算机的认知程度较低。学生在学习过程中,普遍对数学理论课程的学习都感到“恐惧”,他们觉得数学课程太难,太枯燥。这些间接导致了学生对数学软件的学习不感兴趣,因此在建模过程中,学生一旦遇到较为综合复杂的题目,由于理论知识不扎实,软件的使用又是“盲区”,严重挫伤了学生建模的积极性。

那么如何选择适合独立学院学生的数学建模实验指导教材是非常重要的,如果选用统一的实验指导教材一来未必适合独立学院的学生,二来也不能体现独立学院教育的灵活性,本人认为,最好的一条途径就是学校教师针对学生状况自行组织编写适合本校需求的教材。

2 自编数学建模实验指导教材的定位

自编教材具有较强的实用性和针对性,独立学院自编教材是依据本校的教学大纲编写的,仅供独立学院特定专业学生使用的教材。

3 自编数学建模实验指导教材的具体实施

一是教材内容的设置,根据独立学院学生的心理特点、认知和能力水平,对实验指导内容进行合理安排,要做到先易后难,内容可分为基础实验部分和综合实验部分,基础实验部分应包括各数学软件如MATAB,Mathematic,EXCEL,Lingo,SPSS等的详细操作,使学生能较好的进行上机实习,锻炼学生的动手能力。综合实验部分要与数学建模培训课程内容相结合,保证课程各主要章节教学内容的理论深度和较高的实用性。

二是改变传统的教学方法,立足于实例教学。以传授知识为己任的传统教学方法单一,实例教学可以使教学内容变得活泼有趣,能增进学生学习的积极性,提高学生综合分析能力。数学建模实验指导书应结合数学建模,提供大量的实例,激发学生的学习兴趣,并提高学生解决实际问题的能力。比如在Mathematic软件应用教学指导中可以添加水箱的流量问题的实验,在Lingo软件应用教学指导中可以添加露天矿生产的车辆安排实验。

三是加强学生上机实验课的教学。数学建模是一门实践性很强的课程,为了让学生更好的掌握基本的数学软件,实验之前应通知学生提前预习,教师要精心准备实验内容,课前要明确每次实验的目的、任务、内容和要求,并着重强调一些注意事项。为了使学生更好地理解基本的实验原理和实验内容,实验指导老师要与学生一起上机实验,亲自指导,实验过程中时刻注意学生遇到的各类情况,对学生提出的问题及时予以指导,尽量避免盲目做实验。

4 结束语

独立学院数学建模实验指导书的自行编写与实践是一项长期艰巨任务。理论基础与实践教学相结合的数学建模教学,对教师又提出了更高的要求,因此不断探索新的教学模式和教学方法,加强专业教师技能的培训,正确实施自编建模实验指导的各个环节,对提高学校的教学质量,提升数学建模竞赛队员水平具有实际应用价值。

参考文献:

[1] 王红利.高校自编教材的实效性探析[J].教育探索,2012(11).

[2] 李再发.职业院校自编计算机理论教材的几点看法[J].金卡工程:经济与法,2010(11).

对数学建模的看法范文第2篇

一直以来,中学数学教学存在很多问题,新人教版教材也是如此:教学中重知识轻思想,重结论轻证明,重理论轻应用,教学内容远离实际。面对诸多问题的教学系统,学生是受影响最大的群体。很多中学生会说:数学就是虚无缥缈并且枯燥无味的,比如说求sin、cos、tan,求两三角形相似等等问题,为什么要求它呢?对于我今后的生活毫无意义,很多人没有学数学,但是照样生活幸福。因为在目前的体系中,数学确实给学生们的感觉就是脱离实际的,没能使学生真正认识到数学在归纳演绎、训练思维、科学应用等方面的乐趣,更不用谈充分发挥学生的创新能力。所以《新数学课程标准》提出:数学模型的建立,对于合理的描述社会和自然现象有良好效果。可以让学生在课程的学习中从问题情境出发,然后尝试建立模型,然后求解,最后对应用进行解释。经过这样的过程,增强学生对数学的理解,提高学生的观察力、想象力、实际操作与思维能力,随着学习的不断深入,创造性便由此酝酿并发挥巨大作用。

二、数学建模发展的背后意义

随着计算工具的发展,特别是因为计算机的产生而催生的信息时代,庞大的数据、各行各业激烈的竞争,对于定量分析、数据处理等等问题,都需要数学的参与。虽然数学的实际应用已经到达了空前的繁荣,但是数学建模在数学学习中的应用却没能体现出来,远远落后于现实世界的发展脚步。众所周知,数学建模在四、五十年前进入一些西方国家大学,不到20年时间,我国的几所大学对数学建模的引进也风生水起。数学建模的相关课程也在各类高校形成规模,一条为培养广大学子的数学分析、实践能力的道路开辟了出来。数学建模思想如雨后春笋,以欣欣向荣之势横扫西方和中国各大高校,但是数学建模作为一种特有的思考模式,它通过抽象、简化的方法,建立起能够近似刻画并解决实际问题,已然不仅仅是一种语言和方法,而更是一种有利的手段。虽然有在大学阶段进行强化和补充,但从其效果来看是远远不够的。于是,对于在初中时期就进行数学应用能力的培养成为了新的要求、重点。当前,学生作为教学环境的主体,是否能够将所学转化成所用就成为教学效果的重要评判标准。

三、数学建模教育的重要作用

1.对应用数学的意识的培养

遇到实际生活中的问题,可以学以致用。以一个数学学习者以及实践者的立场来解决问题。

2.极大的提高数学学习的乐趣

能够在生活的诸多方面利用数学思维来解决问题,可以说成为生活中一个有力的助手。

3.提高对于数学学习的信心

传统教学中,数学以其抽象的思维以及各种看似脱离实际的问题,让学生晕头转向,逐渐让学生开始害怕数学学习。而数学建模让抽象的数学一下子变得贴近生活,更容易接受。凭借不断的学以致用,自信心便会慢慢树立。中学生正处于人生的黄金时期,对于各种能力的培养都是关键时期,所以对于数学思想的灌输应该跟上来,这将让学生终身收益。教师可以在适当的时候研究哪些内容可以引入模型教学,通过一些生活实践来让学生建立模型来解决问题,结合教材中一些不大复杂的应用问题,带着学生一起来完成数学化的过程,给学生一些数学应用和数学建模的初步体验。比如说:出租车作为现代日渐流行的代步方式,对其收费标准的探讨可以引入数学模型。某地的收费标准有两种,A方案的起步价是15元,5千米以上1.5元/km,B方案的起步价为10元,3千米以上1.2元/km,如果你要到达10km以外的某地,问选何种方案更经济,相比另外一种方案省了多少钱?虽然初中数学中出现的很多应用问题是一些比较简单的数学建模问题,但是麻雀虽小,五脏俱全,它包含了数学建模的全过程,我们可以把数学建模的思想方法渗透其中。

四、结语

对数学建模的看法范文第3篇

【关键词】高职数学 培养目标 课程改革 数学建模及竞赛

【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2013)12-0027-03

为了适应现代科学技术发展的需要,高职数学教学不应只进行纯数学研究的培养,而是应培养学生运用数学知识及数学思维方法分析、解决复杂实际问题的能力。数学除了能培养学生的理解能力和发现问题的能力外,还能训练学生科学系统的思维能力。学生在数学学习中能获得逻辑思维、演绎归纳、综合计算等能力。数学建模就是运用这些能力与实际的科学技术、生产和工程问题相结合的过程。

一 数学建模活动的现状

随着计算技术的迅速发展,高新技术要运用于生产实际,其中数学建模的运用起到了至关重要的作用。数学建模教学已在高职教育中逐步开展,国内外越来越多的高职教育正在进行数学建模的教学并组织学生参加数学建模竞赛,把数学建模教学和竞赛作为高职教学改革和培养高层次人才的一个重要方面。我院数学教研室也通过选修课的形式,开展了两学期数学建模教学的尝试,作为任课教师,通过两学期的授课与指导,我深深体会到数学建模活动在培养高职高专学生运用数学的思维、方法及理论去分析和解决实际问题等方面的突出意义。

二 开展数学建模竞赛的意义

高等职业技术教育的一个重要目标是培养应用型的高技术人才,学生走上工作岗位后常常要做的是根据错综复杂的实际情况,抓住本质属性和内在联系分析和解决问题,建立有效可行的办法,这正与建模的目的不谋而合。建模的对象涉及工程设计、交通运输、科学技术、经济管理等很多领域,这就要求学生在掌握数学知识的同时拓宽知识面,也对学生的自学能力、分析和解决问题的能力提出了很高的要求。Math Works研究员Jim Tung说道:“在当今人才市场上,数学和工程领域的人才非常抢手,雇主们都在寻找懂得如何使用数学建模工具和方法来解决问题的求职者。”

1.培养大学生素质

第一,开展数学建模教育可以让高职学生认识到数学在实际生活中的应用,从中感悟数学思维和方法、增强解决实际问题的能力、激发学生对数学的热爱、提高学习积极性。

第二,开展数学建模教育可以培养学生良好的数学观和方法论,培养学生用数学思维、方法和应用计算技术解决实际问题的能力,培养学生的综合素质。

第三,开展数学建模教育可以培养学生的创新意识和创造能力,为大学生创业打下良好的基础。

第四,开展数学建模教育可以培养学生与人共事的团队精神和协作能力。

第五,开展数学建模教育可以培养学生的观察力、想象力,有助于学生形成顽强拼搏的意志。

第六,开展数学建模教育可以培养学生论文写作能力,为今后工作中写论文、报告等打下坚实的基础。

第七,开展数学建模教育有助于学生知识水平的提高和自学能力的培养

2.有助于推动高职数学课程改革

第一,开展数学建模教育可以推动教学内容、教学方式的改革,达到让学生快乐学习的目的。

我们周围许多实际问题看起来似乎与数学无关,但通过观测、分析和假设,可发现这些看似与数学无关的问题,都可以运用数学方法解决。针对物流专业的教学中,可让学生调查某物流公司“车辆调度情况”,建立模型并对其可行性进行评估;针对旅游规划的学生,可开发一条新的旅游线路;针对饭店管理的学生,可利用导数对酒店的运营进行边际分析,求酒店利润最大化。这样结合学生所学专业建立数学模型,能使学生体会到学习数学的意义所在,极大地调动了学生学习的主动性。

第二,数学建模竞赛的开展也推动了教学与科研的发展,促进教师队伍的成长。

近年来,我国有大批数学教师在从事数学建模教学工作或赛前培训的辅导工作,为此他们也要通过不断学习来拓宽自己的知识面,提高运用数学工具分析解决实际问题的意识和能力,这样可以增强他们的创新精神和加速对数学建模这个学科的研究。数学建模竞赛指导工作也培养了他们热爱学生、不重名利、无私奉献的精神。所以说,开展数学建模教育可以提高教师的整体素质。

三 高职高专院校开展数学建模竞赛的困难

1.高职学生在校学习时间短、理论基础相对薄弱、学习习惯差

下表是重庆市近三年文理科最低控制分数线,从下表中看到高职分数线低于本科分数线50分以上,最多的时候甚至相差158分(如2011年),且录取分数线呈逐年递减的趋势,这就充分反映了高职学生的中学基础知识差,理论功底较薄弱,学习中非常排斥理论的讲授,学习效率普遍较低。面对这种现状学生们并没有变压力为动力,究其原因,不是智力问题,而是自身学习习惯的问题,主要表现为:自学能力弱、学习缺乏韧性、知难而退、不求甚解,久而久之导致学习积极性不高,如此恶性循环造成学习效果欠佳。

2.数学课程不受重视

当前许多高职院校都积极进行教育模式的改革,压缩了理论教育课时数,作为公共必修课的数学教学学时不断减少,有的专业数学课程学时只有30节,最多的也只有120节左右。而教学内容要涵盖微积分、常微分方程、线性代数、级数等,教学学时相对不足。同时我国的高职数学教育,课程结构、现行教材单一,不能同时满足不同层次学生的需求。

3.数学建模活动发展不平衡

数学建模活动在综合性大学和理工院校开展的较为普遍,而在高职高专院校还不够重视,而且大部分高职院校只是为了竞赛而参与这项活动,这不利于建模活动的长期良性的发展。有些高职院校也在努力实践,在数学建模的教学、培训模式、竞赛方式上都取得了良好的效果,但对于基础薄弱的学生来说还是很难。因此,需要在实践过程中不断探索适用于高职院校所有学生的数学建模活动。

四 如何开展数学建模教育和竞赛

1.加强对数学建模指导教师的培训

对指导教师的培训主要围绕以下几个方面展开:了解数学建模课程的开设和教学改革的最新理念与动态;提高数学建模科研能力与技术的平台建设;熟悉数学建模竞赛培训内容、方法和技巧与典型赛题分析;掌握校级数学建模竞赛的命题与组织方法;开展适合本校的数学建模精品课建设;着手本校数学建模教学建设及师资队伍建设;提高数学工具软件应用与数学实验教学案例开发的能力;展开数学建模、数学实验、数学实验室的建设;促进指导教师数学建模科研论文的整理与发表。

2.把建模思想融入数学教学过程

现在很多高职院校,由于学生在校时间短,为了提高学生专业技能等方面的原因,不断地压缩高等数学的教学课时,所以最好的办法是把建模思想融入到平常的教学过程中去。

第一,开展案例教学创新。教师应紧密联系学生所学专业收集、编制、改造和他们所学专业的建模实例,从而进一步贴近学生生活实际。这样,学生在理论与实践融合的氛围中,学习兴趣会相对高涨,对数学建模的应用更具有好奇感,更容易使学生理解数学理论概念的本质和应用。在教学活动中,教师注意课堂讨论板块的穿插,让学生在受到教师启发性授课的同时,也能够参与互动,表达各自的看法和建议,这有助于高职学生创新思维的开发。

第二,开展小组讨论教学法,开发独立思维,发扬团队协作。教学方法的改革与适用,首先要让学生意识到自己是学习的参与者和探索者,在发挥教师主导作用的同时,发挥学生的主体作用,为学生的积极参与创造条件,引导学生去思考、发现、创新,改变过去传统的教学方法。

第三,使用先进的教学手段。目前,越来越多的课程采取多媒体与板书相结合的授课方法,提高了授课效率。比如,部分教师专门制作的PPT细致、方便、灵活、有针对性,使用效果好。数学类课程还可使用Matlab的优点。

第四,增加信息检索方面的教学。在现有数学建模情境中,往往由涉及多学科、多方面的知识点融汇成一个复杂的知识网络体系。这就要求学生在较短时间内尽可能搜索到有用的知识,所以在教学过程中教会学生利用互联网等手段进行信息检索是现今社会的需要,也是高职院校数学建模教育的当务之急。

3.鼓励学生参加数学建模竞赛

要求学生积极参与,通过竞赛对建模有创意并具有合理性的小组进行鼓励,使建模更加深入人心,更重要的是使学生得到锻炼。鼓励学生参加每年一次的大学生数学建模大赛,展示和拓展自己的能力。

在高校开展建模竞赛,既有助于对大学生创新思维、动手实践能力、竞争意识、团队合作精神的培养,也有助于完善大学生的知识结构,此外还有助于提高大学生的综合素质。在这项赛事的推动下,相关理论的研究不断开展并日趋深入,大量相关出版物陆续出版发行,许多高等院校也相继开设了数学建模课程。随着竞赛逐年开展,参赛队伍越来越庞大,目前数学建模竞赛已位于教育部四大学科竞赛之首,其规模最大,影响力也最大。

4.开设数学建模选修课

当然,由于公选课的授课对象都是非数学专业的学生,因而所选的模型要贴近生活,讲述与生活实际密切相关的模型。此外,在数模教学环节中增加了一定的实践环节,让学生有实际操作的机会,使有兴趣的学生结合日常生活或专业,选择一些由易到难的建模课题。在教师的指导下,每学期完成1~2个建模课题,使建模活动更加有目的、有计划地开展,培养他们动手解决实际问题的能力,让更多的学生参与建模。

5.搭建功能齐全的网络教学平台

网络教学将网络技术作为构成新型学习环境的有机因素,利用网络的特性和资源来创造一种有意义的学习环境,向学生提供丰富的教学资源,提供有利于改善学习效果的条件,让学生自主探索、主动学习,充分体现学习者的主体地位;同时也为师生提供了互动平台。

五 关于数学建模活动的注意事项

1.开展建模时一定要遵循学生的认知规律,切勿急功近利

由于高职院校数学基础相对薄弱,几乎未接触过数学建模培训,所以在开展数学建模活动时,应考虑到学生掌握的知识和现有能力,切勿盲目进行。在建模过程中,要将过去以教师为中心变为以学生为主体;以课堂讲授为主变为以问题发现、解决为主;以知识传授为主的教学模式变为以培养能力为目标的教学活动。整个过程要遵循学生的认知规律,结合学生的实际水平。

2.对选拔竞赛队员的思路

第一,要充分考虑学生的数学素质、计算机应用能力、数学软件应用能力、论文写作能力等,尽量选出能力较强的学生。

第二,开设数学建模选修课。一方面吸引调动学生学习数学的积极性获得更广泛的数学知识;另一方面注意选拔出各方面素质较强的竞赛苗子。

第三,通过学生的数学成绩和上课表现,同时结合任课教师和班主任的意见,初选出大名单,再由建模指导教师逐一挑选,确定最终名单。

第四,所有入围的学生都参加建模集中培训,培训结束时组织校内竞赛,进行第二次考查和筛选,这样既调动了学生的积极性,又吸引了更多学生参与建模学习,更为选出优秀的队员做好了铺垫。

最后,在进行第二次选拔时,指导教师往往会遇到难以取舍的情况,而那些校内竞赛后被淘汰的学生,他们之前以极大的热情投入到培训中,落选使他们既难过又不服气,所以学院可以考虑设立校内奖励制度,使本校的数学建模竞赛工作进入良性循环。

参考文献

[1]北京师范大学数学科学学院采用Matlab为教学课程以及全国大学生数学建模竞赛的参赛队伍提供支持[J].国外电子测量技术,2011(10)

[2]郭思乐、喻玮著.数学思维教育论[M].上海:上海教育出版社,1997

对数学建模的看法范文第4篇

Abstract: This paper briefly describes the backward of the traditional mathematics teaching mode, puts forward the idea of integrating mathematical modeling into the traditional teaching methods of higher mathematics meets the requirements of quality education, and discusses the feasibility, methods, function and significance.

关键词: 数学建模;高等数学;教学

Key words: mathematical modeling;higher mathematics;teaching

中图分类号:G652 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2016)30-0215-02

0 引言

高等数学课程在高等学校非数学专业的教学计划中是一门重要的基础理论课。通过掌握这门课程,能够帮助其更好地学习其他基础课和多数专业课,很多课程都或多或少的涉及到高等数学课程,它是这些课程的数学基础。

数学建模是用图表、程序、数学式子、数学符号等刻画客观事物的本质属性与内在联系,将抽象的实际问题转化为可以解决的数学问题的过程。

数学建模一般分为五个基本环节:①模型设置;②模型构成;③模型求解;④模型检验;⑤模型应用。

数学建模涉及的问题方方面面,且千变万化,建模过程可以说是渗透数学思想方法的过程,在不同的实际问题中数学建模可以渗透不同的思想方法和数学方法,其中思想方法主要包括探索思想、联想思想、类比化归和类比、等价转化思想、逻辑划分的思想、数形结合的思想、方程的思想等;数学方法主要包括归纳法、解析法、反证法、配方法、待定系数法、换元法、消元法等。通过数学建模,学生们能够了解和学习到很多的数学思想方法,如此不仅能够提高学生的综合素质,还能够使学生从本质上理解数学建模的思想(数学建模过程图见图1)。

1 高等数学的传统教学模式现状

随着社会的进步,很多高校开始改革和创新自身的高等数学教学模式,但部分高校依然采用的是传统的教学模式,导致其教学过程中存在以下问题:一是教学方式落后,采取的教学方法还是以“填鸭式”为主,教师过分地主导课堂,学生的主观能动性很低,只能被动地接收教师讲授的知识,不利于自身创造力和想象力的培养;二是教学过程过分重视逻辑性,忽视了应用性。当前社会对人才的要求同过去相比有了很大变化,很多企业都十分重视学生的实践能力,而传统教学模式下培养出来的学生普通实践能力较弱,理论知识较扎实,如此遇到实际问题常常没有能力解决,无法满足当代用人单位的需求;三是学生的学习积极性不高。在传统的教学模式下学生较少有机会进行自主思考和探索,多数时间都在消化教师讲授的知识,长此以往下去学生由于无法体会到学习的乐趣和解决问题的成就感,很容易对学习失去兴趣,如此不利于高校人才的培养。

2 建模思想融入高等数学教学的可行性

高职高专作为一种职业技术教育,其培养的学生都是应用型人才,而数学建模也旨在解决各类实际问题,两者在这一点上目的是相同的,因此在高等数学教学中融入建模思想是可行的,具体原因分析如下:一是由于高职学生的目的就是成为应用型人才,高职学生比其它层次的学生更清楚实际生产问题的流程,而数学建模往往伴随着各类实际问题,从这个角度讲,高职学生更了解实际生产问题的流程,因此比其它层次的学生更具优势;二是计算机高职学生已经掌握了一定的数学理论知识,且具有一定的解决实际问题的能力,这就使得在高等数学教学中融入建模思想具有了一定的先天优势,大大增加了其可行性。

3 数学建模融入到高等数学教学中的方法

将建模思想融入到高等数学教学中,学生在学习理论知识的同时还能够进行实践,使自身的理论知识和实践经验融会贯通,从而大大提升自身的实力,具体在高等数学教学中融入数学建模的方法如下:

3.1 弄清、搞透概念的意义

正因为实际需要才产生了数学概念,所以在实际的教学过程中教师应注重将抽象的实际问题转化为数学问题的过程,重视对学生数学学习兴趣的培养。高等数学中定积分的概念和导数的概念至关重要,其中导数的概念就是从交变电路的电流强度、物理学的变速直线运动的速度及几何曲线的切线斜率等实际问题抽象出来的。这同时也说明了导数的概念具有广泛的应用意义,通过掌握导数的概念可以解决生活中遇到的很多实际问题。定积分的基本思想是“化整为零取近似,聚零为整求极限”。定积分概念建立的关键是以局部取近似以直代曲,应抽象以常量代替变量。

3.2 加深、推广应用问题

高等数学中的应用问题众多,其中最具代表性的如下所示:

①最值问题。在导数的应用中最值问题是最先接触到的问题,教学中学习到的解决最值问题的方法实际上就是比较简单的数学建模思想。

②定积分的应用。“微元法”这一思想根植于定积分的概念,在教学过程中必须将定积分的概念进行充分的分析,使学生能够真正地掌握和灵活应用定积分,如此采用微元法解决实际问题时才能得心应手。

③微分方程就是为了解决实际问题。利用微分方程建立数学模型尚未建立统一的规则方法。通常采取的步骤是:首先确定变量,分析这些变量和他们的微元或变化率之间的关系,然后结合相关学科的理论知识和相关实践经验建立其微分方程,再对方程求解,并分析验证结果。微分方程能够解决很多实际问题,在教学过程中应本着由浅入深的原则,多举实例。

3.3 高等数学中数学模型的案例教学

案例教学,顾名思义就是在课堂教学中以具体案例作为教学内容,通过具体问题的建模范例,介绍数学建模的思想方法。

4 数学建模融入高等数学教学的功能和意义

4.1 数学建模的教育功能

4.1.1 数学建模课程有助于深化学生对数学的理解,树立正确的数学观

人们对数学的总体看法就是数学观。在生活中我们发现常常有数学系的学生发出感叹“学数学到底有什么用”,并且常常因为觉得学数学没有用途而对继续学习数学失去兴趣,反之是一些经常用到数学知识的学科(物理、计算机等)认为数学的作用很大。由此我们发现只有在实践中数学才会发散其魅力,通过数学建模课程,学生有机会将自身学到的知识进行实践,学习效果将事半功倍。

4.1.2 数学建模有助于训练学生的思维品质

曾有学者说过,思维品质主要包括思维的敏捷性、思维的批判性、思维的独创性、思维的灵活性、思维的深刻性。通过长时间的实践我们发现,在数学建模的过程中这些思维品质都能够得到培养和锻炼。

要想建立数学模型,首先必须对实际问题有个充分的了解,基于此才能发现问题的内在联系,继而解决问题。在建立数学模型的过程中,需要先将抽象的实际问题转化为数学问题,然后分析求解目标、已知条件和未知条件,要求很高的思维的深刻性和敏捷性。同时由于学生面对的建模问题是一个未知的问题,学生在建模过程中必须充分地发挥自身的想象力和洞察力,不断地转换思维角度,灵活应变才能完成数学建模。

此外,在完成了模型的建立后,还要进行分析和检验。这是一个回顾和反思的过程,在此过程中培养了学生的思维批判性。

4.1.3 数学建模有助于发展学生良好的非智力因素

实践表明,当学生意识到数学的作用时,其学习热情和主动性会更强,会更自觉地投入到数学的学习当中去。通过数学建模学生拓展了自身的知识储备,丰富了自己的视野。不可否认数学是一门较难的学科,学生通过学习数学能够锻炼自身坚忍不拔的意志,不仅如此,通过和同学讨论探讨,还能够培养自身的团队协作能力。

4.2 数学建模的融入有利于传统数学教育由“应试教育”向“素质教育”的转变

过去我国实行的是应试教育,现在我国追求的是素质教育,素质教育的目的是为了提高全民素质,它注重的是教育的发展功能,是为全体学生谋福利的。

数学教育思想改变了过去少数人学习数学的现状,将其变成了大众数学,它认为学习数学不是为了考试,学习数学能够帮助我们解决很多实际问题,数学教育思想体现在基础教育中的,数学教育是面对全体学生的,而不是少数数学尖子生。

培养学生的素质和能力应该有两个方面,一是通过分析、计算或逻辑推理能够正确、快速地求解数学问题,即运用已经建立起来的数学模型;二是用数学语言和方法去抽象、概括客观对象的内在规律,构造出待解决的实际问题的数学模型。

5 结语

既然数学教育本质上是一种素质教育,数学建模不仅凸现出其重要性,而且已成为现代应用数学的一个重要组成部分。学生通过开展数学建模的训练,能够拓展自身的知识储备,丰富自己的视野,提高其综合实力,使自身成长为一名优秀的理论知识和实践能力兼备的人才。因此在高等院校开展数学建模教学至关重要,它能够帮助高校培养出更多的优秀的应用型人才,真正地提高学生的综合素质。

参考文献:

[1]李大潜.数学建模与素质教育[J].中国大学教学,2002(10).

对数学建模的看法范文第5篇

一、数学建模应用于高等数学教学的必要性

1.目前高校数学教学中存在的问题

目前,高等数学课教师主要采用传统的“粉笔加黑板”为主的教学方法来授课。在教学过程中,基本上采取统一上课进度、统一的辅导和作业批改、统一的课程考试的方式进行教学,只是简单地把知识灌输给学生,而且过于注重演绎证明、运算技巧,忽视了应用理解和学生创新能力的培养,学生的潜在能力不但没有得到挖掘,反而被埋没了。

2.数学建模应用于高等数学教学的必要性

数学建模教学具有紧密结合多领域实际问题,将实际案例分析作为教学内容等特点,因此有助于克服传统数学教学中知识与能力脱节的弊端,可以启迪学生应用数学的意识、兴趣和能力。数学建模教学中所采用的多为研讨班模式,可以充分发挥学生的参与意识;在研讨过程中,教师和学生地位平等,通过共同讨论,能让学生从被动学习转变为主动学习,从而极大地调动学生自觉参与的积极性。数学建模教学中,可采用分层次、模块式的教学体系,运用现代数学的观点和方法改造传统教学内容和教学体系,从而探索出高等数学教学的新路子。

(1)激发学生的数学学习兴趣。因为高等数学教学的理论性比较强,学生在学习之中会感到相对枯燥乏味,容易产生畏难情绪,使得学习的积极性不高。而数学建模中所举的例子恰恰都是来源于现实生活中的实际问题,能使学生感觉到数学知识的运用无处不在。如此,就能调动学生运用数学知识来解决实际问题的能力,从而激发学生的数学学习的兴趣。

(2)培养学生的创新学习能力。通过在高等数学教学中引入数学建模思想,能够培养学生以下各方面的能力:一是运用数学知识进行分析、推理、证明与计算的能力;二是培养运用数学语言来表述实际问题,以提高数学表达能力;三是培养使用计算机及各种数学软件的能力;四是提高独立搜寻文献资料的能力、组织协调能力。因为数学建模教学必须通过学生之间的思想交流才能达成一致,所以也能培养团队的合作精神;五是培养学生的联想能力与创造能力,而且因为数学建模没有统一的标准答案,方法灵活多样,学生完全可以从不同角度、用不同数学方法解决同一问题,通过寻找最佳模型来发挥学生的创造能力。

二、应用数学建模思想的方法

1.在绪论教学中应用数学建模思想

一般来说,绪论课是学生进入高校后第一次接触到高等数学课程,建立学生学习高等数学的兴趣成为绪论课教学的首要任务。由于中学阶段的数学教育过分强调应试,导致大部分学生对数学学习产生了误解。因此,要从观念上改变学生们对数学学习的看法,就要有的放矢地提出具有较强趣味性,能够激发学生求知欲的案例,而数学建模思想就有这样的特点。比如,可以运用数学建模思想向学生介绍椅子能否在凹凸不平的地面上放平,看佛光是迷信而不是科学。这些问题能极大地激发学生的好奇心,活跃课堂教学气氛,拓宽学生的视野,从而为学生学习高等数学奠定良好的学习动机。

2.在数学概念教学中应用数学建模思想

在数学概念的教学中,运用数学建模思想也能取得较好的实效。比如,在讲授导数的概念时,可以给出两个模型:模型一是变速直线运动的瞬时速度,模型二则是非恒定电流的电流强度。在模型的建立过程中,可以运用简单的物理知识,由师生一起来共同进行分析讨论。通过对问题展开分析,对于以上两个不同的模型,一旦抛开其实际意义,单纯地从数学结构上来看待,它们都有相同的形式,都能归结为同一个数学模型,也就是函数的改变量和自变量改变量的比值。当自变量改变量趋于零时的极限值,这种形式的极限,在数学上即定义为函数的导数。在有了导数的定义之后,前面的两个模型很容易就能得到解决。这样既得出了导数的概念,又能让学生体验到数学的魅力。

3.在作业布置中应用数学建模思想

当前,在高等数学中的习题中,涉及应用方面的问题很少,即便是有,也是一些条件充分,而且答案已经确定的问题,这对于培养学生的创新能力是十分不利的。为尽量弥补这一缺憾,可补充一些数学建模的素材到习题之中,这样不但能够丰富教学的内容,而且又能让学生体验到学习数学建模的全过程。一方面,教师可布置一些较为开放的应用题,给予学生更大的思维空间,以学生为中心,积极引导学生深入探索,是当前高等数学教学改革的方向。所以,要在作业中布置一些与其他学科有联系,或是从实际生活中搜集到的开放型应用题,从而使这种教学思想得到进一步完善。另一方面,教师还布置一些需要运用数学软件分析处理的数学实验题。鼓励学生利用数据分析计算软件、非线性规划软件、线性规划软件等,在电脑上模拟实验现象,以便学生对所要研究课题的可行性、结论的正确性等开展深入研究,使学生能够真正体验到计算机应用技术的重要价值,提高对高等数学的学习兴趣。

4.在考试考核中应用数学建模思想

高等数学考核的方法正在从单一的闭卷考试转变为多样化形式,可见,客观公正、尊重个体能力及差异变得更加重要,而创新意识的培养则是数学建模学习的宗旨之一。因此,在考核中,要充分展现学生各方面的创新能力。除考核基础知识之外,还可参考数学建模竞赛等形式来出题,这样不但能够考查学生当前的数学能力,还能发现其学习潜力。当然,平时的作业也可允许学生自行建立数学模型,然后再由学生自己尝试着去解决,以提高学习的成效。