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【摘 要】数学建模是联系生活与数学之间的重要桥梁,在各个领域中,数学建模都有非常重要的应用,可以用来解决实际问题,探索解题的思维。在高校教学中,数学建模教学对学生的思维能力、解题能力、探索能力有非常重要的培养作用,可以提升学生在实践中解决问题的能力。本文主要结合数学建模的概念,探讨了完善高校数学建模教学的策略。
【关键词】高校数学建模;教学模式;探索与实践
引言
在社会经济发展过程中,数学在解决人们生活和生产问题中有非常重要的应用,采用数学建模的方法和思想,可以对生活中遇到的各类问题进行分析解决。高校在素质教育下,对于培养学生的综合能力有非常明确的目标,使学生在未来生活和工作中,可以利用数学建模解决各种实际问题。在数学建模教学中,重点还是培养学生的建模思维,提升学生的数学思维能力,让学生可以将生活实际问题可以利用数学方法来进行解决,为学生搭建一座联系生活实际的桥梁。
1数学建模的概念
数学建模指的是在研究某个问题的时候,可以针对某个对象或者目标进行假设,采用一些数学工具构建一个合理的数学结构,并利用科学、合理的方法,实现最终决策。数学建模也就是在解决实际问题过程中,采用数学思维和数学方法,构建出一个数学模型,从而使得实际问题可以利用数学的方法来进行解决。而数学学科本身具有抽象性和复杂性,因此数学建模也是非常复杂、多变、概括和综合性。学生在学习数学建模过程中,必须有扎实的基础知识为根基,具有灵活的思维能力,从而在数学建模过程中可以逐步分析,利用数学建模思想解决实际问题。数学建模教学中,学生还需要掌握专业的数学建模相关知识,在实际学习中可以灵活运用各种软件,可以有效的收集和分析数据,有非常独立的思想和自学能力,在整个数学建模过程中,体现出综合性能力。
2完善高校数学建模教学模式的有效策略
2.1确保选题的科学性
在数学建模中,选题是非常重要的环节,科学的选题会影响到数学建模的教学效果。因此数学教师在数学建模教学中应该有计划性的进行课题选择,有针对性的制定合适的内容,结合学生的实际能力和教材内容,以开发学生思维为目标,遵循以问题为中心,选择具有研究价值的课题,并在选题过程中可以兼顾趣味性和可行性原则,有效的激发学生的研究兴趣。
2.2做到多层面联合
教师在数学建模教学中,要从不同的层面加以重视,联系多个层面。首先,数学建模应突出重点,对建模的各个步骤的作用和特点讲述清楚,并教给学生如何将各个步骤进行协调的方法,以建模方法为基础创设情境,帮助学生对问题进行理解,并建立有效的数学模型,对需要解决的问题进行求解以及评价。另外,在数学建模教学中,应始终围绕着问题进行,针对问题的背景进行详细的考察和分析,在建模过程中对学生进行引导,使得学生可以理解数学建模的各个步骤,思维清晰,有效的把握问题重点。还可以采用类比方法以及平衡原理等方法,在数学建模中应用,重视极限、概率、模糊数学以及图论等数学建模方法的应用。在数学建模教学过程中,应将各个层面进行分解建模,并利用问题来激发学生,引导学生思考,锻炼学生的思维。
2.3注重整合模式的应用
数学建模教学中的整合模式,指的是将各个年级的数学知识、数学技巧联系起来,在数学建模课程中可以形成系统性、综合性的知识系统,将各个年级的数学知识整合衔接,不分年级,从而使得数学建模的效果可以提升。在数学建模整合模式应用过程中应重点关注核心课程、潜在课程以及建模活动。因此,數学建模活动可以分为三个阶段。第一阶段是针对大一大二学生的,可以在数学建模课程中培养学生的问题意识和应用意识,使得学生可以掌握数学建模的基本的思想和步骤。第二阶段主要针对大二大三学生,培养学生数学建模的应用能力。最后是第三阶段,针对大三大四学生,开发学生的应用能力和综合研究意识。
2.4分层进行
在数学建模教学中,教师可以根据学生对知识的掌握情况以及应用能力,帮助学生进行模仿和转换,分不同的层次对学生进行教学。首先,在模仿阶段,教师通过问题设置,教给学生解题步骤,如何与生活实践相联系,学生如何来进行思考。通过教师的引导和讲解,使学生可以掌握数学建模的基本概念和构建思路,教师在通过相似的模型来训练学生,让学生通过模仿来解决问题,体会数学建模的过程,通过模仿可以让学生学习到数学建模的思维,因此模仿是数学建模中不可或缺的阶段。其次,在学生掌握数学建模的思考方法和问题的解决方法之后,进入到了转换阶段,在这个阶段中学生需要学习如何将数学模型进行提炼,并转换到另外的领域中,如何将生活中的实际问题与数学联系起来,对各种数学问题进行探索分析,提升学生转换模型的能力。最后,在面对现实中的问题的时候,学生在处理这些问题的时候,可以采用构建数学模型的方法,寻找问题中各个条件之间的关系,使得问题可以得到简化在组合,构建出新的数学模型,利用已知的知识和方法来解决问题。数学建模是一种复杂的思维活动,在解决方法上并不是单一的一种途径,也不一定有固定的答案,教师在教学中,应重视培养学生的逻辑思维,还要调动学生的非逻辑思维,可以采用猜测、类比、概括、分析、验证等方法,让学生对数学建模有全新的认识。在数学建模教学中不仅要培养学生的思维能力,还应提升学生的综合实践能力,使学生可以解决生活和以后工作中的任何问题,对于学生的长远发展非常有利,还可以让学生掌握更多科学知识和工程技术方法等,从而系统性、灵活性的运用数学建模,面对和解决实际问题。
2.5着力培养学生,提高师资力量
数学建模教学中,学校还可以举办数学建模大赛,组织学生进行数学建模课程讨论,调动学生的积极性。学校还要为数学建模教学培养更多高素质的青年教师,扎实数学教师的功底,在数学建模教学中可以给学生更好的帮助和指导。学校可以鼓励教师与其他专业教师进行合作,从而集思广益,解决在数学建模中的一些跨学科问题。数学建模涉及到的知识非常多,难度也比较大,因此在数学建模教学中,教师应提升自身素质,在教学中可以给学生明确的思路,加强教师与外界的交流沟通,巩固师资力量。
结束语
总之,高校数学建模旨在培养学生对数学研究的兴趣,锻炼学生的综合能力,培养学生解决实践问题的能力。在数学建模教学中,教师应分层次对学生进行指导,加强各方面知识的学习,提升数学建模的教学效果。
参考文献:
[1]朱银芬.翻转课堂教学模式在数学建模教学中应用的可行性研究[J].科技视界,2019(19):150-151.
[2]刘莉.以培养应用能力为目标的高校数学教学模式构建[J].河北能源职业技术学院学报,2016,16(04):86-88.
[3]王锐.应用型高校常微分方程教学模式改革[J].阴山学刊(自然科学),2017,31(01):120-121.
(作者单位:广西职业师范学院)
【关键词】高校数学建模;教学模式;探索与实践
引言
在社会经济发展过程中,数学在解决人们生活和生产问题中有非常重要的应用,采用数学建模的方法和思想,可以对生活中遇到的各类问题进行分析解决。高校在素质教育下,对于培养学生的综合能力有非常明确的目标,使学生在未来生活和工作中,可以利用数学建模解决各种实际问题。在数学建模教学中,重点还是培养学生的建模思维,提升学生的数学思维能力,让学生可以将生活实际问题可以利用数学方法来进行解决,为学生搭建一座联系生活实际的桥梁。
1数学建模的概念
数学建模指的是在研究某个问题的时候,可以针对某个对象或者目标进行假设,采用一些数学工具构建一个合理的数学结构,并利用科学、合理的方法,实现最终决策。数学建模也就是在解决实际问题过程中,采用数学思维和数学方法,构建出一个数学模型,从而使得实际问题可以利用数学的方法来进行解决。而数学学科本身具有抽象性和复杂性,因此数学建模也是非常复杂、多变、概括和综合性。学生在学习数学建模过程中,必须有扎实的基础知识为根基,具有灵活的思维能力,从而在数学建模过程中可以逐步分析,利用数学建模思想解决实际问题。数学建模教学中,学生还需要掌握专业的数学建模相关知识,在实际学习中可以灵活运用各种软件,可以有效的收集和分析数据,有非常独立的思想和自学能力,在整个数学建模过程中,体现出综合性能力。
2完善高校数学建模教学模式的有效策略
2.1确保选题的科学性
在数学建模中,选题是非常重要的环节,科学的选题会影响到数学建模的教学效果。因此数学教师在数学建模教学中应该有计划性的进行课题选择,有针对性的制定合适的内容,结合学生的实际能力和教材内容,以开发学生思维为目标,遵循以问题为中心,选择具有研究价值的课题,并在选题过程中可以兼顾趣味性和可行性原则,有效的激发学生的研究兴趣。
2.2做到多层面联合
教师在数学建模教学中,要从不同的层面加以重视,联系多个层面。首先,数学建模应突出重点,对建模的各个步骤的作用和特点讲述清楚,并教给学生如何将各个步骤进行协调的方法,以建模方法为基础创设情境,帮助学生对问题进行理解,并建立有效的数学模型,对需要解决的问题进行求解以及评价。另外,在数学建模教学中,应始终围绕着问题进行,针对问题的背景进行详细的考察和分析,在建模过程中对学生进行引导,使得学生可以理解数学建模的各个步骤,思维清晰,有效的把握问题重点。还可以采用类比方法以及平衡原理等方法,在数学建模中应用,重视极限、概率、模糊数学以及图论等数学建模方法的应用。在数学建模教学过程中,应将各个层面进行分解建模,并利用问题来激发学生,引导学生思考,锻炼学生的思维。
2.3注重整合模式的应用
数学建模教学中的整合模式,指的是将各个年级的数学知识、数学技巧联系起来,在数学建模课程中可以形成系统性、综合性的知识系统,将各个年级的数学知识整合衔接,不分年级,从而使得数学建模的效果可以提升。在数学建模整合模式应用过程中应重点关注核心课程、潜在课程以及建模活动。因此,數学建模活动可以分为三个阶段。第一阶段是针对大一大二学生的,可以在数学建模课程中培养学生的问题意识和应用意识,使得学生可以掌握数学建模的基本的思想和步骤。第二阶段主要针对大二大三学生,培养学生数学建模的应用能力。最后是第三阶段,针对大三大四学生,开发学生的应用能力和综合研究意识。
2.4分层进行
在数学建模教学中,教师可以根据学生对知识的掌握情况以及应用能力,帮助学生进行模仿和转换,分不同的层次对学生进行教学。首先,在模仿阶段,教师通过问题设置,教给学生解题步骤,如何与生活实践相联系,学生如何来进行思考。通过教师的引导和讲解,使学生可以掌握数学建模的基本概念和构建思路,教师在通过相似的模型来训练学生,让学生通过模仿来解决问题,体会数学建模的过程,通过模仿可以让学生学习到数学建模的思维,因此模仿是数学建模中不可或缺的阶段。其次,在学生掌握数学建模的思考方法和问题的解决方法之后,进入到了转换阶段,在这个阶段中学生需要学习如何将数学模型进行提炼,并转换到另外的领域中,如何将生活中的实际问题与数学联系起来,对各种数学问题进行探索分析,提升学生转换模型的能力。最后,在面对现实中的问题的时候,学生在处理这些问题的时候,可以采用构建数学模型的方法,寻找问题中各个条件之间的关系,使得问题可以得到简化在组合,构建出新的数学模型,利用已知的知识和方法来解决问题。数学建模是一种复杂的思维活动,在解决方法上并不是单一的一种途径,也不一定有固定的答案,教师在教学中,应重视培养学生的逻辑思维,还要调动学生的非逻辑思维,可以采用猜测、类比、概括、分析、验证等方法,让学生对数学建模有全新的认识。在数学建模教学中不仅要培养学生的思维能力,还应提升学生的综合实践能力,使学生可以解决生活和以后工作中的任何问题,对于学生的长远发展非常有利,还可以让学生掌握更多科学知识和工程技术方法等,从而系统性、灵活性的运用数学建模,面对和解决实际问题。
2.5着力培养学生,提高师资力量
数学建模教学中,学校还可以举办数学建模大赛,组织学生进行数学建模课程讨论,调动学生的积极性。学校还要为数学建模教学培养更多高素质的青年教师,扎实数学教师的功底,在数学建模教学中可以给学生更好的帮助和指导。学校可以鼓励教师与其他专业教师进行合作,从而集思广益,解决在数学建模中的一些跨学科问题。数学建模涉及到的知识非常多,难度也比较大,因此在数学建模教学中,教师应提升自身素质,在教学中可以给学生明确的思路,加强教师与外界的交流沟通,巩固师资力量。
结束语
总之,高校数学建模旨在培养学生对数学研究的兴趣,锻炼学生的综合能力,培养学生解决实践问题的能力。在数学建模教学中,教师应分层次对学生进行指导,加强各方面知识的学习,提升数学建模的教学效果。
参考文献:
[1]朱银芬.翻转课堂教学模式在数学建模教学中应用的可行性研究[J].科技视界,2019(19):150-151.
[2]刘莉.以培养应用能力为目标的高校数学教学模式构建[J].河北能源职业技术学院学报,2016,16(04):86-88.
[3]王锐.应用型高校常微分方程教学模式改革[J].阴山学刊(自然科学),2017,31(01):120-121.
(作者单位:广西职业师范学院)