数学建模思想和方法在高等数学教学中的运用

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  【摘要】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.在高等数学的各种教学和分析方法中,数学建模是极为有效,且易于理解的学习方式.本文运用定性分析的方法,针对数学建模的思想和相应的方法进行了深入的分析,尤其是对数学建模方法在高等数学教学中的作用进行了分析,并提出了提高数学建模方法在高等数学教学中作用的方法建议.
  【关键词】数学建模;高等数学;教学
  
  高等数学是高等院校学生培养计划中的重要课程,也是几乎每个专业的学生都必须学习的课程,高等数学有利于培养学生的逻辑分析能力、问题处理能力等各项能力,因此,高等数学在高等院校学生的能力培养过程中发挥着难以替代的重要作用.但是,由于高等数学知识普遍较难,有些数学功底较差的学生在学习起来会存在一定的困难,有些原理和方法难以理解和正确地运用,在分析高等数学中的相关问题时有一定难度,然而,将数学建模的方法引入高等数学的教学中能够较好地解决这些问题.所以,将数学建模思想和方法引入高等数学的教学中的全新教学方式已经越来越引起人们的注意了.
  一、数学建模的具体思想和方法
  将数学建模的思想和方法引入高等数学的教授过程中,能够极大地提高高等数学的教学效率和学生的接受理解能力.在具体的操作方式方法上,要根据教学具体过程所涉及的不同内容和环节有所区别,从不同的角度使用数学建模方法,包括教学内容、教授方法和过程,等等.
  数学建模方法的使用,首先要从数学概念和原理的教授入手,使学生对于最基本的概念和原理有一个彻底生动的了解,因为概念和原理在一般情况下是比较抽象的、高度概括性的,因此较为生涩难懂,在引入数学建模的教学方法以后,可以将高等数学中的一般概念和原理引申到生活中的各个领域,以一种易于理解的方式传授给学生,充分引起学生的学习兴趣.概念的学习是高等数学的学习基础,只有用一种生活化的教学方式将高等数学中的基本概念和原理教授给学生,才不会让学生有生硬感,才能做到更好的应用.
  另外,在数学原理和定理的应用中也应该引入数学的建模思想和方法.学生在充分理解和接受了数学概念和原理之后,在具体的运用过程中也会出现各种各样的实际问题,因此,在具体的运用中也应该引入数学建模的相关思想和方法.传统的运用方式就是一味地做相关的练习题,而没有真正的将其融入日常的生活实践中.在引入了数学建模思想和方法以后,学生不仅能自己运用所学知识进行数学建模运算,还有利于充分培养学生的创造性思维和创新能力,最大化高等数学的教育价值和学生对于数学原理的应用意识.
  二、将数学建模思想和方法引入高等数学教学中的作用
  1有利于充分培养和提高学生学习高等数学的兴趣
  现代社会的发展实践要求学生要具备一定的数学素养,以及数学性的逻辑思维能力,但很多学生由于自身的数学基础较差,在面对数学教学时会有一定的畏难情绪,而且大部分的学生学习数学只是为了应付一时的考试之需,而没有真心地希望提高自己的数学能力和逻辑思维能力.因此,要端正学生的学习态度,让其真正地把数学学习当做提高自身综合素质和能力的一种途径.而在引入了数学建模思想和方法以后,会让学生真正认识到高等数学是一门能够运用到现实生活中,并能够解决很多问题的一门学科.这主要是因为数学建模的思想和具体运作方式是符合学生认知和思维发展规律的,能激发学生的学习兴趣和积极性,使学生的潜力得到充分的开发.
  2有利于提高学生的实际问题解决能力
  学生在实际运用自身所学的数学知识时,需要有一个较为理想的规范化的设计,而这种理想的假设规范在一般情况下是不会存在的,然而在引入了数学建模的思想和方法以后,数学问题就会变得生动实际,更加贴近学生,这与学生普遍接受的应试教育形成了鲜明的对比,这对于大多数刚刚走入大学校门的学生来说,有很大的吸引力,能够很好地解决学生数学意识差,逻辑思维能力差的实际问题.数学建模的教学方法,在学生和高度抽象的数学概念和原理之间铺设了一条便利的桥梁,有力地拓展了学生的知识面,提高了实际的问题解决能力.
  三、将数学建模思想和方法引入高等数学教学的有效方式
  1将数学建模的思想和方法融入具体的教学大纲中灵活运用
  在高等数学的教学中,教材的运用是极为重要的,教材是整个教学过程的基础,是数学知识的重要载体,在数学的教学、数学思想的传递以及教学目的的实现过程中发挥着极其重要的作用.而数学建模思想和方法的实践,是数学教学的有效方式,也是提高学生数学运用能力的有效途径,能够很好地将数学教材上的相关内容与实际相结合,并以实践的方式传授给学生,让学生从根本上适应数学应用的需要,突出强调以素质教育为根本指导思想,以提高学生创新能力和问题解决能力为目的的高等数学教学活动.所以,应该在高等数学的教材中融入数学建模思想,建立以学生为本的教学理念,按照培养目标编写教材,使教材深入浅出、通俗易懂、应用性强,不断激发学生的学习兴趣和欲望.
  2教学过程中运用相应的案例进行说明,增强学生的应用能力和意识
  使用数学建模思想和方法进行高等数学教育,其中关键步骤之一就是进行实践和应用,只有较多地结合实践运用所学的数学知识,才能使学生更深刻地理解所学知识,并能够灵活运用.数学模型作为理论与实际相联系的桥梁,可以很好地使学生将所学知识运用到数学练习中,学生可以建立数学模型,增加数学理论应用意识,在每个所学的知识点中,列举与生产生活相关的实例,而不再像以前一样进行单纯地推理,让学生体会到所学的知识就是我们现实的生活.
  
  【参考文献】
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  [3]施宁清.将数学建模的思想和方法融入高等数学的实验与研究[J].教育与职业,2010(9):116.
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