數學教育改革中的數學建模構建
時間:2022-10-24 09:17:47
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隨著改革開放的全面拓展,我國社會經濟的快速發展,國家亟需各種各樣的專業技術人才,這對人才素質具有越來越高的要求,傳統教育理念以及傳統教育方式已經無法滿足實際需求,對傳統教育模式進行改革的呼聲越來越高。在此背景下,國家和各級地方政府紛紛采取多種措施推進教育體制改革,增加了相應投入,加強了師資隊伍建設和軟硬件基礎設施建設,促進了教育事業的發展。高職教育作為高等教育的重要組成部分,也得到快速發展,尤其是高職數學教育更是得到了長足發展。從目前社會發展來看,數學在社會生活中具有越來越重要的作用,應用范圍越來越大,重要性日益凸顯,對其要求也日益增多。傳統的教育模式存在著教學方法和手段落后、未能尊重學生的主體地位等問題,導致課堂教學效率低下,挫傷了學生學習的積極性。通過數學建模與高職數學教學相結合的方式能夠轉變傳統數學教學中存在的問題,培養學生邏輯思維能力,實現了理論與實踐相結合,培養學生合作意識以及集體精神,提升學生創新能力。本文根據前人研究的成果,結合學生實際情況進行調查研究,系統分析了高職數學中融入數學建模思想的重要性以及如何更好地發揮其作用,以期能轉變傳統數學教學限制,提升課堂教學效率,幫助學生健康成長。
一、數學建模概述
數學建模指的是將某個實際的問題,借助抽象簡化的方式來融合變量以及參數等內容,并依據某個規律將這些變量和參數建立起明確的數學關系,通過解決這個數學問題,并對其進行解釋和驗證,如果通過,則可直接投入使用,如果沒能通過,則需要對問題進行重新假設,重新進行改進,直到解決問題為止。
二、在高職數學教育改革當中推行數學建模的重要作用
(一)數學建模有助于培養學生創新能力以及創新意識,這既需要學生的努力,也離不開教師的指導。數學建模思想的實質就是通過構造新模型,激發學生創新意識,在充分結合已有知識的基礎上,通過實踐活動,實現了理論與實踐的完美統一。但是構造新模式不是一蹴而就的,往往需要教師及時的引導。數學建模活動既對學生思維的數量具有一定的要求,也對思維的深刻性息息相關,常常需要學生通過一定的觀察、分析、對比等綜合分析,將實際問題抽象成數學問題,通過積極探索,尋找到解決這些問題的途徑和方案。
(二)數學建模有助于培養學生分析問題、解決問題的能力。數學建模的過程是通過將實際問題以數學方式來進行表達描述的過程,需要人們思維積極參與。數學建模大致要經過假設、引入變量、分析、綜合、抽象等幾個階段,如果不通過要反復修改直至通過,多次修改模型使之不斷完善。學生依據自身已有的知識來建立新的模型,這些模型需要通過驗證,這就促使他們在實踐中不斷思考,反復檢驗,培養了學生分析問題、解決問題的能力。
(三)數學建模有助于拓寬學生眼界。應用數學的范圍很大,數學建模可以廣泛應用于實際問題當中,有助于拓寬學生的知識面。要想充分發揮數學建模的重要作用,解決實際問題,就要求學生必須具有最基本的數學知識,掌握多種數學方法,最主要的是要對自然生物等問題也要了解,這種多方面的知識掌握有利于提升學生自身的學習積極性,擴寬個人學習視野。
(四)數學建模有助于培養學生的團隊精神。數學建模往往涉及多學科多門類的問題,常常需要將多個專業的知識綜合使用才能真正解決這些問題,這也就決定了數學建模通常以學習小組的形式進行,以三人為一組,需要學生在建模過程中相互協調、團結協作、取長補短、形成合力才能完成相應任務,解決問題,有助于培養學生的團隊意識和合作意識。
三、數學建模在高職數學教育中的有效運用
正是當前高職數學教育當中出現了如此多的問題,數學建模可以有效地提高課堂教學效率,提高學生學習數學的主動性,促使人們積極思考,更好地推廣數學建模。為了充分發揮數學建模在高職數學教育當中的作用,我們可以做到以下幾個方面。
(一)更新教師觀念,提高專業水平。在教育改革的新時期,教師自身的知識更新也尤為重要,面對日新月異的新局面,教師要根據實際情況不斷更新教育觀念,傳統的教學已經不能滿足社會和學生的要求,必須循循善誘,引導學生學會獨立思考,將那些復雜實際問題以數學建模的形式解決。教師專業水平的高低直接影響著數學建模能否取得預期的效果,這就要求高職院校要開展數學建模研討班,鼓勵教師進行教學研究,也可以派遣骨干教師去參與相關數學建模培訓和會議,學習先進經驗,定期性要求行業高素質人才進行數學建模相關的報告,引導學生及時把握行業發展趨勢。
(二)改變傳統課堂教學內容,滲透數學建模思想。高職數學教師要改變傳統課堂教學內容,適當調整授課內容,將數學建模思想滲透其中,盡量將那些實際的問題引出抽象的概念,再回到實際應用當中去,尤其是那些諸如住房貸款利率、公交時刻安排、會議預算等實際問題,通過數學建模可以準確有效地解決這些問題。高職院校要在充分考慮自身發展實際的基礎上,開設與數學建模相關的選修課,如計量經濟學、運籌學等,擴大學生的知識面,適當增加應用題,創設實際問題,讓學生體會到數學建模在解決問題的重要價值,提高學生學習的積極性。
(三)堅持理論與實踐相結合。數學建模十分強調實踐的重要作用,教師在進行理論教學后,要設置與課堂所講的數學建模方法的相關習題,安排學生在規定時間之內完成關于此次數學建模相關的課程論文,鞏固課堂知識,提高學生數學建模的能力。同時,可以組建數學建模協會,廣泛開展數學建模競賽活動,提高學生學習的積極性。
(四)充分尊重學生的主體地位。在高職數學教育中運用數學建模,要充分尊重學生的主體地位,根據學生的具體情況來開展教學活動,提高教學效率。如在講解線性代數這門課程時,在充分考慮學生客觀基礎上,適當結合MATLAB軟件,講解相關知識,充分發揮其在矩陣當中的重要作用,調動學生學習的主動性和創造性,幫助學生學習。四、結語總之,高職數學教學與數學建模相結合不僅有利于培養學生創新能力,還有助于培養學生分析、解決問題的能力,不斷擴寬學生學習知識面,培養學生的團隊意識。我們要更新教師觀念,提高專業水平,實現高職數學教學內容與數學建模思想相結合,實現理論、現實相結合,充分尊重學生的主體地位,提升高職數學課堂教學效率,幫助學生健康成長。
作者:楊鵬 單位:九江職業大學
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