數學建模在教學中的成效

時間:2022-03-04 04:31:56

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數學建模在教學中的成效

一、數學建模有利于促進高等數學教學模式的改革

(二)教學方法方面

以往的數學教學主要是課堂講授,教師講,學生聽,比較注重知識的傳輸,缺乏對數學的深入理解和應用,學生總是很被動地跟著教師的思路走,教師提問,然后給出標準答案,學生很難對數學理論有自己的想像;教師也很少通過實際案例向學生提出問題,一般都是按照教材按部就班地講授,課堂氣憤沉悶,學生學習興趣不高,教師授課情緒不高,這樣就使得課堂效率低下,學生收獲甚少。數學建模則是通過課堂講授與學生討論相結合,書本知識與實際問題相結合,以教師為主導,學生為主體,在互動的過程中,給學生提供充分發揮創造力的空間,憑借認真思考、積極參與、熱烈討論與研究,對沒有現成答案、沒有固定求解模式的實際問題,找到合適的解決方案。這樣就可以使課堂氣氛活躍起來,充分調動學生學習高等數學的積極性。

(三)教學手段方面

以往的高等數學教學,通常是板書教學,一塊黑板、一只粉筆,形式單一,學生處于被動接受的狀態,而當前計算機技術迅猛發展,得數學與計算機技術相結合,形成了一種普遍的、可以實現的技術———數學技術,通過多媒體輔助手段,使得高等數學教學節省了很多書寫和講授時間,節省下來的時間更好地應用于實際問題,而數學建模的大部分問題的求解過程都是通過計算機來實現的,這樣可以使學生參與到實際問題解決中來,增強操作能力,活躍課堂氣氛,提高學習興趣。學生通過使用計算機對復雜的實際問題和繁瑣的數據進行處理,考察將要建立的模型的優劣。利用計算機進行編程或利用現成的軟件包來完成大量的復雜計算和圖形處理,在學到數學知識的同時,計算機水平也有大幅度提高。

二、數學建模可以激發學生學習數學的興趣

數學建模與實際緊密聯系,生活中無處不在,人人都會接觸它,而且這些實際問題往往沒有固定的解決方式,沒有標準的答案,同一個問題可能會產生幾套不同的解決辦法,學生在走出課堂、關注社會、接觸實際過程中,就會產生自己的想法和認識。所以,為了鼓勵學生發揮自己的想像力和創造力,全國及各省每年都在舉辦數學建模大賽,使數學建模的思想深入到學生的日常生活當中,讓學生越來越容易接受數學,促進理論知識的學習和掌握,這樣就激發了學生研究、探索的濃厚興趣。近幾年各類數學建模大賽涉及到的一些實際問題,如葡萄酒的評價、城市表層土壤重金屬污染分析、上海世博會影響力的定量評估、公交車調度問題、輸油管的布置、企業退休人員養老金制度改革問題以及各種資源的管理問題等,都可以經過適當的簡化、抽象而形成數學公式、方程、函數式或幾何問題等,它體現了數學應用的廣泛性,所以學生通過參與數學建模,感受到了數學的存在性,同時也體會到學習高等數學的重要性。只有具備一定的理論基礎,才能在建模過程中充分發揮應用數學知識分析和解決實際問題的積極性和主動性。

三、數學建模可以培養學生的創新能力

數學建模本身就是一個創造性的思維過程,實際問題中沒有固定的解決方案,需要我們查閱大量的相關資料,做充分的建模準備,了解實際問題,應用高等數學的理論內容,從數學建模的自身特點和方法來解決問題,從而在解決問題的過程中培養創造性的思維能力,培養創新人才,這是開展各種競賽的目的,也是數學教育的目標。

(一)培養學生綜合應用數學知識及方法進行分析、推理、計算的能力

在數學建模過程中,需要反復應用數學知識與數學思想方法對實際問題進行分析、推理和計算,才能得出解決實際問題的最佳數學模型,尋找出該模型的最優解。所以,在建模過程中可使學生這方面的能力大大提高。

(二)培養學生團結協作和撰寫科技論文的能力

這些都是當今時代高素質人才應該具備的能力,知識創新、方法創新、結果創新、應用創新無不在數學建模的過程中得到體現,這也是數學建模的創新作用所在。

作者:朱莉薩單位:吉林工程技術師范學院