民辦高校數學教學建模思想研究

時間:2022-11-06 04:23:30

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民辦高校數學教學建模思想研究

一、引言

隨著市場經濟的全球化,計算機網絡的迅猛發展,數學這門學科越來越多的被廣泛應用,它已成為當代高科技的一個重要組成部分和思想庫。新課改環境下大學數學教育更加強調對學生分析能力和實際應用能力的培養,而數學建模正是一個學數學,做數學,用數學的過程,體現了學和用的統一。急需教師適應新的環境,新的模式,將傳統教學提高到應用層面。將數學建模融入大學數學教學。

二、數學建模的實用性

數學建模是用數學符號,模型,公式,圖形來刻畫現實問題的數學表達式,實用性很強。近幾年,在工程,經濟,環境,醫學,文娛,航天等方面都有著廣泛的應用。大數據時代人才的教育更應該傾向于多元化,數學建模實用性越來越被認可,而在高校教學過程中大量的融入建模思想勢在必行,它能夠培養學生的創新意識,模型開拓意識,邏輯思維能力和開放性思考方式,能夠快速提升學生捕捉信息的能力以及鍛煉學生用數學思維解決實際問題的能力。數學建模還能夠培養團隊合作意識,在建立模型的過程中,一個人的思路永遠是狹窄的,是有局限的,但是如果通過團隊合作在同一數學問題上就可以從不同的角度考慮,嘗試用不同的數學模型來解決,進而建立的模型沒有固定的答案,所以這種方式實際就是鼓勵學生們大膽嘗試,敢于突破。這樣的學生將來走入社會才能更適應社會的發展。

三、大學數學--教學困境

從教材角度,目前我國大學數學教材重在強調嚴謹性,抽象性,重視理論推導,解題技巧的訓練。實際應用不多,即使有,也僅限于幾何和物理方面的。比如講解導數概念時,關于某一點處的導數0()fx′我們會給同學們介紹幾何意義“曲線上某一點處切線的斜率”,物理意義“變速運動的瞬時速度”并在黑板上結合圖形演示一下,學生看似明白了,但實際應用還是少之又少。書中例題偏向于公式演練。缺乏實效性。從師生的角度,教師上課主要就是灌輸定義,定理和相關的解題技巧,學生的任務就是將老師的板書抄在筆記上,甚至可能都沒有聽到老師講什么,完全沒有機會獨立思考,更談不上把數學理論中蘊含的思想方法發揮到實際問題中去。學生上課處于機械狀態,投入大量的時間,做了大量的習題就為了應付考試,絲毫體會不到學習數學到底有什么用。學和用就像是不相交的兩條直線,本質上導致知識吸收的僵化。在民辦高校從教幾年下來,會越來越發現大學生在學習數學的過程中是比較吃力的,而很多教師數學為了所謂的應試依然采用“重計算,輕思想;重理論,輕實際;重抽象,輕具體”的教學思路,使得學生們對數學的態度停留在一些符號和計算上,缺乏實際應用的能力。從市場的角度,就業壓力增大,更看重的是技術型應用型人才。當前全國高校培養人才的規格一般有三種類型:學術型人才,應用型人才,實用型人才,大部分民辦高校的辦學都定位在應用型、創業型人才的培養。民辦高校的本科生在錄取時分數僅僅是剛過本科線,學生們的基礎相對薄弱,由于民辦高校大多數都沒有數學專業,所以數學是作為公共基礎課進行教學的,對于一些特殊專業來說后續專業課中還要用到高等數學的相關知識,比如會計專業,自動化專業,機械專業等,為了適應大環境,一些民辦學校也在尋求突破,嘗試數學課堂的改革,將數學建模作為課程對學生進行普及,利用數學實驗室讓學生們參與實際問題數學建模的構建。

四、建模思想滲透教學過程是發展需要

應用型、創新型是現代大學教學的標桿,將數學實用化,用數學知識解決實際問題,就一定要用數學的語言,方法,思想對實際問題簡化和假設,近似的刻畫該問題,這種形式就是建模。數學建模是推動大學數學教改的方式之一,而且發展勢頭很強,影響越來越廣泛,它是一種全新的數學應用化的思想,是對實際生活中的問題建立模型并使用計算機數值求解的過程,大致分為以下幾個步驟:(1)調查研究,(2)抽象簡化建立模型,(3)用數值計算方法求解模型(4)模型分析,(5)模型檢驗,(6)模型修改,(7)模型應用。建模的方式有很多,可以用初等數學方法建模,層次分析法建模,最優化方法建模,微分方程建模,概率建模,圖論建模。在大數據時代,計算機、高科技和大學生數學教育的關系越發密切,而數學建模正是這種能將死板的數學“活化”的一種科目,對學生創新能力思維的培養起到了關鍵的作用。因此數學建模與數學教學的融合是大趨勢。

五、教學過程中可以適當融入建模(案例)

在介紹閉區間連續函數性質時提到過介值定理,傳統教學過程老師只是復述定理的內容,以及演練證明過程。之后此定理就算結束了。至于學了定理用在何處一概不知。其實我們應該重視函數關系的應用,建立函數模型,實例:將四腳椅子放在不平的地面上,通常只有三只腳著地,挪動幾次后,就可以四腳著地,保持平穩。這是我們生活中遇到的一件很普通的事情,但確實可以通過數學建模來解決這種現象的必然性。菠蘿中的數學建模。我們在購買菠蘿的時候都希望商販少削掉菠蘿肉,而市場上常用兩種削皮方式,扣眼,還有斜向削皮。當然扣眼的方式耗時長,所以大多采用斜向的方式。對于這個問題我們很感興趣因為和生活息息相關。教學過程如下:(1)實際問題。菠蘿斜向削皮(2)模型建立。引導學生把菠蘿當成圓柱體,將其側面展開,形成一個矩形,將菠蘿黒籽看成點,將點連線當做削掉的菠蘿果肉。(3)模型求解,預測當連線是直線時表示削掉的果肉最少。(4)回歸實際,進行檢驗。定積分是高等數學中讓學生很無奈的概念,它來源于曲邊梯形的面積,如何將建模思想滲透其中。(1)提出問題,曲邊梯形面積如何求得(2)建立模型,假設曲邊是直邊(3)模型求解,無限細分,以直邊代替曲邊(4)回歸實際數學建模本質就是將客觀問題簡化假設,采用數學的方法定量分析和解決問題。在教學過程中選擇適當的案例參與教學,可以激發學生的學習興趣,拓寬學生思路,更加能提高學生解決實際問題的能力。今后的教學模式應該轉化成以學生為主,教師可以利用事先設計好的問題作為啟發,引導學生自主學習查閱文獻資料,學習獲取知識的能力。而不是記住公式定義定理本身。目前大多數學校開設了數學建模的選修課,但畢竟是選修,感興趣的同學會選報,然而相當多的學生因為畏懼數學,棄選這門課,所以現在高校普及數學建模課程還是有一定的困難。

六、結束語

培養應用型、創新型人才已成為當代大學教育的標簽。然而學生的創新創造能力,不是通過教師單純的知識傳授就能直接獲得的,更多的是通過自己的體會,探索和實踐。數學建模課程不僅僅是數學知識的應用和升華,更是一種思想的表達和延伸,因此開展建模教學是發展的需要。網絡信息時代,地球相對于人的活動來講越來越小,激烈的市場競爭要求人們的業務必須越來越精細,因此凡是需要定量分析、數據處理的地方都需要數學,數學已向各個領域滲透。

【參考文獻】

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[2]朱世華,李學全.工科數學教學中數學建模技術的嵌入式教學方法[J].數學理論與應用,2003,23(4):12-14.

[3]韓洪文,田漢族,袁東.我國大學教學模式同質化的表征、原因與對策[J].教育研究,2012,3(9):67-72.

作者:蘇麗 劉欣欣 單位:大連科技學院基礎部