數(shù)學(xué)建模素養(yǎng)的概念范文
時(shí)間:2024-01-10 17:50:22
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篇1
關(guān)鍵詞:高職生;高等數(shù)學(xué)教學(xué);數(shù)學(xué)建模意識(shí)
O1-4
一、融入數(shù)學(xué)建模思想的必要性
1.調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性
樹(shù)立數(shù)學(xué)建模的思想,能讓學(xué)生了解數(shù)學(xué)問(wèn)題學(xué)習(xí)的本質(zhì),提高學(xué)生解決數(shù)學(xué)實(shí)際問(wèn)題的能力,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和積極性,讓學(xué)生養(yǎng)成良好的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)習(xí)慣。在高等數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)中,讓學(xué)生形成建模的思想,有利于學(xué)生理解該數(shù)學(xué)問(wèn)題的概念,把握問(wèn)題的 本質(zhì),明確數(shù)學(xué)問(wèn)題,調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。
2.培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力
對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō),通過(guò)學(xué)習(xí)學(xué)到的不僅僅是知識(shí),還有對(duì)問(wèn)題的分析能力。學(xué)生在學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)建模這種方法后,可以利用數(shù)學(xué)建模,解決很多高等數(shù)學(xué)問(wèn)題。利用數(shù)學(xué)建模,可以提高學(xué)生各方面的學(xué)習(xí)能力,讓學(xué)生獲得對(duì)于各種問(wèn)題的處理能力。一般情況來(lái)說(shuō),學(xué)生通過(guò)數(shù)學(xué)建模學(xué)習(xí)能夠提高對(duì)多種問(wèn)題的思維,并提高自身的思維空間,提高自身的創(chuàng)造力和對(duì)問(wèn)題思考分析能力。數(shù)學(xué)建模本身就比較貼近生活,對(duì)于生活中的很多都可以利用數(shù)學(xué)建模進(jìn)行解決,這樣不但能夠提高學(xué)生對(duì)于知識(shí)的使用能力,還能夠?qū)?shù)學(xué)教學(xué)滲透到日常的生活中,真正實(shí)現(xiàn)了課堂教學(xué)和生活教學(xué)的相互聯(lián)系,提高了學(xué)生的創(chuàng)新能力。
3.培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)
從目前社會(huì)的發(fā)展情況和對(duì)于人才的要求來(lái)看,單位對(duì)于人才的要求不僅僅是具備高的學(xué)歷,還需要具備相應(yīng)的實(shí)際操作能力和問(wèn)題的解決能力。學(xué)生自身的綜合素質(zhì)和對(duì)問(wèn)題的解決能力代表了自身的未來(lái)發(fā)展?jié)撃埽虼烁咝P枰獙?duì)學(xué)生的綜合素質(zhì)進(jìn)行相應(yīng)的培養(yǎng)。從本質(zhì)上來(lái)說(shuō),數(shù)學(xué)建模本身屬于小項(xiàng)目開(kāi)發(fā),利用數(shù)學(xué)建模,能夠培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力,以此提升學(xué)生對(duì)于問(wèn)題的處理能力。在進(jìn)行高等數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的時(shí)候,利用數(shù)學(xué)建模思想,能夠提高學(xué)生對(duì)于問(wèn)題的處理能力和分析能力,將數(shù)學(xué)知識(shí)真正的運(yùn)用在實(shí)際生活中,讓學(xué)生的各種能力得到相應(yīng)的培養(yǎng)和提高。
二、數(shù)學(xué)建模思想的運(yùn)用
在學(xué)生進(jìn)行高等數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的時(shí)候,需要提高學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)。從整體上來(lái)說(shuō),學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)所包括的方面很多,很多的現(xiàn)代教材也加入了對(duì)實(shí)際問(wèn)題的應(yīng)用和分析,并增加了相應(yīng)的例子和聯(lián)系。對(duì)于高等數(shù)學(xué)教學(xué)來(lái)說(shuō),通過(guò)建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)建模,能夠解決其中的很多問(wèn)題,并易于學(xué)生的理解。通過(guò)數(shù)學(xué)建模的應(yīng)用,能夠提高學(xué)生對(duì)于數(shù)學(xué)問(wèn)題的分析熱情,讓學(xué)生更容易有創(chuàng)新思考的精神,樹(shù)立學(xué)生的科研信心。在進(jìn)行實(shí)際問(wèn)題的解決時(shí),也可以使用數(shù)學(xué)建模,提高學(xué)生對(duì)于實(shí)際問(wèn)題的處理能力,讓這種處理問(wèn)題的方法更加廣泛的使用推廣。
三、數(shù)學(xué)建模思想的滲透途徑
1.引入模型,開(kāi)闊視野,激發(fā)興趣
高職學(xué)生在剛開(kāi)始接觸高等數(shù)學(xué)進(jìn)行學(xué)習(xí)時(shí),教師就應(yīng)該真正重視起第一節(jié)課的作用,一般學(xué)生對(duì)于教師的第一印象將很大程度上影響學(xué)生對(duì)于該門(mén)學(xué)科學(xué)習(xí)的興趣和積極性,培養(yǎng)學(xué)生對(duì)于學(xué)好高等數(shù)學(xué)的自信心和學(xué)習(xí)興趣。在我國(guó)現(xiàn)階段的數(shù)學(xué)課教育中,學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)容易產(chǎn)生誤解,以為數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)沒(méi)有實(shí)際用處,不能夠真正重視數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)。這就需要教師轉(zhuǎn)變學(xué)生的觀念,有針對(duì)性的培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的興趣,激發(fā)學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的求知欲。因此,教師應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)建模思想,尤其是在利用實(shí)踐教學(xué)法或者案例教學(xué)的過(guò)程中時(shí)。比如,設(shè)計(jì)一些實(shí)際生活中可能會(huì)面臨的一些數(shù)學(xué)問(wèn)題,讓學(xué)生尋求解答的辦法。具體說(shuō),可以設(shè)計(jì)易拉罐,或者在不平的地面上能否將一個(gè)椅子放平等問(wèn)題,激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲,活躍課堂氣氛,調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。
2.在數(shù)學(xué)概念中滲透數(shù)學(xué)建模思想
數(shù)學(xué)的概念的學(xué)習(xí)是對(duì)于數(shù)量關(guān)系或者空間關(guān)系總結(jié)出來(lái)的定理或應(yīng)用問(wèn)題。在對(duì)數(shù)學(xué)概念的學(xué)習(xí)過(guò)程中,應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)建模的思想,根據(jù)不同的數(shù)學(xué)內(nèi)容,通過(guò)抽象化、做假設(shè)、變化量、參數(shù)等,選擇不同的數(shù)學(xué)模型,建立數(shù)學(xué)模型。
3.滲透數(shù)學(xué)建模思想的評(píng)價(jià)
對(duì)于教學(xué)建模思想來(lái)說(shuō),通過(guò)對(duì)數(shù)學(xué)建模的使用,能夠?qū)崿F(xiàn)一題多解,這樣不但能夠改變傳統(tǒng)考試的單一閉卷考試的方式,還能夠?qū)崿F(xiàn)多樣化的測(cè)試方式,真正體現(xiàn)考試的公平公正。另外,對(duì)于高等職業(yè)學(xué)校的學(xué)生進(jìn)行考試,不但需要進(jìn)行理論知識(shí)的考核,還需要對(duì)實(shí)際問(wèn)題的處理能力進(jìn)行考核,確保對(duì)學(xué)生的綜合能力有全面的了解。所以在進(jìn)行考試的時(shí)候,需要設(shè)立相應(yīng)的開(kāi)放性試題,讓學(xué)生利用數(shù)學(xué)建模的思想進(jìn)行發(fā)散思維,對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行分析和解決。
四、結(jié)束語(yǔ)
數(shù)學(xué)建模的學(xué)習(xí)對(duì)于高等職業(yè)學(xué)校的學(xué)生來(lái)說(shuō)是非常重要的,利用數(shù)學(xué)建模學(xué)習(xí),能夠?qū)W到很多從前沒(méi)有學(xué)到的東西,對(duì)于其中的很多模型的使用,在未來(lái)的工作中也是具有重要作用的。對(duì)于目前我國(guó)的高等職業(yè)教學(xué)來(lái)說(shuō),需要推廣數(shù)學(xué)建模的教學(xué)思想,并對(duì)數(shù)學(xué)建模思想進(jìn)行全面的運(yùn)用。通過(guò)數(shù)學(xué)建模學(xué)習(xí),能夠提升學(xué)生對(duì)于建模的學(xué)習(xí)熱情,并開(kāi)闊學(xué)生的視野,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。另外可以在數(shù)學(xué)概念中滲透數(shù)學(xué)建模的思想,提高學(xué)生對(duì)于數(shù)學(xué)建模的學(xué)習(xí)熱情。
參考文獻(xiàn):
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篇2
論文摘要:“高等數(shù)學(xué)”課程不僅要傳授知識(shí),更要傳授數(shù)學(xué)的精神、思想和方法,以培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和數(shù)學(xué)素養(yǎng)。闡述了數(shù)學(xué)素養(yǎng)的內(nèi)涵及培養(yǎng)數(shù)學(xué)素養(yǎng)的重要性,以及在科學(xué)思維、科學(xué)方法指導(dǎo)下通過(guò)“高等數(shù)學(xué)”教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力的基本思路。
論文關(guān)鍵詞:高等數(shù)學(xué)教學(xué);數(shù)學(xué)素養(yǎng);科學(xué)思維能力;啟發(fā)式教學(xué)
數(shù)學(xué)的許多理論與方法已經(jīng)廣泛深入地滲透到自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域之中。隨著知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代和信息時(shí)代的到來(lái),數(shù)學(xué)更是“無(wú)處不在,無(wú)所不用”。數(shù)學(xué)在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用對(duì)大專(zhuān)院校的“高等數(shù)學(xué)”教學(xué)提出了更高的要求?!案叩葦?shù)學(xué)”是非數(shù)學(xué)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課,該課程除了使學(xué)生收獲到必要的數(shù)學(xué)知識(shí)以外,更重要的是學(xué)生能收獲到讓他們終生受益的良好的數(shù)學(xué)素養(yǎng)和數(shù)學(xué)思維。只有掌握了正確的科學(xué)思維方法和具備了良好的數(shù)學(xué)素養(yǎng),才能提高應(yīng)變能力和創(chuàng)新能力。
一、數(shù)學(xué)素養(yǎng)的內(nèi)涵
由經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織(OECD)領(lǐng)航的國(guó)際學(xué)生評(píng)測(cè)計(jì)劃(PISA)對(duì)數(shù)學(xué)素養(yǎng)的界定是:數(shù)學(xué)素養(yǎng)是一種個(gè)人能力,能確定并理解數(shù)學(xué)對(duì)社會(huì)所起的作用,得出有充分根據(jù)的數(shù)學(xué)判斷和能夠有效地運(yùn)用數(shù)學(xué)。這是作為一個(gè)有創(chuàng)新精神、關(guān)心他人和有思想的公民,適應(yīng)當(dāng)前及未來(lái)生活所必須的數(shù)學(xué)能力。
南開(kāi)大學(xué)數(shù)學(xué)科學(xué)學(xué)院顧沛先生認(rèn)為數(shù)學(xué)素養(yǎng)是通過(guò)數(shù)學(xué)教學(xué)賦予學(xué)生的一種學(xué)數(shù)學(xué)、用數(shù)學(xué)、創(chuàng)新數(shù)學(xué)的修養(yǎng)和品質(zhì),也可以叫數(shù)學(xué)素質(zhì)。具體包括以下五個(gè)方面內(nèi)容:主動(dòng)探尋并善于抓住數(shù)學(xué)問(wèn)題中的背景和本質(zhì)的素養(yǎng);熟練地用準(zhǔn)確、嚴(yán)格、簡(jiǎn)練的數(shù)學(xué)語(yǔ)言表達(dá)自己的數(shù)學(xué)思想的素養(yǎng);具有良好的科學(xué)態(tài)度和創(chuàng)新精神,合理地提出數(shù)學(xué)猜想、數(shù)學(xué)概念的素養(yǎng);提出猜想后以“數(shù)學(xué)方式”的理性思維,從多角度探尋解決問(wèn)題的道路的素養(yǎng);善于對(duì)現(xiàn)實(shí)世界中的現(xiàn)象和過(guò)程進(jìn)行合理地簡(jiǎn)化和量化,建立數(shù)學(xué)模型的素養(yǎng)。
二、培養(yǎng)數(shù)學(xué)素養(yǎng)的重要性
數(shù)學(xué)與人類(lèi)文明、人類(lèi)文化有著密切的關(guān)系。數(shù)學(xué)在人類(lèi)文明的進(jìn)步和發(fā)展中,一直在文化層面上發(fā)揮著重要的作用。數(shù)學(xué)素養(yǎng)是人的文化素養(yǎng)的一個(gè)重要方面,而文化素養(yǎng)又是民族素質(zhì)的重要組成部分。因此,培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng),可以為民族素質(zhì)的提高和發(fā)展創(chuàng)造有利的條件。
培養(yǎng)數(shù)學(xué)素養(yǎng)還有利于學(xué)生適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展,有利于今后的可持續(xù)發(fā)展。大多數(shù)非數(shù)學(xué)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生在今后的工作中所需要的數(shù)學(xué)知識(shí)并不多,如果他們畢業(yè)后沒(méi)什么機(jī)會(huì)去用數(shù)學(xué),那么他們很快就會(huì)忘掉在學(xué)校所學(xué)的那些作為知識(shí)的數(shù)學(xué),包括具體的數(shù)學(xué)定理、數(shù)學(xué)公式和解題方法。對(duì)此,日本著名數(shù)學(xué)教育家米山國(guó)藏認(rèn)為:“不管學(xué)生們將來(lái)從事什么工作,深深銘刻在心中的數(shù)學(xué)精神、數(shù)學(xué)的思維方法,研究方法、推理方法和看問(wèn)題的著眼點(diǎn)等,卻將隨時(shí)隨地發(fā)生作用,使他們受益終身?!彼€說(shuō):“對(duì)科學(xué)工作者來(lái)說(shuō),所需要的數(shù)學(xué)知識(shí),相對(duì)的說(shuō)也是不多的,然而數(shù)學(xué)的研究精神、數(shù)學(xué)的發(fā)明發(fā)現(xiàn)的思想方法、大腦的數(shù)學(xué)思維訓(xùn)練,卻是絕對(duì)必要的?!庇纱丝梢钥吹剑瑢?duì)學(xué)生今后的發(fā)展起到最大作用的并非他們?cè)谡n堂上學(xué)到的數(shù)學(xué)知識(shí),而是在循序漸進(jìn)的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過(guò)程中獲得的數(shù)學(xué)的精神、科學(xué)的思維方法、分析問(wèn)題的邏輯性、處理問(wèn)題的條理性、思考問(wèn)題的嚴(yán)密性。這些良好的數(shù)學(xué)素養(yǎng)對(duì)人的發(fā)展起著不可或缺的作用。
三、在“高等數(shù)學(xué)”教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)素養(yǎng)的具體做法
1.重視數(shù)學(xué)的靈魂——概念和觀念的教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生善于抓住問(wèn)題本質(zhì)的素養(yǎng)
“高等數(shù)學(xué)”中的很多基本數(shù)學(xué)概念,如極限、導(dǎo)數(shù)、積分和級(jí)數(shù)等都是從實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題中產(chǎn)生并抽象出來(lái)的,數(shù)學(xué)概念的提出和完善過(guò)程最能反映抽象思維的過(guò)程。而且只有深入分析并透徹理解數(shù)學(xué)概念才能指導(dǎo)學(xué)生將其應(yīng)用于解決其他相關(guān)問(wèn)題,從而提高應(yīng)用能力。如果將教學(xué)的重心放到解題方法和解題技巧上,而忽略了真正的靈魂——概念和觀念的教學(xué)就是本末倒置了。從美國(guó)優(yōu)秀微積分教材中對(duì)概念的闡述及美國(guó)AP(Advanced Placement)微積分計(jì)劃中受到啟發(fā),對(duì)重要概念的教學(xué)進(jìn)行了改革。例如,在導(dǎo)數(shù)概念的引入過(guò)程中增加一些有趣的新穎的例子,讓學(xué)生體會(huì)從實(shí)際問(wèn)題中抽象出數(shù)學(xué)概念的方法。同時(shí)在課外練習(xí)中增加很多概念理解型的題目,幫助學(xué)生深刻理解導(dǎo)數(shù)概念的本質(zhì);在引入偏導(dǎo)數(shù)和全微分概念的時(shí)候,通過(guò)實(shí)例引導(dǎo)學(xué)生思考如何能在一元函數(shù)導(dǎo)數(shù)和微分的定義基礎(chǔ)上進(jìn)行相應(yīng)地修改或做一定的變化得到多元函數(shù)的類(lèi)似概念;講授微分概念時(shí),著重強(qiáng)調(diào)以直線段代曲線段、以線性函數(shù)代非線性函數(shù)的思想。另外,還簡(jiǎn)單地介紹離散化、隨機(jī)化、線性化、迭代、逼近、擬合及變量代換等重要的數(shù)學(xué)方法,讓有興趣的學(xué)生課后查找資料深入學(xué)習(xí)。這樣做可以讓學(xué)生學(xué)會(huì)解決實(shí)際問(wèn)題的根本方法即抓住問(wèn)題的本質(zhì),并在探究的過(guò)程中體會(huì)到樂(lè)趣和成就感,同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生抽象的能力,聯(lián)想的能力以及學(xué)習(xí)新知識(shí)的能力,有利于提高學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)。
2.在課堂教學(xué)中滲透數(shù)學(xué)史,讓學(xué)生感受數(shù)學(xué)精神、感受數(shù)學(xué)美
現(xiàn)代數(shù)學(xué)的體系猶如“茂密的森林”,容易使人身陷迷津,而數(shù)學(xué)史的作用正是指引方向的“路標(biāo)”,給人以啟迪和明鑒。數(shù)學(xué)的發(fā)展歷史中,包含了許多數(shù)學(xué)家無(wú)窮的創(chuàng)造力。很多數(shù)學(xué)問(wèn)題并非靠邏輯推理就能一步步解決的,而是起源于某種直覺(jué),某種創(chuàng)造性構(gòu)建,甚至把許多表面不相關(guān)的東西牽連在一起思考,然后再通過(guò)嚴(yán)密的邏輯推導(dǎo)過(guò)程來(lái)完善它。如果在課堂上適時(shí)適當(dāng)?shù)匾脭?shù)學(xué)史的知識(shí)作為補(bǔ)充和指導(dǎo),不但可以活躍課堂氣氛,還可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。比如在講授微積分的內(nèi)容時(shí)介紹它是人類(lèi)數(shù)學(xué)史上的重大發(fā)現(xiàn),介紹牛頓-萊布尼茲定理產(chǎn)生的歷史背景;在講授解析幾何時(shí),將笛卡爾引入坐標(biāo)方法用方程表示曲線并創(chuàng)立解析幾何的思維過(guò)程展現(xiàn)給學(xué)生,使學(xué)生明白學(xué)習(xí)解析幾何的意義。通過(guò)數(shù)學(xué)史可以了解知識(shí)的邏輯源頭,理解數(shù)學(xué)概念、結(jié)論產(chǎn)生的背景和逐步形成的過(guò)程,體會(huì)蘊(yùn)涵在其中的思想,體驗(yàn)尋找真理和發(fā)現(xiàn)真理的方法,體會(huì)數(shù)學(xué)家的創(chuàng)造性,有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。另一方面,數(shù)學(xué)的發(fā)展并非一帆風(fēng)順的,數(shù)學(xué)史是數(shù)學(xué)家們克服困難和戰(zhàn)勝危機(jī)的斗爭(zhēng)記錄,是蘊(yùn)涵了豐富數(shù)學(xué)思想的歷史。了解數(shù)學(xué)史的同時(shí)會(huì)為數(shù)學(xué)家們的科學(xué)態(tài)度和執(zhí)著追求的精神而感動(dòng),這是能夠引領(lǐng)學(xué)生一生的精神食糧。除此之外,數(shù)學(xué)無(wú)論是在內(nèi)容上還是在方法上都具有自身的美。數(shù)學(xué)之美體現(xiàn)在多個(gè)方面,如微積分的符號(hào)集中體現(xiàn)了數(shù)學(xué)的簡(jiǎn)潔美,眾多微積分公式體現(xiàn)了數(shù)學(xué)的對(duì)稱(chēng)性和協(xié)調(diào)性,線性微分方程解的結(jié)構(gòu)體現(xiàn)了數(shù)學(xué)的和諧美。在講授“高等數(shù)學(xué)”的時(shí)候引導(dǎo)學(xué)生欣賞數(shù)學(xué)的美,則數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)將不再枯燥,學(xué)生的審美情趣也會(huì)在對(duì)美的享受過(guò)程中逐步提升。
3.采用啟發(fā)式和研究式教學(xué),提高學(xué)生的思維能力
選擇適當(dāng)?shù)膬?nèi)容,有針對(duì)性地安排討論課,精心設(shè)計(jì)討論的問(wèn)題,讓學(xué)生各抒己見(jiàn),可以極大地激發(fā)他們求知和創(chuàng)新的欲望,培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新意識(shí)。例如,選擇微分中值定理進(jìn)行討論,這部分內(nèi)容理論性強(qiáng),對(duì)初學(xué)者來(lái)說(shuō)短時(shí)間內(nèi)較難理解。選取一些典型的難度適當(dāng)?shù)牧?xí)題,讓學(xué)生認(rèn)真思考后自由討論。通過(guò)討論學(xué)生不僅對(duì)構(gòu)造輔助函數(shù)的方法有了深刻的印象,而且加深了對(duì)抽象數(shù)學(xué)理論的理解,同時(shí)還鍛煉了數(shù)學(xué)語(yǔ)言的表達(dá)能力,培養(yǎng)了邏輯推理能力,增強(qiáng)了學(xué)生主動(dòng)參與課堂的意識(shí)和創(chuàng)新的意識(shí)。又如,在高階線性微分方程的教學(xué)中,從一階線性微分方程解的結(jié)構(gòu)入手,引導(dǎo)學(xué)生做大膽的猜想,并嘗試對(duì)猜想的結(jié)論進(jìn)行分析和論證;接著再?gòu)淖詈?jiǎn)單的二階常系數(shù)齊次微分方程和開(kāi)始,引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)觀察找到方程的通解,然后再引導(dǎo)學(xué)生嘗試如何得到一般的二階常系數(shù)齊次微分方程的通解;如此逐步發(fā)現(xiàn)這類(lèi)方程的通解形式實(shí)際上是由特征方程的根決定的,最后歸納出求解二階常系數(shù)齊次微分方程的特征方程法,并將此方法和換元降階的方法對(duì)比,討論用哪種方法求解更好。采用啟發(fā)式和研究式相結(jié)合的教學(xué)方法使學(xué)生更樂(lè)于積極地思考問(wèn)題,并從中體會(huì)到發(fā)現(xiàn)的快樂(lè),激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情及研究興趣,也培養(yǎng)了學(xué)生分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力。
4.在“高等數(shù)學(xué)”教學(xué)中滲透數(shù)學(xué)建模思想,培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)的意識(shí)和創(chuàng)新意識(shí)
數(shù)學(xué)建模是將數(shù)學(xué)思想與方法應(yīng)用到解決實(shí)際問(wèn)題中的有效途徑,是培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力、靈活運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)處理實(shí)際問(wèn)題的能力,是激發(fā)學(xué)習(xí)興趣、增強(qiáng)協(xié)作意識(shí)、培養(yǎng)創(chuàng)新能力的最佳手段。建立數(shù)學(xué)模型是數(shù)學(xué)活動(dòng)中最具有開(kāi)創(chuàng)性的工作。在各種數(shù)學(xué)新領(lǐng)域的開(kāi)辟工作中,建立數(shù)學(xué)模型起到了奠定基礎(chǔ)、勾畫(huà)藍(lán)圖、提出新思想、新方法的作用。運(yùn)用數(shù)學(xué)理論解決實(shí)際問(wèn)題也具有較強(qiáng)的創(chuàng)新性。要解決一個(gè)問(wèn)題首先要判斷它是否為數(shù)學(xué)問(wèn)題,其次要將問(wèn)題數(shù)學(xué)化,然后才能運(yùn)用數(shù)學(xué)理論來(lái)解答它。實(shí)際上,在“高等數(shù)學(xué)”課程中就有很多數(shù)學(xué)建模的實(shí)例。如,由LRC串聯(lián)電路建立二階常系數(shù)線性微分方程,為了求流體的流量而引入對(duì)坐標(biāo)的曲面積分,根據(jù)條件建立目標(biāo)函數(shù)求最大值和最小值等。在教學(xué)中對(duì)這些例子加以剖析,滲透數(shù)學(xué)建模的概念,可以使學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)建模有一個(gè)初步的認(rèn)識(shí)。即將具體問(wèn)題簡(jiǎn)化、一般化,從而得出問(wèn)題原型的一個(gè)數(shù)學(xué)化的抽象,就是數(shù)學(xué)模型。換言之,模型是對(duì)原型的抽象,而使用數(shù)學(xué)語(yǔ)言將原型抽象化的結(jié)果,就是數(shù)學(xué)模型。為了配合后繼數(shù)學(xué)建模課程的教學(xué)和數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽,在“高等數(shù)學(xué)”教學(xué)中增加了一定學(xué)時(shí)的數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn),結(jié)合具體實(shí)例讓學(xué)生學(xué)會(huì)利用計(jì)算機(jī)的繪圖和計(jì)算功能作出圖形或計(jì)算出結(jié)果,使學(xué)生對(duì)相關(guān)概念或結(jié)論獲得較直觀的認(rèn)識(shí),既減輕了學(xué)生在接受和理解抽象知識(shí)上的困難,也為后期的建模打下基礎(chǔ)。
數(shù)學(xué)來(lái)源于實(shí)踐并應(yīng)用于實(shí)踐,在“高等數(shù)學(xué)”教學(xué)中滲透數(shù)學(xué)建模思想可以使學(xué)生充分認(rèn)識(shí)到數(shù)學(xué)的應(yīng)用價(jià)值,培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用意識(shí)和創(chuàng)新意識(shí),對(duì)于發(fā)展學(xué)生的數(shù)學(xué)思維也是非常重要的。
篇3
關(guān)鍵詞:大學(xué);數(shù)學(xué)教學(xué);建模思想;問(wèn)題;應(yīng)用
中圖分類(lèi)號(hào):G642文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1009-5349(2016)03-0229-02
新課程改革的日漸深入使得教材編寫(xiě)內(nèi)容需要充分考慮到現(xiàn)實(shí)生活以及社會(huì)實(shí)踐特點(diǎn),實(shí)現(xiàn)理知識(shí)有機(jī)結(jié)合,提升學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)應(yīng)用能力以及數(shù)學(xué)應(yīng)用意識(shí)。大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)過(guò)程中,教師需要結(jié)合學(xué)生實(shí)際背景了解基礎(chǔ)性數(shù)量關(guān)系以及數(shù)量變化規(guī)律,讓學(xué)生根據(jù)實(shí)際問(wèn)題建立數(shù)學(xué)模型、數(shù)學(xué)估計(jì)、數(shù)學(xué)求解、數(shù)學(xué)驗(yàn)證等,提升合理性以及正確性。
作為一種先進(jìn)文化,數(shù)學(xué)對(duì)人類(lèi)文明發(fā)展與人類(lèi)進(jìn)步具有十分重要的作用。通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)與數(shù)學(xué)思想之間的有效結(jié)合來(lái)形成一種可實(shí)現(xiàn)技術(shù),認(rèn)識(shí)到數(shù)學(xué)概念的抽象性以及明確性,建立完整的體系,實(shí)現(xiàn)大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的廣泛性。作為數(shù)學(xué)知識(shí)與現(xiàn)實(shí)問(wèn)題之間的重要橋梁,教師可以鼓勵(lì)學(xué)生利用數(shù)學(xué)建模方式來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題,注重理論與現(xiàn)實(shí)的結(jié)合。創(chuàng)新是民族進(jìn)步靈魂,對(duì)大學(xué)教學(xué)具有十分重要的作用,教師可以借助建模思想來(lái)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力。從目前高校數(shù)學(xué)教學(xué)來(lái)看,普遍存在著教學(xué)內(nèi)容較多,實(shí)際課時(shí)卻非常少的問(wèn)題,教師更加注重理論知識(shí)教學(xué),并沒(méi)有重視知識(shí)運(yùn)用能力,這就需要利用數(shù)學(xué)建模思想來(lái)提升學(xué)生思維能力以及實(shí)際應(yīng)用能力。作為數(shù)學(xué)理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際問(wèn)題中的創(chuàng)造性實(shí)踐活動(dòng),數(shù)學(xué)建模能夠提升學(xué)生數(shù)學(xué)理論應(yīng)用能力,提升學(xué)生社會(huì)實(shí)踐意識(shí),考慮到數(shù)學(xué)建模存在著不確定性以及靈活性特點(diǎn),教師需要考慮到不同角度建設(shè)的數(shù)學(xué)模型存在著巨大差別,在不斷練習(xí)中提升學(xué)生想象能力、觀察能力以及創(chuàng)造能力。
一、大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)存在的弊端
作為科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重要基礎(chǔ)以及工具學(xué)科,數(shù)學(xué)對(duì)培育知識(shí)型人才具有十分重要的作用,實(shí)際教學(xué)中存在著理論性過(guò)強(qiáng)的現(xiàn)象,缺乏實(shí)際應(yīng)用型,并且教師更加注重局部教學(xué),但是對(duì)學(xué)科教學(xué)方法并沒(méi)有進(jìn)行有效訓(xùn)練,教師教學(xué)中大多采用經(jīng)典范例來(lái)進(jìn)行教學(xué),忽略了與時(shí)俱進(jìn),知識(shí)實(shí)際應(yīng)用缺乏背景材料。[1]從實(shí)際教學(xué)過(guò)程角度來(lái)看,教師過(guò)于重視數(shù)學(xué)知識(shí)傳授,并沒(méi)有認(rèn)識(shí)到教學(xué)方法的重要作用,學(xué)生缺乏足夠的時(shí)間和空間來(lái)進(jìn)行思考。在考試上學(xué)生可以獲得優(yōu)異成績(jī),當(dāng)遇到現(xiàn)實(shí)問(wèn)題卻出現(xiàn)了束手無(wú)策的現(xiàn)象,缺乏技術(shù)上的支持。由于長(zhǎng)期受到應(yīng)試教育理念的影響,使得大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)仍然是采用傳統(tǒng)的灌輸性教學(xué)過(guò)程,實(shí)際教學(xué)中缺乏實(shí)踐性,實(shí)際教學(xué)效果并不理想。教師在數(shù)學(xué)教育過(guò)程中,單純進(jìn)行知識(shí)教學(xué),脫離了社會(huì)發(fā)展需求,不利于提升學(xué)生創(chuàng)新能力。大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中引入數(shù)學(xué)建模思想能夠讓學(xué)生逐步提高學(xué)習(xí)興趣,鼓勵(lì)學(xué)生課堂學(xué)習(xí)與社會(huì)實(shí)踐有效結(jié)合,提升實(shí)際的教學(xué)效率。[2]
二、大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中建模思想的應(yīng)用對(duì)策
1.通過(guò)實(shí)例引入數(shù)學(xué)建模概念
數(shù)學(xué)教學(xué)中,學(xué)生會(huì)接觸到非常多的數(shù)學(xué)概念、數(shù)學(xué)方法以及數(shù)學(xué)結(jié)論,等等,教師在傳授數(shù)學(xué)知識(shí)的同時(shí),還需要讓學(xué)生形成數(shù)學(xué)思想,領(lǐng)會(huì)數(shù)學(xué)實(shí)際意義,實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)發(fā)展脈絡(luò)的有效把握,提升學(xué)生數(shù)學(xué)綜合素質(zhì)。教師在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中需要結(jié)合實(shí)際的教學(xué)內(nèi)容,了解課堂教學(xué)的單一化,結(jié)合數(shù)學(xué)概念、數(shù)學(xué)定理以及數(shù)學(xué)公式等進(jìn)行不斷的推導(dǎo),通過(guò)實(shí)際的案例來(lái)驗(yàn)證數(shù)學(xué)概念,假設(shè)學(xué)生理解。[3]例如,當(dāng)某一地出現(xiàn)傳染病,傳染病可以治愈,但是治愈者卻不存在抵抗力,容易出現(xiàn)二次患病,最初為百分之十,若干天后會(huì)如何?教師可以引導(dǎo)學(xué)生樹(shù)立數(shù)學(xué)模型
X1(n+1)=08X1(n)+03X2(n)
X2(n+1)=02X1(n)+07X2(n)(1)
那么,通過(guò)矩陣的形式則可以表示為X(n+1)=A(n=0,1,2,……),其中A=0803
0207,X(0)=09
01。
在進(jìn)行模型求解以及分析過(guò)程中,當(dāng)n為14時(shí),Xn數(shù)值維持不變。改變X(0)進(jìn)行重新計(jì)算,會(huì)發(fā)現(xiàn)相似結(jié)論,這樣就能夠引入特征值、特征向量概念。從實(shí)際教學(xué)來(lái)看,教師借助實(shí)例來(lái)引入數(shù)學(xué)概念,這樣能夠讓學(xué)生深入理解,運(yùn)用實(shí)際問(wèn)題來(lái)進(jìn)行數(shù)學(xué)表達(dá),提升學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,提升學(xué)生數(shù)學(xué)創(chuàng)新意識(shí)。
2.聯(lián)系應(yīng)用實(shí)際
大學(xué)數(shù)學(xué)教材中涉及到了非常多的定理,簡(jiǎn)單的實(shí)際背景經(jīng)過(guò)了抽象之后體現(xiàn)在課本上,編寫(xiě)者的思想都蘊(yùn)藏在邏輯推理中,學(xué)生理解上存在困境。教師在實(shí)際教學(xué)中可以采用理論聯(lián)系實(shí)際的方式,不斷淡化形式上的內(nèi)容,注重實(shí)質(zhì)性?xún)?nèi)容,給予學(xué)生更加直觀的印象,之后可以將該定理看作是一個(gè)特定模型,結(jié)合數(shù)學(xué)建模思路來(lái)提出相關(guān)假設(shè),根據(jù)實(shí)際預(yù)設(shè)的問(wèn)題來(lái)進(jìn)行引導(dǎo),學(xué)生可以發(fā)現(xiàn)實(shí)際結(jié)論,結(jié)合實(shí)際問(wèn)題、定理等,讓學(xué)生感受到定理應(yīng)用價(jià)值。例如,在函數(shù)定理教學(xué)過(guò)程中,連續(xù)函數(shù)在閉合區(qū)間之內(nèi)的性質(zhì)之一的零點(diǎn)存在定理,這就是高等數(shù)學(xué)教學(xué)中具有非常重要的意義。零點(diǎn)定力應(yīng)用主要包含兩個(gè)方面的內(nèi)容,一方面是需要證明其他定理,另外一個(gè)方面則是需要驗(yàn)證方程區(qū)間內(nèi)是否有根,學(xué)生大多是認(rèn)為一個(gè)定理為證明另外一個(gè)定理存在,對(duì)于定理實(shí)際應(yīng)用價(jià)值缺乏足夠重視,因此,教師需要結(jié)合生活實(shí)際、定理應(yīng)用等結(jié)合,提升大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)效率。通過(guò)生活實(shí)際問(wèn)題與教學(xué)內(nèi)容的有效結(jié)合,在學(xué)生把握知識(shí)的同時(shí),還能夠讓學(xué)生享受探索問(wèn)題、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題以及創(chuàng)造過(guò)程,提升創(chuàng)新能力以及創(chuàng)新意識(shí)。
3.選擇生活實(shí)際的例題
從目前大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)來(lái)看,教材中的例題存在著應(yīng)用題目相對(duì)較少的現(xiàn)象,一部分問(wèn)題條件充分,結(jié)果非常明確的問(wèn)題,但是卻不能夠有效促進(jìn)大學(xué)生對(duì)于數(shù)學(xué)的應(yīng)用意識(shí)以及創(chuàng)新能力。教師可以根據(jù)實(shí)際的教學(xué)內(nèi)容,選擇學(xué)生更加感興趣的內(nèi)容來(lái)進(jìn)行分析。例如,在進(jìn)行導(dǎo)數(shù)教學(xué)過(guò)程中,教師可以選擇關(guān)于肉豬出售的例題分析。飼養(yǎng)場(chǎng)每天在人力、飼料以及設(shè)備方面的投入資金為4元,80千克中的生豬體重能夠增加2公斤,市場(chǎng)價(jià)格在4元每斤,根據(jù)相關(guān)預(yù)測(cè),平均每天降低005元,試問(wèn)何時(shí)出售肉豬是最好時(shí)機(jī)?隨著資金投入,肉豬體重不斷增加,實(shí)際價(jià)格卻在不斷降低,這就需要選擇最好的出售實(shí)際,提升利潤(rùn)。這就可以采用數(shù)學(xué)模型的方式:r=2,g=01,如果目前就出售,那么利潤(rùn)為640元,假設(shè)t天出售,利潤(rùn)Q(t)=(8-gt)(80+rt)-4t,這樣只需要求出當(dāng)t為多少時(shí),Q(t)數(shù)值最大,最終求出結(jié)果。教師可以選擇一些聯(lián)系學(xué)生生活實(shí)際的例子,轉(zhuǎn)變教材中一些例題,保證例題選擇符合數(shù)學(xué)建模需求,引導(dǎo)學(xué)生掌握數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)方式,激發(fā)學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)熱情。
4.課后練習(xí)中滲透建模思想
從目前大學(xué)數(shù)學(xué)來(lái)看,教材練習(xí)題的題目較為單一,實(shí)際應(yīng)用性題目相對(duì)較少,學(xué)生應(yīng)用能力、創(chuàng)新能力不理想。教師可以將教學(xué)內(nèi)容部分練習(xí)題進(jìn)行減弱或者是改換,根據(jù)學(xué)生認(rèn)知規(guī)律來(lái)激發(fā)學(xué)生參與熱情。教師在作業(yè)布置過(guò)程中,需要更加的注重開(kāi)放性,讓學(xué)生能夠靈活掌握教學(xué)內(nèi)容。例如,已知n個(gè)物體的質(zhì)量總和為1,每一個(gè)物體的質(zhì)量為,w1,w2,w3,……,Wn……,將兩個(gè)物體不斷進(jìn)行比較,形成n個(gè)物理相對(duì)質(zhì)量的矩陣
A=w1w1w1w2……w1wn
w2w2w2w2w2wn
wnw1wnw2wnwn=(αijn×n)(2)
通過(guò)分析,就能夠得出物質(zhì)質(zhì)量W與A之間的關(guān)系,之后可以分解成若干個(gè)小問(wèn)題,引導(dǎo)學(xué)生利用矩陣來(lái)解決知識(shí),提升大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)效率。通過(guò)關(guān)于A的層次分析來(lái)實(shí)現(xiàn)小問(wèn)題的逐漸還原,根據(jù)矩陣知識(shí)以及矩陣方式,通過(guò)不斷的提問(wèn)與分析來(lái)了解實(shí)際性質(zhì),實(shí)現(xiàn)所學(xué)知識(shí)的有效鞏固,提升學(xué)生問(wèn)題解決能力,提升教學(xué)效率。
三、 結(jié)語(yǔ)
教師需要明確自身所肩負(fù)的責(zé)任,不能只滿足傳授數(shù)學(xué)概念以及數(shù)學(xué)定理,同時(shí)還需要將教學(xué)深入到各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)中,實(shí)現(xiàn)教學(xué)建模思想以及數(shù)學(xué)建模方法的有效滲透,按照發(fā)現(xiàn)、提出、解決問(wèn)題的順序來(lái)引導(dǎo)學(xué)生積極思考與發(fā)現(xiàn),實(shí)現(xiàn)教師與學(xué)生之間的有效互動(dòng),提升學(xué)生知識(shí)儲(chǔ)備能力,提升學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)。培養(yǎng)數(shù)學(xué)建模思想屬于長(zhǎng)期性任務(wù),這就需要不斷地進(jìn)行鉆研,實(shí)現(xiàn)大學(xué)數(shù)學(xué)、建模思想有效結(jié)合,培養(yǎng)學(xué)生解決問(wèn)題能力。教師在實(shí)際教學(xué)中,需要運(yùn)用多樣化教學(xué)對(duì)策,將建模思想滲透到大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中,提升學(xué)生數(shù)學(xué)素養(yǎng),鼓勵(lì)學(xué)生將數(shù)學(xué)概念、定理與現(xiàn)實(shí)生活相關(guān)聯(lián),提升學(xué)生建模能力以及數(shù)學(xué)綜合素養(yǎng)。
參考文獻(xiàn):
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篇4
關(guān)鍵詞:高等數(shù)學(xué);數(shù)學(xué)模型;數(shù)學(xué)建模思想
中圖分類(lèi)號(hào):O14 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
文章編號(hào):1009-0118(2012)05-0112-02
一、高職《高等數(shù)學(xué)》課程現(xiàn)狀
高等數(shù)學(xué)是一門(mén)大學(xué)的公共基礎(chǔ)課,教學(xué)內(nèi)容多,教學(xué)課時(shí)較少,學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中會(huì)感到相對(duì)枯燥無(wú)味,極易產(chǎn)生畏難情緒,學(xué)習(xí)積極性不高,極大地影響著學(xué)習(xí)效果和教學(xué)質(zhì)量。由于參加高考的生源逐年遞減,就造成了高職生源素質(zhì)總體不高,學(xué)習(xí)積極性不強(qiáng)等。高職高專(zhuān)教育的培養(yǎng)目標(biāo)是高級(jí)應(yīng)用技術(shù)技能型人才,其核心是培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神。這決定了高職高專(zhuān)在數(shù)學(xué)教學(xué)上并不要求高深的理論,注重的是實(shí)踐和應(yīng)用。數(shù)學(xué)建模恰恰是溝通數(shù)學(xué)理論知識(shí)與實(shí)際問(wèn)題的中介和橋梁。
二、《高等數(shù)學(xué)》課程中引入數(shù)學(xué)建模的必要性
《高等數(shù)學(xué)》中的概念、公式、思想方法很多,而且大多都是由實(shí)際應(yīng)用中抽象出來(lái)的,有著豐富的實(shí)際背景,而數(shù)學(xué)概念、公式、思想方法的理解對(duì)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)起著決定性的作用。例如定積分的概念是從很多實(shí)際問(wèn)題中抽象出來(lái)的,第二個(gè)重要的極限可以通過(guò)經(jīng)濟(jì)中的連續(xù)復(fù)利引入,“微元法”的思想可以結(jié)合幾何學(xué)、物理學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、生命科學(xué)及軍事科學(xué)等大量實(shí)例理解。如果將數(shù)學(xué)建模思想與方法滲透到數(shù)學(xué)課中就會(huì)使學(xué)生感到數(shù)學(xué)無(wú)處不在,數(shù)學(xué)思想與方法無(wú)所不能。這樣就會(huì)調(diào)動(dòng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣。不僅如此,數(shù)學(xué)建模思想與方法的滲透還可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)數(shù)學(xué)教學(xué)的不足,促進(jìn)高校數(shù)學(xué)教師的知識(shí)更新,推動(dòng)數(shù)學(xué)教學(xué)思想的進(jìn)步,同時(shí)還能解決數(shù)學(xué)教材與最新數(shù)學(xué)軟件的時(shí)間差問(wèn)題。因而,將數(shù)學(xué)建模的思想與方法滲透到高等數(shù)學(xué)課中,必能夠有效地促進(jìn)教學(xué)工作,提高教學(xué)質(zhì)量。而考慮如何將數(shù)學(xué)建模的思想與方法滲透在大學(xué)數(shù)學(xué)課中就顯得非常有必要了。
三、選取數(shù)學(xué)模型的原則
高等數(shù)學(xué)課的中心內(nèi)容并不是建立數(shù)學(xué)模型,我們只是通過(guò)數(shù)學(xué)建模強(qiáng)化學(xué)生的數(shù)學(xué)理論知識(shí)的應(yīng)用意識(shí),激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)的積極性和主動(dòng)性。所以,在編選教學(xué)案例時(shí)應(yīng)從簡(jiǎn)潔、直觀、結(jié)合教學(xué)實(shí)際入手,達(dá)到既有助于理解教學(xué)內(nèi)容,又可以通過(guò)對(duì)實(shí)際問(wèn)題的抽象、歸納、思考,用所學(xué)的數(shù)學(xué)知識(shí)給予解決。要切忌問(wèn)題的繁難、冗長(zhǎng),超出所學(xué)知識(shí)的范圍,給學(xué)生制造思維上的新難點(diǎn)。所選的模型還應(yīng)具有濃厚的趣味性,使學(xué)生在興趣盎然的學(xué)習(xí)氣氛之中體會(huì)到數(shù)學(xué)思想方法在實(shí)際問(wèn)題中的應(yīng)用。
所選教學(xué)案例要盡可能結(jié)合學(xué)生所學(xué)專(zhuān)業(yè),與時(shí)代的發(fā)展相符合,達(dá)到拓寬學(xué)生知識(shí)面的目的,而不要脫離生產(chǎn)生活的實(shí)際,并要經(jīng)得起實(shí)際的考驗(yàn)。要讓學(xué)生了解到數(shù)學(xué)來(lái)源于生活實(shí)際,又應(yīng)用于生活實(shí)際,從而堅(jiān)定學(xué)生學(xué)好數(shù)學(xué)的信心,提高他們應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。
四、從教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)去滲透數(shù)學(xué)建模的思想和方法
(一)在數(shù)學(xué)概念的講解中滲透數(shù)學(xué)建模的思想與方法
高等數(shù)學(xué)課本中的許多概念都是從客觀事物的某種數(shù)量關(guān)系或空間形式中抽象出來(lái)的數(shù)學(xué)模型,因此從實(shí)際問(wèn)題引入概念,甚至給學(xué)生提供更為原始的背景資料,講清概念的來(lái)龍去脈,有助于讓學(xué)生看到數(shù)學(xué)在生活中存在的廣泛性,激發(fā)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的興趣。
以上若干知識(shí)點(diǎn)的概念都可以由相應(yīng)的案例引入講解。以導(dǎo)數(shù)的概念知識(shí)點(diǎn)為例模型建立過(guò)程:利用簡(jiǎn)單的物理知識(shí),師生共同分析討論,通過(guò)對(duì)問(wèn)題的分析,對(duì)于上述兩個(gè)不同模型,如果拋開(kāi)它們的實(shí)際意義,單純從數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)上看,它們具有相同的形式,可歸結(jié)為同一個(gè)數(shù)學(xué)模型,即函數(shù)的改變量與自變量改變量比值。當(dāng)自變量改變量趨近于零時(shí)的極限值,把這種形式的極限在數(shù)學(xué)上加以定義即為函數(shù)的導(dǎo)數(shù)。有了導(dǎo)數(shù)的定義,前面的兩個(gè)模型就很容易解決了。如此,既引出了導(dǎo)數(shù)的概念,又使學(xué)生體驗(yàn)到數(shù)學(xué)的應(yīng)用。
(二)在應(yīng)用問(wèn)題教學(xué)中滲透數(shù)學(xué)建模思想
數(shù)學(xué)應(yīng)用題就是考察學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決簡(jiǎn)單實(shí)際問(wèn)題的能力的基本方式,它是最簡(jiǎn)單的一類(lèi)數(shù)學(xué)建模問(wèn)題,一般涉及了數(shù)學(xué)建模思想方法的基本過(guò)程。因此,在各章節(jié)的理論知識(shí)學(xué)習(xí)完后,應(yīng)適當(dāng)選擇一些實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題,引導(dǎo)學(xué)生加以分析,通過(guò)抽象、簡(jiǎn)化、假設(shè)、建立和求解數(shù)學(xué)模型,從而解決實(shí)際問(wèn)題。這樣既讓學(xué)生了解了數(shù)學(xué)建模的方法步驟,又使學(xué)生體會(huì)了數(shù)學(xué)在解決實(shí)際問(wèn)題中的重要作用同時(shí)有利于在教學(xué)中貫徹理論與實(shí)際相結(jié)合的原則,逐步培養(yǎng)和提高學(xué)生解決問(wèn)題的能力。
以定積分及其應(yīng)用為例,我們?cè)诮虒W(xué)中采取數(shù)學(xué)建模的思想,結(jié)合旋轉(zhuǎn)體體積、弧長(zhǎng)、變力做功、液體靜壓力等使學(xué)生理解“分割”、“近似代替”、“求和”、“取極限”“以直代曲、以不變代變”的微元法數(shù)學(xué)思想。通過(guò)這些模型的分解講解,讓學(xué)生學(xué)會(huì)如何提出問(wèn)題,分析問(wèn)題和解決問(wèn)題,從而達(dá)到潤(rùn)物細(xì)無(wú)聲的滲透效果。
(三)在習(xí)題中滲透數(shù)學(xué)建模思想
習(xí)題是培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用能力的重要環(huán)節(jié),一般情況下,我們布置的練習(xí)作業(yè)及習(xí)題課的中大部分內(nèi)容是講授教材里提供的習(xí)題,而教材里涉及應(yīng)用性的習(xí)題較少,在教學(xué)中,我們應(yīng)在授課中注重引入模型的同時(shí)應(yīng)根據(jù)學(xué)生的情況設(shè)置一些實(shí)用味性開(kāi)放性的習(xí)題,體現(xiàn)多樣性、綜合性和靈活性,給學(xué)生提供拓展思維的空間,完成的形式可靈活處理,單獨(dú)或者自由組合完成,這樣就可以通過(guò)習(xí)題滲透數(shù)學(xué)建模思想。
表2中部分?jǐn)?shù)學(xué)模型可以作為習(xí)題,讓學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,并用所學(xué)知識(shí)來(lái)解決它,這樣不僅使學(xué)生掌握了數(shù)學(xué)建模的思想方法,而且鞏固了所學(xué)的知識(shí),大大提高了學(xué)生數(shù)學(xué)實(shí)踐能力。
(四)在考核中應(yīng)充分體現(xiàn)學(xué)生的創(chuàng)新能力
閉卷考試不再是唯一的評(píng)定成績(jī)的方法。在提倡“創(chuàng)新教育”的今天,建立客觀公正,尊重個(gè)體能力和差異顯得尤為重要,而“創(chuàng)新意識(shí)”也是數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽的宗旨之一。
例如期中考核可以布置一些實(shí)用性的開(kāi)放性的考題,或者學(xué)生自己結(jié)合專(zhuān)業(yè)等選擇與所學(xué)數(shù)學(xué)知識(shí)相關(guān)的題目,兩到三人一組,以小論文的形式遞交答卷。這樣不僅能考查學(xué)生的能力,而且能從中挖掘?qū)W生的潛力,為選拔參加數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽作參考。此外還可以把平時(shí)的討論交流、作業(yè)等作為評(píng)定的依據(jù)。
五、小結(jié)
在高等數(shù)學(xué)課程教學(xué)中,以數(shù)學(xué)建模為切入點(diǎn),不僅能有效地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣,培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用高等數(shù)學(xué)解決實(shí)際問(wèn)題的能力、工作能力、創(chuàng)新能力及文化素養(yǎng),而且將數(shù)學(xué)建模的思想滲透教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)中去,讓學(xué)生經(jīng)歷“再建?!焙汀皩?shí)際問(wèn)題數(shù)學(xué)化”的過(guò)程,是提高了大學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用意識(shí)和創(chuàng)新能力的一條捷徑。我院自2008年每年以四個(gè)隊(duì)參加數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽以來(lái),共取得國(guó)家二等獎(jiǎng)兩項(xiàng),自治區(qū)一等獎(jiǎng)兩項(xiàng),自治區(qū)二等獎(jiǎng)四項(xiàng)。參加數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽輔導(dǎo)的學(xué)生也穩(wěn)步上升,在學(xué)校內(nèi)營(yíng)造了良好的學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)及參加數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽的氣氛,不足之處,由于高職學(xué)生的職業(yè)特點(diǎn),有很多專(zhuān)業(yè)在不同的時(shí)期進(jìn)行專(zhuān)業(yè)實(shí)習(xí),無(wú)法保證學(xué)生培訓(xùn)的連續(xù)性。
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篇5
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,高職院校的教育水平也在不斷提高。但高職學(xué)生學(xué)習(xí)興趣低下和高職數(shù)學(xué)應(yīng)用性較弱的問(wèn)題仍然存在。而將數(shù)學(xué)建模與高職教育進(jìn)行有效結(jié)合,就能有效的增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,從而提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和能力。同時(shí)提升了高職院校的教育質(zhì)量,為高職院校的發(fā)展帶來(lái)有力支撐。
關(guān)鍵詞:
高職院校;數(shù)學(xué)建模;教育
高職數(shù)學(xué)是高職院校課程的重要組成部分,其不僅能夠?yàn)閷W(xué)生提供數(shù)學(xué)知識(shí),更主要的是為了培養(yǎng)學(xué)生的思維和應(yīng)用能力。而要實(shí)現(xiàn)高職數(shù)學(xué)教育的目的,就需要不斷的進(jìn)行改革創(chuàng)新。數(shù)學(xué)建模是一種應(yīng)用性極強(qiáng)的教學(xué)手段。將其融入到高職院校教學(xué)中能夠有效的提高學(xué)生的積極性,進(jìn)而提升教學(xué)的實(shí)用性。為我國(guó)新時(shí)代的人才培養(yǎng)做出巨大貢獻(xiàn)。
一、高職院校數(shù)學(xué)建模教學(xué)的現(xiàn)狀
高職院校數(shù)學(xué)建模教學(xué)的現(xiàn)狀并不樂(lè)觀。其主要有三個(gè)方面的問(wèn)題:(1)教師問(wèn)題。現(xiàn)今各高校教師仍比較傳統(tǒng),他們重視理論從而忽視應(yīng)用。而且由于教師文化素養(yǎng)原因使得大部分教師對(duì)數(shù)學(xué)建模都沒(méi)有很好的意識(shí),這就導(dǎo)致教師都沒(méi)有很好的對(duì)建模進(jìn)行探索和研究,又怎么能將其教給學(xué)生。同時(shí)數(shù)學(xué)建模往往涉獵多個(gè)學(xué)科,教師也不可能對(duì)所有學(xué)科都有涉獵。從而使得數(shù)學(xué)建模教學(xué)越加困難。(2)學(xué)生問(wèn)題。高職院校的學(xué)生通常學(xué)習(xí)基礎(chǔ)都相對(duì)較差,這就導(dǎo)致他們對(duì)數(shù)學(xué)軟件的應(yīng)用能力也不夠強(qiáng)。甚至有的學(xué)生根本就沒(méi)有接觸過(guò)數(shù)學(xué)建模和相關(guān)的數(shù)學(xué)軟件。高職學(xué)生雖然也有一定的軟件應(yīng)用能力,但是他們也僅僅局限于課堂所學(xué),當(dāng)真正實(shí)際應(yīng)用時(shí),高職學(xué)生往往都處于無(wú)所適從的狀態(tài),所以高職學(xué)生的數(shù)字軟件應(yīng)用問(wèn)題是高職數(shù)學(xué)建模發(fā)展的最重要隱患。(3)教材問(wèn)題。數(shù)學(xué)建模與高職教育相結(jié)合是一種新型的教育模式,由于其發(fā)展時(shí)間較短,體系還不夠完善,從而導(dǎo)致其沒(méi)有完善的教材。但是這個(gè)問(wèn)題并不主要,因?yàn)殡S著高校不斷對(duì)數(shù)學(xué)建模進(jìn)行探索和研究,編制教材也只是時(shí)間問(wèn)題。
二、數(shù)學(xué)建模在高職院校教學(xué)作用
(一)數(shù)學(xué)建模能夠有效的提高學(xué)生的綜合素養(yǎng)
(1)數(shù)學(xué)建模往往都需要假設(shè)、分析、抽象和綜合等一系列思維活動(dòng),多次修改模型使之不斷完善是數(shù)學(xué)建模過(guò)程的顯著特點(diǎn)。學(xué)生在數(shù)學(xué)建模過(guò)程中要使得其合理,就需要他們不斷的進(jìn)行思考和反復(fù)實(shí)踐,這樣才能得出想要的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。而這個(gè)過(guò)程就有效的提高學(xué)生思考問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。同時(shí)還提高了學(xué)生的動(dòng)手能力。
(2)數(shù)學(xué)建模的本質(zhì)就是讓學(xué)生構(gòu)建模型,同時(shí)激發(fā)其創(chuàng)新意識(shí),是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際應(yīng)用能力的最有效手段。而模型的構(gòu)建往往較復(fù)雜,這就要求學(xué)生不僅能夠?qū)ζ溥M(jìn)行觀察分析,還要有自主的創(chuàng)新意識(shí)。只有這樣才能將實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行抽象化,從而運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)對(duì)問(wèn)題進(jìn)行合理的解決。在建模過(guò)程中,往往都是沒(méi)有固定方法和答案的,因此,學(xué)生建模的過(guò)程往往就是自我學(xué)習(xí)和創(chuàng)新實(shí)踐的過(guò)程。這個(gè)過(guò)程能夠很好的培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造才能,從而使學(xué)生創(chuàng)造性的尋求到解釋文體本質(zhì)和解決問(wèn)題的最佳方案和途徑[1]。
(3)因?yàn)閿?shù)學(xué)建模是由多個(gè)科目組合而成,所以建模往往是需要團(tuán)隊(duì)一起完成。這就需要學(xué)生在建模過(guò)程中不能有個(gè)人主義,要團(tuán)隊(duì)間彼此學(xué)習(xí)、充分的發(fā)揮團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。在遇到問(wèn)題時(shí)要集思廣益、取長(zhǎng)補(bǔ)短,從而使個(gè)人智慧與團(tuán)隊(duì)精神進(jìn)行有機(jī)結(jié)合。只有這樣才能得到合理的實(shí)踐結(jié)果。因此,數(shù)學(xué)建模過(guò)程可以有效的培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)意識(shí)和協(xié)作能力,讓學(xué)生充分認(rèn)識(shí)團(tuán)隊(duì)精神內(nèi)涵,為將來(lái)走向工作崗位打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
(4)數(shù)學(xué)建模所涉獵的內(nèi)容通常非常多樣且復(fù)雜,學(xué)生在建模過(guò)程中除了需要對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)進(jìn)行掌握外,還需要對(duì)經(jīng)濟(jì)、化學(xué)、管理等一系列科目有所了解。而在這個(gè)過(guò)程中,學(xué)生就有效的促進(jìn)自主學(xué)習(xí)能力,提高自己文化素養(yǎng),還拓寬了知識(shí)面,同時(shí)還對(duì)數(shù)學(xué)的理論知識(shí)進(jìn)行了鞏固。
(二)數(shù)學(xué)建模能夠有效的推動(dòng)
高職院校教育改革隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,科技的不斷進(jìn)步。教育改革也成為現(xiàn)今的最主要目標(biāo)。在高職院校教學(xué)中融入數(shù)學(xué)建模是教育改革的主要目標(biāo)之一。數(shù)學(xué)建??梢愿淖儐我唤虒W(xué)模式,通過(guò)大量的有趣實(shí)例為傳統(tǒng)的灌輸式課堂帶來(lái)活力。這樣就能使應(yīng)試教育逐漸向應(yīng)用型教育轉(zhuǎn)變。有效的將高職數(shù)學(xué)與數(shù)學(xué)建模相結(jié)合,能夠提高學(xué)生的興趣,為教師的教育打下基礎(chǔ)。同時(shí)數(shù)學(xué)建模過(guò)程就是實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程,各種不同學(xué)科的知識(shí)冗雜在一起就使得教師也需要提高自身的文化素養(yǎng)。這就要求教師需要改變傳統(tǒng)的“教師、黑板、粉筆”的教育模式,將其轉(zhuǎn)化為以學(xué)生為主體,教師引導(dǎo),將計(jì)算機(jī)技術(shù)有效的與“數(shù)學(xué)軟件”進(jìn)行有機(jī)結(jié)合[2],然后通過(guò)學(xué)生實(shí)踐,應(yīng)用為一體的新型教育模式。
三、數(shù)學(xué)建模在高職院校教學(xué)中的應(yīng)用方法
(一)更新教學(xué)理念,提高教師素質(zhì)
(1)要想將數(shù)學(xué)建模在高職教學(xué)中得到合理的應(yīng)用,就需要教師不斷更新其教學(xué)理念?,F(xiàn)今很多高校教師還延續(xù)使用傳統(tǒng)的教學(xué)理念。他們往往只注重理論和基礎(chǔ)教學(xué),從而忽視了應(yīng)用和實(shí)踐教學(xué)。這樣就會(huì)對(duì)創(chuàng)新復(fù)合型人才培養(yǎng)帶來(lái)巨大隱患。教師應(yīng)該打破傳統(tǒng)觀念,將原有的以“學(xué)”為中心改成以“想”為中心,充分培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考,進(jìn)而提升學(xué)生數(shù)學(xué)建模和轉(zhuǎn)化應(yīng)用的能力。
(2)在數(shù)學(xué)建模教學(xué)中,教師起到主導(dǎo)作用,這就要求教師要有一定的科研能力、較高的專(zhuān)業(yè)水平和廣博的知識(shí)量。這就需要高職院校通過(guò)開(kāi)展數(shù)學(xué)建模研討班或讓教師參加數(shù)學(xué)建模會(huì)議等方式來(lái)讓教師吸取經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)。同時(shí)高職院校還應(yīng)定期邀請(qǐng)數(shù)學(xué)建模方面的資深研究者進(jìn)行學(xué)術(shù)講座,這樣才能使得教師更好的了解數(shù)學(xué)建模的發(fā)展歷程和發(fā)展趨勢(shì)。從而提升教師的綜合素質(zhì)。只有這樣才能適應(yīng)數(shù)學(xué)建模的教學(xué)要求,為學(xué)生的數(shù)學(xué)建模提供有力保障。同時(shí)為高職院校教學(xué)水平的穩(wěn)定發(fā)展做出強(qiáng)有力的支撐。
(二)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容,滲透建模思想
在高職教育中課堂往往是教學(xué)的關(guān)鍵所在,所以在將數(shù)學(xué)建模應(yīng)用到教學(xué)內(nèi)容時(shí),教師一定要對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。將原有的抽象概念和抽象思維改變?yōu)檫m合高職學(xué)生的實(shí)際問(wèn)題和實(shí)際應(yīng)用。雖說(shuō)高職院校的數(shù)學(xué)建模課程的內(nèi)容和深度都不如本科院校,但是相比本科院校學(xué)生,高職學(xué)生一般自信心較強(qiáng),對(duì)數(shù)學(xué)建模的積極性較高。這就使得高職學(xué)生也許建模理論較差,但動(dòng)手能力較強(qiáng)。高職院校可以開(kāi)設(shè)一些有助于數(shù)學(xué)建模的課程,比如多元統(tǒng)計(jì)學(xué)和運(yùn)籌學(xué),這些學(xué)科能夠很好的拓展學(xué)生的知識(shí)面,從而提升學(xué)生實(shí)際建模的能力。同時(shí)教師也要多講授一些實(shí)用性較強(qiáng)的軟件,例如:SAS、Matlab仿真等。
(三)加強(qiáng)實(shí)踐能力,鞏固教學(xué)效果
首先教師要通過(guò)布置課堂上所講的數(shù)學(xué)建模相關(guān)的作業(yè),同時(shí)還要定期的讓他們針對(duì)某一課題寫(xiě)出建模想法和思考。這樣就能有效的使學(xué)生鞏固課堂所學(xué)。而課后的思考環(huán)節(jié)還能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力。其次,要在每次實(shí)際建模后要求學(xué)生撰寫(xiě)論文,這樣就能有效的提高學(xué)生的建模能力,為接下來(lái)的建模打下基礎(chǔ)。同時(shí)還要有計(jì)劃的組織各種數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽活動(dòng),加大獎(jiǎng)勵(lì)制度,這樣就能極大的增加學(xué)生的積極性。并且對(duì)多次成績(jī)優(yōu)異的同學(xué)可推薦至高校進(jìn)修或與教師組建團(tuán)隊(duì)。最后還要對(duì)學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐考試,曾說(shuō)過(guò)“實(shí)踐不僅是檢驗(yàn)真理的標(biāo)準(zhǔn),而且是唯一標(biāo)準(zhǔn)”,讓學(xué)生進(jìn)行考試,才能判斷其所學(xué)和所掌握的程度[3]。從而有針對(duì)性的對(duì)其改進(jìn)。這樣才能有效的提高數(shù)學(xué)建模的教學(xué)效果,從而提高學(xué)生的創(chuàng)造能力。
(四)定期設(shè)計(jì)案例,開(kāi)展實(shí)例教學(xué)
高職院校教學(xué)相比較于本科院校更加傾向?qū)嵗虒W(xué)。而在數(shù)學(xué)建模上也要充分發(fā)揮這點(diǎn)。高職學(xué)生由于長(zhǎng)期的認(rèn)知,往往更喜歡學(xué)習(xí)實(shí)用性強(qiáng)的知識(shí)。所以教師應(yīng)該針對(duì)這點(diǎn),定期的設(shè)計(jì)完整的與實(shí)際生活有關(guān)聯(lián)的數(shù)學(xué)建模教學(xué)案例,這樣就能有效的提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。而且實(shí)用性強(qiáng)的知識(shí)往往會(huì)增強(qiáng)高職學(xué)生的自信心。同時(shí)教師在案例的選擇上一定要具備合理性和適用性。學(xué)生也一定要明確自己的地位從而做出相應(yīng)的條件準(zhǔn)備。這樣就能使得數(shù)學(xué)建模教學(xué)能夠更好的進(jìn)行。
四、結(jié)語(yǔ)
高職教育與數(shù)學(xué)建模的有機(jī)結(jié)合是高職發(fā)展的必然趨勢(shì)。其不僅能有效的提高高職教學(xué)的改革和創(chuàng)新,還激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,還培養(yǎng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)和不斷思考的能力。同時(shí)數(shù)學(xué)建模過(guò)程中還能促進(jìn)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和創(chuàng)造能力。從而為高職院校的發(fā)展進(jìn)步打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ),為社會(huì)主義創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)做出巨大貢獻(xiàn)。
參考文獻(xiàn):
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篇6
數(shù)學(xué)是人類(lèi)對(duì)客觀世界逐漸抽象化邏輯化形成公式、原理及定義并廣泛應(yīng)用于客觀世界的形成過(guò)程。當(dāng)代越來(lái)越多的高科技都普及著數(shù)學(xué)的應(yīng)用,所以培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題的能力已經(jīng)成為數(shù)學(xué)教學(xué)的一個(gè)重要方面。如何提高小學(xué)生的解決問(wèn)題能力,學(xué)會(huì)將實(shí)際問(wèn)題演化成數(shù)學(xué)問(wèn)題,建立數(shù)學(xué)模型是關(guān)鍵。所以在小學(xué)教學(xué)中滲透數(shù)學(xué)建模的思想在當(dāng)代教育中越來(lái)越受重視。
一、在小學(xué)生中開(kāi)展數(shù)學(xué)建模的重要性
新的《義務(wù)階段數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》中也提到了數(shù)學(xué)建模的概念并要求"要從學(xué)生已有的生活經(jīng)驗(yàn)出發(fā),讓學(xué)生親身經(jīng)歷將實(shí)際問(wèn)題抽象成數(shù)學(xué)模型并進(jìn)行解釋與應(yīng)用的過(guò)程,進(jìn)而使學(xué)生獲得對(duì)數(shù)理解的同時(shí),在思維能力、情感態(tài)度與價(jià)值觀等多方面得到進(jìn)步和發(fā)展"。所以數(shù)學(xué)建模不當(dāng)只是為了解決問(wèn)題而建立模型,要從"生活問(wèn)題數(shù)學(xué)化"的過(guò)程中,去發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)規(guī)律,尋求數(shù)學(xué)方法,體會(huì)數(shù)學(xué)應(yīng)用思想等體驗(yàn)。當(dāng)今教育,數(shù)學(xué)建模主要在高校中開(kāi)展,筆者認(rèn)為在小學(xué)階段就要有意識(shí)地培養(yǎng)學(xué)生使用數(shù)學(xué)的語(yǔ)言和方法去刻劃實(shí)際問(wèn)題,建立模型,然后解決問(wèn)題,并在這個(gè)過(guò)程中,培養(yǎng)學(xué)生的各方面的能力,使學(xué)生獲得成功的喜悅,體驗(yàn)數(shù)學(xué)的奧妙,同時(shí)提高自身數(shù)學(xué)的應(yīng)用能力。
當(dāng)然,要想增強(qiáng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)的意識(shí), 培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)建模能力,教師就更得認(rèn)真學(xué)習(xí),努力提升自己的數(shù)學(xué)建模素養(yǎng)。在新課程改革中提倡以教師為主導(dǎo)以學(xué)生為主體,既強(qiáng)調(diào)學(xué)生的認(rèn)知主體作用,又不忽視教師的引導(dǎo)作用。數(shù)學(xué)建模,就是提倡這種教學(xué)結(jié)構(gòu)的一種最佳學(xué)習(xí)模式,數(shù)學(xué)建模思想更加注重學(xué)生在解決問(wèn)題的過(guò)程中通過(guò)合作交流,自己去探索知識(shí)、獲得知識(shí)和能力的發(fā)展。所以作為一名小學(xué)教師,首先,要認(rèn)識(shí)到在小學(xué)中開(kāi)展數(shù)學(xué)建模的重要性。其次,要樹(shù)立活到老學(xué)到老的理念,要努力提升自身數(shù)學(xué)建模的素養(yǎng)和綜合能力,在教學(xué)活動(dòng)中不斷地引導(dǎo)學(xué)生,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)樂(lè)趣,將數(shù)學(xué)建模融入教學(xué)課堂,讓學(xué)生從數(shù)學(xué)建模的過(guò)程中體驗(yàn)成功的歡樂(lè),樹(shù)立自信心從而進(jìn)一步激起他們的學(xué)習(xí)興趣和求知欲望。
二、如何在小學(xué)教學(xué)中滲透數(shù)學(xué)建模思想
1、創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情景,讓學(xué)生從感性材料中獲得理性認(rèn)識(shí)。對(duì)一個(gè)情景問(wèn)題,要建立一個(gè)數(shù)學(xué)模型,首先這個(gè)問(wèn)題原型應(yīng)是學(xué)生有所了解的。但由于小學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)不足,對(duì)一些實(shí)際問(wèn)題的了解比較模糊不清,所以這就不利于學(xué)生對(duì)問(wèn)題的理解,無(wú)法引起學(xué)生對(duì)這些情景材料的注意,激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣和求知欲望。為此,我們可以有意識(shí)地使用教材并借助圖片、實(shí)物、投影儀、多媒體輔助等直觀展示來(lái)豐富教學(xué)資源,把一些學(xué)生所熟悉的或了解的生活實(shí)例作為教學(xué)的問(wèn)題背景,使學(xué)生對(duì)問(wèn)題背景有一個(gè)具體的了解,這樣更有利于讓學(xué)生自由探索、實(shí)踐,并對(duì)實(shí)際問(wèn)題的簡(jiǎn)化,從而構(gòu)建合理的數(shù)學(xué)模型,而且能提高學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用意識(shí)。
篇7
【關(guān)鍵詞】數(shù)學(xué)建模思想;高職數(shù)學(xué)
如何提高學(xué)生學(xué)習(xí)與運(yùn)用高等數(shù)學(xué)的能力,使他們成為生產(chǎn)服務(wù)與管理一線的實(shí)用型人才?這是高等職業(yè)教育孜孜以求的目標(biāo),需要我們?cè)诮虒W(xué)實(shí)踐中大膽創(chuàng)新,探索一套全新的教學(xué)方法與理念.在教學(xué)實(shí)踐中,我深刻感受到,將建模思想融入高職數(shù)學(xué)教學(xué)是一個(gè)正確的選擇.
一、問(wèn)題的提出
將建模思想融入高職數(shù)學(xué)教學(xué),不是突發(fā)奇想,是一次測(cè)評(píng)與問(wèn)卷調(diào)查,使我們清楚地看到了它的必要性與緊迫性.
問(wèn)卷測(cè)試、個(gè)別訪談的調(diào)查對(duì)象是我院機(jī)械工程學(xué)院三年制高職學(xué)生,問(wèn)題涉及“對(duì)高等數(shù)學(xué)的認(rèn)識(shí)與學(xué)習(xí)狀態(tài)”“新知識(shí)講授的方式”“學(xué)習(xí)興趣與應(yīng)用性教學(xué)的關(guān)系”“接觸到的數(shù)學(xué)應(yīng)用情況”“對(duì)開(kāi)放式作業(yè)的看法”等12項(xiàng)內(nèi)容.在調(diào)查中,我們發(fā)現(xiàn)了三個(gè)問(wèn)題.
一是所學(xué)數(shù)學(xué)知識(shí)缺乏應(yīng)用性.調(diào)查顯示,58%的學(xué)生感到學(xué)習(xí)中最大的困難是理論抽象、計(jì)算復(fù)雜,認(rèn)為高等數(shù)學(xué)是一門(mén)枯燥、遠(yuǎn)離實(shí)際應(yīng)用的學(xué)科,產(chǎn)生厭學(xué)情緒.往往是概念、定理背得滾瓜爛熟,一遇到實(shí)際問(wèn)題便不知所措,為學(xué)分而學(xué)數(shù)學(xué).64%的學(xué)生希望教師能設(shè)置實(shí)例引入概念,便于理解和掌握知識(shí).
二是學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)時(shí)有被動(dòng)情緒.有53%的學(xué)生表示對(duì)數(shù)學(xué)不感興趣,課堂和課后很難發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)的應(yīng)用價(jià)值.
三是用數(shù)學(xué)解決實(shí)際問(wèn)題的能力嚴(yán)重不足.能運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的學(xué)生不到10%.68%的學(xué)生希望教師除講授基礎(chǔ)知識(shí)外,增加探討用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的案例,體現(xiàn)學(xué)以致用的愿望.
調(diào)查結(jié)果表明,以講授為主的灌輸式教學(xué)、理論與實(shí)際相脫節(jié)的教學(xué)模式,已經(jīng)無(wú)法滿足高職數(shù)學(xué)教育培養(yǎng)目標(biāo)的需求,教學(xué)改革勢(shì)在必行.
二、問(wèn)題的解決
在教學(xué)中,我們以應(yīng)用為目的,以必需、夠用為尺度,將知識(shí)與實(shí)際問(wèn)題緊密結(jié)合.以初等數(shù)學(xué)模型和微積分模型為主線進(jìn)行教學(xué).主要采用“問(wèn)題驅(qū)動(dòng)”和“案例驅(qū)動(dòng)”教學(xué)方法.
在概念定理的教學(xué)中融入數(shù)學(xué)建模思想.數(shù)學(xué)概念是學(xué)生理解的難點(diǎn).在講授概念時(shí),我們緊緊抓住大多數(shù)概念都是從實(shí)際應(yīng)用中抽象出來(lái)的這一本質(zhì)特征,采用創(chuàng)設(shè)情境、提出問(wèn)題、提煉模型、引出概念、學(xué)習(xí)理論,再回到應(yīng)用的“問(wèn)題驅(qū)動(dòng)”式教學(xué)方法.
例如,定積分的概念是從很多實(shí)際問(wèn)題中抽象出來(lái)的,在講授這一概念時(shí),除了講清曲邊梯形面積、變速直線運(yùn)動(dòng)路程的引例外,我們還增加了機(jī)械基礎(chǔ)中非均勻直線細(xì)棒的質(zhì)量實(shí)例.引導(dǎo)學(xué)生用建模的思想方法分析解決問(wèn)題,鼓勵(lì)學(xué)生通過(guò)模仿不斷地深入學(xué)習(xí).在探究與解決問(wèn)題的過(guò)程中,學(xué)生發(fā)現(xiàn)雖然問(wèn)題來(lái)自不同的學(xué)科,但解決問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型是類(lèi)同的,這種共同的數(shù)學(xué)模型就是定積分方法.在此基礎(chǔ)上,引導(dǎo)學(xué)生抽象并描述出定積分的概念.學(xué)生通過(guò)實(shí)例的討論,對(duì)定積分有了清晰的認(rèn)識(shí),體會(huì)了用不變代變化的近似數(shù)學(xué)思想,掌握了運(yùn)用極限工具實(shí)現(xiàn)從近似向精確過(guò)渡的數(shù)學(xué)方法,更深刻地理解了定積分的定義.
概念掌握后,引導(dǎo)學(xué)生探究工程力學(xué)中非均勻細(xì)棒的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量問(wèn)題,讓學(xué)生體會(huì)概念的數(shù)學(xué)思想與應(yīng)用價(jià)值,提升學(xué)生用數(shù)學(xué)知識(shí)解決專(zhuān)業(yè)問(wèn)題的能力.課后留給學(xué)生查找用定積分的思想方法解決問(wèn)題的實(shí)例,以小組為單位,合作完成一個(gè)小報(bào)告.搜集實(shí)例的過(guò)程本身就是鞏固和思考概念的過(guò)程,進(jìn)一步加深了學(xué)生對(duì)概念及應(yīng)用多樣性的理解,同r也鍛煉了學(xué)生查閱文獻(xiàn)資料的能力.
實(shí)踐證明,從實(shí)際生活和專(zhuān)業(yè)知識(shí)為背景的問(wèn)題中提煉數(shù)學(xué)模型,引入數(shù)學(xué)概念是數(shù)學(xué)教學(xué)的有效措施.不僅有效地引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)自己的觀察、猜想、歸納,在發(fā)現(xiàn)中掌握知識(shí),提升了學(xué)好數(shù)學(xué)的興趣與自信,更重要的是使學(xué)生養(yǎng)成了把現(xiàn)實(shí)問(wèn)題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問(wèn)題的思維習(xí)慣.將數(shù)學(xué)建模思想融入概念教學(xué),并不是要求所有概念都要機(jī)械地融入,只需對(duì)課程的核心概念,如極限、導(dǎo)數(shù)、微分、積分進(jìn)行融入就行了.
在應(yīng)用問(wèn)題解決過(guò)程中融入數(shù)學(xué)建模思想.根據(jù)機(jī)電專(zhuān)業(yè)對(duì)數(shù)學(xué)應(yīng)用水平及方法的要求,采用“案例驅(qū)動(dòng)”教學(xué)方法,是專(zhuān)業(yè)知識(shí)與數(shù)學(xué)知識(shí)契合的關(guān)鍵.
在函數(shù)知識(shí)一章結(jié)束后,增加初等數(shù)學(xué)模型內(nèi)容;在導(dǎo)數(shù)、積分、微分方程章節(jié)后,安排與之配套的微積分模型內(nèi)容.其中與實(shí)際生活相關(guān)聯(lián)的案例:如何設(shè)計(jì)百事可樂(lè)飲料罐,使其所用材料最??;探究人在雨中行走淋雨量與步速的關(guān)系;飲酒駕車(chē)問(wèn)題,建立飲酒后人體血液中酒精含量與時(shí)間的變化關(guān)系;醫(yī)學(xué)上傳染病的傳播模型.與專(zhuān)業(yè)知識(shí)相關(guān)聯(lián)的案例:數(shù)控加工中給出車(chē)削零件曲面軸圖形,建立其數(shù)學(xué)模型;探討機(jī)械中常用的曲柄連桿機(jī)構(gòu)滑塊的運(yùn)動(dòng)規(guī)律;電路分析中實(shí)際電壓源的最大功率的求法;非均勻細(xì)棒的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量;整流平均值的計(jì)算方法;電容器充電及放電時(shí),元件的端電壓隨時(shí)間的變化規(guī)律.
通過(guò)引入生活案例,學(xué)生在探究的過(guò)程中對(duì)建模的方法及步驟有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí),伴隨著問(wèn)題的解決,學(xué)生能感受到數(shù)學(xué)與日常生活的密切關(guān)系,體驗(yàn)數(shù)學(xué)的應(yīng)用性和趣味性.
通過(guò)專(zhuān)業(yè)案例的講解,使學(xué)生知曉要建立數(shù)學(xué)模型,首先需要了解專(zhuān)業(yè)的一些基本規(guī)律和經(jīng)驗(yàn),做出合理假設(shè),根據(jù)專(zhuān)業(yè)知識(shí)對(duì)問(wèn)題進(jìn)行分析,建立數(shù)學(xué)模型.將其完全轉(zhuǎn)化為一個(gè)數(shù)學(xué)問(wèn)題后,再用數(shù)學(xué)方法解決.例如,數(shù)控加工中數(shù)學(xué)模型的建立――給出車(chē)削零件曲面軸圖形,建立其數(shù)學(xué)模型.數(shù)學(xué)處理是數(shù)控加工過(guò)程的一個(gè)必不可少的重要環(huán)節(jié),它包括數(shù)值換算、坐標(biāo)計(jì)算和輔助計(jì)算三個(gè)方面.其中坐標(biāo)計(jì)算是核心,需要學(xué)生建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系,構(gòu)建數(shù)學(xué)模型,求解基點(diǎn)和圓心坐標(biāo).教學(xué)中,先以簡(jiǎn)單零件圖做鋪墊,以學(xué)生為主體建立曲線方程,求解兩條直線間的交點(diǎn)、直線與圓弧、圓弧與圓弧、圓弧與二次曲線的交點(diǎn)或切點(diǎn).在此基礎(chǔ)上,引導(dǎo)學(xué)生分析案例.通過(guò)問(wèn)題的解決,使學(xué)生掌握數(shù)控加工中建立數(shù)學(xué)模型的基本方法和步驟.教學(xué)過(guò)程中,我們更注重分析模型的建立過(guò)程,揭示專(zhuān)業(yè)問(wèn)題與數(shù)學(xué)知識(shí)間聯(lián)系的方法,對(duì)計(jì)算求解部分,可讓學(xué)生課下利用MATHEMATICS軟件解決.
注重課后實(shí)踐,強(qiáng)化學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)建模的思想和方法.微積分知識(shí)講完后,教師嘗試性地布置一次開(kāi)放性的大作業(yè).讓學(xué)生課下以組為單位,用所學(xué)的知識(shí)解決教師預(yù)留或?qū)W生自己感興趣的實(shí)際問(wèn)題,要求以論文的形式呈現(xiàn),重在考查用數(shù)學(xué)建模的思想方法解決問(wèn)題,包含提出問(wèn)題、做出假設(shè)、建立解決問(wèn)題的模型、模型分析、做出總結(jié)等內(nèi)容.完成時(shí)間為一個(gè)月.教師課上預(yù)留3學(xué)時(shí),要求學(xué)生以小組為單位選代表講解,并用PPT展示任務(wù)成果,教師與學(xué)生共同根據(jù)問(wèn)題的實(shí)用性、知識(shí)使用的正確性、用模型解決問(wèn)題的能力、論文的完整性、表達(dá)是否清楚、投影的設(shè)計(jì)與使用情況進(jìn)行評(píng)價(jià),將結(jié)果計(jì)入考核成績(jī),占比20%.
三、將數(shù)學(xué)建模思想融入高職機(jī)電類(lèi)數(shù)學(xué)教學(xué)的反思
將數(shù)學(xué)建模思想融入高職機(jī)電類(lèi)數(shù)學(xué)教學(xué),有效地提高了教學(xué)質(zhì)量.在實(shí)驗(yàn)班數(shù)學(xué)課程結(jié)束時(shí),我們對(duì)實(shí)驗(yàn)班級(jí)的學(xué)生做了與傳統(tǒng)班級(jí)同樣的問(wèn)卷調(diào)查.結(jié)果顯示:對(duì)數(shù)學(xué)感興趣、喜歡學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的人數(shù)比重增加到64%;學(xué)習(xí)效果明顯提高,能用數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的人數(shù)比重增加到68%;學(xué)習(xí)成績(jī)也比對(duì)照班級(jí)高出很多.
將數(shù)學(xué)建模思想融入高職機(jī)電類(lèi)數(shù)學(xué)教學(xué)實(shí)踐,使我們得到了有益的啟示:彌補(bǔ)了傳統(tǒng)數(shù)學(xué)教學(xué)應(yīng)用方面的不足,架起了數(shù)學(xué)知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用的橋梁,填補(bǔ)了數(shù)學(xué)知識(shí)與專(zhuān)業(yè)知識(shí)間的鴻溝,促進(jìn)了教師教學(xué)方法和模式的更新.
【參考文獻(xiàn)】
篇8
[關(guān)鍵詞]數(shù)學(xué)建模 高職數(shù)學(xué) 數(shù)學(xué)模型
[作者簡(jiǎn)介]楊曉波(1978- ),女,四川閬中人,四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院,講師,研究方向?yàn)閼?yīng)用數(shù)學(xué)。(四川 廣元 628017)
[中圖分類(lèi)號(hào)]G712 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)]1004-3985(2014)33-0186-02
一、引言
高等職業(yè)教育的培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)應(yīng)用型人才,理論知識(shí)為應(yīng)用知識(shí)服務(wù)。高職畢業(yè)生以后將成為我國(guó)生產(chǎn)、建設(shè)、管理和服務(wù)行業(yè)第一線的生力軍。在工科高職院校中,高職數(shù)學(xué)是實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)不可缺少的載體。數(shù)學(xué)建模是應(yīng)用數(shù)學(xué)的相關(guān)知識(shí)和借助于計(jì)算機(jī)解決實(shí)際問(wèn)題的重要手段。結(jié)合高等職業(yè)教育的目標(biāo),在高職數(shù)學(xué)教學(xué)過(guò)程中有效融入數(shù)學(xué)建模思想是很有必要的。
二、高職數(shù)學(xué)教學(xué)融入數(shù)學(xué)建模思想的意義
1.是高職數(shù)學(xué)課程本身的需要。在高職人才培養(yǎng)方案中,高職數(shù)學(xué)的主要任務(wù)之一就是使學(xué)生在原有的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)之上,獲得基本運(yùn)算能力、計(jì)算能力、邏輯思維能力和實(shí)際應(yīng)用數(shù)學(xué)的能力等。要獲得這些數(shù)學(xué)能力,把數(shù)學(xué)建模的思想滲透到高職數(shù)學(xué)教學(xué)過(guò)程的各個(gè)環(huán)節(jié)中,是一個(gè)非常好的途徑?,F(xiàn)有的高職數(shù)學(xué)教學(xué),在內(nèi)容多、學(xué)時(shí)少的情況下,要完成計(jì)劃的教學(xué)內(nèi)容,傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)教學(xué)方式很難實(shí)現(xiàn),而如果在教學(xué)過(guò)程中有效融入數(shù)學(xué)建模的思想,就可以解決這一問(wèn)題。由此可見(jiàn),將數(shù)學(xué)建模思想有效融入高職數(shù)學(xué)教學(xué)中是高職數(shù)學(xué)課程本身的需要。
2.是高職學(xué)生學(xué)習(xí)高職數(shù)學(xué)的需要。(1)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。數(shù)學(xué)建??梢愿纳聘呗毶鷮?duì)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性不高的情況。因?yàn)閿?shù)學(xué)建模的問(wèn)題都來(lái)源于實(shí)際的生活,所提出的問(wèn)題容易引起學(xué)生的興趣。在高職數(shù)學(xué)課程中融入數(shù)學(xué)建模思想,能夠使學(xué)生弄清楚數(shù)學(xué)概念的來(lái)龍去脈,同時(shí)獲得運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。(2)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。創(chuàng)新能力是人才培養(yǎng)的關(guān)鍵。數(shù)學(xué)建模題來(lái)源于生活,有很大的靈活性,結(jié)果不唯一,學(xué)生從同一問(wèn)題出發(fā),從不同角度,建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型來(lái)解決問(wèn)題。在建立模型的過(guò)程中,要經(jīng)歷分析問(wèn)題、查閱資料、調(diào)查分析、建立模型、求解并分析模型、完成論文的撰寫(xiě),整個(gè)過(guò)程給學(xué)生很大的獨(dú)立思考的空間,有益于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。(3)提高學(xué)生的相互協(xié)作能力。數(shù)學(xué)建模過(guò)程是一個(gè)比較復(fù)雜的過(guò)程,需要的知識(shí)比較多,需要三個(gè)人組成一個(gè)小組,在有限的時(shí)間內(nèi)完成指定的任務(wù)。在建模的過(guò)程中,三個(gè)人既有分工,又要合作,各取其長(zhǎng),成員之間要相互討論、相互合作,最終問(wèn)題得以解決,這樣的過(guò)程有利于培養(yǎng)學(xué)生的相互協(xié)作能力。(4)提高學(xué)生的計(jì)算機(jī)能力。在數(shù)學(xué)建模過(guò)程中,求解數(shù)學(xué)模型,離不開(kāi)計(jì)算機(jī)的使用,常常要用的軟件有Matlab、Lingo、spss等。對(duì)計(jì)算機(jī)的應(yīng)用,可以促使學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)需要的相關(guān)軟件,從而激發(fā)學(xué)生的求知欲,提高學(xué)生利用計(jì)算機(jī)的能力。
3.是高職數(shù)學(xué)教師的需要。當(dāng)前高職教育蒸蒸日上,而高職數(shù)學(xué)卻日趨邊緣化。作為高職數(shù)學(xué)的教師,要使高職數(shù)學(xué)完成在專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)方案中的教學(xué)目標(biāo),在高職數(shù)學(xué)中融入數(shù)學(xué)建模的思想刻不容緩。在高職數(shù)學(xué)教學(xué)過(guò)程中有效融入數(shù)學(xué)建模思想,對(duì)教師的專(zhuān)業(yè)基本功和知識(shí)面要求都較高,教師需要對(duì)多門(mén)相關(guān)課程和相關(guān)數(shù)學(xué)軟件比較熟悉。因此,高職數(shù)學(xué)教師要不斷創(chuàng)新,努力提高自己的專(zhuān)業(yè)素養(yǎng),適應(yīng)新形勢(shì)下的高職數(shù)學(xué)教學(xué)。
三、在高職數(shù)學(xué)課程中融入數(shù)學(xué)建模思想的可行性
學(xué)習(xí)高職數(shù)學(xué)的最終目的是“用數(shù)學(xué)”,是要使數(shù)學(xué)為我們的工作所用、為我們的生活服務(wù)?,F(xiàn)在的高職數(shù)學(xué)教學(xué)較多采用傳統(tǒng)教學(xué)方式,老師在講臺(tái)上面講,學(xué)生在下面聽(tīng),學(xué)生的主要任務(wù)就是聽(tīng)和不斷地做題、練習(xí),雖然獲得了數(shù)學(xué)計(jì)算的能力,但是往往在“用數(shù)學(xué)”方面較弱。要改變這種現(xiàn)狀,在高職數(shù)學(xué)中有效地引入數(shù)學(xué)建模思想是可行的。
其一,高職教育的培養(yǎng)目標(biāo)是應(yīng)用型人才,注重知識(shí)的實(shí)用性,與數(shù)學(xué)建模的思想是一致的?!坝脭?shù)學(xué)”恰恰是高職生的軟肋,而數(shù)學(xué)建模正是培養(yǎng)學(xué)生“用數(shù)學(xué)”的有效載體。高職的專(zhuān)業(yè)多為理工科,專(zhuān)業(yè)課程中有許多經(jīng)典的數(shù)學(xué)模型,這些都為融入數(shù)學(xué)建模提供了豐富的資源。
其二,舉辦數(shù)年的全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽,在培養(yǎng)大學(xué)生知識(shí)的綜合性、能力的創(chuàng)造性以及團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)方面顯示了一定的優(yōu)勢(shì),得到了社會(huì)各界的廣泛關(guān)注和各級(jí)教育部門(mén)的大力支持。近些年來(lái)越來(lái)越多的高職院校投入一定的人力物力來(lái)支持?jǐn)?shù)學(xué)建?;顒?dòng),圍繞競(jìng)賽組織開(kāi)展了相關(guān)的教學(xué)、教研、教改活動(dòng)。這些都為數(shù)學(xué)建模思想融入高職數(shù)學(xué)教學(xué)奠定了良好的基礎(chǔ)。
其三,雖然高職數(shù)學(xué)教學(xué)課時(shí)十分有限,但在計(jì)算機(jī)技術(shù)飛速發(fā)展的今天,可以借助計(jì)算機(jī)輔助教學(xué),增加課堂授課量,提高課堂教學(xué)效率,從而為數(shù)學(xué)建模思想融入高職數(shù)學(xué)課堂爭(zhēng)取寶貴的課時(shí)??傊?,計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)和數(shù)學(xué)軟件的普及,為數(shù)學(xué)建模思想融入高職數(shù)學(xué)課堂教學(xué)創(chuàng)造了優(yōu)越的條件。
四、在高職數(shù)學(xué)教學(xué)中融入數(shù)學(xué)建模思想的有效途徑
1.在教學(xué)內(nèi)容中融入數(shù)學(xué)建模思想?,F(xiàn)有高職數(shù)學(xué)教材基本上是本科教材的翻版或者是縮略版,重理論輕應(yīng)用,不適合高職生。因?yàn)楦呗毶且蝗簲?shù)學(xué)基礎(chǔ)較差的群體,對(duì)數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)缺乏興趣,覺(jué)得數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)沒(méi)有用處。如果引入的內(nèi)容與生活緊密相連,與學(xué)生學(xué)習(xí)的專(zhuān)業(yè)相關(guān),就會(huì)讓學(xué)生覺(jué)得數(shù)學(xué)就在身邊,是專(zhuān)業(yè)的需要,是生活的需要。因此,編寫(xiě)一本既滿足高職數(shù)學(xué)教學(xué)目標(biāo),又滿足學(xué)生可持續(xù)發(fā)展的高職數(shù)學(xué)教材是當(dāng)務(wù)之急。教材內(nèi)容的選擇要根據(jù)專(zhuān)業(yè)需要,刪除某些煩瑣的推理過(guò)程和計(jì)算技巧等。安排適量的數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課,讓學(xué)生學(xué)習(xí)常用的數(shù)學(xué)軟件,這樣遇到計(jì)算問(wèn)題時(shí),就可以借助于計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)軟件,比如極限、導(dǎo)數(shù)、微分、積分等,從而解決引入數(shù)學(xué)建模而不增加授課學(xué)時(shí)的難題。
2.在教學(xué)過(guò)程中融入數(shù)學(xué)建模思想。從廣義上來(lái)說(shuō),高職數(shù)學(xué)中的許多概念、定義都是從客觀事物的某種數(shù)量關(guān)系或者空間形式中抽象出來(lái)的數(shù)學(xué)模型。因此在教學(xué)過(guò)程中,依據(jù)學(xué)生的基礎(chǔ),可以把概念、定義從生活中的實(shí)際原型或者與生活相關(guān)的例子中自然而然地引出來(lái),讓學(xué)生覺(jué)得課本里的概念不是硬性規(guī)定的,數(shù)學(xué)不是枯燥乏味的、不是無(wú)用的,而是與生活息息相關(guān)的。同時(shí)在授課講解時(shí),應(yīng)該盡量結(jié)合實(shí)際,設(shè)計(jì)適宜的問(wèn)題情境,引導(dǎo)學(xué)生參與教學(xué)活動(dòng),讓學(xué)生體驗(yàn)到通過(guò)自己的思考能夠解決原來(lái)遙不可及的數(shù)學(xué)問(wèn)題。
3.在課后練習(xí)中引入數(shù)學(xué)建模。課后練習(xí)是培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)應(yīng)用能力的重要環(huán)節(jié)。在設(shè)計(jì)課后練習(xí)題的時(shí)候,應(yīng)該選擇一些適合高職學(xué)生并較好操作的實(shí)際問(wèn)題,讓學(xué)生分析問(wèn)題,并用所學(xué)的數(shù)學(xué)知識(shí)解決問(wèn)題,這樣既可以讓學(xué)生掌握數(shù)學(xué)知識(shí),又可以讓學(xué)生獲得用數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。例如在講解函數(shù)的時(shí)候,引入怎樣合理避稅、病人為何按時(shí)吃藥等問(wèn)題,使學(xué)生在實(shí)際的例子中體會(huì)“用數(shù)學(xué)”的樂(lè)趣。
4.在高職數(shù)學(xué)考核中融入數(shù)學(xué)建模。高職數(shù)學(xué)考核的首要目的是考核學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握、數(shù)學(xué)能力的提高、數(shù)學(xué)思維培養(yǎng)的情況?,F(xiàn)階段高職數(shù)學(xué)考核方式一般是閉卷考試,試題的主要內(nèi)容是考核基本知識(shí)和基本計(jì)算能力,雖然這是非常必要的,但不能很好地考核學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用能力。那么怎樣考核學(xué)生的數(shù)學(xué)能力呢?應(yīng)該適量加入數(shù)學(xué)建模方面的開(kāi)放性試題,規(guī)定題目,限定時(shí)間,分組完成,以小論文的形式解答。靈活的考核可以讓學(xué)生覺(jué)得數(shù)學(xué)考核不是那么死板,還可以督促學(xué)生在平時(shí)積極投入到高職數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)中來(lái)。
五、在高職數(shù)學(xué)教學(xué)中融入數(shù)學(xué)建模思想需注意的幾個(gè)問(wèn)題
在高職數(shù)學(xué)課堂上融入數(shù)學(xué)建模的思想,要以高職數(shù)學(xué)的教學(xué)目標(biāo)為主,以數(shù)學(xué)建模為輔,兩者不能主次顛倒。數(shù)學(xué)建模僅作為一種教學(xué)方式方法,是學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識(shí)的一種途徑,是為高職數(shù)學(xué)課堂教學(xué)服務(wù)的,數(shù)學(xué)模型僅僅是教學(xué)內(nèi)容的載體。
在數(shù)學(xué)建模案例的選擇上,應(yīng)選擇學(xué)生容易接受、趣味性強(qiáng)、適用性強(qiáng)的模型,必要的時(shí)候以學(xué)生的基礎(chǔ)為準(zhǔn)適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行修改,降低難度。不能因?yàn)槭悄P偷慕?jīng)典就全盤(pán)灌輸,這樣會(huì)導(dǎo)致學(xué)生不易接受,教學(xué)效果適得其反。
在高職數(shù)學(xué)課堂上例舉的數(shù)學(xué)模型要與課堂的教學(xué)內(nèi)容相匹配,如果數(shù)學(xué)模型所涉及的知識(shí)不符合或者超出課堂的知識(shí)范圍,將損耗原本就有限的課堂時(shí)間,同時(shí)也會(huì)增加學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān),起不到應(yīng)有的效果。
[參考文獻(xiàn)]
[1]李大潛.將數(shù)學(xué)建模的思想和方法融入大學(xué)數(shù)學(xué)類(lèi)主干課程[J].中國(guó)大學(xué)數(shù)學(xué),2006(1).
篇9
[關(guān)鍵詞]小學(xué)數(shù)學(xué) 符號(hào)思想 類(lèi)比思想 建模思想 演繹
[中圖分類(lèi)號(hào)] G623.5 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1007-9068(2016)35-084
在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中滲透數(shù)學(xué)思想,有利于學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)概念、公式、定理的深入理解和靈活運(yùn)用,有利于學(xué)生掌握符號(hào)思想、類(lèi)比思想、建模思想等諸多數(shù)學(xué)思想,實(shí)現(xiàn)從知識(shí)的傳授到能力的培養(yǎng),使學(xué)生在掌握知識(shí)的基礎(chǔ)上學(xué)會(huì)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題,是貫徹課程教學(xué)理念,提升學(xué)生數(shù)學(xué)素養(yǎng)的重要途徑。
一、符號(hào)思想,具體情境中總結(jié)規(guī)律
數(shù)學(xué)就是符號(hào)加邏輯,其中符號(hào)包括字母、數(shù)字、圖形和各種特定的符號(hào),它為數(shù)學(xué)思想的交流提供了便利,消除了語(yǔ)言的障礙。學(xué)生的符號(hào)感可以幫助其快速?gòu)木唧w情境中找出數(shù)量關(guān)系和變化規(guī)律,并利用符號(hào)簡(jiǎn)潔、準(zhǔn)確地表達(dá)出來(lái),有效避免了語(yǔ)言上的含糊性和歧義性,進(jìn)而通過(guò)符號(hào)之間的轉(zhuǎn)化實(shí)現(xiàn)對(duì)問(wèn)題的解決。
比如,在教學(xué)“乘法分配律”時(shí),教師可以建立一定的問(wèn)題情境,讓學(xué)生討論不同的計(jì)算方法,并在解決問(wèn)題中尋找規(guī)律。教師出示題目:“在服裝店里,一件上衣的價(jià)格為175元,一條褲子的價(jià)格為75元,買(mǎi)四套這樣的衣服需要多少錢(qián)?”學(xué)生通過(guò)討論列出(175+75)×4和175×4+75×4兩種算式,這兩種算式都對(duì)嗎?學(xué)生積極地進(jìn)行思考、計(jì)算,最終認(rèn)為這兩種算式都正確,可以用等號(hào)連接,于是便得出了(175+75)×4=175×4+75×4的結(jié)論。在進(jìn)行幾個(gè)相關(guān)的練習(xí)之后,學(xué)生掌握了類(lèi)似算式的計(jì)算方法,總結(jié)出(a+b)×c=a×c+b×c。
學(xué)生利用a、b、c來(lái)代表不同數(shù)字的方法就是符號(hào)思想的體現(xiàn),簡(jiǎn)潔、準(zhǔn)確地將數(shù)據(jù)實(shí)例集為一體,便于記憶和應(yīng)用。在符號(hào)思想的領(lǐng)悟和學(xué)習(xí)中,學(xué)生深刻體會(huì)到了符號(hào)的實(shí)用性和優(yōu)越性。
二、類(lèi)比思想,對(duì)比辨析中遷移知識(shí)
“類(lèi)比思想”是指當(dāng)學(xué)生看到陌生問(wèn)題中似曾相識(shí)的部分時(shí),依據(jù)數(shù)學(xué)對(duì)象之間的相似性,將數(shù)學(xué)知識(shí)遷移,從而將表面復(fù)雜陌生的問(wèn)題直接化、簡(jiǎn)單化,以幫助學(xué)生打開(kāi)思路,利用已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)找出問(wèn)題的切入點(diǎn),最終創(chuàng)造性地解決問(wèn)題。類(lèi)比思想不是簡(jiǎn)單的生搬硬套,需要進(jìn)行一定的抽象分析,這就需要教師的及時(shí)點(diǎn)撥和學(xué)生的靈活運(yùn)用。
比如,有這樣一道應(yīng)用題:“星期天小明一家去登山。上山時(shí),每小時(shí)行3千米,下山時(shí),每小時(shí)行5千米,除去休息和游玩的時(shí)間,小明一家上下山花費(fèi)的總時(shí)間為5個(gè)小時(shí),全程共行了19千米。問(wèn)上山和下山的路程各是多少千米?”在討論中,不少學(xué)生將這道題看成了一個(gè)行程問(wèn)題,在不用方程的基礎(chǔ)上,學(xué)生較難得出答案。然而,這道題的實(shí)質(zhì)是典型的“雞兔同籠”問(wèn)題的變化,可以這樣來(lái)解決:假設(shè)上山時(shí)間為5小時(shí),則小明一家所走的路程為3×5=15(千米),比實(shí)際行程少了19-15=4(千米),這是因?yàn)榘严律降臅r(shí)間當(dāng)做了上山的時(shí)間,故下山所用的時(shí)間為4÷(5-3)=2(小時(shí)),從而可以得到上山路程為3×(5-2)=9(千米),下山路程為5×2=10(千米)。
數(shù)學(xué)中還有許多定理都是類(lèi)比思想的直接反映,如長(zhǎng)方形面積與三角形面積、圓柱體積與圓錐體積等,只要學(xué)生領(lǐng)悟了蘊(yùn)含在其中的類(lèi)比思想,對(duì)公式的記憶就更為扎實(shí)和準(zhǔn)確,更能激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力。
三、建模思想,實(shí)踐操作中構(gòu)建知網(wǎng)
“建模思想”是人們對(duì)數(shù)學(xué)現(xiàn)象的一種概括,利用抽象的數(shù)學(xué)模型來(lái)模擬實(shí)際生活中的數(shù)學(xué)現(xiàn)象,使學(xué)生學(xué)會(huì)如何將實(shí)際問(wèn)題簡(jiǎn)化,并將其轉(zhuǎn)化為一個(gè)數(shù)學(xué)問(wèn)題,進(jìn)而從數(shù)學(xué)的角度來(lái)解決。建模思想的融入提升了學(xué)生的應(yīng)用意識(shí)與實(shí)踐能力,促進(jìn)了學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)與技能的綜合運(yùn)用,能夠使學(xué)生快速找出知識(shí)之間的連接點(diǎn),形成科學(xué)致密的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。
例如,在復(fù)習(xí)“平面圖形面積”時(shí),教師可以讓學(xué)生計(jì)算教室內(nèi)存在的平面圖形的面積,從而建立一個(gè)平面求積的數(shù)學(xué)模型。在對(duì)教室的觀察中,學(xué)生需要求出長(zhǎng)方形、正方形、三角形、梯形、圓形的面積,通過(guò)相互之間的討論,學(xué)生逐步掌握了這些圖形面積的求法,并以長(zhǎng)方形為基礎(chǔ)建立了數(shù)學(xué)模型。(如下圖所示)
通過(guò)對(duì)平面圖形的探索,學(xué)生經(jīng)歷了“問(wèn)題情境―模型構(gòu)建―分類(lèi)求解―實(shí)際應(yīng)用”四個(gè)過(guò)程,改變了單一的記憶、接受和模仿的學(xué)習(xí)方法,有效促進(jìn)學(xué)生參與實(shí)踐、思考探究,真實(shí)了解了建模思想。
篇10
百度百科對(duì)“模型”做了以下解釋?zhuān)骸澳P褪撬芯康南到y(tǒng)、過(guò)程、事物或概念的一種表達(dá)形式;也可指根據(jù)實(shí)驗(yàn)、圖樣放大或縮小而制作的樣品,一般用于展覽、實(shí)驗(yàn)或鑄造機(jī)器零件等用的模子。”
從這里可以看出,“模型”除了實(shí)物樣品之外,還可以是某些特定的“表達(dá)形式”,而這一類(lèi)型的模型在科學(xué)研究中的應(yīng)用十分廣泛。物理、化學(xué)、生物等自然科學(xué)領(lǐng)域通過(guò)構(gòu)建模型和進(jìn)一步的應(yīng)用模型,可以對(duì)很多現(xiàn)象的發(fā)展趨勢(shì)及結(jié)果進(jìn)行準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)。
百度百科對(duì)“建?!钡慕忉屖恰敖>褪墙⒛P?,就是為了理解事物而對(duì)事物做出的一種抽象,是對(duì)事物的一種無(wú)歧義的書(shū)面描述?!?/p>
這就是說(shuō),對(duì)于研究對(duì)象進(jìn)行的“樣品化”的加工制作以及用適宜的方式進(jìn)行描述,其實(shí)都是建模的過(guò)程。
生物學(xué)作為理科學(xué)科,在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)、提升學(xué)生邏輯思維能力、教會(huì)學(xué)生認(rèn)識(shí)世界的方法和技能等多方面發(fā)揮著重要作用,其中有很多內(nèi)容可以采用“建?!钡乃悸吠瓿山虒W(xué)任務(wù),潛移默化的引導(dǎo)學(xué)生初步具備“建?!钡囊庾R(shí)和能力。
人教版生物教材(八上)的第五單元第三章《動(dòng)物在生物圈中的作用》一節(jié),共有三個(gè)話題:一、在維持生態(tài)平衡中的重要作用;二、促進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán);三、幫助植物傳粉、傳播種子。在第一個(gè)話題的教學(xué)過(guò)程中,教師特別設(shè)計(jì)了采用建模的方式完成教學(xué)任務(wù),現(xiàn)在將教學(xué)過(guò)程呈現(xiàn)給同行們。
一、設(shè)問(wèn)啟思
在引入此部分學(xué)習(xí)內(nèi)容時(shí),我首先呈現(xiàn)了一條典型食物鏈:“草兔狼”,然后讓學(xué)生分組討論“在自然生態(tài)系統(tǒng)中,各種動(dòng)物的數(shù)量為什么不能無(wú)限增長(zhǎng)?”
二、分析討論
學(xué)生們圍繞問(wèn)題分組討論,之后從食物、天敵、生存空間等方面做了闡述,說(shuō)明動(dòng)物的數(shù)量受這些因素的限制,不可能無(wú)限增長(zhǎng)。此時(shí)學(xué)生對(duì)這個(gè)問(wèn)題的分析還比較表淺,接下來(lái)教師引導(dǎo)學(xué)生采用直觀的方式對(duì)食物鏈中三種生物的數(shù)量進(jìn)行了進(jìn)一步分析。
三、構(gòu)建模型
(1)從實(shí)例入手具體分析
教師在黑板上縱向?qū)懞萌N生物,并設(shè)置情境:“在草原上,當(dāng)雨量充沛、氣候適宜時(shí),草會(huì)生長(zhǎng)的十分繁茂,未來(lái)一段時(shí)間,這些生物的數(shù)量會(huì)怎樣變化呢?”要求學(xué)生用箭頭表示出三種生物數(shù)量的變化趨勢(shì),經(jīng)過(guò)師生的共同努力,黑板上呈現(xiàn)出的板書(shū)是這樣的:
然后我在黑板上畫(huà)上坐標(biāo)系,并請(qǐng)學(xué)生說(shuō)明橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)分別表示什么,于是板書(shū)就成了這樣:
(2)由具體問(wèn)題抽象形成模型
從這個(gè)具體實(shí)例中,學(xué)生就能夠總結(jié)出自然生態(tài)系統(tǒng)中各種生物數(shù)量變化的趨勢(shì)。此時(shí)我又通過(guò)多媒體呈現(xiàn)一個(gè)坐標(biāo)系,請(qǐng)學(xué)生預(yù)測(cè)生態(tài)系統(tǒng)中生物數(shù)量隨時(shí)間延續(xù)發(fā)生變化的趨勢(shì),用手指表示一下。學(xué)生們都可以準(zhǔn)確的進(jìn)行推測(cè),在面前畫(huà)出“波浪線”。我在屏幕上同步呈現(xiàn)了曲線。
(3)進(jìn)一步說(shuō)明模型的內(nèi)涵
至此,學(xué)生已經(jīng)充分理解了生態(tài)系統(tǒng)中各種生物數(shù)量的變化趨勢(shì),教師在此呈現(xiàn)了“生態(tài)平衡”的概念,可謂水到渠成。
實(shí)際上,這個(gè)模型正是生態(tài)平衡現(xiàn)象中“各種生物的種類(lèi)、各種生物的數(shù)量和所占比例維持在相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)”的規(guī)律性的、抽象的“書(shū)面描述”。
四、應(yīng)用模型
模型的構(gòu)建,一個(gè)重要的作用在于利用模型模擬或預(yù)測(cè)某一進(jìn)程。在學(xué)生們已經(jīng)充分理解了生態(tài)系統(tǒng)中生物的數(shù)量消長(zhǎng)變化與時(shí)間的關(guān)系后,我又設(shè)置了一個(gè)新的問(wèn)題情境:“如果人類(lèi)將草原生態(tài)系統(tǒng)中的狼全部獵殺,會(huì)出現(xiàn)怎樣的后果呢?”
我在黑板上的坐標(biāo)圖中畫(huà)了一條虛線,表示人類(lèi)開(kāi)始大量獵殺狼的時(shí)間點(diǎn),請(qǐng)學(xué)生推測(cè)未來(lái)一段時(shí)間兔和草的數(shù)量變化情況。
學(xué)生們馬上就能作出合理的預(yù)測(cè):兔的數(shù)量會(huì)在狼被獵殺后迅速增加,草因兔的取食而迅速減少,之后兔的數(shù)量也大量減少。我又請(qǐng)學(xué)生們結(jié)合坐標(biāo)圖表示三條曲線的走向,他們能夠做出非常合理的描述,結(jié)合學(xué)生們的描述,我完成了板書(shū):
我繼續(xù)追問(wèn):“草原生態(tài)系統(tǒng)最終會(huì)怎樣?”“退化成沙漠!”孩子們可以不假思索的答出。
教學(xué)進(jìn)程推進(jìn)到此,我們已經(jīng)利用建模的方式探討了自然生態(tài)系統(tǒng)中生物數(shù)量隨時(shí)間延續(xù)的變化趨勢(shì),生態(tài)平衡的概念,生態(tài)系統(tǒng)具有一定的自動(dòng)調(diào)節(jié)能力以及人類(lèi)的活動(dòng)可能對(duì)生態(tài)平衡造成的影響。
接下來(lái),我又讓學(xué)生們閱讀了課本61頁(yè)“資料分析”中的第二個(gè)資料:
呼倫貝爾草原是我國(guó)最大的牧業(yè)基地。過(guò)去那里有許多狼,經(jīng)常襲擊家畜,對(duì)牧業(yè)的發(fā)展構(gòu)成嚴(yán)重威脅。為了保護(hù)人畜的安全,當(dāng)?shù)啬撩裨M織過(guò)大規(guī)模的獵捕狼的活動(dòng).但隨后野兔以驚人的速度發(fā)展起來(lái)。野兔和牛羊爭(zhēng)食牧草,加速了草場(chǎng)的退化。
通過(guò)閱讀,學(xué)生們意識(shí)到自己的預(yù)測(cè)是合理的,在歷史上真的發(fā)生過(guò)這樣的事情,而且他們一定已經(jīng)感受到了建模的意義。
然后我又簡(jiǎn)單說(shuō)明了這種利用數(shù)學(xué)方式建模的好處,對(duì)學(xué)習(xí)方法進(jìn)行了指導(dǎo)。
反思整個(gè)教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)和實(shí)施,教學(xué)過(guò)程自然流暢,不落痕跡,巧妙的利用了建模的思路,引導(dǎo)學(xué)生從具體情況入手,有效構(gòu)建了生態(tài)平衡概念的模型,并應(yīng)用此模型對(duì)現(xiàn)實(shí)情況進(jìn)行了準(zhǔn)確的推測(cè),充分體現(xiàn)了課堂的生成性。
利用建模的方式進(jìn)行課堂教學(xué),有以下優(yōu)點(diǎn):
(1)使學(xué)生體驗(yàn)、掌握了一種重要的科學(xué)方法。
建模在自然科學(xué)研究中是一種非常重要的方法,通過(guò)課堂教學(xué),引導(dǎo)學(xué)生初步了解模型的種類(lèi),體驗(yàn)建模的過(guò)程,嘗試應(yīng)用模型解決問(wèn)題,最終使學(xué)生具備建模的意識(shí)和能力,掌握建模的方法,對(duì)于提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng),提高學(xué)習(xí)能力有重要意義。
(2)有利于學(xué)生理性思維的發(fā)展。
初中學(xué)生在學(xué)習(xí)生物學(xué)知識(shí)時(shí),仍然有偏重于機(jī)械記憶、死記硬背的現(xiàn)象,不能有效的建立生物學(xué)科的思維方式。通過(guò)體驗(yàn)建模的過(guò)程,利用模型解決問(wèn)題,可以使學(xué)生的思維方式發(fā)生變化,更好的理解知識(shí)、應(yīng)用知識(shí)。
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