數(shù)學(xué)建模在教學(xué)中的成效
時(shí)間:2022-03-04 04:31:56
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一、數(shù)學(xué)建模有利于促進(jìn)高等數(shù)學(xué)教學(xué)模式的改革
(二)教學(xué)方法方面
以往的數(shù)學(xué)教學(xué)主要是課堂講授,教師講,學(xué)生聽,比較注重知識的傳輸,缺乏對數(shù)學(xué)的深入理解和應(yīng)用,學(xué)生總是很被動(dòng)地跟著教師的思路走,教師提問,然后給出標(biāo)準(zhǔn)答案,學(xué)生很難對數(shù)學(xué)理論有自己的想像;教師也很少通過實(shí)際案例向?qū)W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(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高,教師授課情緒不高,這樣就使得課堂效率低下,學(xué)生收獲甚少。數(shù)學(xué)建模則是通過課堂講授與學(xué)生討論相結(jié)合,書本知識與實(shí)際問題相結(jié)合,以教師為主導(dǎo),學(xué)生為主體,在互動(dòng)的過程中,給學(xué)生提供充分發(fā)揮創(chuàng)造力的空間,憑借認(rèn)真思考、積極參與、熱烈討論與研究,對沒有現(xiàn)成答案、沒有固定求解模式的實(shí)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(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)的積極性。
(三)教學(xué)手段方面
以往的高等數(shù)學(xué)教學(xué),通常是板書教學(xué),一塊黑板、一只粉筆,形式單一,學(xué)生處于被動(dòng)接受的狀態(tài),而當(dāng)前計(jì)算機(jī)技術(shù)迅猛發(fā)展,得數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合,形成了一種普遍的、可以實(shí)現(xiàn)的技術(shù)———數(shù)學(xué)技術(shù),通過多媒體輔助手段,使得高等數(shù)學(xué)教學(xué)節(jié)省了很多書寫和講授時(shí)間,節(jié)省下來的時(shí)間更好地應(yīng)用于實(shí)際問題,而數(shù)學(xué)建模的大部分問題的求解過程都是通過計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)的,這樣可以使學(xué)生參與到實(shí)際問題解決中來,增強(qiáng)操作能力,活躍課堂氣氛,提高學(xué)習(xí)興趣。學(xué)生通過使用計(jì)算機(jī)對復(fù)雜的實(shí)際問題和繁瑣的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,考察將要建立的模型的優(yōu)劣。利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行編程或利用現(xiàn)成的軟件包來完成大量的復(fù)雜計(jì)算和圖形處理,在學(xué)到數(shù)學(xué)知識的同時(shí),計(jì)算機(jī)水平也有大幅度提高。
二、數(shù)學(xué)建模可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣
數(shù)學(xué)建模與實(shí)際緊密聯(lián)系,生活中無處不在,人人都會接觸它,而且這些實(shí)際問題往往沒有固定的解決方式,沒有標(biāo)準(zhǔn)的答案,同一個(gè)問題可能會產(chǎn)生幾套不同的解決辦法,學(xué)生在走出課堂、關(guān)注社會、接觸實(shí)際過程中,就會產(chǎn)生自己的想法和認(rèn)識。所以,為了鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)揮自己的想像力和創(chuàng)造力,全國及各省每年都在舉辦數(shù)學(xué)建模大賽,使數(shù)學(xué)建模的思想深入到學(xué)生的日常生活當(dāng)中,讓學(xué)生越來越容易接受數(shù)學(xué),促進(jìn)理論知識的學(xué)習(xí)和掌握,這樣就激發(fā)了學(xué)生研究、探索的濃厚興趣。近幾年各類數(shù)學(xué)建模大賽涉及到的一些實(shí)際問題,如葡萄酒的評價(jià)、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(diào)度問題、輸油管的布置、企業(yè)退休人員養(yǎng)老金制度改革問題以及各種資源的管理問題等,都可以經(jīng)過適當(dāng)?shù)暮喕?、抽象而形成?shù)學(xué)公式、方程、函數(shù)式或幾何問題等,它體現(xiàn)了數(shù)學(xué)應(yīng)用的廣泛性,所以學(xué)生通過參與數(shù)學(xué)建模,感受到了數(shù)學(xué)的存在性,同時(shí)也體會到學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)的重要性。只有具備一定的理論基礎(chǔ),才能在建模過程中充分發(fā)揮應(yīng)用數(shù)學(xué)知識分析和解決實(shí)際問題的積極性和主動(dòng)性。
三、數(shù)學(xué)建模可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力
數(shù)學(xué)建模本身就是一個(gè)創(chuàng)造性的思維過程,實(shí)際問題中沒有固定的解決方案,需要我們查閱大量的相關(guān)資料,做充分的建模準(zhǔn)備,了解實(shí)際問題,應(yīng)用高等數(shù)學(xué)的理論內(nèi)容,從數(shù)學(xué)建模的自身特點(diǎn)和方法來解決問題,從而在解決問題的過程中培養(yǎng)創(chuàng)造性的思維能力,培養(yǎng)創(chuàng)新人才,這是開展各種競賽的目的,也是數(shù)學(xué)教育的目標(biāo)。
(一)培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用數(shù)學(xué)知識及方法進(jìn)行分析、推理、計(jì)算的能力
在數(shù)學(xué)建模過程中,需要反復(fù)應(yīng)用數(shù)學(xué)知識與數(shù)學(xué)思想方法對實(shí)際問題進(jìn)行分析、推理和計(jì)算,才能得出解決實(shí)際問題的最佳數(shù)學(xué)模型,尋找出該模型的最優(yōu)解。所以,在建模過程中可使學(xué)生這方面的能力大大提高。
(二)培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)結(jié)協(xié)作和撰寫科技論文的能力
這些都是當(dāng)今時(shí)代高素質(zhì)人才應(yīng)該具備的能力,知識創(chuàng)新、方法創(chuàng)新、結(jié)果創(chuàng)新、應(yīng)用創(chuàng)新無不在數(shù)學(xué)建模的過程中得到體現(xiàn),這也是數(shù)學(xué)建模的創(chuàng)新作用所在。
作者:朱莉薩單位:吉林工程技術(shù)師范學(xué)院