關于高職數(shù)學建模論文
時間:2022-07-24 04:51:11
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【摘要】數(shù)學課程作為高職院校的一門基礎課程,為學生的基本素質(zhì)養(yǎng)成和專業(yè)學習服務。但是在高職院校中,數(shù)學類課程往往處于一種較為尷尬的地位:開設專業(yè)較少,教學與專業(yè)分離,學生學起來比較吃力,教師講授較為枯燥?;诖?,借鑒數(shù)學建模的思想,對高職院校的數(shù)學教學進行了改革創(chuàng)新嘗試,取得了一定的成果。
【關鍵詞】高職;數(shù)學建模;數(shù)學教學;改革創(chuàng)新
將數(shù)學建模的模式和思維引入普通數(shù)學課程,并進行“教學模式創(chuàng)新化”“教學內(nèi)容應用化”“教學方法多樣化”“教學手段信息化”“教學評價綜合化”的全面教學體系改革,有利于培養(yǎng)學生學習的積極性,提高學生運用數(shù)學知識解決實際問題的能力。下面,本文將從改革背景、改革措施和改革成效三個方面,介紹和探討基于數(shù)學建模的高職數(shù)學教學改革創(chuàng)新研究。
一、改革背景
高職院校的數(shù)學課程一般有如下特點:開設有關數(shù)學課程的專業(yè)不多,課時也一再壓縮;許多學生對數(shù)學課程不感興趣,學習積極性不高,學習上有些困難;不少教師上課理論性過強,從而進一步加深了學生學習的困難程度。然而,雖然高職院校學生數(shù)學基礎普遍比較薄弱,但數(shù)學建模課程受到不少學生青睞,學生參加數(shù)學建模競賽也能獲得較為不錯的成績。以我校為例,連續(xù)多年組織學生參加全國大學生數(shù)學建模比賽,取得了多項國家級和省級獎項。數(shù)學建模的課程作為選修課,其和普通數(shù)學課不同,每次課程都能受到學生的廣泛歡迎。學生很喜歡“動手做數(shù)學”的模式,積極性較高,覺得數(shù)學建模課程可以真正解決實際問題,非常有意義。深入思考兩種數(shù)學課程的不同及其本質(zhì),筆者認為可以將數(shù)學建模的模式和思維引入普通數(shù)學課程,在高職數(shù)學教學改革中進行創(chuàng)新實踐,使得高職數(shù)學課程在教學內(nèi)容、方法、手段等方面與時俱進,更加面向?qū)I(yè)、面向問題、面向應用、面向生活。
二、改革措施
基于以上背景,筆者嘗試在常規(guī)數(shù)學課程引入數(shù)學建模的思想,力求數(shù)學課程和專業(yè)相結(jié)合,利用微信等新媒體條件,使學生從“學數(shù)學”到“做數(shù)學”再到“用數(shù)學”,進行包括“教學模式創(chuàng)新化”“教學內(nèi)容應用化”“教學方法多樣化”“教學手段信息化”“教學評價綜合化”的全面教學體系改革。1.教學模式創(chuàng)新化:課堂上改變傳統(tǒng)的“教師教、學生學”的被動模式,而是以學生為主體,教師起引導的作用,根據(jù)上課內(nèi)容提出學生感興趣的問題,讓學生分組自行討論、建立模型、上臺演示。學生從以往的“被學習”到“我要學”,充分調(diào)動了學生的積極性。自從創(chuàng)新了教學模式后,學生在課堂上的表現(xiàn)從昏昏欲睡、低頭玩手機,變成了積極主動地參與課堂。2.教學內(nèi)容應用化:在教學內(nèi)容方面,不應該過于理論化,而是要注重內(nèi)容與專業(yè)結(jié)合、與實際生活結(jié)合、與案例結(jié)合。與專業(yè)相結(jié)合,是基于學生對所學專業(yè)的熟悉,把數(shù)學理論的教學和專業(yè)知識緊密結(jié)合,引入所學專業(yè)知識的案例,通過解決具體案例,引導出要學習的相關概念與知識,逐漸讓學生體會運用數(shù)學知識解決實際問題的樂趣和方法。例如對于經(jīng)濟類專業(yè)的學生,在講導數(shù)的時候,可以利用導數(shù)的意義解釋:“當一個公司以恒定利潤率發(fā)展時,其規(guī)模將以指數(shù)增長?!敝笤龠M一步討論:現(xiàn)實中指數(shù)增長的公司是不存在的,引出logistics模型等。與實際生活相結(jié)合,是指引入學生身邊、實際生活中的例子,使學生懂得學習數(shù)學是有實際用途的,然后再和書本上的理論聯(lián)系起來,就可以激發(fā)學生的學習興趣。例如,極限是一個十分抽象的概念,課上可將一杯80度的熱水拿到開空調(diào)的教室里,用水溫的變化趨勢引入。與案例相結(jié)合,是在講解困難的理論問題時,可以舉例說明,借用生動形象的例子幫助學生理解,以此培養(yǎng)學生學習數(shù)學的興趣。3.教學方法多樣化:在課堂上采用多種教學方法,如啟發(fā)式教學、討論式教學、自由探究式教學等。啟發(fā)式教學,是適當減少課堂教學,增加交流時間,加強互動,給學生留下獨立思考的余地。討論式教學,是部分教學內(nèi)容采用討論的形式,讓學生通過分組討論來尋找解決問題的方法,鼓勵學生大膽發(fā)表不同見解,鼓勵學生以小組為單位上臺展示。自由探究式教學,是在教學中設計具有啟發(fā)性、挑戰(zhàn)性的問題,鼓勵學生自主探索,并在獨立思考的基礎上進行合作交流,在此過程中獲得對數(shù)學較為全面深刻的體驗和理解,從知識的被動接受者成為主07動參與者。4.教學手段信息化:教學中,要采取信息化的教學手段,充分利用多媒體、數(shù)學軟件、微信等手段輔助教學。在改革中,開設了《數(shù)學實驗》《趣味數(shù)學》《數(shù)學建模的計算機程序設計基礎》等選修課程,教會學生運用mathmatic、mat-lab、lingo等語言來編寫程序,解決實際問題,讓學生學習運用數(shù)學軟件計算和解答實際問題,如模擬圖形、推導公式等,使數(shù)學課程真正地變成了實踐課程。另外,課下鼓勵學生充分利用QQ群、微信群進行討論交流、上傳資料、課外輔導等,促使學生對數(shù)學的學習興趣延伸到了課外,獲得了不錯的效果。5.教學評價綜合化:在教學中,要改變傳統(tǒng)數(shù)學課程的筆試考核方式,根據(jù)學生具體掌握知識的情況靈活考核評價。對于傳統(tǒng)數(shù)學課程,在一般理論性試題的基礎上,增加了應用類、研究提高類試題,除了考察基本知識,更注重運用數(shù)學知識解決實際問題和拓展延伸的能力。在應用類數(shù)學課程的考試中,著重運用上機操作類試題進行考試,不僅考察知識掌握情況,也考查學生利用數(shù)學軟件解決數(shù)學問題的能力。這樣改變了單一的理論性筆試考核,可以對學生掌握數(shù)學知識、運用數(shù)學軟件、數(shù)學研究能力等進行全方位綜合性的考核評價。
三、改革成效
經(jīng)過“教學模式創(chuàng)新化”“教學內(nèi)容應用化”“教學方法多樣化”“教學手段信息化”“教學評價綜合化”的全面教學體系改革,我校的數(shù)學教學主要取得了以下成效:1.學生學習氛圍有所改觀:眾所周知,高職學生的數(shù)學基礎較差,改革之前,數(shù)學課堂普遍比較沉悶,學生學習興趣較低,上課聽講狀態(tài)較差。通過對教學模式、內(nèi)容、方法和手段進行改革之后,數(shù)學課堂的氛圍發(fā)生了明顯變化。比如,引入身邊的例子,學生對于深奧的數(shù)學理論接受度明顯提高;運用分組討論的方式學習,學生的積極性顯著增強;利用數(shù)學軟件解決問題,學生的動手實踐能力得到鍛煉;課下建立QQ群、微信群,增加了學生的交流討論時間。通過問卷調(diào)查得知,學生對于改革后的數(shù)學課程接受度明顯提升,有更多的學生表示之前對數(shù)學課很害怕,如今上課較為放松,開始期待數(shù)學課程。2.學生綜合能力有所提升:借鑒數(shù)學建模的思想對高職數(shù)學課程進行改革,使學生的綜合能力有所提升。教學改變了傳統(tǒng)的被動學習模式,鼓勵學生獨立思考、交流討論、上臺講解,有些學生從一開始的沉默膽小,逐漸開始嘗試交流,最后甚至可以站在講臺上同大家分享自己的想法,從而鍛煉了學生的思維能力、語言表達能力、演講能力、合作交流能力等。引入學生身邊或者專業(yè)的例子,使他們知道如何運用數(shù)學知識解決實際問題,加強了數(shù)學和生活之間的聯(lián)系,鍛煉了學生應用數(shù)學的能力。強化數(shù)學軟件的運用,使數(shù)學課不再只依靠紙和筆,學生親手編寫程序、模擬圖形、推導公式,不僅使數(shù)學更加形象化,而且鍛煉了學生動手實踐的能力。3.數(shù)學建模競賽成績有所提高:在改革中,開設了《數(shù)學實驗》《趣味數(shù)學》《數(shù)學建模的計算機程序設計基礎》《數(shù)學建模綜合能力訓練》等選修課程,通過選修課程的平臺,選拔培訓了一批對數(shù)學有強烈興趣、基礎較好、實踐能力較強的學生,為我校數(shù)學建模競賽不斷輸送人才。近年來,我校數(shù)學建模競賽成績不斷提高。數(shù)學建模競賽是由三名學生組成一隊,分工合作,連續(xù)72小時,共同討論,分析問題,克服困難,完成一篇論文。競賽和培訓的過程鍛煉了學生的論文寫作、合作交流、查閱文獻、應用實踐、創(chuàng)新發(fā)散思維等能力,提升了學生的綜合素質(zhì)。經(jīng)過跟蹤研究,發(fā)現(xiàn)參與過數(shù)學建模競賽的學生,尤其是取得過優(yōu)異成績的學生,畢業(yè)后往往會獲得較好的工作機會。通過教學模式、教學內(nèi)容、教學方法、教學手段、教學評價五個方面的改革,相輔相成,建立新的高職數(shù)學課程體系,取得了較好效果。學生從“學數(shù)學”到“做數(shù)學”再到“用數(shù)學”。教學改革幫助學生對數(shù)學課程有了更為深入的認識和理解,激發(fā)了對數(shù)學課程的興趣,增強了動手能力,學生能夠把數(shù)學知識運用到實際生活和專業(yè)問題中,提高了學生的綜合能力和素質(zhì)。
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作者:林 園 高 瑾 單位:深圳信息職業(yè)技術學院公共課教學部
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