謝穎
數(shù)學建模是建立數(shù)學模型過程的簡稱。數(shù)學建模是以數(shù)學的教學思想與教學方法來解決數(shù)學問題的一個過程,如今數(shù)學建模已經(jīng)成為大專數(shù)學教學乃至其它層次數(shù)學教學的重要課程。數(shù)學建模是數(shù)學專業(yè)發(fā)展的必然趨勢,也是為了讓學生們更加了解和喜愛數(shù)學這一門學科。
在科學領域中,數(shù)學因為其眾所周知的準確而成為研究者最廣泛用于交流的語言。因為他們普遍相信,自然是嚴格地演化著的,盡管控制演化的規(guī)律可以很復雜甚至是混沌的。因此,人們常對實際事物建立種種數(shù)學模型以期通過對該模型的考察來描述、解釋、預計或分析出與實際事物相關的規(guī)律。
一、數(shù)學建模的教育價值
數(shù)學建模是數(shù)學專業(yè)改革發(fā)展的產(chǎn)物。從學校專業(yè)教育與社會實踐的觀點來看,數(shù)學實踐與數(shù)學建模都已經(jīng)被大家認可,成為學生在學習數(shù)學這一專業(yè)中必不可少的一項課程。我國高等學校的數(shù)學教學大綱中也指出:要切實的培養(yǎng)學生解決問題的能力,增強數(shù)學的運用意識與運用數(shù)學建模解決數(shù)學中的實際問題,學會數(shù)學與數(shù)學建模相結(jié)合,運用數(shù)學方法進行探索、猜測、判斷、正名、運算與檢驗使問題最終得到解決。
數(shù)學建模需要符合數(shù)學專業(yè)本身的發(fā)展思維也要符合社會的發(fā)展方向。我們不僅要在課堂上傳授給學生基礎的數(shù)學知識,提高學生的數(shù)學判斷思維,還需要培養(yǎng)學生進入社會后運用數(shù)學的相關知識去處理日常事務的能力。使學生合理的在生活中和工作中運用數(shù)學專業(yè)知識解決遇到的難題,使學生提升創(chuàng)造性與創(chuàng)新性的思維能力。大專數(shù)學教學是教育的最后階段,大專學生畢業(yè)后將要走上社會,所以我們應該著眼于未來,為學生進入社會打好基礎。根據(jù)數(shù)學建模的特點,不難看出,在大專數(shù)學教學中,滲透建模思想,開展建模活動,具有重要意義和價值。
(一)促進理論與實踐相結(jié)合,培養(yǎng)學生應用數(shù)學的意識
經(jīng)過十來年教育后走入大專校門的學生,他們了解許多數(shù)學基礎知識,但是如果進入社會讓數(shù)學在實踐中得到應用他們往往會束手無策。只在課堂上學習基礎知識的學生解決實際問題的能力相對來講是比較低的,所以我們開展數(shù)學建模的課程,旨在使學生更好的運用所學到的知識,以理論與實踐相結(jié)合,使自己所學的知識得到更好的發(fā)展。我們重點開展數(shù)學建模教學,不僅僅是使學生了解數(shù)學的基礎知識,學會公式以及方程式的運算,也是為了使學生樹立正確的數(shù)學學習觀念,增強數(shù)學學習的自主意識,使學生們更加具體、全面的了解數(shù)學這一學科并不是枯燥乏味的,提高學生們的興趣。俗話說:興趣是最好的老師。提高學生的興趣是十分重要的,只有學生們對數(shù)學建模有興趣,才能更家深入的了解這一學科,了解數(shù)學的思想、方法和理論知識。因此,開展數(shù)學建模教學是現(xiàn)代數(shù)學改革發(fā)展的必要途徑。在數(shù)字現(xiàn)代化的時代中,提高科學技術是十分重要的,科學技術的基礎即使來源于數(shù)學。也就是說,學好數(shù)學才能跟上數(shù)字時代的發(fā)展腳步,才能運用科學技術來為祖國做出貢獻。
(二)培養(yǎng)學生多方面的能力
通過數(shù)學建模教學可以培養(yǎng)學生多方面的能力:
1.數(shù)學建模就是運用數(shù)學的語言教學表達能力將數(shù)學建模的知識用一般人所能理解的語言表述出來,而不是用數(shù)學專用語言;2.多進行小組探討學習研究,把數(shù)學建模問題帶入到小組中去,組員學生們密切配合,相互提出意見建議來解決數(shù)學建模的難題,這種合作的精神有利于同學之間的團結(jié)發(fā)展,也有利于難題的解決;
(三)發(fā)揮了學生的參與意識,體現(xiàn)了學生主體性
數(shù)學建模的教學法不能只局限于傳統(tǒng)教學,它的教學方法應該做到使教師與學生處于平等的地位,改變傳統(tǒng)教學模式的老師在講臺上講課,同學在下面死板的聽課的模式。老師在數(shù)學建模中扮演的是引導者,而學生是數(shù)學建模教學中的主體,所以要求學生可以大膽的想像、提問,也可以利用自己所學到的知識大膽的進行猜測與揣摩,這樣可以很大程度上活躍課堂氣氛和調(diào)動學生們的積極性,這是現(xiàn)在社會十分流行的也是必然發(fā)展趨勢的一種教學方式。學生自己去探索知識要比老師死板授課學的更加扎實和迅速。
所以數(shù)學建模教學符合現(xiàn)代教學理論,數(shù)學建模課的開設順應了當前素質(zhì)教育和教學改革的需要,必將有助于教學質(zhì)量的提高和素質(zhì)教育的全面實施。
二、數(shù)學建模的教學途徑
(一)打好基礎,強化意識
數(shù)學是一門邏輯性比較強的學科,以一些復雜的實際問題來說,如果學生們沒有扎實的數(shù)學基礎知識和獨立的數(shù)學思維與方法是不可能解決的。所以,我們需要開展數(shù)學建模課程,在開展課程的同時,首先要鞏固學生的數(shù)學基礎知識,然后在傳授給學生相對來講難一些的問題。能力是在基礎知識的教學和技能的訓練中得到的,通過有意識的培養(yǎng)而得到進一步的發(fā)展。
(二)挖掘教材,適當補充
數(shù)學模型包括數(shù)學中的概念、公式、方程式、函數(shù)和算法等,數(shù)學建模的思維方式是體現(xiàn)在數(shù)學的教材中的。所以我們要對教材進行深入的研究,挖掘教材中有包含的數(shù)學建模的知識點,并從知識點中總結(jié)數(shù)學建模需要用到的東西??偨Y(jié)用到的知識后,還應該適當?shù)脑黾雍脱a充,這樣才能做出一本適用于學生的教材。
(三)內(nèi)外結(jié)合、零存整取
強調(diào)數(shù)學應用現(xiàn)已成為當今各國課程內(nèi)容改革的共同特點。在美國,人們提出了“用數(shù)學于現(xiàn)實世界”的口號。近幾年來,我國對數(shù)學專業(yè)應該給予了高度的重視,大專數(shù)學教學也開始對數(shù)學建模進行研究和分析,但是僅僅這樣還是不夠的。在數(shù)學課堂上,應該以教學內(nèi)容為中心,圍繞教學內(nèi)容有意識的強化數(shù)學建模教學,讓學生們能參透其中的道理。我國數(shù)學建模處于初期狀態(tài),許多東西都還不夠完善,思維也需要一個適應的過程。所以我們應該將數(shù)學建模的教學工作和課外工作有機的結(jié)合起來,例如開設數(shù)學建模的講座、數(shù)學建模的探究小組、研究關于數(shù)學建模的論文期刊等等。一點一點的去探索數(shù)學建模中的道理,這種“零存整取”的方法可以有效地使教師發(fā)揮指導作用,也體現(xiàn)了學生的自主學習精神與探索精神。
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(作者單位:哈爾濱職業(yè)技術學院)