謝偉松
摘 要:數(shù)學建模旨在讓學生使用數(shù)學語言對實際事件進行抽象描述,得出數(shù)學結果,主要是培養(yǎng)學生的發(fā)散性思維和創(chuàng)新性思維。在高職數(shù)學課堂中,教師通過把建模思想融入到教學活動中,訓練學生對實際問題的思考,使用數(shù)學方法對問題進行分析、總結。將建模思想融入教學課堂中,極大地提升學生對問題的思考能力以及邏輯思維能力。本文主要講述了建模思想的相關概念以及把建模思想融入高職數(shù)學教學課堂的實施方案,為更多高職院校使用建模思想提供有效依據(jù)。
關鍵詞:高職數(shù)學課堂;建模思想;融入
在高職數(shù)學的教學課堂上,不再是單純的數(shù)學知識的灌輸,要讓學生把所學知識應用到實踐中,理論和實踐相結合,培養(yǎng)學生的邏輯思維能力與知識應用能力。數(shù)學建模思想就是培養(yǎng)學生往綜合型人才方向前進的有效途徑。讓學生在實際生活中靈活運用所學知識,不斷強化學生的數(shù)學素養(yǎng),讓學生更快發(fā)展為全能型應用人才。
一、 什么是建模思想
數(shù)學語言是比較嚴肅比較正規(guī)化的語言,人們用數(shù)學語言描述一些現(xiàn)實生活中的實際情況,使之變得簡化,讓復雜、具體的問題變?yōu)橐粋€數(shù)學問題。從1993年起,中國部分高校已經(jīng)開設數(shù)學建模課程,旨在鍛煉學生,使其成為應用型人才。
建模思想即把一件具體的事情抽象化,抽取其特征與概念,用數(shù)學語言描述這些特征與概念。把實際問題簡化,并提出假設,隨后使用一些數(shù)學工具對其進行測量與探究,構建有其特征的數(shù)學結構,然后對整體結構進行模型化處理,標出各種參數(shù),對這些參數(shù)進行計算并分析結果。以數(shù)學語言描述出來的結果與實際情況相對比,各項特征比較吻合即建模成功,并對其進行分析與解釋,如果特征不吻合,則重新進行建模測量計算這一系列過程。
二、 將建模思想融入數(shù)學課堂的重要性
(一) 培養(yǎng)創(chuàng)造力
學生在使用建模思想分析問題的時候,建立的數(shù)學模型是不盡相同的,每個人與每個人的想法思路不同,因此建立的模型也就不同。面對相同的問題,從不同切入點著手,所進行的特征分析與數(shù)據(jù)分析都是不同的。因此,學生在進行數(shù)學模型構建時,應從不同角度入手,根據(jù)不同的特征做出不同的分析,這對學生的創(chuàng)造力是極大的鍛煉。
(二) 培養(yǎng)洞察力
在學生進行數(shù)學建模時,對問題的思考與看法具有多樣性,有時在一個問題上只要稍加注意,就可以得出另一個結論。決定數(shù)學建模的因素有很多,學生首先在分析問題時需要對問題的各方各面進行深入分析,然后針對不同方面構建不同的模型。培養(yǎng)學生的洞察力,抓住問題關鍵點,使問題變得更為簡單。
(三) 培養(yǎng)數(shù)學語言能力
數(shù)學語言可以是函數(shù)、方程、統(tǒng)計圖等,學生對一個問題的分析程度決定了學生要使用何種數(shù)學語言對問題進行概述。建模思想的合理運用,能夠使學生的邏輯思維能力不斷得到強化,使學生對數(shù)學語言的運用能力鍛煉到極致。針對不同種類的問題合理做出判斷,使用合適的數(shù)學語言進行概括,讓學生的數(shù)學語言運用能力得到充分鍛煉。
(四) 培養(yǎng)解決問題能力
學生在進行數(shù)學建模時,首先要對問題進行分析,再進行相關特征以及概念的總結,從而建模。因此,在不斷地建模過程中,能最大程度地鍛煉學生對問題的分析能力,從而進行建模與運算,直至解決問題。建模思想與數(shù)學教學相結合,從根本上強化了學生對實際問題的思考能力,從而也培養(yǎng)了學生解決問題的能力。
(五) 培養(yǎng)團隊協(xié)作能力
由于數(shù)學建模涉及的問題非常龐雜,一般單人對問題進行分析并建模要耗費很多時間與精力,因此教師常常會要求學生進行組隊,合作完成一項對某一問題的分析建模任務。在學生對問題進行思考分析,進而互相交流的過程中,很好的鍛煉了學生的團隊協(xié)作能力,學生之間互相交流想法,與他人合作完成步驟,最大程度地培養(yǎng)了學生解決問題與團隊協(xié)作的能力。
三、 建模思想與數(shù)學課本相結合
數(shù)學教材內容的編寫影響著學生對數(shù)學知識的理解與學習,在教材的編寫中應注重知識與應用相結合,并且最好能融入建模思想,把知識更好地展現(xiàn)在學生面前。
例如,在學習“指數(shù)函數(shù)”這一部分內容時,教材內講解到指數(shù)函數(shù)的定義為:“函數(shù)y=ax(a為常數(shù)且a>0,a≠1)叫做指數(shù)函數(shù)”,在講這一塊時會導致很多學生不明白,而部分教材在融入了建模思想后,會在函數(shù)下方配圖。指數(shù)函數(shù)的圖像分為兩種情況,當a>1時,曲線經(jīng)過一二象限,朝y軸與x軸正數(shù)方向上揚;當0 高職學生在畢業(yè)后大部分會投入到一線工作中,這就要求在學習數(shù)學時,要把知識與實際相結合,讓學生始終在分析與解決具體的問題中學習知識?,F(xiàn)代社會的發(fā)展瞬息萬變,知識也是一樣,要加強對數(shù)學教材的更新,使教材中的知識點緊跟時代的步伐,要讓學生學到應用性強的知識。 在教材中每一章節(jié)后,都需要針對本章節(jié)知識內容開設“應用舉例”等類型的模塊,用現(xiàn)實生活中的一些實例對章節(jié)內容知識進行總結,讓學生結合具體事例對知識進行有效地學習。例如,在學習“一元一次函數(shù)”時,章節(jié)后面可以對一元一次函數(shù)的應用舉一個現(xiàn)實生活中的例子:當我們在超市進行購物時,有很多優(yōu)惠促銷的活動。在一處賣茶壺茶杯的購物區(qū)內豎著一塊牌子,牌子上寫著優(yōu)惠活動,有兩種,第一種是買一個茶壺送一個茶杯,第二種是打九折。享受這兩種優(yōu)惠的前提是必須購買三個茶壺,其中茶壺一個20元,茶杯一個5元。那么,這兩種優(yōu)惠方式,哪一種更為便宜呢?在章節(jié)后列出與人們生活息息相關的實例,就會引發(fā)學生的思考興趣,還可以正好引用剛剛學習的一元一次函數(shù)對其進行分析計算。在經(jīng)過一系列的假設與計算后,得出結論:當購買的茶杯多于24個,則第二種優(yōu)惠方法劃算;當剛好購買24個時,兩種優(yōu)惠方法價錢一樣;當購買的數(shù)量在4~23之間時,第一種優(yōu)惠方法更省錢。在這樣的實例分析中,不僅讓學生運用了所學知識,鍛煉了思考能力與邏輯思維能力,還讓學生了解到學習知識真的可以省錢。