摘要:高等數(shù)學(xué)教學(xué)主要為了培養(yǎng)高校大學(xué)生基本的思維邏輯能力,讓學(xué)生在遇到問題的時候,可以有實(shí)際解決問題的能力,理論和實(shí)踐相結(jié)合是新時代背景下高等教學(xué)的重要任務(wù)。建模思維在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中有著廣泛的應(yīng)用,在教學(xué)中深入融合建模思維是未來的發(fā)展趨勢。本文首先對數(shù)學(xué)建模進(jìn)行簡單概述,之后講述在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中融入建模思維的重要意義,最后結(jié)合實(shí)例探討高等數(shù)學(xué)教學(xué)中的建模思維融合研究。
關(guān)鍵詞:高等數(shù)學(xué);教學(xué);建模思維
在20世紀(jì)的中后期,西方國家的大學(xué)開始有數(shù)學(xué)建模的理念,我國的數(shù)學(xué)教學(xué)中有建模這個概念是在20世紀(jì)末,通過多年的探索,在高等院校開展了一系列數(shù)學(xué)建模的課程以及知識講座,對于推動我國高等教育有著重要的意義,也促進(jìn)了學(xué)生思維能力和分析解決問題能力的提升。
一、數(shù)學(xué)建模的概述
無論是在生活還是學(xué)習(xí)中,數(shù)學(xué)建模能夠解決很多問題,尤其隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,很多之前遺留的難題都得以解決。在面對不同的問題時,可以創(chuàng)建不同的模型,數(shù)學(xué)建模并不是單一的方法論,可以運(yùn)用不同的模型處理不同的問題,找到合適的模型類型才能高效解決問題。通過數(shù)學(xué)建模,學(xué)生能夠掌握更多的學(xué)習(xí)方法,并輔助學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)技能,提升學(xué)生的綜合素養(yǎng)。
二、高等數(shù)學(xué)教學(xué)中融入建模思維的意義
首先,在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中融入建模思維能夠進(jìn)一步推動教學(xué)內(nèi)容的改革,打破原有的教學(xué)模式,重視實(shí)踐,提升教學(xué)效果,讓學(xué)生更加喜愛高等數(shù)學(xué),促進(jìn)教學(xué)內(nèi)容的革新;其次,建模思維能夠推動教學(xué)方法的改革。傳統(tǒng)數(shù)學(xué)教學(xué),學(xué)生一味通過刷題提升學(xué)習(xí)成績,在實(shí)際的應(yīng)用中也是運(yùn)用公式生搬硬套,不僅僅無法做到融會貫通,舉一反三,還會降低學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)的興趣。數(shù)學(xué)建模的答案并不唯一,學(xué)生可以擴(kuò)展思維,與同學(xué)進(jìn)行探討,展現(xiàn)各自的能力;最后,建模思維可以推動教學(xué)手段的改革。和傳統(tǒng)教學(xué)在黑板上羅列知識點(diǎn)不同的是,數(shù)學(xué)建模需要運(yùn)用多媒體技術(shù),讓學(xué)生通過影視、圖片、聲音等多種形式學(xué)習(xí)數(shù)學(xué),這就是教學(xué)手段的創(chuàng)新。
三、高等數(shù)學(xué)教學(xué)中的建模思維融合研究
(一)在緒論課講授中的有效應(yīng)用
在高等數(shù)學(xué)的緒論課教學(xué)中融入建模思維,對于學(xué)生數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)可以起到事半功倍的效果,好的開始就是成功的一半。相對而言,高等數(shù)學(xué)具有一定的學(xué)習(xí)難度,很多學(xué)生對數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)興趣不高,無法充分融入到課堂教學(xué)中來,如果在一堂課的開始就無法提升興趣,對于一些知識點(diǎn)不懂裝懂,那后面的課程教學(xué)基本達(dá)不到預(yù)期的效果。學(xué)生不但無法學(xué)習(xí)到高等數(shù)學(xué)的知識點(diǎn),教學(xué)質(zhì)量大幅度下滑,還會影響接下來課程學(xué)習(xí)的進(jìn)度。只有做好緒論課,才能最大限度避免這種情況的發(fā)生,不是一味地向?qū)W生灌輸知識點(diǎn),而是在緒論課教學(xué)中融入建模思維,循序漸進(jìn),從學(xué)生都了解并感興趣的起點(diǎn)出發(fā),激勵學(xué)生的興趣,進(jìn)而產(chǎn)生對高等數(shù)學(xué)的熱愛。比如,在學(xué)習(xí)定積分課程時,教師就可以通過變速運(yùn)動或橢圓形面積等知識點(diǎn)進(jìn)行引導(dǎo),讓學(xué)生有繼續(xù)學(xué)習(xí)的興趣,能主動加入到高等數(shù)學(xué)的教學(xué)中來。
(二)在教學(xué)理論中的有效應(yīng)用
高等數(shù)學(xué)教學(xué)和建模思維要想有很好的融合,取得較好的教學(xué)效果,教師就需要從自身進(jìn)行改變,創(chuàng)新教學(xué)理念,改變自身和學(xué)生對傳統(tǒng)數(shù)學(xué)建模思維的認(rèn)知,與時俱進(jìn),充分肯定建模思維在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中的意義,并提升學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣。例如,數(shù)學(xué)教師在對一些公式進(jìn)行講解時,如果只講解理論知識,學(xué)生很難理解,無法領(lǐng)悟公式的內(nèi)涵,如果采用理論和實(shí)踐相結(jié)合的方式,就能夠讓學(xué)生迅速了解到知識點(diǎn)并加以運(yùn)用。比如,高等數(shù)學(xué)中很重要的一個部分定積分,在學(xué)習(xí)的過程中,就可以教導(dǎo)學(xué)生通過提出、分析并解決問題這三個步驟將問題劃分。在實(shí)踐教學(xué)中,數(shù)學(xué)教師可以讓學(xué)生測量學(xué)校到家的路程,利用公式路程=速度x時間,速度是勻速變化的,而時間可以被分為很多個小的區(qū)間,用小區(qū)間的時間乘以速度,進(jìn)而將各個小區(qū)間的路程相加求和,就可以得到總路程。每一個小的區(qū)間在進(jìn)行更加細(xì)致的細(xì)化,使其趨于0,那最終求得的路程就是學(xué)校到家的距離。往往將實(shí)際問題結(jié)合高等數(shù)學(xué)的建模思維,可以促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,愿意主動加入到課程中,感受高等數(shù)學(xué)教學(xué)融入建模思維的魅力。
(三)在作業(yè)練習(xí)中的有效應(yīng)用
課堂之后,進(jìn)行一定的作業(yè)練習(xí)可以讓學(xué)生更好的鞏固當(dāng)大所學(xué)習(xí)到的數(shù)學(xué)知識,強(qiáng)化對知識點(diǎn)的記憶,也便于讓教師了解學(xué)生對于各個知識點(diǎn)的掌握情況。因此教師在布置課外作業(yè)時,也需要融人建模思維,盡量布置一些與學(xué)生日常生活相關(guān)的作業(yè),讓學(xué)生充分發(fā)揮建模思維解決問題,鞏固并靈活運(yùn)用知識點(diǎn),提升探索數(shù)學(xué)知識的能力。例如,在學(xué)習(xí)導(dǎo)數(shù)這一知識點(diǎn)時,課外作業(yè)就可以加入順時速度、水流量速度等知識點(diǎn),既強(qiáng)化了高等數(shù)學(xué)知識的學(xué)習(xí),還能提升學(xué)生的實(shí)踐能力,一舉多得。
四、結(jié)論
高等數(shù)學(xué)教學(xué)在新時代背景下不斷變革,建模思維不僅僅能夠提升學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的積極性,還能培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維和分析解決問題的能力,因此高校需要重視建模思維在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用,引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用建模思維解決問題,不斷歸納總結(jié),讓學(xué)生之間相互交流學(xué)習(xí),為社會培養(yǎng)更多專業(yè)人才。
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作者簡介
張婷(1982.07-),女,漢,陜西榆林人,碩士,延安大學(xué)數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)學(xué)院講師,研究方向:實(shí)函數(shù)逼近論。