摘要:數(shù)學(xué)建模是運用數(shù)學(xué)的語言和方法,通過抽象、簡化建立能近似刻畫并“解決”實際問題的一種強有力的數(shù)學(xué)手段。無錫機電高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校的數(shù)學(xué)教研室就這方面進行了課題研究,專門開設(shè)了數(shù)學(xué)建模的研究性課堂,運用Mathematic、MATLAB 等軟件平臺進行了教學(xué)實驗,并取得了一定的教學(xué)成效。
關(guān)鍵詞:高職數(shù)學(xué)建模;選修課Matlab
隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展和計算機的日益普及,人們對各種問題的要求越來越精確,而要解決很多問題,都需要建立模型,來模擬問題的解決過程和結(jié)果,這個當中數(shù)學(xué)建模是很多解決問題的途徑和方法,而這種數(shù)學(xué)思想是需要在教學(xué)中逐漸進行培養(yǎng)的,要讓我們的學(xué)生加強數(shù)學(xué)建模的思想和能力我們就需要進行教學(xué)培養(yǎng),在這方面,無錫機電高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校的數(shù)學(xué)教研室就這方面進行了課題研究,專門開設(shè)了數(shù)學(xué)建模的研究性課堂,通過兩輪實驗,效果相當顯著。
1.五年制高職數(shù)學(xué)教育的現(xiàn)狀及開設(shè)數(shù)學(xué)建模選修課的必要性
新世紀五年制高職教育應(yīng)以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目標 ,人才的知識能力結(jié)構(gòu)是應(yīng)用型 ,而不是學(xué)術(shù)型;要按照應(yīng)用型能力結(jié)構(gòu) ,重新構(gòu)建理論和實踐教學(xué)的體系,培養(yǎng)的應(yīng)用能力應(yīng)是有創(chuàng)造性。從這樣的教育思想出發(fā) ,數(shù)學(xué)建模選修課的開設(shè)成為必然。
數(shù)學(xué)建模選修課旨在培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)知識解決實際問題的意識和能力。它既不同于在高職數(shù)學(xué)課程里零星地講解建模知識,又不同于單純以參加建模競賽為目的的系統(tǒng)培訓(xùn),它是在“有興趣”的前提下,以培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)應(yīng)用能力和數(shù)學(xué)素養(yǎng)為目的的一種普及性數(shù)學(xué)建模教學(xué)活動。
而筆者選擇選修課開展數(shù)學(xué)建模教學(xué)的另一個重要原因是在于選修課面向全校學(xué)生開放,學(xué)生可以基于自己的興趣和愛好自由選課。選課的學(xué)生大多對數(shù)學(xué)建模具有較濃的興趣并且有提高應(yīng)用數(shù)學(xué)能力的內(nèi)在需求,這有利于數(shù)學(xué)建模教學(xué)的順利進行,擴大數(shù)學(xué)建?;顒拥氖芤婷?,并促進高職數(shù)學(xué)教學(xué)向積極的方向改革。
2.選修課教學(xué)內(nèi)容的選擇和實施
根據(jù)無錫機電高職選修課的開設(shè)要求,本課程的學(xué)時為32課時,教學(xué)內(nèi)容由數(shù)學(xué)建模簡介,初等模型,微分方程模型,插值與擬合,線性規(guī)劃模型,非線性規(guī)劃模型,概率統(tǒng)計模型,綜合評價模型,Matlab、Lingo、Excel等軟件的應(yīng)用,論文寫作等模塊組成。本課程在設(shè)計教學(xué)內(nèi)容時,以數(shù)學(xué)建模理論、方法為主線,選擇貼近生活、具有啟發(fā)性和趣味性的案例為教學(xué)任務(wù),把完成相應(yīng)任務(wù)需要用到的軟件知識穿插在各個部分進行介紹,在每次課后布置相應(yīng)的思考題或任務(wù)留給學(xué)生自己學(xué)習(xí)探究。
授課采用靈活方式進行。有一些需補充的基礎(chǔ)理論知識如最小二乘法、線性規(guī)劃等 ,就采用黑板來講;對于Mathematic、MATLAB 等軟件平臺的介紹則使用課件來講。這樣 ,用黑板可以給學(xué)生較長的理解時間 , 用課件可以增加每節(jié)課的容量。除此之外 ,有建模方法的講授 ,包括初等方法建模、微分法建模、數(shù)學(xué)規(guī)劃模型等;有生活中實際問題的探討 ,以及為鍛煉學(xué)生的想象力、洞察力和判斷力 ,而補充的小智力題。當學(xué)生開始學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)建模課程時 ,常常表現(xiàn)出無從下手 ,任課教師啟發(fā)與研討相結(jié)合的授課方法 ,會激發(fā)學(xué)生的求知欲 , 使學(xué)生在教學(xué)活動中,不僅學(xué)習(xí)成功的模型本身 ,還會去領(lǐng)會、探討建立模型的思想方法和思維過程 ,真正做到不僅僅是學(xué)數(shù)學(xué)模型 ,而且學(xué)“建立”數(shù)學(xué)模型。
3.開展課外活動,參與數(shù)學(xué)建模竟賽
開展課外數(shù)學(xué)建模竟賽,是實現(xiàn)中職數(shù)學(xué)建模選修課程改革的重要方式,不僅能夠培養(yǎng)學(xué)生綜合創(chuàng)新能力和學(xué)習(xí)積極性,同時還能夠提高學(xué)生建立數(shù)學(xué)模型和運用計算機技術(shù)解決實際問題的能力中職學(xué)校應(yīng)積極鼓勵中職生踴躍加入其中,開拓知識面同時,加大對參賽獲獎學(xué)生的獎勵力度,以此來促進學(xué)生數(shù)學(xué)建模課程學(xué)習(xí)另外,在數(shù)學(xué)建模教學(xué)中,教師還可以讓學(xué)生采用課外學(xué)習(xí)小組方式來進行學(xué)習(xí),培養(yǎng)創(chuàng)造精神及合作意識,這是數(shù)學(xué)建模教學(xué)課程改革的一大特色借助課外學(xué)習(xí)和數(shù)學(xué)竟賽相結(jié)合的方式,能夠從教學(xué)指導(dǎo)思想內(nèi)容方法上實現(xiàn)中職數(shù)學(xué)建模課程創(chuàng)新,推動中職數(shù)學(xué)教學(xué)體系教學(xué)內(nèi)容和方法的改革
4.收獲與展望
通過對數(shù)模選修課學(xué)生情感體驗的調(diào)查分析,學(xué)生普遍學(xué)習(xí)興趣提高,應(yīng)用數(shù)學(xué)的意識加強,和參加數(shù)模選修課以前相比更多同學(xué)能體會到數(shù)學(xué)的重要性。
教師方面:通過數(shù)學(xué)建模選修課的教學(xué) ,提高了教師自身的理論水平。同時 ,數(shù)學(xué)建模選修課也為高等數(shù)學(xué)的教學(xué)改革提供了嶄新的教學(xué)思想和內(nèi)容、教學(xué)方法與手段。數(shù)學(xué)建模教學(xué)中采用的“研討式”教學(xué)法 ,在傳授知識的同時 ,也把前人發(fā)現(xiàn)、積累知識的方法、經(jīng)驗介紹給了學(xué)生 ,注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和實踐能力。
學(xué)生方面:數(shù)學(xué)建模選修課使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中 ,不斷發(fā)現(xiàn)自己在數(shù)學(xué)知識和數(shù)學(xué)思維方面的不足 ,激發(fā)學(xué)生對數(shù)學(xué)的興趣 ,使其在學(xué)習(xí)中更主動 ,更有效;而數(shù)學(xué)素養(yǎng)的提高又增強了建模的能力 ,從而形成“數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)和數(shù)學(xué)的應(yīng)用”相互促進的良性循環(huán)。
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