梁瑋
(廣西理工職業(yè)技術學院,廣西 崇左 530022)
引言:高職數(shù)學教學具有較強的邏輯性,對學生的邏輯思維能力要求較高,導致部分學生出現(xiàn)了抵觸高職數(shù)學的情形。在如今大數(shù)據的背景下,高職數(shù)學建模課程能夠在較大程度上幫助學生理解相關的數(shù)學概念,培養(yǎng)學生的數(shù)學思維,使學生能夠更好的理解高職數(shù)學,從而激起學生的學習興趣,提高學生的數(shù)學素養(yǎng)。
數(shù)學建模課程能夠將題目中的文字與圖形進行結合,通過一定的數(shù)學模型,教師對數(shù)學題目和知識進行整體的分析,使學生對題目信息進行全面的思考。在核心素養(yǎng)教育理念下,高職數(shù)學建模課程中,老師要對自身的教學方式進行創(chuàng)新,通過新的教學模式提高學生的數(shù)學素養(yǎng)和數(shù)學能力。在數(shù)學建模課程中,教師要對學生的學習能力以及學習意識等進行綜合的了解和分析,根據相關的教學內容,創(chuàng)新建模課程的教學策略,提高學生的數(shù)學思維水平。
由于高等學校數(shù)學課程學習內容多,難度大,許多數(shù)學概念、定理比較抽象,學生在實際學習的整個過程中往往都會覺得比較枯燥。在課堂教學實踐過程中,可以實際中的問題論作為教學背景,把實際中的問題直接轉化成成為一個數(shù)學基礎問題,進而利用了與數(shù)學及其學科有關的數(shù)學方法論來解決這些數(shù)學問題,在課堂教學中可以加入一些關于數(shù)學數(shù)學建模過程思想的相關元素,將抽象的數(shù)學概念基本定理轉換成具體的形象的具體數(shù)學數(shù)學模型,可以大大加深中小學生對這些概念基本定理的具體理解。因此在高等數(shù)學的實踐教學活動中充分融入學校數(shù)學基礎建模理論思想,鼓勵廣大學生積極參與學校數(shù)學基礎建模理論實踐教學活動,不但不僅可以直接使廣大學生學以致用,做到數(shù)學理論實際聯(lián)系教學實際,而且還有機會直接使他們深刻感受和看到學校數(shù)學的勃勃生機與充滿活力,激發(fā)廣大學生積極學習高等數(shù)學的積極興趣和對數(shù)學知識的不斷探索創(chuàng)新欲望,變被動學習為主動綜合學習。
數(shù)學實際建模中的問題模型來源于涉及社會經濟生活的眾多科學領域,在研究建模問題過程中,學生首先需要認真閱讀眾多相關的數(shù)學文獻資料,然后通過應用傳統(tǒng)數(shù)學邏輯思維、數(shù)學理論邏輯及其他相關的認知對實際構建問題模型進行深入研究剖析后再研究并經過一系列復雜綜合計算,得出最能反映實際建模問題的最佳綜合數(shù)學分析模型及其對模型最優(yōu)化理解。因此通過本次數(shù)學思維建模實踐活動我校學生的思維視野將一定會因此得以大大拓寬,應用數(shù)學意識、解決復雜數(shù)學問題的思維能力也都將會因此得到大大增強和不斷提高,從而進一步大大提升我校學生的各科學習綜合能力。
很多不同的實際數(shù)學問題,其中的數(shù)學基本模型往往可以認為是相同或相似的,這就必然要求廣大學生在學習建模時觸類旁通,挖掘不同實際事物間的外在本質,尋找其中的內在聯(lián)系。而對一個具體的數(shù)學建模處理問題,能否準確把握問題其本質并把轉化點作為一個數(shù)學處理問題,是如何完成整個建模處理過程的一個關鍵所在。同時教材建模數(shù)學題材也具有較大的教學靈活性,沒有統(tǒng)一的數(shù)學標準答案,因此通過數(shù)學教材建模學習過程確實是我校培養(yǎng)廣大學生具有創(chuàng)造性數(shù)學思維,提高學生創(chuàng)新能力的重要過程。
就目前高職數(shù)學的現(xiàn)狀而言,一方面,高職院校中高等數(shù)學教學普遍存在內容多、課時少的問題,存在“重理論,輕應用”的現(xiàn)象。另一方面,隨著90 年代末我國大力發(fā)展高等教育,不斷擴招導致高職學生數(shù)學基礎在不斷下降,現(xiàn)在的高職學生思維以直觀思維為主。因此,在教學過程中,應以直觀教學法為主,通過巧設教學情境、數(shù)形結合、計算機輔助等方式,讓學生積極參與問題的解決與模型建立的過程。在建模課程中,多維度的數(shù)學建模,能夠激發(fā)學生的想象力、觀察力和創(chuàng)造力;在求解模型時,因數(shù)學模型計算的復雜和多樣性,需要用Matlab(數(shù)學計算、圖形描繪等)、Lingo(線性求解等)、Excel(數(shù)值計算、數(shù)據分析以及圖標生成)等計算軟件處理,提高了學生的計算機使用能力。[1]
教師在應試教育的背景下,面臨著較大的教學壓力,對學生的做題量和做題效率十分關注,對于一些數(shù)學問題以及相關的學科素養(yǎng)并沒有很多的概念。在平時的數(shù)學學習過程中,老師投入更多的也只是學習做題的方法,讓學生掌握做題的技巧,對于數(shù)學建模課程的開展沒有投入較多的精力。由于很多的學生對于數(shù)學抽象化的圖形以及轉換并不是十分地關注,這也就造成了很多的高職生在學習數(shù)學時十分地吃力。在這樣的情況下,教師也沒有考慮到數(shù)學建模課程,對于數(shù)學建模缺少一定的了解和認知,導致學生的數(shù)學水平較低,不能滿足社會的發(fā)展需求。
很多的高職數(shù)學老師在進行高職數(shù)學的講述過程中,注重更多的是學生能否將一道題目作答正確,能否對題目進行一個正確的解析,對于題目中所涉及到的知識信息能否進行迅速地掌握等。除此之外,老師在數(shù)學建模課程中,忽視了數(shù)學建模的價值,將可視化的教學內容沒有充分的展現(xiàn),導致部分學生在數(shù)學建模課程中沒有充分的利用相關的數(shù)學思維,制約了學生數(shù)學素養(yǎng)的提升[2]。
在高職學生的日常學習過程中,很多教師對于數(shù)學關注的重點在于做題,對于數(shù)學中出現(xiàn)的圖形信息以及一些數(shù)學模型沒有較多的關注,自身缺乏相關的數(shù)學建模使用意識,這也是導致學生在數(shù)學建模課程中參與程度較低的原因之一[2]。
很多學生養(yǎng)成了過度依賴教師的習慣,這是由于教師在教學時沒有給學生留下一定的反思時間。很多教師在進行教學時,由于教學任務較為繁重,一直采用滿堂灌的形式,使得學生一直機械地接受知識,對于知識內容缺乏深入的思考與探究。此外,教師會為學生布置較多的課后作業(yè),使得學生花費較多的時間和精力去完成相關的作業(yè),缺少一定的時間進行自主學習和探究。無論是課堂還是課后,學生都缺少一定的環(huán)境進行自主探究和自主學習,對于學生養(yǎng)成自主學習和探究的習慣十分不利,不利于學生主體地位的凸顯。
在高職數(shù)學教學中,學生的思維意識以及學習能力較強,養(yǎng)成一個良好的學習習慣對于學生的發(fā)展是十分重要的。在高職數(shù)學建模課程教學中,教師應對建模手段進行一定的創(chuàng)新和改革,在如今大數(shù)據的背景下,教師應摒棄以往的“黑板式”建模手段,通過信息技術手段,將數(shù)學建模課程變?yōu)榭梢暬膬热?。通過信息技術,讓學生觀看數(shù)學建模課程中數(shù)學模型的形成過程,在構建數(shù)學模型的過程中,教師也應有意識的引導學生使學生對相關的數(shù)學知識進行一定的建模,將抽象化的文字內容轉變?yōu)榭梢暬膬热?,從而大大提高學生的理解能力。與此同時,教師也應改變自身的數(shù)學建模課程教學理念,應充分發(fā)揮出建模課程的價值,不應忽視建模課程的利用,幫助學生更好地學習高職數(shù)學。
例如,在學習高職數(shù)學《微積分》這一節(jié)時,由于學生在日常生活中對于相關的知識了解較少,學生對于這一方面的了解并不是很多,老師在進行講述的過程中會有一些吃力,但是老師可以在數(shù)學建模課程中對相關的數(shù)學知識進行建模,利用多媒體技術,找出其中包含的信息,與相關的理論知識進行聯(lián)系,學生能夠更好地理解。在建模課程之后,教師也應積極地布置相關的聯(lián)系作業(yè),趁熱打鐵,幫助學生更好地理解相關的數(shù)學知識。
合作式學習與以往的教學、學習方式不同,是在教師與學生共同參與的狀態(tài)下,對數(shù)學建模課程進行綜合的分析和整理。在開展合作式的學習過程中,教師可以先向學生展示相關的數(shù)學模型,讓學生進行共同的探究。在探究時,進行學生分組討論,每個小組都要對數(shù)學模型中包含的數(shù)學知識進行充分的分析,找出其中的數(shù)學規(guī)律。之后,學生與老師之間可以進行共同的探究,共同分析數(shù)學模型中的數(shù)學規(guī)律,并對學生出錯的地方進行糾正,提高學生的數(shù)學素養(yǎng)與數(shù)學思維,促進學生的綜合發(fā)展。
良好的開端是成功的一半。嘗試題作為嘗試教學的“前戲”,是整個嘗試教學中至關重要的一個環(huán)節(jié),關系著嘗試教學的效果。因此,首先,嘗試題的設計必須體現(xiàn)出一定的任務感。嘗試題學習是一種有一定目的的學習嘗試,即通過一些嘗試性的題型來激發(fā)部分學生的學習好奇心,讓部分學生明確自己在高職數(shù)學建模課堂上的學習主要內容,讓部分學生對本節(jié)課的各種教學產生濃厚興趣,要通過分析學生關于嘗試性問題的作答練習以及結果等來了解一下學生對本第一節(jié)教備課所學知識點的整體認知發(fā)展情況。其次,嘗試題的設計要依附于例題。嘗試題并不是隨便設計的,應該與本節(jié)課學生的學習重點緊密結合,而例題是嘗試題設計的最佳參照。嘗試教學能夠引導學生對數(shù)學建模知識進行充分的預習和練習,幫助學生更好地掌握相關的數(shù)學信息。
在進行高職數(shù)學建模教學的過程中,課本中的理論知識還是處于一個重要的地位,對于課本內容的完全充分地接收,才可以在后續(xù)地課外指導中取得好的效果。因此,老師在進行建模課程教學中,可以對課本中的資源進行大量的運用,而后再進行其他課外資源的引入。在建模課程中,學生們了解建模思想的重要性是遠遠不夠的,了解和運用是兩個不同的概念,要想讓學生能夠進行積極地運用,在這個過程中調動起學生們建模地主動性和積極性才是最重要的。引導學生建模的方式有很多,可以從最簡單的數(shù)學例子運用,形象化的進行教學,讓學生了解建模過程中的樂趣,逐步的引導學生進行建模,調動起學生們的建模積極性,幫助學生數(shù)學素養(yǎng)的全面發(fā)展。
當前高職數(shù)學課程涉及到的現(xiàn)實難題,包括“酒駕濃度測試”、“人口增長模型”、“煤礦瓦斯與煙塵檢測”等。這些問題若使用普通的求解方式,需要浪費大量數(shù)據搜集、運算求解的時間,所得到的結果并不一定精確。而利用數(shù)學建模進行某一數(shù)學難題的實驗教學,可以在短時間內構建起完善的數(shù)學解題模型。教師可以運用數(shù)學軟件進行問題的理論推導、運算求解,并得出數(shù)學問題的結果。
高職院校的數(shù)學課程教學,通常以數(shù)學理論傳達作為重要的講授內容,而忽視實踐應用。通過將數(shù)學建模內容引入到數(shù)學課程教學中,可以促使數(shù)學理論融入到具體的實踐問題。例如:在高等數(shù)學課程的教學過程中,主要存在微積分、定積分等數(shù)學定理與解題思想。但這些數(shù)學原理較為抽象,可以通過將微積分、定積分轉化為實際應用,來促進數(shù)學理論、應用實踐之間的融合。
在以往的教學過程中,教師采用的是封閉式的教學方式。在整個課堂中,學生被動地接受知識,對于教師講解的內容沒有自己的想法。教師在進行建模教學時,要改變傳統(tǒng)的教學模式,不斷發(fā)散學生的思維,發(fā)展學生的建模思維,適時轉變學生的思想,提高學生的學習興趣,將文字與圖形相結合,提取關鍵信息,注重培養(yǎng)學生的建模思維,讓學生主動對數(shù)學內容進行探究,進而提升學生的數(shù)學素養(yǎng)。[3]
高職數(shù)學教學要建設一個高效的課堂,就要適時的對學生的思想進行轉化,提高學生的學習興趣,通過一些圖像信息,幫助學生理解相關的文字概念信息。此外,老師還要讓學生了解建模意識以及建模思維,使學生充分利用建模,提高學生的數(shù)學思維。