摘? 要:高職數(shù)學(xué)包括高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)等內(nèi)容,抽象性較強(qiáng)且難度較大,再加上高職數(shù)學(xué)教師教學(xué)方式以講解題目為主,容易讓學(xué)生產(chǎn)生高職數(shù)學(xué)知識僅用于解決數(shù)學(xué)題目的錯誤思想,以致高職學(xué)生普遍對高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)等內(nèi)容的學(xué)習(xí)態(tài)度比較消極。對于上述問題,高職數(shù)學(xué)教師必須創(chuàng)新教學(xué)方式、設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容,提升學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。文章以建模思想在高職數(shù)學(xué)教學(xué)中的實(shí)踐與應(yīng)用為主題,通過閱讀相關(guān)文獻(xiàn)和開展教學(xué)實(shí)踐研究,探索提升高職數(shù)學(xué)教師的建模意識和能力、利用建模思想導(dǎo)入課程內(nèi)容、利用建模思想進(jìn)行知識講解、將建模思想融入課后作業(yè)、結(jié)合學(xué)生專業(yè)特點(diǎn)開展建模練習(xí)的具體措施。
關(guān)鍵詞:建模思想;高職;數(shù)學(xué)教學(xué)
中圖分類號:G712? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A? ? 文章編號:1673-7164(2023)11-0089-04
基金項(xiàng)目:本文系揚(yáng)州市2020年教育科學(xué)規(guī)劃基金項(xiàng)目“家校企協(xié)作00后職校學(xué)生差異教學(xué)支持策略研究”(課題編號:2020/P/113)階段性研究成果。
作者簡介:王春榮(1981—),男,碩士,揚(yáng)州高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校數(shù)學(xué)教研室主任,講師,研究方向?yàn)槲迥曛聘呗殧?shù)學(xué)教學(xué)。
數(shù)學(xué)建模指的是根據(jù)具體問題的基本規(guī)律,提出一些有利于求解的假設(shè),然后建立一個明確的數(shù)學(xué)模型,利用工具和數(shù)學(xué)方法對問題進(jìn)行解決。簡而言之,就是利用數(shù)學(xué)知識解決現(xiàn)實(shí)生活中的實(shí)際問題。在數(shù)學(xué)教學(xué)中運(yùn)用建模思想,能轉(zhuǎn)變學(xué)生對于數(shù)學(xué)知識的不正確認(rèn)識。受網(wǎng)絡(luò)及教師填鴨式教學(xué)方式的影響,部分學(xué)生存在“數(shù)學(xué)無用”的想法,認(rèn)為學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)只能用于解題,對于解決生活中的實(shí)際問題毫無用處,這一錯誤觀念極大降低了學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的積極性,在數(shù)學(xué)教學(xué)中應(yīng)用建模思想,能幫助學(xué)生認(rèn)識到數(shù)學(xué)知識的作用,從而在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中更有動力。在數(shù)學(xué)教學(xué)中運(yùn)用建模思想,還有助于培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力。所以在數(shù)學(xué)教學(xué)中應(yīng)用建模思想是未來數(shù)學(xué)教學(xué)改革的重要方向,各院校應(yīng)該積極探索建模思想在數(shù)學(xué)教學(xué)中的實(shí)踐與應(yīng)用,推動數(shù)學(xué)建模教學(xué)方式的成熟化[1]。
一、高職數(shù)學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀
(一)學(xué)生學(xué)習(xí)主動性差
高職學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)主動性較差,主要原因如下:一是高職院校生源質(zhì)量不高,高職院校的生源主要是在普通高等學(xué)校招生統(tǒng)一考試中沒有取得好成績的學(xué)生,這部分學(xué)生普遍學(xué)習(xí)態(tài)度不嚴(yán)謹(jǐn)、學(xué)習(xí)習(xí)慣不好、學(xué)習(xí)積極性不高;二是高職數(shù)學(xué)相較于初中、高中數(shù)學(xué)內(nèi)容更抽象、學(xué)習(xí)難度較大,即使是在本科院校,學(xué)生學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)等課程的積極性也比較差。高職院校生源質(zhì)量不高和高職數(shù)學(xué)內(nèi)容較難共同導(dǎo)致了高職學(xué)生學(xué)習(xí)高職數(shù)學(xué)積極性差的現(xiàn)狀。
(二)教師普遍使用“填鴨式”教學(xué)
與初中數(shù)學(xué)教材、高中數(shù)學(xué)教材相比,高職院校所使用的數(shù)學(xué)教材以知識講解、例題解析為主,高職院校數(shù)學(xué)教材的特點(diǎn)加劇了高職數(shù)學(xué)的枯燥性,高職數(shù)學(xué)教師在講解課后習(xí)題時也多以“講解解題過程”為重點(diǎn),較少延伸具體數(shù)學(xué)知識在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用。高職數(shù)學(xué)教師布置課后作業(yè)也多是要求學(xué)生不斷重復(fù)大量機(jī)械練習(xí)。填鴨式的教學(xué)方式不僅不利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,也不利于學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際,運(yùn)用所學(xué)知識解決實(shí)際問題[2]。
(三)教師教學(xué)手段比較單一
高職教師教學(xué)手段比較單一,多采取多媒體設(shè)備播放課件或利用黑板、粉筆講解知識和題目的方式開展教學(xué),一方面導(dǎo)致了數(shù)學(xué)課堂枯燥,進(jìn)一步降低高職學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性;另一方面高職數(shù)學(xué)知識本就比較抽象,高職數(shù)學(xué)教師只是用語言解釋知識點(diǎn)的教學(xué)方式效率較低。相比于小學(xué)、中學(xué)數(shù)學(xué)教師積極探索利用信息技術(shù)創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境、豐富教學(xué)內(nèi)容、創(chuàng)新教學(xué)形式、組織多樣教學(xué)活動,高職數(shù)學(xué)教師利用信息技術(shù)提升數(shù)學(xué)教學(xué)效率和質(zhì)量的意識稍顯薄弱,然而針對高職數(shù)學(xué)中較為抽象的內(nèi)容,例如微積分,高職數(shù)學(xué)教師若能利用數(shù)學(xué)軟件為學(xué)生模擬微積分作用過程,便可以使學(xué)生更直觀地領(lǐng)略微積分的現(xiàn)實(shí)意義,從而更好理解微積分相關(guān)知識。
二、建模思想在高職數(shù)學(xué)教學(xué)中實(shí)踐與應(yīng)用的意義
(一)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣
在高職數(shù)學(xué)教學(xué)中應(yīng)用建模思想,能提升高職數(shù)學(xué)教學(xué)的趣味性,例如高職數(shù)學(xué)教師根據(jù)課程內(nèi)容設(shè)計(jì)與實(shí)際生活相關(guān)的難題,要求學(xué)生以小組的形式利用所學(xué)知識解決問題,這一教學(xué)方式不僅能活躍課堂氛圍,還能幫助學(xué)生增進(jìn)對所學(xué)知識的了解和激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。例如高職數(shù)學(xué)教師在正式授課前將準(zhǔn)備好的實(shí)際問題提供給學(xué)生,并告知學(xué)生知識講解完成后會要求他們自由組隊(duì),利用所學(xué)知識解決實(shí)際問題,學(xué)生便有了學(xué)習(xí)的動力,從而學(xué)習(xí)態(tài)度更端正,聽講更專心,學(xué)習(xí)積極性更強(qiáng)。
(二)提升學(xué)生創(chuàng)新意識
因?yàn)樗袛?shù)學(xué)模型都是在實(shí)際問題的基礎(chǔ)上建立的,沒有所謂的正確答案和被嚴(yán)格規(guī)定的解決方式,所以在應(yīng)用建模思想開展高職數(shù)學(xué)教學(xué)的過程中,學(xué)生利用所學(xué)知識探索解決問題的方案,將不同領(lǐng)域的知識融合起來,利用演繹、類比、遷移等數(shù)學(xué)思想解決問題,學(xué)生的想象力和創(chuàng)新力得到激發(fā)和培養(yǎng),因而創(chuàng)新創(chuàng)造能力也得到一定的提升。
(三)提升教學(xué)效率
首先高職數(shù)學(xué)教師應(yīng)用建模思想開展高職數(shù)學(xué)教學(xué),能為高職學(xué)生提供新的學(xué)習(xí)體驗(yàn),從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,學(xué)生的學(xué)習(xí)效率得到提升,教師的教學(xué)效率也隨之提升。其次,高職數(shù)學(xué)教師在教學(xué)過程中利用建模思想講解知識、布置作業(yè),一方面能使課程知識更直觀地展現(xiàn)出來,從而使學(xué)生更好地理解課程內(nèi)容,另一方面利用建模思想布置作業(yè),能提升學(xué)生對課后作業(yè)的興趣,從而讓學(xué)生以更積極的心態(tài)完成課后作業(yè),更好實(shí)現(xiàn)知識鞏固。最后,高職數(shù)學(xué)教師在教學(xué)過程中應(yīng)用建模思想,能增強(qiáng)學(xué)生利用所學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力,即培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力,有利于實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)全面發(fā)展的高質(zhì)量人才的教育目的。
三、建模思想在高職數(shù)學(xué)教學(xué)中實(shí)踐與應(yīng)用的措施
(一)提升高職數(shù)學(xué)教師的“建?!币庾R和能力
高職數(shù)學(xué)教師作為高職數(shù)學(xué)課堂的主導(dǎo)者和高職數(shù)學(xué)教學(xué)過程的設(shè)計(jì)者,其專業(yè)素質(zhì)決定了教學(xué)質(zhì)量,所以要想在高職數(shù)學(xué)教學(xué)中應(yīng)用建模思想,首先要提升高職數(shù)學(xué)教師的“建模”意識和“建?!蹦芰Γ?]。
提升高職數(shù)學(xué)教師的“建?!币庾R,即要求高職數(shù)學(xué)教師認(rèn)識到建模思想對高職數(shù)學(xué)教學(xué)的促進(jìn)作用,能夠主動自覺地利用建模思想開展高職數(shù)學(xué)教學(xué)。首先,高職院校要加強(qiáng)高職數(shù)學(xué)教師的師德培訓(xùn),要求高職數(shù)學(xué)教師增強(qiáng)職業(yè)責(zé)任感,主動探索教學(xué)新方式,重視學(xué)生能力的培養(yǎng)。其次,高職院??梢哉匍_高職數(shù)學(xué)教師大會,要求高職數(shù)學(xué)教師承擔(dān)教學(xué)責(zé)任,積極探索建模思想的具體應(yīng)用并實(shí)踐。最后,高職院校要將高職數(shù)學(xué)教師是否在教學(xué)過程中應(yīng)用建模思想和建模思想應(yīng)用效果納入績效考核,以此激勵高職數(shù)學(xué)教師利用建模思想開展數(shù)學(xué)教學(xué)。
提升高職數(shù)學(xué)教師的“建?!蹦芰?,一方面需要高職院校給予教師專業(yè)的學(xué)習(xí)培訓(xùn)機(jī)會。高職數(shù)學(xué)教師的知識水平和教學(xué)能力較強(qiáng),但是由于高職數(shù)學(xué)教師普遍采取“填鴨式”的教學(xué)方式,所以高職數(shù)學(xué)教師的理論聯(lián)系實(shí)際的能力并不強(qiáng),高職院校需要針對“建模”能力為高職數(shù)學(xué)教師開展專項(xiàng)培訓(xùn)。另一方面,高職數(shù)學(xué)教師要通過查閱相關(guān)論文、觀摩其他教師課程等方式自學(xué)建模思想在高職數(shù)學(xué)教學(xué)中的具體應(yīng)用,高職數(shù)學(xué)教師教研組要發(fā)揮在教學(xué)研究中的主導(dǎo)作用,利用群體智慧形成建模思想應(yīng)用基本方案。
(二)利用建模思想導(dǎo)入課程內(nèi)容
(三)利用建模思想進(jìn)行知識講解
(四)將建模思想融入課后作業(yè)
將建模思想融入課后作業(yè),即給學(xué)生布置應(yīng)用類題目,讓高職學(xué)生意識到高職數(shù)學(xué)知識的應(yīng)用性。例如高職數(shù)學(xué)教師在完成“向量組的線性相關(guān)性”的教學(xué)后,為了讓學(xué)生更好掌握向量組線性相關(guān)性的判定和幫助學(xué)生認(rèn)識到線性相關(guān)性判定對實(shí)際生活的指導(dǎo)作用,高職數(shù)學(xué)教師可以布置如下作業(yè):某藥廠現(xiàn)有分別編號為A、B、C、D、E、F、G、H、I的9種藥品,利用這九種藥品,按照規(guī)定比例可以配制出7種新的成品藥,配置方案如表2所示,若現(xiàn)在2號成藥和5號成藥均已賣完,請問是否利用其他成品藥配制出2號成藥和5號成藥,若現(xiàn)在藥廠想要利用A、B、C、D、E、F、G、H、I這9種藥品配制出如表3所示成分含量的新型藥,則藥廠應(yīng)該如何配置。
(五)結(jié)合學(xué)生專業(yè)特點(diǎn)開展建模練習(xí)
首先,高職院校在安排高職數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容時,要關(guān)注高職數(shù)學(xué)內(nèi)容與各專業(yè)特點(diǎn)的適配度,結(jié)合學(xué)生專業(yè)特點(diǎn)有側(cè)重地開展高職數(shù)學(xué)教學(xué),例如對于電子工程相關(guān)專業(yè),在數(shù)學(xué)教學(xué)的過程中應(yīng)該側(cè)重微積分、多重積分、極限等相關(guān)內(nèi)容。其次,高職數(shù)學(xué)教師在利用建模思想開展數(shù)學(xué)教學(xué)時,應(yīng)該結(jié)合學(xué)生的專業(yè)特點(diǎn)開展建模聯(lián)系,一方面能提升學(xué)生的數(shù)學(xué)能力和職業(yè)能力,起到事半功倍的教學(xué)效果,另一方面有利于學(xué)生的未來職業(yè)發(fā)展[6]。例如,對于軟件工程專業(yè)的學(xué)生來說,利用MATLAB數(shù)學(xué)軟件和Java編程,能將數(shù)學(xué)知識和專業(yè)技術(shù)結(jié)合起來,高職數(shù)學(xué)教師可以在開展線性代數(shù)的教學(xué)時,利用編程、解碼這兩個軟件工程術(shù)語引入線性代數(shù)中的逆矩陣概念和矩陣求逆問題,從而幫助學(xué)生建立編程專業(yè)技能和線性代數(shù)解題能力之間的橋梁,加深學(xué)生對線性代數(shù)知識的理解。
四、結(jié)語
數(shù)學(xué)建模思想就是利用數(shù)學(xué)知識解決實(shí)際問題的思想,在高職數(shù)學(xué)教學(xué)中融入建模思想,能有效解決高職數(shù)學(xué)教學(xué)中學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高、教師教學(xué)手段單一等問題,還有助于激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識和提升高職數(shù)學(xué)的教學(xué)效率。將建模思想融入數(shù)學(xué)教學(xué),是數(shù)學(xué)教學(xué)的未來發(fā)展趨勢,高職數(shù)學(xué)教師要積極探索將建模思想應(yīng)用于高職數(shù)學(xué)教學(xué)的具體策略,利用建模思想提升教學(xué)效率和幫助高職學(xué)生實(shí)現(xiàn)更好的發(fā)展。
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(薦稿人:顧婷,揚(yáng)州高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校副教授)
(責(zé)任編輯:鄭暢)