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隨著數學建模大賽的廣泛開展,高職數學教學改革也隨之展開并取得了一定的效果。本文在分析高職院校學生及數學教學特點的基礎上,較為詳細的闡述了數學建模競賽視角下的高職數學教學創新和改革措施,希望對提升高職數學教學質量起到一定的積極作用。
【關鍵詞】
高職;數學建模競賽;教學創新;探索
隨著經濟和科技的飛速發展,傳統的教學形式已經無法適應新時期的教學要求,所以,對教學方式進行創新和改革已經勢在必行。數學建模是一種全新的數學教學驅動方式,通過將抽象的數學知識進行簡化,從而建立起直觀的數學模型,進而解決實際生活中的問題是數學建模的基本思想。在高職數學教學實踐中,如果數學建模思想能夠得到較好的應用,將在一定程度上提升學生的學習興趣和數學教學質量。
一、高職數學教學過程中存在的主要問題
(一)學生的學習自覺性普遍較差
在進入高職學校以后,很多學生脫離的父母的管教和老師的看管,又沒有了升學壓力,很容易對于學習產生倦怠心理,失去學習的動力和積極性。曠課現象常有發生,課后習題很少有同學能夠完成,即使布置的作業也有一部分同學應付了事,教師安排的輔導答疑去的同學也很少,學生學習的積極性主動性很差。
(二)學生的數學基礎普遍薄弱
對于高職院校學生來說,他們的數學基礎普遍比較薄弱,這是影響高職數學教學質量和教學改革的重要問題。而數學又是一門環環相扣的學科,前面的知識基礎沒有打牢,后續的知識理解起來就會很吃力[1]。所以,導致高職數學教師也很為難,有限的教學時間也不能總去回顧過去的知識,畢竟每節課都有一定的教學內容和任務要完成。
(三)高職院校學生學習興趣不夠濃厚
數學課程是一門較為抽象難以理解的課程,又需要課后大量的練習鞏固,學生很容易對數學課程失去興趣[2]。另外,由于高職院校的教育偏重于職業教育,教學一般都針對實用性較強的技術學科,對于兼具理論性和抽象性,學習過程中又具有一定難度的數學學科,學生學習的積極性不高,缺乏主動學習的動力更沒有長期堅持的耐力。
(四)教學形式過于傳統,院校重視不夠
對于高等職業院校而言,讓學生獲得專業技能是主要的培養目標。所以,教學過程中,職業技能的訓練和培養是學校教學中的重點,對于數學課程,學校的重視程度不夠[3]。由于高職的學生就業過程中也不需要通過數學課程相關的考試,即使是專升本考試也是在臨考前才集中輔導以期獲得好成績,其結果并不十分令人滿意。其實,數學教學應從平時抓起,日積月累,夯實基礎,才能湊效。
二、基于數學建模競賽視角的高職數學教學改革策略
(一)運用案例導入課堂教學內容
數學課程相對于其它課程來講,具有很強的邏輯性和抽象性,許多數學概念和數學定理都十分抽象,理解起來也有一定的難度,并且學習的過程也非常枯燥,很容易使學生喪失學習興趣。因此,在高職數學教學的過程中,應該注重激發學生的學習興趣,從而使學生在數學的學習過程中具有一定的主動性和積極性,促進數學教學效果的提升。具體來說,老師應該將數學案例引入高職數學教學實踐中,案例引入可以使學生深刻認識到本節課的數學知識能夠解決實際問題,從而激發學生學習數學的動力和興趣。隨著信息技術的飛速發展,計算機技術教學早已滲透到多個教育領域。計算機教學具有傳統教學方式所不具備的巨大優勢,能夠集圖片、色彩、聲音和視頻于一身,全方位、多角度的展示教學內容,大大提升了高職數學的教學效率[4]。所以,在高職院校數學教學過程中,老師可以應用計算機技術技術引入生動的案例,以此來培養學生的學習興趣,提高教學效率。老師可以在課前將所要講授的知識做成教學課件,并且要將課件做得盡量生動,多運用聲音或者色彩鮮明的圖片,因為學生對于這些都具有天生的好奇心,可以以此來吸引學生的注意力。
(二)開展數學實驗,豐富高職教學內容
傳統的教師在講臺講,學生在座位聽已不能滿足學生的要求,學生又厭于枯燥的練習,數學實驗提供了一種很好的解決方式。教師可以講完一章內容之后,引導學生動筆練習和計算機操作結合起來,這樣,既能實現學生的積極參與又能調動學生的積極性。
(三)利用數學建模競賽形式深化學生對知識的理解
傳統的數學教育形式存在諸多缺點,無法適應時展和素質教育的要求,在運用數學建模競賽教學的過程中,應該積極的改變教學方式。在數學教學過程中,老師應該在充分掌握學生學習和成長特點的基礎上,首先向學生講授有關的數學知識,然后在學生掌握基礎知識的前提下,讓學生根據已有的知識體系進行數學模型的建立,建模過程可以采用競賽的形式,這樣更能激發學生的自身潛力,培養學生的競爭意識,建模過程中老師可以給予學生及時的有針對性的指導,從而使學生建立起科學的數學模型,進而幫助學生更好的理解和掌握所學的數學知識,起到提升教學質量的作用。除此之外,為了保證數學建模的教學效果,學校和老師還應該及時對傳統的教學評價體系進行完善,或者制定出專門針對數學建模競賽的教學評價標準,以此來檢驗教學的整體效果。
三、結語
綜上所述,傳統的高職數學教學過程中存在較多的問題,這些問題也成為高職數學教學創新和改革過程中的巨大障礙,而通過運用數學建模競賽的形式進行高職數學教學,將可能解決某些問題。所以,教師在教學實踐中應該對此給予足夠重視,積極探索并改進數學教學形式和內容,促進高職數學教學創新和改革的順利開展。
參考文獻:
[1]琚莉,蔣世輝.探究數學建模對高職學校數學改革的意義[J].今日湖北(中旬刊),2013(6):102-102.
[2]徐瑩.高職院校數學教學創新改革模式探討[J].中國科教創新導刊,2014(5):20-21.
關鍵詞: 數學建模 獨立學院 競賽選手
大學生數學建模競賽最早在美國開展,最初我國的大學生都是參加此項比賽,也就是現在的國際大學生數學建模比賽。經過幾年的參賽,我們看到了競賽在推動數學建模教學和數學教學改革方面所起到的巨大作用,因此在1992年教育部高教司和中國工業與應用數學學會共同主辦全國大學生數學建模競賽,并在1993得到了教育部的高度重視,在大學生中倡導此項賽事。由于此項賽事是面向全國高等院校所有專業學生的一項競賽活動,因此在短短的十幾年時間里得到了飛速的發展,以致此項賽事已經成為目前規模最大、持續時間最長的全國性學科競賽。
數學建模競賽涉及生活生產的各個方面,題目的來源很廣泛,貼近實際,但又不似實際問題那般復雜,一般沒有事先設定的標準答案,留有充分余地供參賽者發揮其聰明才智和創新精神。競賽評獎以假設的合理性、建模的創造性、結果的正確性和文字表述的清晰性為主要標準。隨著參與學生的日益增多,該項競賽與數學教學改革的聯系也越來越緊密,建模的思想也開始融入到高等數學的教學中。獨立學院以培養應用型人才為目標,在夯實理論基礎的同時更注重對動手能力的培養,在動手解決問題的過程中達到創新能力的提高。從這一點來說,數學建模競賽就是再合適不過的一項課外活動了。因此我院近年來加大此項活動的投入,參賽規模不斷擴大,受益的學生和教師大量增加,并且在比賽中也取得了一定的成績。下面結合開展此項活動的實踐,談談我們在培養參賽選手方面的兩點心得。
一、從根本抓起——編寫合適的教材
學生接觸此項競賽的途徑很多,但最主要的就是高等數學的教學活動。所以無論是高等數學(微積分,線性代數和概率論與數理統計)的教材,還是有關數學建模的專門教材,都對學生參與此項競賽起到至關重要的作用。獨立學院的學生相對于普通本科院校的學生來說又具有其顯著的特點,根據近幾年的關注發現,這些學生比較容易受外界因素的影響,但他們一旦接受的事物又會積極地投身其中。所以綜合看來,在最初的接觸中能否充分地調動他們的積極性,就會成為他們能否參與進來的關鍵。而他們進入大學之后接觸與數學有關的就是高等數學課程,所以我們首先想到的就是在高等數學教材和教學方法上下工夫。
我們改良了高等數學的純講授的教學方法,采用課前討論,課中提問,課后總結與講授相結合,讓學生更多地參與到課堂教學中。在教學內容上除了安排教學大綱上規定的內容外,還增加了很多應用性極強的內容。而這些增加的內容又根據不同的專業有所不同。例如,對于經濟類專業我們就增加經濟方面的應用,對于電氣信息類的就增加電氣信息方面的應用,有些甚至就是這些專業的核心問題。這樣一來就會將數學滲透到他們所學的專業知識中,從而提高他們對數學的興趣。
在數學建模教材方面,我們參照國內外眾多優秀教材,深入學習它們的理論,再根據數學建模競賽的需要編制我們的講義。同時我們還將教材分為三個層次,第一層次的教材面向剛入學的新生,所以力求有趣,緊扣生活實際,將生活中的事例簡化為數模例題,通過大量的這些事例讓學生接觸到數學建模,同時還通過一些初等的方法近似地解決這些問題,在接觸的同時感受到數學建模帶來的成就感。第二層次的教材面對的是二三年級的學生,所以追求理論的完整性與實用性,逐步采用較為復雜的問題作為例題,而解決這些問題的方法也較為高等,尤其是高等數學體系內所講授的內容和方法將會是我們的重點,但也僅限于此,因為過高的要求可能會讓他們望而卻步。第三層次是面向即將參加數學建模競賽的學生,我們按照數學建模中遇到的問題類型進行逐類闡述,從而建立數模問題及解決這些問題方法的整個體系,還有相關計算機軟件的應用和部分獲獎論文的分析。
二、從外界干擾——將校外競賽和校內競賽相結合
現在面臨的首要問題就是學生的選拔。有了內部理論的完善和前期教學的鋪墊,對數學建模感興趣的同學也有了一定的基礎,考慮到實際人力物力的限制,我們必須在這些學生中有所選擇,讓其中的佼佼者脫穎而出,從而能得到更好的培訓,獲得更多的技能。這樣就能提升他們解決問題的能力,進而更好地刺激他們的創新欲望,使整體的創新能力有所提升。但這樣的挑選又存在兩難的問題,總想讓更多的人得到提升,又要受到現實的限制,這樣就會打擊很多學生的積極性,而這項活動的開展必須有一個廣泛的學生基礎,所以在校內開展數模競賽就成為了必要的環節。我們選擇的校內競賽題目要考慮到學生的實際情況,所以必須做到兩點:一是難度上要把握好,要讓他們能做出來但又要帶有一定的選拔性。二是要貼近他們的生活學習實際,好讓他們能比較容易地收集到資料,同時又能讓他們有一定的成就感,因為他們一旦解決了就有可能應用到實際中。比如說學院多媒體教室的管理問題就是我們的賽題,學生給出了解決方案,并且將方案提交給了學院相關部門,并最終付諸實施。
校內競賽一方面幫助我們選拔了學生,同時也讓學生得到了實戰訓練。我們在校內競賽中鼓勵大家跨專業跨年級自由組隊,一旦獲選,自己組成的隊伍將一直存在,這樣又提升了他們團結協作的意識與能力。但我們也感到校內競賽勝出的學生在能力上還有很多的不足,于是我們就對他們開展課外集中培訓,經常給出賽題,讓他們給出結果,再對結果進行講解。與此同時我們還組織學生參加校外的比賽,比如聯系兄弟院校開展相關的聯誼活動,在活動中開展競賽,讓學生走出校園,和校外的選手更多地接觸,培養實戰能力,同時也找到差距。之所以這樣做主要是考慮到以下兩點:一是全國類的競賽有限,而且有規定的時間,這往往就會與學院的正常的教學活動有沖突,即使沒有沖突,由于競賽的性質很多信息也得不到及時反饋,因此學生的進步不是特別顯著。最重要的是還要考慮到學院領導的支持,頻繁參加全國性的競賽無形中就會增加投入。二是學生只是在校內開展活動始終無法真正地體驗到競賽的挑戰性,還有就是本校老師知識結構的局限性也會對他們的進步造成一定的影響。兄弟院校和我們的層次較為接近,但兄弟院校的專業開設和教師的知識結構與我們可能有很大的不同,這就成為我們可利用的資源。
開展數學建模競賽的最終目的是提升學生的整體能力,特別是運用所學知識解決實際問題的能力,并不是為了培養若干專業選手,從而在比賽中取得名次。但筆者認為,數學建模競賽最終目標的實現是需要某種形式的,而對建模競賽選手的培養就是其中之一。我們所做的培養也不是在一個狹小的范圍內開展,比如說一個院校內部,而是一些相對接近的院校之間,受益的學生不是一小部分,而是學院里所有對數學建模感興趣的學生。相信每位參與其中的同學都能得到提高,正如數學建模競賽所倡導的:一次參與,終身受用。
參考文獻:
隨著社會化分工的精細化以及高職學校自身的發展,現在的高等職業技術學校不同于一般的高中教學,其教學任務重在培養面向生產、建設、管理、服務等一線的高技能型的人才,教學的核心在于提高學生的實際處理問題的能力以及創新能力。其中在高職學校數學教學過程中,其最終的目標就是要培養學生對于數學的具體實踐意識、動手能力以及具有開創性的活動能力,在新時期對于高職數學專業的學生提出新理念和要求的情況下,在數學教學過程中引進“數學建模競賽”這一活動,完全突破了傳統的重理論教學的數學教學模式,取而代之的是以數學的實際應用能力為核心的數學教學理念。具體來說,數學建模競賽在教學活動中的有效解決能夠讓這些學生充分認識到將知識學以致用的目的,與此同時,通過對數學建模競賽問題的解決可以有效地激發學生對于以后就業、創業的信心和提高這些學生處理問題的邏輯思維能力。可以說,在運用了數學建模競賽課堂的數學教學中,那些高職學生的數學思維能力會有一定程度的提高,其對于高職學生學習數學應該掌握的應用知識以及具體的學習思路都會有很大程度的改變,在通過參加數學建模競賽的過程中逐漸地轉變自身對于數學學習的理念,進一步提高學生對于數學學習的具體應用能力。
二、加強高職數學教學內容、方法的改革
數學建模競賽的發展使其更加具有生活性,通常情況下,數學建模競賽中的內容都是來自于現實中的工程技術以及在管理科學實踐過程出現的具體問題,隨著數學建模體系和規模的發展,現在的這些競賽中所涉及的試題質量更加真實、范圍幅度也更廣泛。從高職數學本身的屬性來說,對于基本數學知識的掌握是最基礎的,只有這樣才能為后期專業課程以及實際問題的解決提供良好的支持。而數學建模競賽的內容正好是來自于各個不同的學科,只是通過相關的處理之后轉化為了數學問題,那么這些高職學生在處理這些建模競賽中的具體問題時,無外乎通過三種情況對數學進行建模:根據具體數據變化趨勢對其進行整合;把在導數應用中所求得的極大值或者極小值作為最優化方法;通過使用一階微分方程建立簡化的數學模型。不難發現,這些對數學進行建模的內容和方法也是在今后的數學實踐處理過程中,需要經常用到的知識,但是在原來高職學校數學教學的過程中,通過數學建模競賽就已經把這些知識貫穿到其教學活動中,其不僅能提高高職數學教學內容的質量,而且也為這些學生學習和應用具體的數學知識提供了更好的方法,可以有效地促進高職數學教育事業的發展。
三、構建專業化數學教師團隊的發展
從目前數學建模競賽中所包含的題目來看,有很多賽題都是來自于實踐生活中的科研活動,這種選題的方式,一方面提高了數學建模競賽的真實性和有效性,另一方面也在一定程度上為高職數學教學的教師帶來了挑戰,在這種情況下,這些教師不僅必須不斷地更新自身的知識庫,還要對數學建模的方式以及相關軟件的應用進行學習和應用,才能對高職學生數學知識的學習進行指導。具體來說,融入了數學建模競賽的數學教學模式,其數學教師在教學的實踐過程中由原來的知識講解轉變為了教學具體活動的引導者,他們在進行具體課程的教學之前,必須對其教學任務和教學內容錄制成為“微課”或者“慕課”的形式,從而為學生學習數學建模的知識提供更多更好的機會,但這也使得這些教師必須對這些內容進行專業化的理解和體會,從而轉化為更易讓學生學懂的各種學習內容和具體的學習形式。與此同時,在進行數學教學的課程上,這些教師還要為學生解決數學建模競賽中遇到的問題進行答疑,構建一種具有研討氛圍的課堂模式;在課后,相關的數學教師也要為學生布置或者引導學生解決一些項目任務,形成課前、課中、課后一體化的引導體系,在這其中通過有效數學建模競賽這一載體,為專業化的數學教師隊伍的培養提供了有效的平臺。
四、促進學生科技活動創新性的進行
論文摘要:論述數學建模對培養學生的創造性、競爭意識和社會應變能力的作用, 研究了數學建模對高職數學教學的重要作用, 提出了數學教育不僅要使學生學會并掌握一些數學工具,更應著眼于提高學生的數學素質能力,而數學建模競賽正是培養這種能力的有效載體.
高等職業教育作為教育類型得到了空前發展.高職教育在于培養適應生產、建設、管理、服務第一線需要的高素質技能型人才不僅成為人們的一種共識, 而且逐步滲透到高職院校的辦學實踐中.數學課程作為一門公共基礎課程如何服務于這個目標成為高職基礎課程改革中的熱點.將數學建模思想融入高職數學教學應是一個重要取向之一.
一、數學建模競賽對大學生能力培養的重要性
大學生數學建模競賽起源于美國, 我國從1989 年開始開展大學生數模競賽,1994年這項競賽被教育部列為全國大學生四大競賽之一,每年都有幾百所大學積極參加.數學建模競賽與以往主要考察知識和技巧的數學競賽不同,是一個完全開放式的競賽.數學建模競賽的主要目的在于“激勵學生學習數學的積極性,提高學生建立數學模型和運用計算機技術解決實際問題的綜合能力,鼓勵學生踴躍參加課外科技等活動,開拓知識面,培養創造精神及合作意識,推動大學數學教學體系、教學內容和方法的改革”.數學建模競賽的題目沒有固定的范圍和模式,往往是由實際問題稍加修改和簡化而成,不要求參賽者預先掌握深入的專門知識.題目有較大的靈活性供參賽者發揮其創造性,參賽者從所給的兩個題目中任選一個,可以翻閱一切可利用的資料,可以使用計算機及其各種軟件.競賽持續3天3夜,參賽者可以在此期間充分地發揮自己的各種能力.數學建模競賽也是一個合作式的競賽,學生以小組形式參加比賽,每組3人,共同討論,分工協作,最后完成一份答卷論文.數學建模涉及的知識幾乎涵蓋了整個自然科學領域甚至涉及到社會科學領域.而且愈來愈多的人認識到學科交叉的結合點正是數學建模.數學建模競賽是能夠把數學和數學以外學科聯系的方法.通過競賽把學生學過的知識與周圍的現實世界聯系起來,培養了學生的下列能力:
(一)有利于大學生創新性思維的培養
高等教育的重要目的是培養國家建設需要的中高層次人才,而許多教育工作者認識到目前的高等學校教學中還存在著許多缺陷,其中一個重要的問題是培養的學生缺乏創造性的思維,缺乏一種原創性的想象力.這是我國高等教育的一個致命弱點,嚴重制約了我國科技競爭力.我國高等學校的教學還是以灌輸知識為主,這種教育體制嚴重扼殺了學生的能動性和創造性.數學建模競賽并不要求求解結果的唯一性和完美性,而是重點要求學生怎樣根據實際問題建立數學關系,并給出合乎實際要求的結果和方案,重點考察的是學生的創造性思維能力.
(二)有利于學生動手實踐能力的培養
目前的數學教學中,大多是教師給出題目,學生給出計算結果.問題的實際背景是什么? 結果怎樣應用? 這些問題都不是現行的數學教學能夠解決的.
數學模型是一個完整的求解過程,要求學生根據實際問題,抽象和提煉出數學模型,選擇合適的求解算法,并通過計算機程序求出結果.在這個過程中,模型類型和算法選擇都需要學生自己作決定,建立模型可能要花50%的精力,計算機的求解可能要花30%的精力.動手實踐能力有助于學生畢業后快速完成角色的轉變.
(三)有利于學生知識結構的完善
一個實際數學模型的構建涉及許多方面的問題,問題本身可能涉及工程問題、環境問題、生殖健康問題、生物競爭問題、軍事問題、社會問題等等,就所用工具來講,需要計算機信息處理、Internet 網、計算機信息檢索等.因此數學建模競賽有利于促進學生知識交叉、文理結合,有利于促進復合型人才的培養.另外數學建模競賽還要求學生具有很強的計算機應用能力和英文寫作能力.
(四)有利于學生團隊精神的培養
學生畢業后,無論從事創業工作還是研究工作,都需要合作精神和團隊精神.數學建模競賽要求學生以團隊形式參加,3個人為一組,共同工作3天.在競賽的過程中3位同學充分的分工與合作,最后完成問題的解決.集體工作,共同創新,榮譽共享,這些都有利于培養學生的團隊精神,培養學生將來協同創業的意識.任何一個參加過數學建模競賽的學生都對團隊精神帶來的成功和喜悅感到由衷的鼓舞.
二、將數學建模思想融入高職數學教學中
通過數學建模,給我們的教學模式提出了更多的思考,使我們不得不回過頭重新審視一下我們的教學模式是否符合現代教學策略的構建?現代的教學策略追求的目標是提倡學生主動參與、樂于探究、勤于動手,培養學生搜集和處理信息的能力、獲取新知識的能力、分析和解決問題的能力以及交流與合作的能力.只有遵循現代的教學策略才能培養出適應新世紀、新形勢下的高素質復合型人才.知識的獲取是一個特殊的認識過程,本質上是一個創造性過程.知識的學習不僅是目的,而且是手段,是認識科學本質、訓練思維能力、掌握學習方法的手段,在教學中應該強調的是發現知識的過程,而不是簡單地獲得結果,強調的是創造性解決問題的方法和養成不斷探索的精神.在學習、接受知識時要像前人創造知識那樣去思考,去再發現問題,在解決問題的各種學習實踐活動中盡量提出有新意的見解和方法,在積累知識的同時注意培養和發展創新能力.數學建模恰恰能滿足這種獲取知識的需求,是培養學生綜合能力的一個極好的載體,更是建立現代教學模式的一種行之有效的方法.因此,在數學教學中應該融入數學建模思想.如何將數學建模思想融入數學課程中,我認為要合理嵌入,即以科學技術中數學應用為中心,精選典型案例,在數學教學中適時引入,難易適中.以為要抓好以下幾個關鍵點:
轉貼于
(一)在教學中滲透數學建模思想
滲透數學建模思想的最大特點是聯系實際.高職人才培養的是應用技術型人才,對其數學教學以應用為目的,體現“聯系實際、深化概念、注重應用”的思想,不應過多強調灌輸其邏輯的嚴密性,思維的嚴謹性.學數學主要是為了用來解決工作中出現的具體問題.
而高職教材中的問題都是現實中存在又必須解決的問題,正是數學建模案例的最佳選擇.因此,作為數學選材并不難,只要我們深入鉆研教材,挖掘教材所蘊涵應用數學的材料,從中加以推廣,結合不同專業選編合適的實際問題,創設實際問題的情境,讓學生能體會到數學在解決問題時的實際應用價值,激發學生的求知欲,同時在實際問題解決的過程中能很好的掌握知識,培養學生靈活運用和解決問題、分析問題的能力.數學教學中所涉及到的一些重要概念要重視它們的引入,要設計它們的引入,其中以合適的案例來引入概念、演示方法是將數學建模思想融入數學教學的重要形式.這樣在傳授數學知識的同時,使學生學會數學的思想方法,領會數學的精神實質,知道數學的來龍去脈,使學生了解到他們現在所學的那些看來枯燥無味但又似乎天經地義的概念、定理和公式,并不是無本之木、無源之水,也不是人們頭腦中所固有的, 而是有現實的來源與背景, 有其物理原型和表現的.在教學實踐中, 我們依據現有成熟的專業教材,選出具有典型數學概念的應用案例,然后按照數學建模過程規律修改和加工之后作為課堂上的引例或者數學知識的實際應用例題.這樣使學生既能親切感受到數學應用的廣泛,也能培養學生用數學解決問題的能力.總之,在高職數學教學中滲透數學建模思想,等于教給學生一種好的思想方法,更是給學生一把開啟成功大門的鑰匙,為學生架起了一座從數學知識到實際問題的橋梁,使學生能靈活地根據實際問題構建合理的數學模型,得心應手地解決問題.但這也對數學教師的要求就更高,教師要盡可能地了解高職專業課的內容,搜集現實問題與熱點問題等等.
(二)在課程教學及考核中適度引入數學建模問題
實踐表明,真正學會數學的方法是用數學, 為此不僅要讓學生知道數學有用,還要鼓勵他們自己用數學去解決實際問題.同時越來越多的人認識到,數學建模是培養創新能力的一個極好載體, 而且能充分考驗學生的洞察能力、創造能力、數學語言翻譯能力、文字表達能力、綜合應用分析能力、聯想能力、使用當代科技最新成果的能力; 學生們同舟共濟的團隊精神和協調組織能力,以及誠信意識和自律精神.在教學實踐中,在數學課程的考核中增加數學建模問題,并施以“額外加分”的鼓勵辦法,在平常的作業中除了留一些鞏固課堂數學知識的題目外,還要增加需要用數學解決的實際應用題.這些應用題可以獨立或自由組合成小組去完成, 完成的好則在原有平時成績的基礎上獲得“額外加分”.這種作法, 鼓勵了學生應用數學,提高了邏輯思維能力, 培養了認真細致、一絲不茍、精益求精的風格,提高了運用數學知識處理現實世界中各種復雜問題的意識、信念和能力, 調動了學生的探索精神和創造力, 團結協作精神, 從而獲得除數學知識本身以外的素質與能力.
(三)、適時開設《數學建模和實驗》課
數學建模競賽之所以在世界范圍內廣泛發展,是與計算機的發展密不可分的,許多數學模型中有大量的計算問題,沒有計算機的情況下這些問題的實時求解是不可能的。隨著計算機技術的不斷發展, 數學的思想和方法與計算機的結合使數學從某種意義上說已經成為了一門技術.為使學生熟悉這門技術,應當增設《數學建模和實驗》課,主要以專題講座的形式向同學們介紹一些成功的數學建模實例以及如何使用數學軟件來求解數學問題等等.與數學建模有密切關系的數學模擬,主要是運用數字式計算機的計算機模擬.它根據實際系統或過程的特性,按照一定的數學規律,用計算機程序語言模擬實際運行狀況,并根據大量模擬結果對系統和過程進行定量分析.在應用數學建模的方法解決實際問題時,往往需要較大的計算量,這就要用到計算機來處理.計算機模擬以其成本低、時間短、重復性高、靈活性強等特點,被人們稱為是建立數學模型的重要手段之一,由此也可以看出數學建模對提高學生計算機的應用能力的作用是不言而喻的.
當今世界經濟的競爭是高科技的競爭,是人才綜合素質與能力的競爭.數學建模競賽對培養學生的創造性、競爭意識和適應社會應變能力,具有不可低估的作用.所以說進行數學建模的教學與實踐,既適應了知識經濟時代對高等學校人才培養的要求,同時也為創新人才的培養開辟了一條新的途徑.
參考文獻
[1] 姜啟源.數學模型[M].北京:高等教育出版社,1986.
【關鍵詞】 淺談;數學建模競賽;高中學生;創新能力培養
山東省高等學校人文社會科學研究項目(J15WC78)
隨著我國高職教育伴隨著改革開放,對學生創新思維的培養逐步成為我國高職教育的一大培養目標,通過數學建模競賽對提高學生的數學邏輯思維、鍛煉學生創新意識具有非常重大的意義.目前我國數學建模競賽在高職教育中的影響還相對較弱,通過數學建模競賽來提高高職學生創新能力仍然有很長的路要走,筆者在總結前輩研究成果的基礎上,從理論和實踐兩個維度上對我國數學建模競賽對提高高職學生創新意識進行簡單的探討分析,以期對我國高職學生培養創新意識有所裨益.
一、數學建模競賽
數學建模競賽首先誕生于美國,在1985年美國幾所高等院校的推動下建立了全球首個數學建模競賽,數學建模競賽出現在神州大地是在數學建模競賽誕生四年后,國內幾所高校數學建模教師組織并推動了我國數學建模競賽的開展,并與當年參加了美國的數學建模大賽,在參與美國數學建模大賽中,師生的數學建模思維得到了極大發展,對于促進我國數學建模研究效率和水平打下了堅實的基礎.1992年在我國相關單位的組織推動下,首屆中國數學建模大賽召開,參賽隊伍達到了驚人314支!數學建模研究的發展呈現出一派繁榮的壯觀景象.截止目前,我國數學建模競賽每年以20 % 的速度增長,到2009年共有來自全國33個省、直轄市、自治區、特區的共計1,137所院校和15,046支參賽對于參與到了數學建模競賽之中.
二、當前我國數學建模競賽的一般特點
1.數學建模競賽自主性較強
數學建模競賽自主性較強反映在以下兩個方面:首先是學生自主性較強,學生可以在數學建模過程中按照學生建模的需要進行相關資料的查閱,利用一切可茲利用的工具、資源來進行資料的收集處理,在數學建模比賽過程中隊員可以按照自己的思維進行解答,自由發表個人意見,隊伍組織形式比較靈活多變;其次是數學建模競賽的組織形式比較多元化、自主性較強,數學建模是一種分析思想,因而其沒有標準答案可供分享,在數學建模組織制度上也較為靈活多變.
2.規模龐大,數學建模研究廣泛分布于各類高職院校
從1992年首屆中國數學建模大賽以來,數學建模競賽的影響力隨時間而與日俱增,參賽隊伍和參賽院校越來越多,參賽學生的質量穩中有升,數學模型也日漸合理科學,各院校和社會各界對數學建模也更加重視,我國數學建模大賽在國際數學建模大賽中屢創佳績,取得驕人戰績,數學建模大賽已然成為我國學校素質教育的重要組成部分.
3.培訓時間較長,對學生綜合素質要求較高
由于數學建模競賽對學生數學知識的掌握及其靈活運用、口套表達和語言邏輯思維都要求較高,因而各院校在遴選參賽選手時都花費了不少的精力,從人員組織到人員培訓,這是一個漫長的過程,此過程也是數學建模競賽的重要環節.如果沒法選擇更優秀的參賽選手,沒有很好的組織培訓工作,那么在全國數學建模競賽上去優異成績無異成了天方夜譚.因而做好參賽選手選拔、組織和培訓工作成為數學建模競賽成功的前提.
三、數學建模大賽對于培養高職學生創新能力的培養的重要意義
1.數學建模競賽的團隊組織形式有力培養學生的團隊協作能力和意識
數學建模大賽在組織形式上采取學生組隊模式,高職學生在數學建模大賽中可以通過數學建模大賽鍛煉學生的團隊協作意識和能力.數學建模競賽參賽隊伍是一個整體,對數學模型的研究分析可以針對學生的特長和優點讓學生分工完成整個數學建模,在此過程中學生需要養成很好團隊意識,保障每個參賽學生人盡其才使之發揮各自最大優勢和長處,保證數學建模能夠取得最大的效用.
2.鍛煉學生數學邏輯思維能力和靈活運用知識、臨危不亂的能力
數學建模競賽本身就是一個充滿刺激和挑戰性的項目,學生在數學建模競賽過程中需要做好充分的思想準備以應對其他參賽選手的質問和評委們的問答,數學建模競賽成就的確定除了數學建模本身更加符合實際、更有邏輯性以外,也取決于學生在競賽過程中通過自己的表述使評委和其他參賽選手能夠很好的理解參賽小組數學模型的含義,這對學生的數學邏輯思維和語言表達能力是一個很大的挑戰.
3.有利于培養學生的自學能力,塑造學生堅強的意志力
數學建模競賽對于參賽學生的綜合知識要求之高是顯而易見,在數學建模過程中,許多知識都是學生在日常學習過程中難以理解甚至于說是基本上接觸不到的,因而在組建數學建模參賽小組后參賽成員往往需要自己去不斷摸索和參閱資料來掌握數學建模所需要的基礎知識,對學生自學能力的培養和鍛煉是一個很好的機會.同時,在參與資料、學習數學建模知識的過程無疑是枯燥而乏味的,對學生的堅毅的求知品質是一個很好的鍛煉.
四、以數學建模競賽為跳板培養高職學生創新能力策略分析
1.在日常課堂教學中積極引入數學建模思想
在高職日常教學活動中教師積極引入數學建模思想,通過在日常教學活動中引入數學建模思想來充分激發學生學習數學建模知識的積極性和主動性,數學建模本書就是對學生數學邏輯思維以及數學知識運用能力的綜合過程,對于提高高職學生的創新意識大有裨益.數學建模思想在很大程度上就是一種創新思想,其運用數學工具和數學邏輯達到特定的研究分析目的,對原有的特點現象或者理論進行創新研究.
2.以參加數學建模大賽為契機,加大對數學建模思想的實踐力度,提高高職學生的創新意識
高職院校要以數學建模競賽為契機,加大對數學建模思想的宣傳力度,強化對學生數學建模能力的培養,努力踐行數學建模思想,不斷夯實數學理論基礎知識,使數學建模思想能夠成為不斷提高高職學生創新能力的活的思想源泉.加大對數學建模的宣傳,使更多的高職學生能夠充分認識到數學建模對于提高其創新思想和能力的認識.高職院校還可以結合本院校的實際情況開展一系列的數學建模活動.例如在課堂上可以開展數學建模研討班,在教師的積極引導下吸引更多的學生能夠參與到數學建模的探討活動中;還可以在校內開展許多富有個性的數學建模競賽,多樣化的宣傳組織活動可以有效的幫助高職學生認識數學建模思想對提高其創新能力的重要性.
3.營造必要的教學環境,培養學生創新意識,夯實高職學生數學基礎
高職學生創新思維的培養,借助于數學培養邏輯思維能力使學生能夠充分認識創新思維的重要性,日程教學活動中教師要積極灌輸給學生創新性思想,使學生不能僅僅只限于對建模知識的掌握、吸收以及運用,還需要對現有知識領域的突破和創新.培養創新意識要鼓勵實證主義要摒棄以往本本主義思維,使學生能夠按照數學建模的需要對知識進行一定的揚棄,使之能夠適應數學建模的需要.除上述以外,夯實數學基礎知識,是實現以數學建模為手段培養高職學生創新意識的必要保證,如果連最基本的微積分都不會運用何談數學建模,因而務實數學基礎知識對于提高學生的創新能力也顯得格外重要.
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