大学生数学建模论文案例
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议论文是对一个观点进行辩证和论证的一种写作形式,通过写议论文可以提高自己的思辨和说服能力。总结要言之有物,表达清晰,让读者能够快速抓住重点。如果你想了解一些好的总结素材,以下是小编为大家准备的一些范例,希望能够帮到你。
长期以来,我国的数学教学中一直普遍存在着重结论而轻过程、重形式而轻内容、重解法而轻应用等弊端,不注重学生数学能力和素质的培养;过分强调对定义、定理、法则、公式等知识的灌输与讲授,不注重这些知识的应用,割断了理论与实际的联系,造成学与用的严重脱节,致使在我们的数学教育体制下培养出来的学生的能力结构都形成了一种严重的病态,主要表现在:数学理论知识掌握得还可以,但应用知识的能力很差,不能学以致用,缺乏创造力和解决实际问题的能力,这些问题使我们的学生在走向工作岗位时上手速度慢,面对新的数学问题时束手无策,不能将所学的知识灵活运用到实际中去。显然,这种教育体制和理念与现代教育理念是背道而驰的,是必须抛弃的。开展数学建模教学或数学建模竞赛,能够培养学生各方面的综合能力,提高学生的综合素质,对于当前数学教育教学改革有着极为重要的现实意义。
1数学建模能够丰富和优化学生的知识结构,开拓学生的视野
数学建模所涉及到的许多问题都超出了学生所学的专业,例如“基金的最佳适用”、“会议筹备”、“地震搜索”等许多建模问题,分别属于不同的学科与专业,为了解决这些问题,学生必须查阅和学习与该问题相关的专业书籍和科技资料,了解这些专业的相关知识,从而软化或削弱了目前教育中僵死的专业界限,使学生掌握宽广而扎实的基础知识,使他们不断拓宽分析问题、解决问题的思路,朝着复合型人才和具备全面综合素质人才的方向发展。
2数学建模可以培养学生利用数学知识解决实际问题的能力
数学建模要求建模者利用自己所掌握的数学知识及对实际问题的理解,通过积极主动的思维,提出适当的假设,并建立相应的数学模型,进而利用恰当的数学方法(现有的或新创造的)求解此模型,并对解做出评价,必要时对模型做出改进。这一过程包括了归纳、整理、推理、深化等活动,因此把数学建模引入课堂教学,必将改变目前数学教学只见定义、定理不见问题背景的局面,必将改变知识僵化、学而不用的局面,从而调动了学生学习的积极性,培养了学生解决实际问题的能力。
3数学建模能够培养学生的创造力、想象力、联想力和洞察力
数学模型来源于客观实际,错综复杂,没有现成的答案和固定的模式,因此学生在建立和求解这类模型时,必须积极动脑,而且常常需要另辟蹊径,在这里,常常会迸发出打破常规、突破传统的思维火花,通过这种实践活动,可以培养学生的创造能力,促使他们在头脑中树立推崇创新、追求创新和以创新为荣的意识。在从实际问题中抽象出数学模型的过程中,须把实际关系转化为数学关系,这要求他们敢于想象和联想,此外他们还要从貌似不同的问题中抓住其本质的和共性的东西,这将培养他们把握问题内在本质的能力,即洞察力,可以说,培养学生的这些能力始终贯穿在数学建模的整个过程。
4数学建模可以培养学生熟练地运用计算机的能力
5数学建模可以增强大学生的适应能力
通过数学建模的学习及竞赛训练,他们不仅受到了现代数学思维及方法的熏陶,更重要的是对不同的实际问题,如何进行分析、推理、概括以及如何利用数学方法与计算机知识,还有各方面的知识综合起来解决它。因此,他们具有较高的素质,无论以后到哪个行业工作,都能很快适应需要。不仅如此,由于建模决不是一件轻而易举的事,需要学生对实际问题进行反复多次的研究、分析、观察和对模型进行反复多次的计算、论证及修改等,整个过程是一个非常艰辛的探索过程,这可以培养学生高度的责任感、坚韧不拔的毅力、遭遇挫折后较强的心理承受能力以及孜孜不倦、精益求精的探索精神,使他们具有良好的心理素质与精神状态。同时数学建模一般都是由几个人组成的团队来完成的,其成功与否,完全取决于大家的密切合作,既要合理分工,又要密切配合,这样又可以培养学生的组织管理能力、协调能力和相互协作的团队精神,这些对他们今后走向工作岗位都是大有裨益的。
此外,数学建模从教育观念、内容、形式和手段都有一定的创新,对数学教学改革有积极的启示意义。首先,数学建模突出了教与学的双主体性关系。教师要根据学生的学习兴趣、能力及特点,不断修正自己的教育内容和方法。学生要对教师所给予的信息有批判性地、创造性地、发展性地能动反映,要在相互讨论、相互启发下寻求更多更好的解答方案。这种双主体的关系是对传统教学方式的根本突破。
其次,数学建模促进了课程体系和教学内容的改革。长期以来,我们的课程设置和教学内容都具有强烈的理科特点:重基础理论、轻实践应用;重传统的经典数学内容、轻离散的数值计算。然而,数学建模所要用到的主要数学方法和数学知识恰好正是被我们长期所忽视的那些内容。因此,这迫使我们调整课程体系和教学内容。比如可增加一些应用型、实践类课程等等;在其余各门课程的教学中,也要尽量注意到使数学理论与应用相结合,增加实际应用方面的内容和例题,从而使教学内容也得到了更新。
再次,数学建模增加了教师对新兴科技知识的传授,拓宽了学生的知识面。这些特点对于目前数学教材中存在的内容陈旧、知识面狭窄及形式呆板等问题,具有借鉴作用。数学建模的试题通常联系新兴的学科,在科学技术迅猛发展的今天,各种新兴学科、边缘学科、交叉学科不断涌现,广博的知识面和对新兴科学技术的追踪能力是获得成功的关键因素之一。
数学建模不仅有利于学生更好的掌握知识、运用知识,也有利于高校的科研和教学,使学生和教师能在平时的学习、工作中自动形成勤于思考的好习惯,数学建模竞赛与学生毕业以后工作时的条件非常相近,是对学生业务、能力和素质的全面培养,特别是开放性思维和创新意识,这项活动的开展有利于学生的全面素质的培养,既丰富、活跃了广大学生的课外生活,也为优秀学员脱颖而出创造了条件。
【参考文献】
[1]颜筱红,粱东颖。高职院校数学建模教学的研究[j].广西教育,2013(2):54,134.
[3]李大潜。中国大学生数学建模竞赛[m].2版。北京:高等教育出版社,2001.
[4]谢金星。2008高教社杯全国大学生数学建模竞赛[j].工程数学学报,2008(25):1-2.
大学生数学建模竞赛,由教育部高教司和中国工业与应用数学学会主办,创办于1992年,每年一届,目前已成为全国高校规模最大的基础性学科竞赛,也是世界上规模最大的数学建模竞赛,同时成为高等院校文秘站-您的专属秘书,中国最强免费!一项重大的课外科技活动。尤其,来自全国33个省/市/自治区(包括香港和澳门特区)及新加坡、美国的1338所院校、25347个队(其中本科组22233队、专科组3114队)、7万多名大学生报名参加本项竞赛。每年的9月份举办,三人为一组,比赛时间共三天,最终通过论文的形式来体现,以创新意识、团队精神、重在参与、公平竞争为宗旨,旨在培养大学生的创新意识与团队精神。
一、大学生数学建模竞赛培训的重要性
数学建模竞赛作为教育部四大学科竞赛之首,规模最大,影响最大。因此,数学建模竞赛培训显得尤为重要。它有利于让学生尽早了解并掌握建模的基础理论知识及相关应用软件;有利于培养学生分析问题和解决实际问题的能力;有利于培养学生的团队合作精神,使队员间尽早磨合,相互了解;有利于培养学生的创新意识和发散思维;有利于训练学生快速获取有用信息和资料的能力;有利于增强学生的写作技能和排版技术等。
通过参加数学建模竞赛,受到了一次科学研究的初步训练,初步具备了科学研究的能力,提高了自身的分析问题和解决问题的能力以及计算机应用能力,培养了刻苦钻研问题的精神以及与他人友好合作的团队精神,培养了敢于战胜困难的坚强意志和创新能力,这些能力和精神为各自今后的学习和工作都带来了巨大的影响。因为参与数学建模比赛,许多学生收获了知识,取得了荣誉,参赛队员的共同体会是:一次参赛,终生受益。
二、培训中创新方法――案例模板式教学
数学建模培训一般是通过给学生讲解数学建模的基本知识与理论,相关的数学软件及软件包,辅以讲座,上机,讨论等方式,让学生对数学建模的基本方法及相关数学软件的使用有一定的了解,对数学建模的基本思想有基本把握。
在培训中,通过对以往竞赛试题的分析,将近几年的数学建模竞赛分为两大类:固定式问题和开放式问题,采用案例模板式教学对参加建模竞赛的同学进行辅导。其中,固定式问题指让学生对固定的有一定物理背景的问题进行数学建模求解;开放式问题指让学生准确把握题意后能充分根据自己的喜好,选取不同方向或方法进行建模求解。例如:
全国大学生数学建模大赛a题《车道被占用对城市道路通行能力的影响》为典型的固定式题目,要求学生对已给的.视频数据确定通行能力的数学模型,并且求出排队长度。而全国大学生数学建模竞赛b题《20上海世博会影响力的定量评估》为典型的开放式题目,让学生选取感兴趣的某个侧面,利用互联网数据,建立数学模型,使学生在准确把握题意后能充分根据自己的喜好,选取不同方向进行建模求解,相对于固定问题开放性较强。
因此,要求教师在数学建模培训中,既要突出固定式的求解思路,又要注意培养学生开放式的发散思维。具体表现为:在固定求解思路上,要包括深刻理解题意,挖掘问题内部的区别,结合已有的数学建模基础、数学建模基本方法、数学建模特殊方法,通过对具体竞赛题的分析,总结出相关类型问题的数学求解方法;在开放性问题上,充分调动学生的积极性,让学生在查阅相关资料后,进行讨论交流,各抒己见,从各个层面,多角度的找出可行性强的数学建模方法。求解思路如下图1和图2所示。
三、结束语
数学建模培训是对大学数学教学改革的一次推动,是对高校教学水平、管理水平的大检验,是对指导教师综合实力的展示和提升,也是对学生各种能力和综合素质的一次提高,参加过建模的同学收获很多,不但领会到数学之美,建模之乐,还体会到团队合作的强大,专业交叉的益处,可以说对学生是一个专业,性格,心智等全方面的锻炼和提高。
通过对大学生数学建模竞赛培训中教学创新方法的初步探究,数学建模培训变得更加系统化、专业化,为学生参加各级数学建模竞赛提供了更好地学习实践和交流的平台,为培养学生的专业建模能力探索了新的途径和方法。
全国大学生数学建模竞赛是由教育部高等教育司和中国工业与应用数学学会联合举办,面向全国大学生的一年一届的群众性科技创新活动。数学建模竞赛由最初的1992年的79所高校314个参赛队发展到2011年来自全国33个省/市/自治区(包括香港和澳门特区)以及新加坡和澳大利亚的1197所高校的17317个参赛队,成为了全国高校中规模最大,在国内外都具影响的大学生课外科技活动。且数学建模不再是要求学生生硬地记住几条数学公式解决几道应用题,它的应用性强,应用领域广泛,所涉及的学科众多,有化学、生物、经济、金融、信息、材料、环境、能源等,所以不仅要求学生能将实际问题转化为数学问题,更要求学生能灵活地运用数学、计算机及其他学科的知识来解决问题,而且参赛形式是3人组队,利用开放的图书馆、互联网等资源共同完成,最后提交一篇论文,学生在这样的学习和竞赛中既能提高自身的学习能力、应用能力、创新能力,又能提高沟通技能、团队协作能力及论文写作能力。
1、数据统计
从表中可以看到虽然西北赛区参赛队数占全国赛区参赛队数的`比例都有所上升,却仍然低于全国年增加参赛队占全国赛区总参赛队的比例。由此我们可以得出西北高校的大学生参与数学建模竞赛的积极性较低。
2、原因分析
造成西北高校大学生参与数学建模竞赛的积极性较低的原因是多方面的:(1)学生缺乏应有的积极性与学生本身的学习能力有一定的关系,与内地高校大学生相比,西北高校大学生的基础较差,专业理论功底薄,动手能力相对较差,而且数学建模对学生的能力要求较高,不仅要求学生能将实际问题转化为数学问题,更要求学生能灵活地运用数学,计算机及其他学科的知识来解决问题。因此,有些学生虽然对数学建模竞赛有参与的想法,且在对数学建模不够了解的情况下参与,而在参与过程中受到知识结构和水平,客观条件的限制,不得不中途退出。(2)学校对数学建模重视不够,对数学建模竞赛活动的宣传、推广、组织力度不到位,以青海大学为例,青海大学近三年的参赛队都只有几队,而且都是教师通过数模选修课选拔出进行参赛的,每年竞赛学校都未发过通知,而且学校很少举办有关建模的讲座,以及开展此类活动,数学建模协会也是在近几年才创办的,由于学校对数学建模不够重视,数学建模的发展失去了最关键的引力,学生由此对数学建模反应冷淡。(3)教师的参与面窄也影响了学生参与数学建模竞赛及活动的积极性,目前数学建模的指导工作大多依靠数学系的老师,而且其他专业的教师对数学建模了解甚少,教师的参与面窄,指导力度非常有限,而且很多学校都是在临近竞赛了才对学生进行一个月左右的集中培训,然而数学建模本身是一项系统工程,牵涉的知识面广,不是短时间的“集中培训”突击应试教育就可以奏效的,这样的指导对学生的作用不大。
二、提高大学生参与数学建模竞赛的积极性的有效途径
1、学校应提高对数学建模的重视程度,积极宣传和组织数学建模活动
西北高校大多都将数学建模作为选修课开设,对学生该课程的考核也很简单,所以笔者建议学校能将数学建模作为一门必修课开设,提前让学生有机会接触,掌握一些数学建模的理论基础,并同时开设数学实验课,要求学生掌握多种数学软件。学校还可通过学校网站,学生社团举办活动定期宣传数学建模,扩大数学建模竞赛的影响力,围绕数学建模开展学术交流,邀请专家及有经验的老师开展数学建模讲座,由此营造一种良好的数学建模气氛。
2、学生应注重自身各方面能力的培养,积极主动地参与数学建模竞赛
学生应有意识地通过各种渠道尽可能多地去了解数学建模竞赛,并在平常的学习过程中丰富自己数学、计算机、工程等各方面的知识,并能将单科知识相互联系和渗透,同时利用互联网了解更多的学科前沿及社会热点,将书本知识应用于这些未解决的社会热点问题上,通过这样长时间的实践,自身的学习能力、创造能力、“应用”数学的能力真正能得到提高,进而加深对数学的热爱。
3、学校教师应增强对数学建模教学的热情,引导学生积极参与数学建模活动
数学建模不仅对学生的能力要求较高,对参与的教师的要求更高,因此教师应该不断地进行知识的扩充,创造性地从事教学,做到将学科前沿及社会热点融入到教学中来,并在学生日常的数学建模活动中给予指导,主动地与学生共同去探讨,教师和学生能相互启发,相互促进,共同提高其能力。
三、结束语
由于西北高校的数学建模竞赛起步晚,且学生的基础较差,专业理论功底薄,加上学校对数学建模重视不够,以及教师的参与面窄,指导积极性不高,势必造成数学建模在校内影响和学生的认知面极其有限的境地,且培养学生数学建模能力也是一项长期而艰巨的任务,因此我们必须坚持不懈,通过学校、学生、教师的共同努力将数学建模竞赛在西北高校中更有效的推广,促使更多的学生积极参与到数学建模竞赛中来,更好地完成学校承载的培养高素质,高技能人才的教育目标。
【参考文献】
摘要:在当今社会数学已经渗透向生活的各个领域,概率、比率、机会、误差、图像、逻辑、程序等等数学概念已进入日常生活;各行各业都在数量化、数字化、数学化,用到的数学知识越来越多。但传统高等数学教学注重训练学生的逻辑推理能力,而没有注意训练如何从实际问题中提炼出数学问题以及如何用数学来解决实际问题,本文从建模思想的重要性、教育现状和改革思路以及已有的建模教学成果三个方面探讨数学建模思想在高等数学教学中的作用。
关键词:数学建模;高等数学教学
一、引言
11世纪的数学家、物理学家和天文学家高斯曾说:“数学是科学之王。”数学贯穿于所有科学理论之中,任何科学理论如果不应用数学,它就是粗糙的,不懂数学的人是不能进行深层次的科学思维的。
在当今社会数学已经渗透向生活的各个领域,概率、比率、机会、误差、图像、逻辑、程序等等数学概念已进入日常生活;各行各业都在数量化、数字化、数学化,用到的数学知识越来越多。从科学技术的角度来看,大量与数学相关的交叉学科相继出现出现,迅速发展例如:数学化学、数学生物、数学地质学、数学心理学、数学语言学、数学社会学等。有研究者认为高科技技术本质上就是一种数学技术。例如财物、会计专业软件包都是大量应用现有的相关数学知识,开发数学模型以及应用数学技巧、方法的结果。高等数学对于培养大学生数学思维、数学意识提升逻辑思维能力有重要意义。
二、数学建模思想的重要性
传统高等数学教学注重训练学生的逻辑推理能力,而没有注意训练如何从实际问题中提炼出数学问题以及如何用数学来解决实际问题,其后果是学生们学了不少数学,但不会用,为此在高等数学的教学过程中如何提升教学效果成为教学改革的一个重要研究问题。当前高等数学教学不重视应用性,很多学生数学的学习仅仅以通过考试为目的,数学成为抽象的、枯燥的、无实际用途的科学。数学建模则以“数学的应用与模型化”为主线,重视数学建模意识和应用能力的培养。
数学建模的思想在高等数学发展的历程中很早就有,但是现代教育技术环境的发展和大学生数学建模赛事的举行为数学建模的教学发展提供了契机和更好的外部环境条件,同时也对现代高等数学的教学提出了新的要求。数学建模对于培养大学生数学能力的作用的相关研究较多,研究结果表明:数学建模能够提升大学生理论联系实际的能力、可以提升思维能力、概括能力、归纳能力、创新能力。
三、数学建模教育现状和改革思路
全国大学生数学建模竞赛创办于1992年,每年一届,目前已成为全国高校规模最大的基础性学科竞赛,也是世界上规模最大的数学建模竞赛。2012年,来自全国33个省/市/自治区(包括香港和澳门特区)及新加坡、美国的1284所院校、21219个队(其中本科组17741队、专科组3478队)、63600多名大学生报名参加本项竞赛。竞赛能全面反应学生解决实际问题的能力、数学创造力、计算机使用能力、书面表达写作能力,特别强调创新意识、团队精神。已经成为我国大学生创新能力培养和提升的重要大型学术赛事之一。
郑州航空工业管理学院,在2008年至2010年累计有67支队伍,共计201名学生才加了全国的大学生建模大赛,并取得了良好的成绩荣获省级一等奖6项、省级二等奖8项、省级三等奖20项,但参赛学生来自全校各个不同院系,较多集中在数理与统计学院。
综上可见:通过数学建模对提升高等数学教学效果的实践研究,可以为高等数学的教学找到一条新模式,进而提升学生综合素质,培养出能更好适应社会的应用型专业人才。另外,对于数学建模教学实践还可提升高校的数学建模竞赛成绩,提升学校知名度,并影响到更多的学生,使学生们真正热爱数学学习,全面提升个人素质。
四、数学建模教学研究的相关成果
关于数学建模与提升提升高等数学教学效果的实践研究的相关研究主要集中在以下几个方面:
(一)数学建模的教学方法研究
许多研究者对数学建模的教学从不同角度和方面进行探讨,一些比较有影响的研究有:黄世华等,针对高专院系的建模教学现状,提出从指导思想、教学理念、教学内容、教学方法、考核方式出发,课程教学应采取以问题驱动研究式为主,以知识驱动讲授式为辅的教学方法才是行之有效的。刘浩等,认为数学建模应加强数学思维的互动训练,培养创新精神;加强信息素养的训练,开拓知识面;注重团队训练,提高团队合作意识。杨小钟讨论数学建模教育对高校数学教育改革的重要意义,以及存在的问题并提出了改变教学理念的改进措施。还有研究者通过具体的模型教学,讨论了建模思想的培养和相关的教学实践心得。柴中林、王航平等针对美国大学生数学建模竞赛提出了一些培训策略。
(二)数学建模教学意义研究
对数学建模的意义研究主要集中在数学建模与大学生能力培养和非智力因素发展等方面。沙元霞等提出学校可以通过增强数学建模意识、改进数学建模思想方法、提高数学建模能力,深化教育教学改革,培养数学应用型人才。蒋莉分析了数学建模对培养大学生数学素质的作用,并提出数学建模培养了大学生的抽象思维能力,提高了大学生的创新能力。杨太文等,研究数学建模竞赛与大学数学课程间的效用发现数学建模的学习可以明显提高学生的数学学习能力。
总之,当前我国大学生数学建模的教学水平相对落后,数学建模思想和高等数学相结合,可以提升学生的学习兴趣,进而促进学生主动学习和思考,养成独立思考学习的好习惯,从而培养学生的创新意识。数学建模大赛这个平台,有给了学生一个团队协作的机会,让学生能够提升自己的理论联系实际能力、应用写作能力和创造力。数学建模思想可以提高教学效果,而高等数学课程的开展为数学建模奠定了理论基础,两者相辅相成,密不可分。
参考文献:
[1]范英梅。高等数学、计算机与数学建模教学的关系分析[j].广西大学学报(自然科学版),2004,9.
[2]何伟。在高等数学教学中如何体现数学建模的思想[j].数学的实践与认识,2003,10.
[3]马戈等。现代教育技术环境下高等数学教学改革的实践与思考[j].高等数学研究,2004,5.
[4]蒋莉。浅谈数学建模在培养大学生数学能力的作用[j].理论探索,2012,2.
[5]沙元霞。基于数学建模的应用型人才培养[j].长春师范学院学报(自然科学版),2012,9.
[6]黄世华等。数学建模教学的方法研究[j].科教研究,2012,2.
[7]刘浩,杨艳梅。大学生数学建模教育的几点思考[j].数学教育与研究,2012,4.
[8]杨小钟。初探高校数学建模课程改革[j].大观周刊。2012,8.
[9]徐茂良。在传统数学课中渗透数学建模思想[j].数学的实践与认知。2002,7.
[10]杨进峰。经济应用数学教学研究[j].陕西教育,2012,7.
[11]吴秀兰等。浅议数学建模思想如何与高等数学教学相结合[j].吉林省教育学院学报。2012,9.
[12]柴中林等。国际大学生数学建模竞赛培训策略的一些探讨[j].科技视界,2012,9.
[13]杨太文等。数学建模竞赛与大学数学课程间的效用[j].高等教育,2012,10.
在得知xxxx年全国大学生数学建模竞赛中,我们队(队员:)获得xxxx省赛区二等奖的时候,我并不喜出望外,反而觉得有点遗憾,有点可惜,因为我们没有完全发挥出水平,这样成绩对我们来说并不理想。其实这也是在我的预料之中的。以下是我个人在这次比赛中的感受:
在数模竞赛中想获得好成绩,进军全国评选并非易事。首先模型要建得好,其次文本要写得好,即叙述要简洁,文字要流畅,逻辑严谨。可要做到这两点并不容易,每个问题涉及的知识面很广,要求有扎实的数学基础,需要掌握高等数学,线性代数,离散数学,概率与数理统计理论,有时还要涉及物理等等方面的知识,这有赖于我们平时不懈的努力和刻苦的学习钻研。此外,开始建立的模型并不是最优的,需要反复修改,不断优化,最后才能求出最优解。建立好数学模型后,接下来是写文本,文本必须简洁,让人容易看懂,如果文本写得不好,不能把模型正确表达出来,也不能取得好成绩。因为文本在评分中占了很大的比例,直接影响我们的论文是否能够获得高分。
比赛的形式是以三人为一对的,队员之间分工合理、科学与否直接影响比赛成绩。如果能充分发挥各个队员的优势,那么这是最好的。例如,文笔好的负责写文本,数学好的负责建立模型,查资料,编程好的负责编程求解。也就是团队精神,在意见有分歧的时候,要顾全大局,而不要各做各的,互不谦让,这一点无论做什么都是至关重要的。
在这次比赛中,我们队合作得很愉快,配合也很默契,所以我们很顺利的.建立了模型,并求出了模型的解。在与同学们和老师讨论过程中,我们发现很多他们讨论的问题,是我们小组讨论过,并证明过不是最优解的模型。可以说我们是最早建立模型的,并得出模型的解的。但我总觉得我们的文本写得不理想,不满意,这也没办法,因为我们花在第三个问题的时间太多了。以至到快要交卷的时候我们还忙于修改文本。
我已参加过两次比赛,两次的成绩都不错,因此我们组比别人有优势,有参赛的经验,除外,对于做题我们都很有经验,知道如何去查资料,怎样与指导老师讨论问题,可以说,有一种居高临下的感觉,游刃有余。
虽然我们没在全国上获奖,但我们已经尽了力,结果如何,都无怨无悔。最后我要感谢广州大学给我们提供这么一个参赛的机会,学校为了这次比赛,准备了很多人力物力,在比赛前一个月组织参赛的学生集训,这是我校在这次比赛中取得好成绩的原因之一。很多老师为了这次比赛花了很多心血,而且在比赛的最后一天,一些老师还陪着学生一起通宵达旦,这是难能可贵的精神,我想在我们学校应该大力发扬。预祝我校在今年的全国大学生数学建模取得更优异的成绩。
1、海选和优选有机结合借助纸质宣传单、大型讲座等方式进行数学建模竞赛的宣传,对其作用以及影响进行充分的讲解,鼓励校园内的同学来积极的进行参加。倘若想要参与其中的同学人数过多时,毕竟参赛名额是有一定限制的,可以利用面试的方式对其进行筛选。为不打击学生的积极性,在条件允许的情况下,可以尽可能保留更多的参赛者,通过面试成绩把大家划分为正式参赛队和业余参赛队。
2、充分利用现有资源在进行数学建模竞赛组队时,应充分的全面考虑有效利用现有的资源。首先是要掌握不同队伍中不同人员属于什么年级,其次了解她们的每个人学习状况以及所学专业等等,通常来说,同一队伍中的每个人最理想的状态是学习不同专业的,如此一来大家可以做到取长补短,理论知识与实践动手两手抓,一个团队里需要出众的知识更需要过人的文笔。如此一来才能保证队伍的整体实力,力争在建模竞赛中取得好成绩。
3、重点培训在对学生进行赛前相关培训时,在培训的过程中,教师可根据自身的擅长专题,来进行相关内容的讲解,与此同时结合不同队伍的自身特点划设侧重点,同学之间的接受能力也是各不同的,能力强的可以开小灶,没有相关竞赛经验的要进行重点培训,这种因人而异的讲解模式确保不同能力的同学,在培训中的过程中都能够学有所获。
4、合理分工密切合作在参加数学建模竞赛的同学得到竞赛试题之后,老师应该及时帮助学生进行试题分析与指导,根据团队内不同人员的实际情况以及试题的具体内容难易,进行针对性的讲解从而对同学们进行合理分工,确保每个人所负责的部分都是自己相较于其他人而言是最擅长的。值得注意的是,虽然进行分工,但这并不是绝对的分割,而是有侧重的合理分工,彼此之间的密切合作才是核心,毕竟建模竞赛中需要的是团队协作,而不是英雄主义。
5、坚持可持续发展培训师资队伍必须要有新鲜血液不断注入,以老带新最佳的血液注入方式,面对朝气蓬勃的参赛学生,培训师资队伍既要有身经百战经验丰富的老师,也要有跟他们拥有更多共同话题的青年教师。在此期间通过不断的学习,青年教师跟同学们共同成长,从而保证师资队伍的可持续发展。
二、大学生数学建模竞赛组织和管理方式的探索
1、进行课程教学并给出有效的教学计划每个学生的知识储备都有着各自的特点,借助良好的教育对学生们的知识架构进行完善,实现培养出学生强大能力的目标,数学建模对学生来说裨益良多,被视作是大学校园中必备课程之一。但是进行课程开展的时候,要根据不同的培训对象大致分为以下两类:第一、以选修课形式开设数学建模竞赛课程,选修课程所面向的群体为整个学校的所有学生。第二、以必修课的方式开设数学建模竞赛课程,必修课就要有针对性,因为并不是所有的学生都需要学习数学,所以必修课针对的群体应该是数学专业的学生。不同性质的课程在教授上应该有所区分,内容的深浅也要有适当的调整。
2、利用建模教学实现知识与能力双培养有效的教学是获得数学建模竞赛好成绩的最佳途径,但是教学的过程中要注重数学知识与实践能力的均衡共同培养,不能过分的注重知识的灌输,而忽略了建模相关能力的培养,对二者的培养必须要并驾齐驱,如此才能真正的'掌握数学建模的精髓,从而在竞赛中取得良好的成绩。
3、数学建模竞赛队员的筛选数学建模所需要的人才是全方面的人才,除此之外还要对数学建模有足够的兴趣,并且还要有足够多的时间来参加培训。以上述条件为基础,报名之后通过面试的测试,然后再从中筛选出相对优秀的学生组成参赛队伍,在筛选的时候要充分的考虑到团队整体知识的涵盖面,不同人之间所擅长的专业不同为最佳。
4、培训培训工作通常被划分为不同的阶段:首先是初级阶段,这一阶段所注重的是对相关知识的培训。从初等模型、简单优化模型、常微分方程模型等建模的基础知识和方法入手由浅入深;其次是拔高阶段,主要以专家讲座为主,邀请建模专家进行系统的讲解,并结合精典范例进行深入剖析,在扩大学生的知识面和视野的同时提升学生的建模能力。
三、结语
通过以上的一系列论述,我们已经对大学数学建模竞赛的队伍组织及管理方式,有了更加清晰的了解和掌握。大学数学建模竞赛对于大学生来说好处颇多,一方面能够使学生们对学习的数学知识有更深的理解与更为灵活的应用,另一方面,通过竞赛中的组队让大家感受到合作的重要性,为以后步入社会的工作打下基础。希望这篇文章能够对针对数学建模的研究有一定的借鉴作用!
参考文献:
[1]韩成标,贾进涛、高职院校参加数学建模竞赛大有可为[j]、工程数学学报,(8)
[2]全国大学生数学建模竞赛赛题讲评与经验交流会在广西大学举行[j]、数学建模及其应用,(04)
[3]钱方红、基于数学模型解决数学建模竞赛队员选拔和组队问题[j]、信息与电脑:理论版,(3)
[4]肖帆,张兰、高职院校数学建模竞赛培训模式研究[j]、延安职业技术学院学报,2017(2)
1.数学建模对学生创新思维和创新精神的培养
数学建模解决的都是与我们生活息息相关的实际问题,很多都是当前社会比较关注的热点问题,比如开放性小区的建立,人工智能机器人在工作中的应用,这些问题开放性比较强,有明确的目的和要求,但它没有唯一的结果和方法。因此留给学生很大的创新空间,使学生对数学产生了极大的兴趣,他们发现这几年学习的高数、线性代数、概率论与数理统计终于派上了用场。数学建模课程会结合《高等数学》,《线性代数》,《概率论与数理统计》等数学基础学科,还会经常涉及到物理,工程,经济,金融,农林等各个领域各个学科,从不同的学科中找最热门最真实的案例进行教学,这要求学生有很强的自学能力,要不得学习新知识,新思路和新方法,让学生结合所学的数学知识把自己学科的专业知识转化成数学模型,让数学充分发挥它的优势,以达到培养学生的创新能力,更重要的是对学生的知识体系起到了完善的作用。在整个竞赛中从模型建立与求解到写作,都是由学生独立完成,充分发挥了他们的自主性和创造性。
2.数学建模能培养学生团队合作精神和创新创业能力
数学建模竞赛是由三个人组成一个小团队共同处理一个问题,在这个团队中每个人都各有分工,有的人擅长建立模型,有的人擅长计算机编程求解模型,有的人擅长写作,这三个人缺一不可,任何一个人都发挥着举足轻重的作用。通常我们还会设一个队长能协调队员之间的关系和对题目的把控。每个人都有不同的性格,能力,学识,知识结构,在做题的过程中会产生不同的想法,比如在模型的建立中,数据的处理过程中,算法的选取,编程语言的选取,写作的过程中都会有很多的不同,所以每个成员都要有团队精神、相互信任、相互沟通、相互尊重、取长补短、充分发挥集体的力量共同完成一个项目。同时每年无论在培训还是正式比赛过程中由于高强度的脑力活动,强大的心理压力以及队员之间的不和睦都会造成中途退赛,这样无疑是最可惜的。所以,在竞赛中除了培养学生的创新意识和团队合作精神,还培养了大家的心理承受能力,强大的意志力以及与他人沟通交往的能力,是对自己综合素质的一个提高,对未来考研、出国、就业都有很大的帮助。
3.数学建模培养学生的创新创业的.综合能力
通过在大二一年的数学建模选修课,以及假期的集中培训培养了学生的创新创业能力,很大程度上提高了他们思考问题解决问题的能力等综合素质,同时还培养了他们应用计算机去处理各种问题的科技能力。他们学会了各种软件、语言,很多同学会数据挖掘、机器学习以及人工智能,这些都是未来科技的前沿,科技创新是企业发展的动力,现代教育不能只停留在教授学生理论知识的学习,更重要的是理论与实践的结合,走产学研相结合的道路,数学建模很好的把理论与实践相结合,激发学生科研热情,提高学生科研积极性,激发了学生的创新创业能力,为以后工作生活奠定了扎实的基础。为了让建模更好的服务学生,我们将不断的努力,探索和改进培养模式和方法,争取通过数学建模平台使更多的同学受益,培养出更多的具有创新创业能力的大学生。
参考文献:
[2]韦程东.数学建模能力培养方法研究[m].北京:科学出版社,2012.
摘要:数学建模作为现代应用数学的一个重要组成部分被越来越多的人所重视。本文描述数学建模课程及数学建模竞赛在培养大学生各种能力中的作用。
关键词:数学建模;竞赛;大学生;能力
一、引言
数学建模是运用数学的语言和方法,去描述或模拟实际问题中的数量关系,并解决实际问题的一种强有力的教学手段。数学建模是应用数学的语言和方法解决实际问题的过程,也是一个培养大学生各种能力的综合过程。
大学生数学建模竞赛最早是1985年在美国出现的。1989年在几位从事数学建模教育的教师的组织和推动下,我国几所大学的大学生开始参加美国的竞赛。自1994年起,教育部高教司和中国工业与应用数学学会共同主办全国大学生数学建模竞赛,每年一届,这项活动被教育部列为全国大学生四大竞赛之一。随着全国大学生数学建模竞赛的广泛影响,越来越多的高校组织队员参加该项竞赛,这项竞赛的规模以平均年增长25%以上的速度发展。2008年全国有31个省/市/自治区(包括香港)1,023所院校、12,846个队、38,000多名来自各个专业的大学生参加竞赛,比2007年新增院校15所。2009年全国有33个省/市/自治区(包括香港和澳门特区)1,137所院校、15,046个队、45,000多名来自各个专业的大学生参加竞赛,是历年来参赛人数最多的(其中西藏和澳门是首次参赛)。
20世纪八十年代以来,我国各高等院校相继开设数学建模课程。数学建模课程是在高等数学、线性代数、概率与数理统计之后,为实现理论和实践一体化、进一步提高运用数学知识和计算机技术解决实际问题,培养创新能力所开设的一门广泛的公共基础课。教育必须反映社会的实际需要,数学建模课程进入大学课堂,既顺应时代发展的潮流,也符合教育改革的要求。
素质教育是新世纪高校高等数学教育改革的一个重要方向。在大学校园中,数学建模课程的开设及数学建模活动的开展,能有效地激发大学生学习的兴趣和积极性,使大学生掌握准确快捷的计算方法和严密的逻辑推理,培养大学生用数学工具分析解决实际问题的能力,是实施素质教育的一种有效途径。
二、数学建模对大学生能力的培养
通过数学建模课程的教学与参加数学建模竞赛的实践,使我们深刻感受到数学建模过程,不仅是对大学生知识和方法的培养,更是对当代大学生各种能力的培养有着深远的意义。
1、有利于提高学生分析解决问题的能力。数学建模教学强调如何把实际问题转化为数学问题,要求建模者利用自己所掌握的数学知识及对实际问题的理解提出合理的假设,从一个个实际问题中抽象出数学问题,建立相应数学模型,利用恰当的数学方法来求解此模型,解决实际问题,并对模型进行评价改进。因此,数学建模教学为大学生架设了由抽象的数学理论知识通向具体的实际问题的桥梁,是使大学生的数学知识和应用能力共同提高的有效方式。大学生通过参与数学建模及竞赛活动,能切身体会到学习数学的实用价值,这是传统教学无法达到的效果,从而激发了大学生学习数学的兴趣,提高了学生分析解决实际问题的能力。
2、有利于培养大学生应用数学的能力。数学建模通过积极主动的发散性思维,培养学生“应用数学”的能力。这是数学教育的根本任务,当然应当成为数学应用于教学目的中的重中之重。应用数学的能力是一种综合能力,它离不开数学运算、数学推理、空间想像等基本的数学能力,但它主要侧重于从实际问题中提出并表达数学问题的能力,运用并初步构建数学模型的能力,对数学问题及模型进行变换化归的能力,对数学结果进行检验和评价、阐释和处理的能力。数学建模过程包括了归纳、整理、推理、深化等过程,因此把数学建模引入课堂教学,学生能够学会如何利用所学知识构造数学模型,求解数学模型,从而解决实际问题,并且做出必要的评价与改进,从而加深对数学知识的理解,提高了应用数学的能力。
3、有利于学生抽象概括能力的培养。应用数学去解决各类实际问题时,建立数学模型是十分关键的一步,同时也是十分困难的一步。建立教学模型的过程,是把错综复杂的实际问题简化,抽象、概括为合理的数学结构的过程。抽象是抽取事物的本质属性,使它与其他属性分开;概括是将同类事物的相同属性结合起来。抽象和概括是紧密联系的,只有抽象出事物的本质属性才能进行概括,如果思维不具有概括性也无从进行抽象。抽象能力是指在建模过程中能抛弃无关的非本质因素,从本质上看问题,自觉地进行层层的抽象概括,建立数学模型的能力。数学建模过程使学生对复杂的事物,有意识地区分主要因素与次要因素,本质与表面现象,从而抓住本质解决问题。它有利于提高学生思维的深刻性和抽象概括能力,它主要体现在学生能善于从复杂的事物中把握事物的本质及规律,使学生面对具体问题能有条理地在简约状态下进行思考,并有助于真理的发现。
4、有利于提高大学生自学的能力。数学建模以学生为主,教师事先设计好问题,启发、引导学生主动查阅文献资料和学习新知识,鼓励学生积极开展讨论和辩论。学生通过学习数学建模课程,参加数学建模竞赛,需要自学他完全不了解或知之不多的有关学科的专业知识,在这个过程中,有助于培养大学生获取新知识的主动精神,有利于提高大学生的自学能力。
参加数学建模竞赛赛前培训的同学大都需要学习诸如数理统计、优化、微分方程、计算方法、层次分析法、数学软件包的使用等等讲座,用的学时并不多,多数是启发性的讲一些基本的概念和方法,主要是靠学生自己去学,充分调动学生们的积极性,充分发挥学生们的潜能。同时,在比赛的短短3天时间里,要查阅大量的资料,取其精华,从中寻找到所需要的资料,收集必要的信息,这也必须要求大学生掌握科学的方法。这种能力必将使大学生在未来的工作和科研中受益匪浅。
5、有利于培养大学生的洞察力和想像力。洞察力是人们对个人认知、情感、行为的动机与相互关系的透彻分析。通俗地讲,洞察力就是透过现象看本质,变无意识为有意识。就这层意义而言,洞察力就是学会用心理学的原理和视角来归纳总结人的行为表现。洞察力是指深入事物或问题的能力,更多的是掺杂了分析和判断的能力,可以说洞察力是一种综合能力。
想像力是人在已有形象的基础上,在头脑中创造出新形象的能力。in有一句名言:想像力比知识更重要,因为知识是有限的,而想像力包括世界的一切,推动着社会进步,并且是知识的源泉。这句话可以认为是开设“数学建模”这门课程的一个指导思想。
数学建模的模型假设过程就是根据对实际问题的观察分析、类比、想像,用数理建模或系统辨识建模方法作假设,通过形象思维对问题进行简单化、模型化,做出合乎逻辑的想像,形成实际问题数理化的设想。例如,2006年全国大学生数学建模竞赛中c题“易拉罐的最优设计问题”,第四问要求大学生利用对所测量的易拉罐的“洞察力和想像力”,做出自己的关于易拉罐形状和尺寸的最优设计。大学生做题的过程,无异于是对大学生洞察力和想像力培养的真实体现。
6、有利于提高大学生利用计算机解决问题的能力。首先,计算机是数学建模的得力助手。数学建模过程中,大多数问题灵活多变,很多模型的求解都面临着大量的计算;其次,所建模型是否与实际吻合,常常要用模型的解来判断,而且这种工作,在建立一个实际问题的数学模型中经常要重复多遍。因此,熟练使用计算机计算数学问题是对学生的必须要求。我们倡导大学生尽量利用计算机程序或某些专用的数学应用软件如mathematica、matlab、lingo、mapple等,以及当代高新科技成果,将数学、计算机有机地结合起来去解决实际问题。数学建模教学中结合实验室上机实践,计算机的应用不仅仅表现在数学建模中模型的简化与求解,而且给大学生提供了一种评价模型的“试验场所”,这就有助于培养大学生利用数学软件和计算机解决实际问题的能力。
7、有利于培养大学生的创新能力。创新是指人类为了满足自身的需要,不断拓展对客观世界、自身任职与行为过程和结果的活动。创新能力指人在顺利完成以原有知识经验为基础的创建新事物活动中表现出来的潜在心理品质。我们在教学中应给学生留有充分的余地,鼓励学生开阔视野、大胆怀疑、勇于进取、勇于创新,让学生充分发挥想像力,不拘泥于用一种方法解决问题,从而培养学生的创新能力。在数学建模竞赛中,对给出的具体实际问题,一般不会有现成的模型,这就要求大学生在原有模型的基础上进行大胆的尝试与创新。创新是一个民族的灵魂,只有创新才能发展。而创新教育是以全面、充分发展学生的创造力为核心的教育,它是适应经济时代发展的教育思想。数学建模课程就是培养创新能力的一个极好的载体,数学建模的过程是一个创造性的过程,我们应该充分发挥它在创新能力培养中的作用,它为培养大学生创造性思维能力和创新精神提供了广阔的空间。
8、有利于提高大学生论文写作和表达能力。数学建模成绩的好坏、获奖级别的高低与论文撰写有着密切关系,数学建模的答卷是评价的唯一依据。建模方法独特、结果出色,但如果不能做到结构清晰、重点突出、文字流畅,也将会失去获奖的机会。写好论文的训练,是科技写作的一种基本训练。通过建模竞赛,学生能够学会如何更加准确地阐述自己的观点。所以,数学建模对培养学生的论文写作能力和表达能力,都起到了积极的作用。
9、有利于培养大学生的合作交流能力和团队合作精神。数学建模的问题涉及各个领域,都有一定的深度和广度,所需知识较多,数学建模课程广泛地采用讨论班的教学方式,同学自己报告、讨论、辩论,教师主要起质疑、答疑、辅导的作用,与此同时,同学之间互相平等,互相尊重,培养了学生合作交流的能力。
参考文献:
[1]姜启源,谢金星,叶俊。数学模型[m].高等教育出版社,2004.
[2]赵静,但奇。数学建模与数学实验[m].高等教育出版社,2004.
[3]刘来福等。数学模型与数学建模[m].北京:北京师范大学出版社,1999.
使学生的综合应用能力、实践创新能力和综合应用素质等多方面均能得到提升和发展。
对于医学专业的学生来说,在校所学的数学基础理论课程比较有限,并且学生对纯粹的数学知识与复杂的理论推导已经极为厌倦,如果数学建模还是以传统的“灌输式”和教师“主导型”为主、简单的应用案例为主要教学内容的话,其结果势必会使学生有一种再讲数学课和做应用题的感觉,既不能很好地激发学生的学习兴趣,也不能体现数学建模的思想方法和本质特色。
因此,如何使学生摆脱这种尴尬的现状已成为我们教学的一大难点。针对这种情况,在教学模式上,我们大胆尝试研究型教学模式,即采用“从实践中来,到实践中去”的教学理念。一方面,从最现实、最热门的医学话题出发,从学生最感兴趣的.问题入手,激发学生的学习兴趣和进一步学习的主动性,使他们从一开始就能进入到学习的角色中去;另一方面,通过开展多种方式的实践教学活动,使学生在实践中掌握数学建模的常用方法和基本技能,忽略繁琐的数学推导过程,让学生体会发现问题和思考问题的过程,培养学生解决问题的创新能力。
近些年来,我们开设的医药数学建模课受到了学生的一致好评,其关键之处在于我们一改传统的教学模式,通过组织数学建模兴趣研讨班,让每位同学都能充分地参与到研究中去并且使每位学生都有发言的机会。这些举措旨在进一步激发学生的创新意识,提高学生的数学建模实践能力。研讨班面向全校各类医学专业的学生,并以三人为单位,划分成若干个组,通过专题研讨的形式开展活动。实践证明:通过这种研讨过程,学生不仅对所学的医学知识有了更深刻的理解与认识,在文献资料查阅、计算机编程、语言表达能力等诸多方面也都有了显著的提高。通过这个过程的学习,为学生今后从事医学科研工作打下了良好的基础。
为了有效的培养学生综合应用能力和深层次学习的习惯与意识,我们在教学方法上一改往日的“讲透,讲懂”的方法,忽略纯理论的繁琐推导,突出知识的应用思想和应用意识,让学生带着问题上课,尝试在解决问题中与教师进行交流,下课带着问题回去。
在课堂教学中,重点讲解发现问题和解决问题的方法与技巧。通过课前作业,引导学生自我发现问题;通过课堂讲解和研讨,引导学生解决问题;通过课后作业,总结和巩固所学知识,学习应用与拓展知识。这种完全以学生为主,教师为辅的做法,有利于培养学生树立勇于探索求知的信心和探索新知识的能力与意识,提高学生的创新能力和敏锐的洞察力及想象力,从而提升学生的综合应用素质。
在现实生活中的实际问题是比较复杂的,往往单一的方法是难以解决的,通常是需要多种方法的综合应用方能解决。
因此,以实际问题驱动的教学模式,主要是引导学生如何将复杂的实际问题分解为一系列简单的小问题,在解决每一个小问题的过程中,让学生学习并掌握相关的数学知识与方法。这种在应用中学习的教学方法,在很大程度上解决了学生普遍存在的“学数学有什么用、学了数学不知怎么用”的困惑。
在整个教学过程中,贯穿以学生为主体,通过案例分析引导学生的思维方法,针对一个案例的解决过程和方法,要求实现举一反三,促使学生对所掌握的知识进行重组再现和优化构建,让学生在学习和问题的解决中学会不断地总结与归纳,用成功的方法再去演绎解决新的问题,通过不断地归纳演绎、对比分析、总结经验、弥补不足,进一步学习相关知识和方法,再进行实践,从而不断增强自身的综合应用能力和素质。
随着医学院校教育理念的转变以及教育体制改革的深入,对培养适应科学技术迅速发展的创新型医学人才提出了更高的要求。如何培养出具有创新能力、综合素质高的专业人才已成为亟待解决的问题之一。本文探讨了医药数学建模课程的开设对培养大学生实践创新能力的几点做法。教学实践证明:数学建模课充分锻炼了学生的各项能力,是提高医学专业学生综合应用素质行之有效的方法。
将建模的思想有效的渗透到应用数学的教学过程中去,是我们当前开展应用数学教育的未来发展趋势,怎样才能够使应用数学更好的服务社会经济的发展,充分发挥数学工具在实际问题解决中的重要作用,是我们当前进行应用数学研究的核心问题,而建模思想在应用数学中的运用则能够很好的解决这一问题。
数学教育至少应该涵盖纯粹数学和应用数学两方面内容,目前我国数学教育内容以纯粹数学为主,极少包括应用数学内容,这割裂了数学与外部世界的血肉联系,使数学变成了多数学生眼中的抽象、枯燥、无用的思维游戏,而厌学成风。因此,大家对现行的数学教育不满意,期望改革,期望找到方法激发学生的学习兴趣、培养学生利用数学解决各种实际问题的能力。在不改变传统的教学体系的前提下,有机地融入应用数学内容,应是解决现存问题的有效方法。事实上,数学发展的根本原动力,它的最初的根源,是来自客观实际的需要,数学教学中理应突出数学思想的来龙去脉,揭示数学概念和公式的实际来源和应用,恢复并畅通数学与外部世界的血肉联系。伴随着社会生产力的不断发展,多个学科交叉发展,使得应用数学逐渐发展成拥有众多发展方向的学科,应用数学所运用的领域不断延伸,已经不再局限于传统的、而是想着更为宽阔的、新兴的学科以及高新技术领域发展,应用数学目前已经渗透到社会经济发展的各个行业,在这一大背景下,应用数学的研究者就拥有了极大的发展空间以及展示才能的舞台,也迎来了应用数学发展的新机遇。
数学这一学科不仅具有概念抽象性、逻辑严密性、体系完整性以及结论确定性,而且还具备非常明显的应用广泛性,伴随着计算机网络在社会生活中的广泛运用,人们对于实践问题的解决要求越来越精确,这就给应用数学的广泛运用带来了前所未有的机遇。应用数学在这一背景下也已经成为当前高科技水平的一个重要内容,应用数学建模思想的引入与使用能够极大的提升自身应用数学的综合水平以及思维意识,开展应用数学建模不仅能够有效的提升自己的学习热情与探究意识,而且还能够将专业知识同建模密切结合在一起,对于专业知识的有效掌握是非常有益的。
3.1充分重视建模的桥梁作用
建模是实现数学知识与现实问题相联系的桥梁与纽带,通过进行建模能够有效的`将实际问题进行简化。在这一转化的过程中,应当深入实际进行调查、收集相关数据信息,认真分析对象的独特特征及规律,构建起反映实际问题的数学关系,运用数学理论进行问题的解决。这正是各个学科之间进行有效联系的结合点,通过引进建模思想,不仅能够使我们有效掌握数学理论之外的实践问题,还能够推动创新意识的提升,因此,我们应当充分重视建模的作用。
3.2将建模的方法以及相关理论引入到数学教学中来
我国当前数学课程教学体系的现状包括高等数学、线性代数、概率论与数理统计等几个部分。当前应用数学的发展,满足这一学科的建设以及其他学科对这一学科的需要,教师在教学中应当将问题的背景介绍清楚,并列出几种解决方案,启发学生进行讨论并构建数学模型。学生们在课堂上就能够获得更多的思考和讨论的机会,能够充分调动学生们的积极性,使其能够立足实际进行思考,这样一来就形成了以实际问题为基础的数学建模教学特色。
3.3积极参加数学模型课等相关课程与活动
数学应用综合性的实验,要求我们掌握数学知识的综合性运用,做法是老师先讲一些数学建模的一些应用实例,然后学生上机实践,强调学生的动手实践。数学实验课应该说是数学模型的辅助课程,主要培养我们的数学思维和创新能力,还应当组织一些建模比赛,不断提升数学建模的综合水平。
上述几个部分的论述与分析,我们看到,在应用数学中加强建模思想具有非常重要的意义,不仅需要在课堂学习过程中认真掌握数学理论知识,还应当深入了解数学理论在实际生活中的可用之处,尽可能的使应用数学与自身所学专业相联系,这样,才能够使应用数学的能力与水平在日常实践过程中得到提升。就当前高等数学的现状来看,加强创新意识以及将实际问题转化为数学问题能力的培养,提升综合运用本专业知识以来解决实践问题的能力,使创新思维得到最大限度的发挥。
[1]余荷香,赵益民.数学建模在高职数学教学中的应用研究[j].出国与就业(就业版),20xx(10).
[2]关淮海.培养数学建模思想与方法高职高专数学教改之趋势[j].职大学报,20xx(02).
[3]李传欣.数学建模在工程类专业数学教学中的应用研究[j].中国科教创新导刊,20xx(35).
[4]李秀林.高等数学教学中渗透数学建模的探讨[j].吉林省教育学院学报(学科版),20xx(08).
[5]吴健辉,黄志坚,汪龙虎.对数学建模思想融入高等数学教.学中的探讨[j].景德镇高专学报,20xx(04).
1、从应用数学出发数学建模主要是通过运用数学知识解决生活中遇到实际问题的全过程。要让数学建模思想与大学数学教学课程进行有效的融合,最佳切入点就是课堂上把用数学解决生活中的实际问题与教学内容相融合,以应用数学为导向,训练学生综合运用数学知识去刻画实际问题、提炼数学模型、处理实际数据、分析解决实际问题的能力,培养学生运用数学原理解决生活问题的兴趣和爱好。授课过程中,要改变以往单纯地进行课堂灌输的行为,多引入应用数学的内容,通过师生互动、课堂讨论、小课题研究实践等多种形式灵活多样的教学方法,培养引导学生树立应用数学建模解决实际问题的思想。
2、从数学实验做起要加强独立学院学生进行数学实验的行为,笔者认为数学建模与数学实验有着密切的联系,两者都是从解决实际问题出发,当前的大学生数学实验基本上是应用数学软件、数值计算、建立模型、过程演算和图形显示等一系列过程,因此进行数学实验的全过程就是数学建模思想的启发过程。但是我国的教育资源和教学方针限制了独立学院学生的学习环境和学习资源,能够进行数学实验的条件还是有限的。即使个别有实验能力的学校,也未能进行充分利用,数学实验课的内容随意性较大,有些院校将其降格为软件学习课程或初级算法课。根据调研,目前大部分独立学院未开设此类课程,这是数学建模思想与大学数学教学课程融合的一大损失,不利于学生创新思维能力的提高。各校应当积极创造条件,把数学实验课设为大学数学的必修课,争取设立数学建模选修课,并积极探索、逐步实现把数学建模的思想和方法融入大学数学的主干课程。
3、从计算机应用切入数学是为理、工、经、管、农、医、文等众多学科服务的基础工具,它在不同的领域因为应用程度不同而导致被重视的程度不同。但在当今的信息化时代,计算机的广泛应用和计算技术的飞速发展,使科学计算和数值模拟已成为绝大多数学科的必要工具和常用手段。数学在不同学科领域有了共同的主题,即应用数学建模,通过计算机对各自领域的科学研究、生活问题等进行模拟分析,这成为数学建模思想在跨学科领域交流和传播的一个重要途径。每个领域的教学可以计算机应用为切入点,让数学建模思想与数学授课无缝结合,在提高学生掌握知识能力、挖掘培养创新思维的同时,增加了大学数学课程内容的丰富性、实用性,促进教学手段变革和创新。因此,大学应以适应现代信息技术发展的形势和学生将来的需求为契机,加快改进大学数学课程教学方式,把数学建模的思想和方法以及现代计算技术和计算工具尽快融入大学数学的主干课程当中。
大学数学课程是大学工科各专业培养计划中重要的公共基础理论课,其目的在于培养工程技术人才所必备的数学素质,为培养我国现代化建设需要的高素质人才服务。数学建模课程的必修化,要从能够扩充学生的知识结构,培养学生的创造性思维能力、抽象概括能力、逻辑推理能力、自学能力、分析问题和解决问题能力的角度出发,建立适合独立学院学生的数学建模教学内容。日前独立学院开展数学建模活动涉及内容较浅,缺少相应的数学建模和数学实验方而的教材。笔者近几年通过承担此类课题的研究,认为应该加强以下内容的建设:
。2、开设选修课拓展知识领域,让学生可以通过选修数学建模、运筹学、开设数学实验(介绍matlab、maple等计算软件课程),增加建立和解答数学模型的方法和技巧。比如以前用的“文曲星”电子词典里的贷款计算,就是一个典型的运用数学模型方便百姓自己计算的应用。这个模型单靠数学和经济学单方面的知识是不够的,必须把数学与经济学联系在一起,才能有效解决生活中的问题。
3、积极组织学生开展或是参加数学建模大赛比赛是各个选手充分发挥水平、展示自己智慧的途径,也是数学建模思想传播的最好手段。比赛可以让各个选手发现自己的不足,寻找自身数学建模出发点的缺陷,通过交流,还可以拓展学生思维。因此,有必要积极组织学生参入初等数学知识可以解决的数学模型、线性规划模型、指派问题模型、存储问题模型、图论应用题等方面的模拟竞赛,通过参赛积累大量数学建模知识,促进数学建模在教学中扮演更重要的`角色。教师应该对历年的全国大学生数学建模竞赛真题进行认真的解读分析,通过对有意义的题目,如20xx年的《葡萄酒的评价》、《太阳能小屋的设计》,20xx年的《交巡警服务平台的设置与调度车灯线光源的计算》、20xx年的《眼科病床的合理安排》等,与生活相关的例子进行讲解分析,提高学生对数学建模的兴趣和对模型应用的直观的认识,实现学校应用型人才的培养。
4、加快教育方式的转变高等教育设立数学这门学科就是为了应用服务,内容应重点放在基本概念、定理、公式等在生活中的应用上。而传统的高等数学,除了推导就是证明,因此,要对传统内容进行优化组合,根据教学特点和学生情况推陈出新,要注重数学思想的渗透和数学方法的介绍,对高等数学精髓的求导、微分方法、积分方法等的授课要重点放在解决实际生活的应用上。要结合一些社会实践问题与函数建立的关系,分析确定变量、参数,加强有关函数关系式建立的日常训练。培养学生对一些问题的逻辑分析、抽象、简化并用数学语言表达的能力,逐步将学生带入遇到问题就能自然地去转化成数学模型进行处理的境界,并能将数学结论又能很好反向转化成实际应用。
21世纪我国进入了大众教育时期,高校招生人数剧增,学生水平差距较大,需要学校瞄准正确的培养方向。通过对美国教学改革的研究,笔者认为我国的数学建模思想与大学数学教学课程融合必须尽快在大学中广泛推进,但要注意一些问题:第一,数学教学改革一定要基于学生的现实水平,数学建模思想融入要与时俱进。第二,教学目标要正确定位,融合过程一定要与教学研究相结合,要在加强交流的基础上不断改进。第三,大学生数学建模竞赛的举办和参入,要给予正确的理解和引导,形成良性循环。要根据个人兴趣爱好,注重个性,不应面面强求。第四,传统数学思想与现在数学建模思想必须互补,必修与选修课程的作用与角色要分清。数学主干课程的教学水平是大学教学质量的关键指标之一,具备数学建模思想是理工类大学生能否成为创新人才的重要条件之一。两者的融合必将促进我国教学水平和质量的提高,为社会输送更多的实用型、创新型人才。
计算数学建模是用数学的思考方式,采用数学的方法和语言,通过简化,抽象的方式来解决实际问题的一种数学手段。数学建模所解决的问题不止现实的,还包括对未来的一种预见。数学建模可以说和我们的生活息息相关,尤其是如今科技发达的今天。数学建模应用领域超乎我们的想象,甚至达到无所不及的程度,随着数学建模在大学教学中的广泛使用,使数学建模不止成为一种学科,更重要的是指导新生代更好的利用现代科学技术,成为高科技人才,把我国人才强国,科教兴国的战略推向一个新的高度。
1.1数学建模引进大学数学教学的必要。教学过程,是教师根据社会发展要求和当代学生身心发展的特点,借助教学条件,指导学生通过认识教学内容从而认识客观世界,并在此基础之上发展自身的过程,即教学活动的展开过程。以往高工专的数学教学存在着知识单一,内容陈旧,脱离实际等缺陷,已经不能满足时代的发展,如今的数学教学过程不是单纯的传授数学学科知识,而是通过数学教学过程引导学生认识科学,理解科学,从而指导实践,促进学生的德智体美劳全面的进步和发展。因此数学建模成为一门学科,被各大高等院校广泛引用和推广,其实数学建模不止应用在大学数学教学中,其他一切教学过程多可引进数学建模。1.2数学建模在大学数学教学中的运用。大学数学教师通过这个数学建模过程来引导学生解决问题和指导实践的能力。再次建模结果对现实生活的指导,这是大学数学教学中数学建模所需要达到的效果和要求。不再停留在理论学习,而是通过理论指导实践,从而为科学的进步和人才综合水平的提高提供可能。
2.1数学建模对数学学科和其他学科学生的巨大影响力学习数学建模,能够使一个单独的数学家变成经济学家,物理学家还有金融学家,甚至是艺术家,只要正握数学建模就能指导学生通过掌握数学建模的思维和方法向其他领域学习和进步。数学建模成为连接数学和其他领域的纽带,是当今数学科学在其他领导应用的桥梁,是数学技术转化为其他技术的途径,数学建模在学生中越来越受到关注和欢迎,越来越多的学生开始学习数学建模,尤其是数学界和工程界的学生,这成为当今学生成为现代科技工作者必须掌握的只是能力之一。
2.2数学建模对学生综合能力的提高数学建模是大学数学教师运用数学科学去分析和解决实际问题,在数学建模学习的过程中,大学生的数学能力得到提高,其分析问题、解决问题的能力得到提高,这对大学生毕业走向社会具有着重大意义。通过数学建模的学习和应用,激发大学生学习数学和应用数学的能力,运用数学的思维和方法,利用现代计算机科学,来解决数学及其他领域的问题。
数学建模引入大学数学教学,这是时代的进步,是时代对当代大学教师提出的新要求,尤其是大学数学教师,其不再停留在以往的单纯的数学知识讲授方向,而是将数学科学作为基础,引导当代大学生发散思维,发挥主观能动性,从而学习数学科学,并运用数学科学解决现实问题。在这个过程中大学教师的专业知识得到提高,其创新精神也得到了极大的丰富。大学数学教师不止完成数学教学,更重要的是培养了高科技的人才,这对大学数学教师的社会地位也有了相应的改变,在尊重人才,尊重科学的氛围中,大学数学教师及其他学科的教师得到了鼓舞,得到了进步,得到了认可。数学建模越来越重要,关于数学建模的各种国内国际大赛频频举办,这对大学数学教师在知识,体力和创新性上都提出新的要求,为了更好的参与数学建模比赛,大学数学教师投入更多的时间和经历在学生教育和数学建模中,他们成为真正的台前和幕后的指挥者。
随着现代大学学科的丰富,尤其是计算机科学的广泛应用,大学数学教学的跨时代发展,数学建模成为各个高校数学教学的重点内容,数学建模教学吸纳数学家,计算机学家等多个学科专家的意见,从而为培养出综合行的高科技人才做好充分的准备。可以说数学建模教学是当今大学数学教学的主旋律,是数学科学和其他科学进步发展的方向和原动力。
[1]李进华.教育教学改革与教育创新探索.安徽:安徽大学出版社,20xx.8.
[2]于骏.现代数学思想方法.山东:石油大学出版社,1997.
摘要:数学作为很多学科的计算工具,可以说是现代科学的基础,要想利用数学来解决实际问题,首先要建立相应的数学模型,本文在数学建模思想概念和特点的基础上,从计算机软件、实际生活中的应用等方面,对其应用的发展进行了分析,最后从分析问题、建立模型、校验模型三个阶段,对数学建模的方法,进行了深入的研究。
关键词:数学建模;思想;应用;方法;分析
引言
随着自然科学的发展,利用数学等思想来解决实际问题,越来越受到人们的重视,数学作为一门历史悠久的自然科学,是在实际应用的基础上发展起来,但是随着理论研究的深入,现在数学理论已经非常先进,很多理论都无法付诸实践,在这种背景下,如何利用现有的数学理论来解决实际问题,成为了很多专家和学者研究的问题。通过实际的调查发现,要想利用数学来解决实际问题,首先要建立相应的数学模型,将实际的问题转化成数学符号的表达方式,这样才能够通过数学计算,来解决一些实际问题,从某种意义上来说,计算机就是由若干个数学模型组成的,计算机软件之所以能够解决实际问题,就是根据实际应用的需要,建立了一个相应的数学模型,这样才能够让计算机来解决。
1数学建模思想分析
1.1数学建模思想的概念
数学是一门历史悠久的自然科学,在古时候,由于实际应用的需要,人们就已经开始使用数学来解决实际问题,但是受到当时技术条件的限制,数学理论的水平比较低,只是利用数学来进行计数等,随着经济和科技水平的提高,尤其是在工业革命之后,自然科学得到了极大的发展,对于利用自然科学来解决实际问题,也成为了人们研究的重点,在市场经济的推动下,人们将这些理论知识转化成为产品。计算机就是在这种背景下产生的,在数学理论的基础上,将电路的通和不通两种状态,与数学的二进制相结合,这样就能够让计算机来处理实际问题,从本质上来说,这就是数学建模思想的范畴,但是在计算机出现的早期,数学建模的理论还没有形成,随着计算机软件技术的发展,人们逐渐的意识到数学建模的重要性,发现利用数学建模思想,可以解决很多实际的问题,而数学建模的概念,就是将遇到的实际问题,利用特定的数学符号进行描述,这样实际问题就转化为数学问题,可以利用数学的计算方法来解决。
1.2数学建模思想的特点
如何解决实际问题,从有人类文明开始,就成为了人们研究的重点,随着自然科学的发展,出现了很多具体的学科,利用这些不同的学科,可以解决不同的实际问题,而数学就是其中最重要的一门学科,而且是其他学科的基础,如物理学科中,数学就是一个计算的工具,由此可以看出数学的重要性,进入到信息时代后,计算机得到了普及应用,无论是日常生活中还是工作中,计算机都有非常重要的应用,而在信息时代,注重的是解决问题的效率。与其他解决问题的方式相比,数学建模显然更加科学,现在数学建模已经成为了一门独立的学科,很多高校中都开设了这门课程,为了培养学生们利用数学解决实际问题的能力,我国每年都会举办全国性的数学建模大赛,采用开放式的参赛方式,对学生们的数学建模能力进行考验,而大赛的题目,很多都是一些实际问题,对于比赛的结果,每个参赛队伍的建模方式都有一定的差异,其中选出一个最有效的方式成为冠军。由此可以看出,对于一个实际的问题,可以建立多个数学模型进行解决,但是执行的效率具有一定的差异,如有些计算的步骤较少,而有些计算的过程比较简单,而如何评价一个模型的效率,必须从各个方面进行综合的考虑。
2数学建模思想的应用
2.1计算机软件中数学建模思想的应用
通过深入的分析可以知道,计算机之所以能够解决实际问题,很大程度上依赖与计算机软件,而计算机软件自身就是一个或几个数学模型,在软件开发的过程中,首先要进行需求的分析,这其实就是数学建模的第一个环节,对问题进行分析,在了解到问题之后,就要通过计算机语言,对问题进行描述,而计算机语言是人与计算机进行沟通的语言,最终这些语言都要转化成0和1二进制的方式,这样计算机才能够进行具体的计算。由此可以看出,计算机就是依靠数学来解决实际问题,而每个计算机软件,都可以认为是一个数学模型,如在早期的计算机程序设计中,受到当时计算机技术水平的限制,采用的还是低级语言,由于低级语言人们很难理解,因此在程序编写之前,都会先建立一个数学模型,然后将这个模型转化成相应的计算机语言,这样计算机就可以解决实际的问题,由于计算机能够自行计算的特点,只要输入相应的参数后,就可以直接得到结果,不再需要人为的计算。
2.2数学建模思想直接解决实际问题
经过了多年的发展,现在数学建模自身已经非常完善,为了培养我国的数学建模人才,从1992年开始,每年我国都会举办一届全国数学建模大赛,所有的高校学生都可以参加,大赛采用了开放性的参赛方式,通常情况下,对于题目设置的也比较灵活,会有多个题目提供给队员选择,学生可以根据自己的实际情况,来选择一个最适合自己的问题。而数学建模大赛举办的主要目的,就是让学生们掌握如何利用数学理论,来解决实际问题,在学习数学知识的过程中,很多学生会认为,数学与实践的距离很远,学习的都是纯理论的知识,学习的兴趣很低,与一些实践密切相关的学科相比,选择数学专业的学生很少,而数学建模的出现,在很大程度上改善了这种情况,让人们真正的了解数学,并利用数学来解决复杂的问题。受到特殊的历史因素影响,我国自然科学发展的起步较晚,在建国后经历了很长一段时间封,闭发展,与西方发达国家之间的交流比较少,因此对于数学建模等现代科学,研究的时间比较短,导致目前我国很少会利用数学建模来解决实际问题,相比之下,发达国家在很多领域中,经常会用到数学建模的知识,如在企业日常运营中,需要进行市场调研等工作,而对于这些调研工作的处理,在进行之前都会建立一个数学模型,然后按照这个建立的模型来处理。
2.3数学建模思想应用的发展
从本质上来说,数学是在实际应用的基础上,逐渐形成的一门学科,但是受到当时技术水平的限制,虽然人们已经懂得去计算,却并知道自己使用的是数学知识,随着自然科学的发展,对数学的应用越来越多,而数学自身理论的发展速度很快,远远超过了实际应用的范围,同时随着其他学科的发展,数学变成了一种计算的工具,因此数学应用的第一个阶段中,主要是作为一种工具。随着电子计算机的出现,对数学的应用达到了一个极限,人们在数学和物理的基础上,制作出了能够自动计算的机器,在计算机出现的早期,受到性能和体积上的限制,只能进行一些简单的数学计算,还不能解决实际的问题,但是计算机语言和软件技术的.发展,使其在很多领域得到了应用,在计算的基础上,能够解决很多问题,而软件程序的开发,其实就是建立数学模型的过程,由此可以看出,数学建模思想应用的第二阶段中,主要是以现代计算机等电子设备的方式,来解决实际的问题。
3数学建模思想应用的方法
3.1分析问题
数学模型的应用都是为了解决实际问题,虽然很多问题都可以通过建模的方式来解决,但是并不是所有的问题,因此在遇到实际问题时,首先要对问题进行具体的分析,首先就是看是否能够转化成数学符号,如果能够直接用数学语言来进行描述,那么就可以容易的建立相应的数学模型,但是通过实际的调查发现,随着经济和科技的发展,遇到的问题越来越复杂,其中很多都无法直接用数学语言来描述,这就增加了数学建模的难度。由此可以看出,分析问题作为数学建模的第一个环节,也是最重要的一个环节,如果问题分析的不够具体,那么将无法建立出数学模型,同时对数学模型的建立也具有非常重要的影响,通过实际的调查发现,能够建立高效率的数学模型,都是对问题分析的比较彻底,甚至有些独特的理解,只有这样才能够采用建立一个最简单的模型,而随着数学建模自身的发展,现在建立模型的过程中,对于一个实际的问题,经常需要建立多个模型,这样通过多个数学模型协同来解决一个问题。
3.2数学模型的建立
在分析实际问题后,就要用数学符号来描述要解决的问题,这是建立数学模型的准备环节,要想利用数学来解决实际问题,无论采用哪种方式,都要转化成数学语言,然后才能够通过计算的方式解决,而数学模型的过程,就是在描述完成后,建立相应的数学表达式,通常情况下,在分析问题时,都能够发现某种内在的规律,这个规律是数学建模的基础。如果无法找到这个规律,显然就不能利用现有的一些数学定律,从而建立相应的表达式,最后解决相应的问题,由此可以看出,分析问题的内在规律,是影响数学建模的重要因素,而这个规律的发现,除了在现有的数学知识外,也可以结合其他学科的知识,尤其是现在遇到的问题越来越复杂,对于以往简单的问题,只需要建立一个简单的模型即可解决,而现在复杂的问题,经常需要建立多个模型。因此现在数学建模的难度越来越大,从近些年全国数学建模大赛的题目就可以看出,对于问题的描述越来越模糊,甚至出现了一些历史上的难题,而不同学生根据自己的理解,建立的模型也具有很大的差异,其中一些模型非常新颖,为实际问题的解决提供了良好的参考,目前我国对数学建模的研究有限,尤其是与西方发达国家相比,实践的机会还比较少。
3.3数学模型的校验
在数学模型建立之后,对于这个模型是否能够解决实际问题,具体的执行效率如何,都需要进行校验,因此检验是数学模型建立最后的一个环节,也是非常重要的一个步骤,通常情况下,经过校验都能够发现模型中存在的一些问题,从而进行完善,这样才能够保证严谨性,在实际校验的过程中,要对数学模型的每个部分进行验证,通过输入特定的数据,看得到的结果是否符合理论值,如果没有问题,就说明该模型可以解决实际问题。除了检验模型的准确外,校验还有另外一个作用,就是优化模型,在选定数据后,能够看到数学模型计算的整个过程,这时就可以对具体的细节进行优化,如哪部分可以减少计算的步骤,或者简化计算的方式等,这样可以使整个模型更加科学、合理,由此可以看出,校验工作对于数学模型的建立,具有非常重要的意义。
4结语
通过全文的分析可以知道,对于数学理论的应用,从很久之前就已经开始了,但是数学建模思想的出现,却是随着计算机技术的发展,逐渐形成的一门学科,电子计算机的出现,在很大程度上改变了处理事情的方式,利用计算机软件,只要输入相应的参数,就可以直接得到结果,这正是数学模型完成的任务,只是计算机的出现,省略了中间的计算过程,因此计算机软件的方式,是数学建模思想最好的应用方法,要想解决不同的问题,只要建立不同的模型,然后编写相应的程序。
为了培养小学生良好的数学学习兴趣,激发他们的数学潜能,教师需要采取必要的措施注重数学建模思想的有效培养,促进学生的全面发展。在制定相关培养策略的过程中,教师应充分考虑小学生的性格特点,提高数学建模思想培养的有效性。基于此,文章将从不同的方面对小学生数学建模思想的培养策略进行初步的探讨。
作为小学数学教学中的重要组成部分,数学建模思想的渗透及相关教学活动的顺利开展,有利于提高复杂数学问题的处理效率,保持数学课堂教学的高效性。要实现这样的发展目标,增强小学生数学建模思想的实际培养效果,需要加强对学生动手实践能力的培养,激发学生的更高兴趣。建模的过程涉及问题表述、求解、必要解释及有效验证,在这四个环节中,可能会存在一定的问题,影响着数学教学计划的实施。因此,教师需要利用学生动手实践能力的作用,实现数学建模思想的有效培养,促使小学生能够在数学建模过程中享受到更多的快乐。比如,在讲解“认识角”知识的过程中,某些学生认为边越长角度也越大。为了使学生能够对其中的知识点有更加正确而全面的认识,教师可以通过在黑板上设置一些能够活动的三角板,让学生亲自动手操作,以此得出角与边长的正确关系,为后续教学计划的实施打下坚实的基础。通过这种教学方法的合理运用,可以激发出学生们在数学建模学习中的更高兴趣,丰富他们的想象力,从而使他们对数学建模思想有一定的了解,在未来学习过程中能够保持良好的`数学建模能力。
通过对小学阶段各种数学实践教学活动实际概况的深入分析,可知构建良好的数学模型有利于加深学生对各知识(福建省莆田市秀屿区东峤前江小学,福建莆田351164)点的深入理解,增强其主动参与数学建模教学活动的积极性。因此,为了使小学生数学建模思想培养能够达到预期的效果,教师需要结合实际的教学内容,建立必要的数学参考模型,提升学生对数学建模思想的整体认知水平。比如,在讲授“异分母分数加减法”这部分知识的过程中,可以设置“0.8千克+300克”“1.6千克-400克”等问题,向学生提问是否可以直接计算,并说出原因。当学生通过对问题的深入思考,总结出“单位不同不能直接计算”的结论后,继续向学生提问小数计算中为什么每一位都要对齐,实现“计数单位统一后才能计算”这一数学模型的构建。在这样的教学过程中,学生可以加深对知识点的理解,实现数学建模思想的有效培养。
加强小学生数学建模思想的有效培养,需要在具体的教学活动开展中注重对数学思想的灵活运用,增强相关模型构建的可靠性,促使学生在长期的数学学习中能够不断提高自身的数学能力,运用各种数学知识处理实际问题。比如,在“角的度量”这部分内容讲解的过程中,为了提高学生对角的分类及画角相关知识点的深入理解,教师可以将所有的学生分为不同的小组,让学生们通过小组讨论的方式,对角的正确分类及如何画角有一定的了解,并让每个小组代表在讲台上演示画角的过程。此时,教师可以通过对多媒体教学设备的合理运用,利用动态化的文字与图片对其中的知识要点进行展示,确保学生们能够在良好的教学模式中提升自身的认知水平,并在不断的思考过程中逐渐形成良好的创造性思维,强化自身的创新意识。比如,在讲解“图形变换”中的轴对称、旋转知识点的过程中,教师应通过对学生的正确引导,运用三角板、圆柱等教学辅助工具,让学生从不同的角度对各种轴对称图形、旋转后得到的图形进行深入思考,提高自身数学建模过程中的创新能力,从不同的角度深入理解图像变换过程,对这部分内容有更多的了解。因此,教师应注重小学生数学建模思想培养中多方位思考方式的针对性培养,提高学生的创新能力,优化学生的思维方式,全面提升小学数学建模教学水平。
总之,加强小学生数学建模思想培养策略的制定与实施,有利于满足素质教育的更高要求,实现对小学生数学能力的有效锻炼,确保相关的教学计划能够在规定的时间内顺利地完成。与此同时,结合当前小学数学教育教学的实际发展概况,可知灵活运用各种科学的数学建模思想培养策略,有利于满足学生数学建模学习中的多样化需求,为相关教学目标的顺利实现提供可靠的保障。
[1]童小艳.小学数学教学中培养学生建模思想的策略[j].学子(教育新理念),20xx(6).
[2]白宁.先学而后教——小学生数学建模思想培养的捷径[j].数学学习与研究,20xx(16).
:本文从“如何培养学生实践应用能力提高就业素质”出发,通过对大专院校进行广泛的调研,分析了目前高职院校开展数学建模的现状,并总结了黑龙江交通职业技术院校开展数学建模教学与竞赛活动的经验和做法,对指导高职院校的数学建模实践教学工作具有重要意义。
:数学建模竞赛;教学改革;实践教学
中国大学生数学建模竞赛是目前全国高校中规模最大、影响最广的大学生课外科技活动,它在培养大学生知识的应用能力、创新能力以及团队的合作精神、顽强的意志品质等方面都显示了独特的作用和优势。然而,大学生数学建模竞赛在高职学院的开展却起步迟缓且步履维艰,如何改变现状,促进大学生数学建模竞赛在高职学院持续健康发展,已经成为教育工作者研究的重要课题。
总体来说起步较缓慢,以黑龙江赛区为例,参加全国大学生数学建模竞赛的院校和参赛队虽然逐年增加,20xx年达到了34所参赛院校共444支参赛队,但是高职学院参赛的少,仅占全省高职学院的1/3,有的高职学院长期徘徊在竞赛之外,有的断断续续,今年参赛明年休息。分析其原因主要有两个:一是部分高职学院对大学生数学建模竞赛十分陌生,对竞赛的意义缺乏认识,没有配套的实施办法和有效的激励机制;二是竞赛的指导教师匮乏,能力有限,目前高职数学教师队伍严重萎缩,有的学院数学教研室只剩一两个人。
参加数学建模竞赛需要扎实的数学功底和良好的应用意识。而高职的课程体系突出专业技能的培养,通常只在一年级开设一个学期的“高等数学”课程,总学时一般仅有30学时,有的甚至不开数学课。教学内容以一元微积分的基本概念和简单算法为主。大多数参赛的高职院校,仅仅是为竞赛而竞赛,极少关注数学建模思想和方法在深化数学教学改革、促进课程建设等方面的作用。
高职学生总体水平较差,但对从未接触过的数学建模充满好奇。然而数学建模竞赛对学生的知识和能力要求都比较高,同时因高职学生二年级末就要面临顶岗实习和就业问题,参赛学生通常只能在一年级中选拔,他们的基础和能力显然都没有本科生扎实,因此赛前培训的工作量非常大。
通过数学建模竞赛可以提高学生的综合素质,是培养学生综合能力的有效途径。数学建模竞赛可以培养团队精神与合理表达自己思想和综合运用知识的能力等,所有这些对提高学生的素质都是很有帮助的,且非常符合当今提倡素质教育精神。
数学建模竞赛不同于其它各种具有单个学科如:数学竞赛,物理竞赛,计算机程序设计竞赛等的竞赛,因为这些竞赛只涉及到一门学科,甚至一门课程的知识,而数学建模竞赛涉及到数学学科,计算机学科等其他许多学科的知识,仅数学学科就涉及到高等数学,线性代数,概率统计,计算方法,运筹学,图论,数学软件等方面的知识。学生要想在数学建模竞赛中取得好成绩,除了具有以上数学知识外,还要有较好的计算机编程能力,网上查阅资料的能力及论文写作能力等,此外,他们还应有接触各种新知识的环境和喜好。因为数学建模的竞赛题远非只是一个数学题目,而更多是一个初看起来与数学没有联系的实际问题,它涉及到很多知识,有些还是当前尚未解决的问题,如:飞行管理问题,dna排序问题等就是较有代表性的数学建模考试题目。通常数学建模题目只给出问题的描述和要达到的目的,参赛学生要做的事情是将问题用数学语言转化成数学问题,然后在数学的背景下使用计算机或数学软件来求解,最后再根据所得的解来解释和检验所给的实际问题。与数学竞赛不同的是,数学建模赛题没有标准的正确答案,试卷的评分标准是看学生解决问题和创新的能力.因此要做好一个数学建模问题并不是一件容易的事情,需要学生很多的知识以及对所学各种知识的综合运用,对学生是一个挑战。
数学建模竞赛的题目由工程技术、经济管理、社会生活等领域中的实际问题简化加工而成,没有事先设定的标准答案,但留有充分余地供参赛者发挥其聪明才智和创造精神。竞赛以通讯形式进行,三名大学生组成一队,在三天时间内可以自由地收集资料、调查研究,使用计算机、软件和互联网,但不得与队外任何人(包括指导教师在内)以任何方式讨论赛题。竞赛要求每个队完成一篇用数学建模方法解决实际问题的科技论文。竞赛评奖以假设的合理性、建模的创造性、结果的正确性以及文字表述的清晰程度为主要标准。可以看出,这项竞赛从内容到形式与传统的数学竞赛不同,是大学阶段除毕业设计外难得的一次“真刀真枪”的训练,相当程度上模拟了学生毕业后工作时的情况,既丰富、活跃了广大同学的课外生活,也为优秀学生脱颖而出创造了条件。
竞赛让学生面对一个从未接触过的实际问题,运用数学方法和计算机技术加以分析、解决,他们必须开动脑筋、拓宽思路,充分发挥创造力和想象力,从而培养了学生的创新意识及主动学习、独立研究的能力。
通过数学建模竞赛可以推动高校的教育教学改革。十几年来在竞赛的推动下许多高校相继开设了数学建模课程以及与此密切相关的数学实验课程,出版了两百多本相关的教材,一些教师正在进行将数学建模的思想和方法融入数学主干课程的研究和试验。
数学教育本质上是一种素质教育,要体现素质教育的要求,数学的教学不能完全和外部世界隔离开来,关起门来在数学的概念、方法和理论中打圈子,处于自我封闭状态,以致学生在学了许多据说是非常重要、十分有用的数学知识以后,却不怎么会应用或无法应用。开设数学建模和数学实验课程,举办数学建模竞赛,为数学与外部世界的联系打开了一个通道,提高了学生学习数学的积极性和主动性,是对数学教学体系和内容改革的一个成功的尝试。
数学建模教学和竞赛活动中经常用到计算机和数学软件,普遍采取案例教学和课堂讨论,丰富了数学教学的形式和方法。经过几年来参加数学建模竞赛和教学方法和手段的改革,一方面教师的'知识面拓宽了,知识结构改善了,利用数学工具和计算机找出解决实际问题的意识和能力提高了,另一方面,由于理论与实际的结合多,学生的动手能力增强了,学习的主动性和积极性有了很大的提高,同时也培养了学生的创新意识和解决实际问题的能力。
近年来,我校一直有序地组织学生参加数学建模竞赛,学校领导和教务处等有关部门非常重视和支持学生参加数学建模竞赛,逐步探索完善了一套合理的激励机制,激发指导教师的工作积极性和学生的参赛荣誉感及学习积极性。
我校开展的数学建模竞赛活动是采用第二课堂课余活动的形式进行的。由数学教研室负责每学期对学生进行集体强化培训,以提高建模水平,培养学生之间的团队协作精神。通常我们在每年四月份组织校级竞赛,然后评选出五个代表队的优秀论文参加东三省数学建模联赛的评奖。通过校级的比赛在全校范围内选拔出队员,再进行深入的培训,最后参加全国比赛。
我校历年来在大学生数学建模竞赛活动中保持优秀成绩,涌现了一批优秀的指导教师和学生。20xx年黑龙江交通职业职业技术学院第一次组队参加东北三省大学生数学建模竞赛,由于领导重视,工作扎实,平时训练重过程、重细节,竞赛中队员们表现出了良好的意志品质和团队精神,最终取得了不俗的成绩:5个参赛队中,1个队荣获省一等奖,另有1个队获省二等奖。20xx年参加东北三省数学建模联赛,四个队获得二等奖;20xx年参加全国大学生数学建模竞赛,一个队获得省级二等奖,一个队获得省级三等奖;20xx年参加东北三省数学建模联赛,一个队获得一等奖,三个队获得二等奖。事实证明:通过自身的努力,高职学院可以在全国大学生数学建模竞赛中取得较好成绩,而高职学生也必定会在艰苦的培训和竞赛过程中得到锻炼和提高。
尽管目前高职学院开展大学生数学建模竞赛活动仍有不少困难,但是我们有理由相信,在社会各界的关心和支持下,这一项能使高职学生、教师和学院全面受益的竞赛不仅值得我们为之努力,而且一定能越办越好。
3.3增强选择数学模型的能力。
选择数学模型是数学能力的反映。数学模型的建立有多种方法,怎样选择一个最佳的模型,体现数学能力的强弱。建立数学模型主要涉及到方程、函数、不等式、数列通项公式、求和公式、曲线方程等类型。结合教学内容,以函数建模为例,以下实际问题所选择的数学模型列表:
函数建模类型实际问题
一次函数成本、利润、销售收入等
二次函数优化问题、用料最省问题、造价最低、利润最大等
幂函数、指数函数、对数函数细胞分裂、生物繁殖等
三角函数测量、交流量、力学问题等
3.4加强数学运算能力。
数学应用题一般运算量较大、较复杂,且有近似计算。有的尽管思路正确、建模合理,但计算能力欠缺,就会前功尽弃。所以加强数学运算推理能力是使数学建模正确求解的关键所在,忽视运算能力,特别是计算能力的培养,只重视推理过程,不重视计算过程的做法是不可取的。
利用数学建模解数学应用题对于多角度、多层次、多侧面思考问题,培养学生发散思维能力是很有益的,是提高学生素质,进行素质教育的一条有效途径。同时数学建模的`应用也是科学实践,有利于实践能力的培养,是实施素质教育所必须的,需要引起教育工作者的足够重视。
对于高职院校的学生来讲,数学在其教学过程中起着基础性的作用,对于学生后续的学习相当关键。但是从现阶段高职院校数学教学的基本情况来看,数学教师的教学方法以及教学策略都相当落后,对于学生数学兴趣的提升造成了不同程度的影响。在这样的背景下,相关专家提出了数学建模的方式,希望以此提升高职院校高等数学的教学效率。本文结合数学建模在高职高专人才培养当中的意义和作用入手,对于其中的应用策略进行全面的分析,希望为相关单位提供一个全面的参考。
数学建模;思想;高等教学
随着我国社会的发展,经济产业结构日益升级,因此高等院校的人才需求日益扩大,对于高职教育的发展提供了前所未有的契机。在这样的背景下,从数学建模入手,将其思想融入到高等教育的数学教学当中,对于其中的策略和方法进行全面的研究应该是一项具有普遍现实意义的工作。
从近些年的发展来看,参加过数学竞赛的学生在科研能力等方面都具有比其他同学更强的优势,因此数学建模在提升学生创新能力、提高学生知识水平以及调动学生的.学习兴趣都具有十分重要的意义。比如在解决实际问题的时候,数学建模通过利用各种技巧,可以使得学生分析问题、创造能力得以全面的提升,进而使得学生在摒弃原始思考问题方式的基础上,敢于向传统的知识发出挑战,对于学生的综合能力的全面提升相当关键。其次,数学知识本就源于生活,因此在建模的基础上学生就可以带着问题去思考,这对于数学知识整体性的发挥以及解决问题能力的提升都具有十分重要的意义。最后,面对传统数学的解决方式,很多学生望而生畏,因此主动分析问题的欲望就会受到遏制。在这样的背景下,通过数学建模方式,学生会发现数学方法的灵活性,进而使得他们解决问题的能力得以全面的提升。
3.1制定切实可行的教学大纲,从而使得教学进度得以保障。教学大纲在高职教学当中起着十分重要的作用,这对于教学内容的合理性以及提升学生学习的针对性都具有十分重要的意义[1]。比如在教学高等数学(一)的选修模块时,教学大纲的制定应该结合学生的专业,从而使得学生的数学学习真正取得实效。比如可以为理工类的学生选择无穷级数以及傅里叶变换的内容;机械类的学生选择线性代数以及解析几何作为教学内容,从而使得学生的综合能力得以全面的提升。3.2开展“三段式”的教学模式。数学建模在以解决实际问题为核心的过程中,使得学生分析问题以及组织问题的能力得以全面的提升,这种方式的本质为素质教育,因此不能和现行的其他教学模式分割开来,这就需要相关部门开展“三段式”的教学模式,使得学生的数学兴趣得以全面的提升。其中,第一段需要还原数学知识的原创过程,使得学生明确数学知识的产生过程,进而让学生从生活案例当中发现数学的价值,比如知道极限是由人影的长度变化引起的,导数是由于驾车的速度引入的,使得学生发现知识的价值,进而就会大大提升自己的学习兴趣和探究意识。第二段:讲解数学知识。数学建模是在实际问题当中引入的,因此要通过具体数学知识的讲解使得学生明确数学建模的真正价值,比如在讲解微积分的过程中,可以以“极限-微分-积分”为主线,使得学生对于数学的分析能力真正得以提升[2]。然后在为学生积极引入大量数学图表的基础上,为增强学生的感性认识,进而提升学生的综合能力奠定坚实的基础。第三段:数学知识的运用。随着社会的发展,数学的应用在各行各业都发挥出巨大的作用,因此对于高等数学在实际生活当中发挥出来的作用进行全面的探究是实现这种知识价值的真正途径。在这样的背景下,高等数学教师要将每个知识点的运用真正灌输给学生,比如指数增长在银行计息当中的应用、定积分在学习曲线当中的应用、再生资源在数学开发以及管理当中的应用等等。从而使得学生数学学习中的创新意识以及应用能力得以全面的提升。3.3开设数学实验,提升学生的综合素质。数学建模为学生提供了一种真正的“数学实验”,在这种实验的过程中,学生对于数学知识的发展以及由来过程都会得到进行全面的考虑,这对于他们数学探索意识的提升具有十分重要的意义。另外,在计算机辅助实验的过程中,学生的动脑能力也会得到全面的提升,这对于学生主动的学习数学相当关键。因此在教学过程中,教师要积极利用这种方式对于学生进行全面的培养。
总之,随着我国经济水平的不断提升,社会对于高职院校的重视力度日益提升,因此对于高职院校当中数学建模思想在高等数学教学当中的应用进行全面的分析是实现学生综合素质得以全面提升的关键措施,这对于学生的长远发展也相当关键,相关教育工作者要加大在这方面的研究力度,力求将高职院校的学生培养成为新时代所需要的人才。
[1]吴健辉,黄志坚,汪龙虎.对数学建模思想融入高等数学教学中的探讨[j].景德镇高专学报,20xx,(4).
[2]张卓飞.将数学建模思想融入大学数学教学的探讨[j].湘潭师范学院学报(自然科学版),20xx,(1).
培养应用型人才是我国高等教育从精英教育向大众教育发展的必然产物,也是知识经济飞速发展和市场对人才多元化需求的必然要求。随着科学技术的不断发展,各学科各领域对实际问题的研究日益精确化与定量化,数学在科学研究与工程技术中的作用不断增强,其应用的范围几乎覆盖了所有学科分支,渗透到社会生活中的各个领域。前苏联数学家亚历山大洛夫曾说过,“数学在其它科学中,在技术中,在全部生活实践中都有广泛的应用”。1993年,王梓坤院士发表的著名报告《今日数学及其应用》中也深刻指出:“现代世界国家间的竞争本质上是高技术的竞争,而高技术本质上是一种数学技术。”数学是一门技术已经成为人们的共识。数学技术离不开数学建模,数学建模是把数学作为工具,并应用它解决实际问题的一种活动,它是一个跨学科、跨专业、综合性和应用性都非常强的过程,是数学应用的必由之路,是联系数学与实际问题的桥梁,是数学在各个领域广泛应用的媒介。因此,数学建模的过程是一个全而培养学生综合素质、提高学生各种能力的过程,数学建模是培养生产一线应用型人才的一条重要途径。
应用型人才是将专业知识和专业技能应用于社会实践的专门人才是熟练掌握社会生产或社会活动一线的基础知识和基本技能,主要从事一线生产的技术或专门人才社会对应用型人才的基本要求是具有基础扎实,知识而宽,应用能力强,素质高,有较强的创新精神和团队合作精神。他们的突出特点是既具有宽广的知识而和深厚的基础理论,又能将所学知识应用于本行业相关技术领域,适应产业发展对应用型人才市场需求的不断变化,还有接受继续教育的基础条件和进一步获取新知识的基本能力和扩展与职业相关的学科知识能力。
随着高等教育的不断扩招,高等教育的大众化趋势已越来越明显,在这种背景下,传统的“研究型”、“学术型”人才培养模式受到了严峻的挑战,因此,一些发达国家率先提出了“发展应用型大学”,“培养应用型人才”的口号。德国早在20世纪70年代就成立了应用科技大学,其应用型人才的培养特色鲜明,深受欢迎。美国的工程教育,英国的技术学院,日本的短期大学都以培养应用型人才而著称。近年来,我国高等院校对应用型人才的培养取得了一定的进展,但仍然存在认识上的不足,培养方案和措施仍有许多不尽如人意的地方,应用型人才的培养模式还有待于进一步探索。通过多年的实践和探索,根据应用型人才的特点和社会日益数字化,对应用型人才的要求以及数学在各行各业中的广泛应用、数学建模在应用型人才培养中具有不可替代的重要作用。
数学建模就是用数学语言、方法近似地刻画要解决的实际问题,对于已建立的模型采用推理、证明、数值计算等技术手段及相应的数学软件求解,并利用所得的结果拟合实际问题。数学建模在应用型人才培养中的作用主要体现在以下几个方面:
由于实际问题的'复杂性,在数学建模过程中要涉及到大量的数据收集和对数据的分析与处理,一个完整的建模过程一般要经历模型的假设、模型的建立与求解、算法的设计和计算机实现、对结果的分析与检验并将所得的结果模拟实际问题等几个阶段。这些过程只靠个人的力量在有限时间内是很难完成的,这就注定了数学建模是一个团队的集体行为,需要有师生之间、学生之间以及学生与社会之间的交流与合作。因此数学建模有利于提高学生的团队合作精神,而团队合作精神又是社会对应用型人才的基本要求。
数学建模所面临的数据是杂乱无章的,这就要求学生对这些数据进行去粗取精,去伪存真,归纳、提炼、整理、加工和总结,还需要对一些已知条件进行符号化和量化,然后从中抽象出恰当的数学关系,从而组建一定的数学模型,再用所学的数学理论和方法去求解数学模型。在对实际问题中的数据进行加工和整理过程中,为使问题简化,有些因素是可以忽略的,但有些因素不能忽略,究竟哪些因素可以忽略、哪些因素不能忽略并没有一定的范式,这要根据建模者对实际问题的理解、研究问题的目的以及数学背景来完成这个过程,应该说这是一个创造性的过程。另外,数学模型是对实际问题的近似刻画,为了使建立的数学模型尽可能完美地表达实际问题,又使模型易于求解,需要对模型进行不断的改进和不断的完善,这就要求学生不断对问题进行深入的了解,深入到知识的更深层面,这样又会产生新的疑问,这个过程多次循环们复,学生的创新能力将不断得到加强。创新能力也是社会对应用型人才的基本要求。
一个完整的数学建模过程是综合运用知识和能力,解决实际问题的过程。这不仅需要学生有较好的数学基础和严密的逻辑推理能力,还要求学生对问题的实际背景有一定的了解,要求学生有广博的知识和深厚的专业基础,并能对这些知识进行融会贯通。数学建模面临的数据}i-.}i是庞大而复杂的,对数据的处理过程是一个分析与综合,抽象与概括,比较与类比,系统化与具体化的过程。在这个过程中,学生的应变能力和多角度分析,多方位思考能力不断得到提高,综合素质不断得到加强。综合素质和能力是应用型人才的基本特征和社会对应用型人才的起码要求。
从实际问题中抽象出来的数学模型一般很复杂,因此模型的求解一般很困难,甚至无法求出模型的解析解,即使能求出模型的解析解,由于其复杂性而无多大的应用价值。所以数学模型的求解通常需要编写算法,运用某些数学软件利用计算机求其数值解,这就要求学生有较强的数学软件应用能力和对计算机的实际操作能力。在操作的过程中,学生的动手能力和实践能力自然而然得到提高。另外在数学建模中,需要进行调查研究,需要对有关的数据进行广泛的采集和补充,这就是应用型人才培养中所强调的实践性。
数学建模本身就是综合运用知识,解决实际问题的过程。数学建模中的很多典型案例,如“最优捕鱼策略”,“投资的收入和风险”,“车灯线光源的优化设计”等就较好地突现了知识的应用性。数学建模是数学应用的必由之路,是联系数学与实际问题的桥梁。一方面数学建模需要用数学语言、方法近似地刻画要解决的实际问题,另一方面数学建模需要利用所得的结果拟合实际问题,所有这些都与应用型人才的突出特点和社会对应用型人才的要求是一致的。
数学建模需要学生亲自参与问题的研究与探索,数据的收集和补充需要学生的积极参与,数据的处理和模型的建立需要学生的主动参与,模型的求解需要学生独立完成。数学建模一般需要综合运用多方面的知识,需要了解相关问题的背景材料,需要对相关的数据进行合理的取舍和有效的筛选,有些知识和相关的资料需要学生自己去查询,所有这些都为学生的自主学习提供了一个良好的“下台。另外,数学建模需要用自己的语言描述问题的解决过程,需要广泛的交流与合作,还需要进行论文的写作等等,这些都对学生语言表达能力的提高具有重要的作用。应用型人才的一个突出特点就是具有接受继续教育的基础条件和进一步获取新知识的基本能力和扩展与职业相关的学科知识能力,而自学能力和语言表达能力为进一步获取新知识等能力提供了良好的基础。
应该说,数学建模的作用是多方面的,通过数学建模的训练,学生获得了参与研究探索的体验,培养了收集、分析和利用信息的能力,学会了分享与合作,锻炼了学生的意志力、洞察力、想象力、自学能力、语言的翻译和表达能力以及综合应用专业知识解决实际问题的能力与分析问题、解决问题的能力,所有这一切都是应用型人才培养所要达到的目标,也是与应用型人才培养模式的四个基本点是一致的。因此数学建模能将应用型人才的突出特征和社会对应用型人才的要求体现得淋漓尽致,它在应用型人才的培养中具有不可替代的重要作用。
1.马克思有一句名言,“一门科学只有成功地应用了数学时,才算真正达到了完善的地步”。不论是自然科学还是社会科学都需要数学,都蕴含数学。一门科学要成功地应用数学,必须对这门学科中的问题建立数学模型。因此,建议高等院校的各个专业都要不同程度地开设数学建模课程,并根据专业的不同要求选择合适的数学建模内容,真正做到“人人学有用的数学,人人做有用的数学,人人用有用的数学”。
2.数学建模课程应增加实训内容,数学建模的学习应以实训内容为主。教师应根据学生的具体情况,女排布置具有综合性、开放性、灵活性和趣味性的实训题目,让学生自己进行调查研究,自己收集数据、分析数据和处理数据,模型的建立和求解要以学生为主体,并以论文的形式提交给教师,教师提供实时指导和帮助,对建模的结果进行有的放矢的点评,并将实训内容作为学生期末考评的主要内容和重要依据。
3.举办多种形式的数学建模竞赛,丰富数学建模的教学内容和教学方式,引进案例教学和专题讲座,通过对典型案例的深入剖析,激发学生的学习兴趣和积极性,培养学生的数学建模思想和坚忍不拔的毅力,聘请专家对一些典型问题进行专题讲座。
大量的应用型技能型人才,有效满足了社会各行各业的用工需求。随着国家对高职教育的重视和不断投入,提高教育的教学质量势在必行[1]。数学建模的核心是以数学模型为基础的实际运用,鉴于数学建模的这种特点,国内高职数学教育逐步把数学建模理念融入到课题教学中,提高学生的应用能力。以数学建模理念的告知书明确教学改革要求学生结合计算机技术,灵活运用数学的思想和方法独立地分析和解决问题,不仅能培养学生的探索精神和创新意识,而且能培养学生团结协作、不怕困难、求实严谨的作风[2]。笔者结合自身的教学工作经验,对基于数学建模理念的高职数学教学改革进行了探索,对教学实践中出现的问题进行了分析梳理,以期为高职数学教学改革提供新思路,推动高职数学教学水平的不断提高,培养出具有良好数学素养和专业技能的新型高职人才。
近年来,随着国内产业结构的不断调整,对于高等职业技术人才需求不断增大,社会对高等职业技术教育寄予厚望。但是传统的高职教育由于专业设置不合理,使用教材落后,实训实践场地不足,培养出的学生动手能力差、专业能力不足,面对社会发展的新形势,高职教育必须进行教学改革,提高学生的职业能力和就业竞争力。高职教育不同于普通本科教育,它有以下几方面的特点。
1人才培养目标不同
高职教育和本科教育人才培养目标不同,高职教育是以技术应用型高技能人才为培养目标,所有的教学课程设计和人才培养体系设计都是基于此目标展开的,高职教育主要是为了向产业发展提供生产、服务、管理等一线工作的高级技术应用型人才,专业能力培养和目标职业匹配度高,所以高职教育教学成果最直接的评价就是毕业生的就业竞争力和上岗后的适应能力。
2两者的教学内容不同
高职教育的教学重点是学生要掌握与实践工作关系较为密切的业务处理能力、动手能力与交流能力,把学生的职业能力建设列为教学重点,课程设计专业性强,一旦就业能为企业创造明显的效益,高职教育各专业课程差别较大。
3生源情况不同
在当前的教育教学体系下,高职教育的生源普遍较差,大多是没有希望考上大学,转而进入高职学习,希望通过掌握一定的技术来实现就业,所以高职学生的基础知识普遍较差,学习兴趣不高。数学建模给高职数学教学改革开辟了新思路,数学建模为数学理论学习和工程实践应用搭建了桥梁,在工学结合的基本原则下,采取数学建模教学理念,培养学生的数学素养及动手应用能力是一个非常有效的手段[3]。
1数学建模的概念数学建模是将数学理论和现实问题相结合的一门科学,它将实际问题抽象、归纳成为相应的数学模型,在此基础上应用数学概念、数学定理、数学方法等手段研究处理实际问题,从定性或者定理的角度给出科学的结果[4]。数学建模的发展为数学知识的应用提供了途径,对于现实中的特点问题,可以用数学语言来描述其内在规律和问题,运用数学研究的成果,结合计算机专业软件,通过抽象、简化、假设、引进变量等处理过程后,将实际问题用数学方式表达,转化成为数学问题,借助数学思想建立起数学模型,从而解决实际问题。2基于数学建模思想的教学理念基于数学建模的这种学科特点,可以把数学知识应用化,因此,基于数学建模思想的教学理念可以概括为三个层次:首先,确立提高学生数学应用能力为目标,以提高学生数学学习兴趣为手段,以学习数学建模为途径;其次,结合教学内容,开发相应的数学建模案例,因地制宜、因生制宜,根据专业不同编写相应的校本教材;最后,改进教学方法,创新课堂教学模式,建立课外数学建模学习兴趣小组,带领学生进行数学应用实践活动,鼓励学生参加各种数学建模竞赛[5]。
传统的数学教学模式以教师课堂讲授为中心,学生只能被动的接受,由于学生的基础知识水平不同,掌握新知识的能力也不同,这种没有区分的教学模式教学效果差,往往带来的结果是造成基础差的学生跟不上,对数学感兴趣的学生失去兴趣。基于数学建模理念的高职数学教学改革,是以学生数学应用能力提高为目标,以数学学习兴趣培养为出发点,以数学建模为途径,以教学方式改革为保障,打造高职数学教学改革新模式,全面提高高职教育应用型人才培养水平。
1结合专业特色,突出数学教育的应用性
数学作为高职教育的基础性学科,理论性强,体系性强,对于基础知识薄弱、学习兴趣差的高职生来说感觉难学、枯燥,这是因为高职数学教育没有教会学生如何在专业学习中和以后的工作中如何去用学到的数学知识,学生感觉知识无用自然也就不会主动去学,之所以引入数学建模的思想就是为了让学生利用学到的数学知识去解决实际问题,让学生认识到数学不只是纸面上的写写算算,数学可以把实际问题抽象化,变成数学问题,利用数学的研究方法给实际问题进行科学的指导,这样高职数学教育就不再是课堂上的照本宣科,课下的演算作业,将基础数学教育和学生的专业教育相结合,带来学生用数学解决专业问题是大幅度提高学生专业能力的有效途径。
2结合学生能力,因材施教、因地制宜
高职学校的生源不如普通高校,一般学习基础较差,对于专业实训课并不明显,但是在基础学科教学过程特别突出,很多基础知识掌握不牢,甚至一点印象都没有,教师在上课时要充分考虑到这种情况,在课堂授课时给予实时的补充,以助于知识的过渡。因材施教是我国传统的教育思想,在掌握学生知识水平的基础上,教师要根据不同学习层次学生的具体情况,安排教学内容和设置教学目标,对于基础知识水平不高、学习兴趣较差、学习能力较弱的学生要进行课外辅导。高职基础课教育是专业课学习的基础,授课教师要根据学生的专业学习情况和专业特点,把迁移知识运用能力在课堂上结合学生的专业背景进行辅导,高职数学教育不仅仅是为了学习数学,更多的是发挥数学知识在其专业能力培养中的作用。
3培养学生学习兴趣,促进整体教学质量提高
高职学校的学生学习兴趣普遍不高,尤其是对于学了十几年都感觉头痛的数学,要想提高数学的教学质量,首先必须要培养学生的学习兴趣,长期以来学生在数学学习上已经有了根深蒂固的认识,培养数学学习兴趣很难,但是如果学生没有学习兴趣,教师授课内容、授课方式改革都起不了太大的作用,学生对于数学学习兴趣低由于低年级学习时受到的挫败感,因此要让学生建立学习数学的自信心,让他们体验学会数学的成就感,这样才能逐步培养他们的学习兴趣。教师可以采取以点带面的方式,先选择有一定基础的学生,再从全部课程学习中发现表现优秀的个体,组织参加建模竞赛,进行单独赛前加强指导,用这些榜样的力量提高全体同学的学习积极性。数学建模作为提高高职数学教育教学水平的“点”,能够以其趣味性强,带动学生的学习兴趣,促进高职数学教育教学水平的全面提高。
4改革教学及评价方式,建立面向应用的数学教育体系
由于基于数学建模思想的高职数学教学改革打破了以往的课堂教学方式和考核方式,学生面对的不再是期末的一张试卷,而是一个个数学建模案例,需要学生运用本学期学到的数学知识解决实际问题,教师根据学生对案例的理解程度,数学模型运用能力,实际过程分析和解题技巧等多方面给出评价,同时积极评价、鼓励学生的创新思维,并将其纳入到考核体系当中。通过以上各个方面评价的加权作为最后的评价指标。这种以数学知识应用为基础,直接面向应用的高职数学教育模式能极大的激发学生的学习积极性和知识应用能力,符合高职应用型人才培养理念,对提高高职学生的专业能力也打下了坚实的基础。基于数学建模理念的高职数学教学改革是推动高职应用型人才培养体系建设的新举措,也是推动高职基础课教学水平的重要内容,能有效解决学生学习兴趣低,基础知识掌握不牢,数学知识应用能力低等问题,通过“案例驱动法+讨论法”,引导学生再次对课本知识进行思考和应用,有利于培养学生的创新思维和应用能力。引入数学建模理念教学,把课堂学习的主动权交回给学生,既保证了高等数学原有的知识体系的完整,也可以提高教学效率。通过教学方式和评价方式改革,学生的学习主动性增强,也改变了以往对于数学学习的学习态度。高等数学作为高职教育学生必修的基础课,在培养学生基本数学素养上具有重要作用,是理工类专业课程体系的重要组成部分,基于数学建模理念的高职数学教学改革也为同类基础理论课改革提供了新思路和范例。
[1]孙丽.在高职数学教学改革中应注重数学建模思想的渗透[j].科技资讯,20xx(22):188.
精选大学生数学建模论文(案例19篇)
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