數學建模目的范文
時間:2023-12-19 17:45:30
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篇1
數學建模在傳統教學過程中,過于注重理論教學,導致其無法培養學生的創新能力和實踐技能。因此,數學教師可以加強對項目教學法的應用,利用項目教學法展開數學建模教學,以此有效增加數學教學趣味性,并吸引學生主動參與到課堂學習中。同時,項目教學法也能引導學生加強對生活實際問題的解決,促進自身數學素養和邏輯思維能力的提升,這對培養高素質復合型數學人才具有積極作用。
一、項目教學法優勢及特點
(一)項目教學法概念。項目教學法需要學生和教師共同努力完成相關項目,通過項目的完成,可以加強對數學知識的了解和應用,以及學生數學實踐能力的培養。學生會在項目探索過程中構建學習思維,而教師需要加強對學生的引導和指引,這不僅能對學生進行系統性培養,也能加強對學生實踐能力、創新能力、探索能力等綜合能力的培養。教師根據學生個性化特點,向學生預留相關“項目任務”,學生和教師可以共同對預留任務和項目進行探索,這不僅能提升學生邏輯思維能力,也能使學生在數學建模學習過程中加強分析能力和解決問題能力。具體而言,項目教學法可以通過“項目”引導學生加強對相關知識的鉆研,通過鉆研,不僅能使學生加強對數學建模知識的具體了解,也能使教師加強對學生的了解,這有利于數學建模教學的進一步優化和改革,也能充分體現以人為本的教育理念,促進素質教育積極發展。(二)項目教學法特點。項目教學法不僅有利于課程改革發展,也能體現對學生的尊重,還能加強對學生創新精神的培養。首先,項目教學法與傳統教學明顯不同,不僅會引導學生自主加強對相關知識的探索,也具有較強的靈活性和多元化趨勢,學生不僅能利用相關項目提升自身創新精神和創新能力,也能通過合作探索加強合作精神和團結意識,這能為學生日后就業奠定基礎;其次,傳統高職教學一般是教師講、學生聽,雖然教師會根據互動情況隨時調整教學策略,但仍沒有達到對學生的“絕對尊重”,學生也沒有真正成為課堂主體。項目教學法從開始的項目設定到知識探究,到最后的知識內化都是根據學生需求制定,這不僅不利于學生個性化成長,也能不斷促進學生進行自我拓展;最后,項目教學法具有較強的導向性,可以加強對學生探究精神和創造精神的培養。學生可以在完成項目過程中形成完整的思考體系,這能有效激發學生潛能,也能為學生構建和諧的學習環境,使學生加強對數學建模學習的熱情和關注。
二、項目教學法在高職數學建模教學中的應用意義
(一)能增加教學趣味性,從而加強對學生創新能力及實踐能力的培養。隨著我國將高職教育的精英教育轉為大眾教育,接受高等教育的人才數量越來越多,傳統教學模式明顯不符合學生發展需要。加強對數學建模教學的重視,可以有效增加教學趣味性,也能增加學生解決問題的實踐能力。同時,數學建模教學能不斷增加學生的學習熱情和探究熱情,學生通過自主探究,可以在知識海洋中探索無窮奧妙,這也能使學生學習動力不斷加強。并且,高職院校一直注重對學生創新能力的培養,而數學建模教學和項目教學法的有效結合,可以使學生加強探究能力和創新能力。數學建模在教學中更注重求解過程,也十分注重對學生創造能力的培養。而且,多數數學建模問題,沒有相應的固定答案,多元化的教學模式,更有利于學生提升自身創新思維和創新能力。(二)通過團隊協作,可以加強對學生探究能力和自主學習能力的培養。數學建模教學知識面十分寬廣,教師需要引導學生進行分組,進行團隊探究合作。學生通過團隊協作可以了解不同的學習和解題思路,也能通過分工合作,共同解決相關問題,這也會促進學生探究能力和自主學習能力的提升。同時,學生在探究學習過程中,必須學會采納他人意見,還要有個人主見,這也會使學生的反思能力和交流能力有所增強。雖然目前高職院校的數學建模教學中仍存在諸多問題,但隨著項目教學法的逐漸應用,這些問題都能得到逐一化解,這有利于高職院校發展和進步。并且,數學建模中涵蓋諸多學科的知識內容,學生可以通過項目學習,加強知識拓展,這有利于學生自主學習能力的提升,也能使學生在探究過程中加強對相關知識本體概念的清晰認知。
三、項目教學法在高職數學建模教學中的應用路徑
(一)明確教學目標,加強項目準備。項目教學法與數學建模的完美結合,可以引導學生在相關職業情景中解決相關問題,這不僅使學生的職業能力有所加強,也能體現學生的主體地位[2]。教師通過擔任輔助和引導角色,加強對學生的指引和關懷,有利于和諧師生關系的構建,也能促進學生個性化成長。并且,項目教學法還可以指引不同層次的學生共同成長,充分體現了教育的公平性,也符合素質教育發展要求。數學建模與項目化教學進行充分融合的過程中,需要加強對教學目標和培養方向的明確。數學建模教學和項目化教學側重面不同。項目化教學更有利于加強學生實踐能力和邏輯思維能力的培養,而建模教學可以使學生的創新意識和創新能力有效加強,二者是理論教學與實踐教學的完美結合。因此,教師要根據社會發展需要和人才發展需求,制定符合學生發展方向的項目內容,還要根據學生特點,對項目內容進行適當調整,以及對建模教學過程進行不斷優化和完善,并加強對信息技術的有效利用。教師可以利用互聯網積極展開線上授課,積極占領網絡教育陣地,使學生可以利用碎片化時間展開學習。這也屬于項目準備階段,這一準備階段要保證項目的綜合性、挑戰性、拓展性,不僅要由淺至深地引導學生逐步進行探究式學習,也要提出具體學習要求,引導學生進行合理的分工協作式學習。(二)展開分組建模,加強項目實施。一般項目教學法都需要學生進行分組式學習,可以在項目教學過程中,將學生分為三人一組,也要在學生探究前,對學生講述知識概要,引導學生自主進行數學建模。同時,教師也要引導學生對項目進行自主分析,根據分析結果提出相關意見,并通過三人合作得出最優解決方案。小組中的三人可以根據個人特點,各司其職,分別查閱相關資料和知識,并通過相互交流,最后解決相關問題。并且,預留的相關項目一般都是開放性的建模題型,引導學生進行反復練習,最終目的是希望學生通過自主解決問題,加強對數學建模知識的了解,從而使自身實踐能力和綜合能力有所增強。教師在學生展開探究學習過程中,也要加強對學生建模過程的了解,不僅要及時糾正學生錯誤思路,也要引導學生根據項目教學步驟,對結果進行深入探究,以確保學生能在項目學習過程中掌握真實本領。高職教育必須以服務學生,促進學生發展為最終教育目標。項目教學法與數學建模教學的完美融合,有利于學生進行知識內化,增強學生的實踐能力和邏輯思維能力。數學建模教學具有一定的抽象性,用項目教學法進行教學,可以將抽象知識運用到實際生活中。學生可以通過學習,明確個人發展特長和優勢,并確定未來發展方向。同時,這種先進的教學模式可以有效提升課堂教學效率和教學質量,并拓展學生知識視野,使學生在探究過程中,加強對資料收集、自主思考等能力的鍛煉。(三)加強項目評價及反饋。高職院校數學建模教學,涉及很多學科內容,因此高職院校和數學建模教師都要加強對項目教學法的重視與應用,這樣才能引導學生充分感受知識魅力,并有效促進學生數學能力的提升。教師可以通過了解學生具體探究過程,加強對項目的評價,客觀合理地評價相關探究過程及結果,不僅能引導學生積極進行反思,也能使學生學習他人優勢,從而提升自身綜合能力。同時,教師可以引導小組自行展示和講解數學建模內容,通過講解增強學生成就感和小組榮譽感,也能增加反饋的有效性,幫助學生及時認知到自身不足。并且,項目評價和反饋中,也要參考小組自主評價、小組對小組的評價,這樣更有利于學生深刻認知自身綜合能力。而且,學生可以對自主學習成果進行展示,也可以吸取其他學生及教師建議,對模型進行適當優化,以此促進數學建模的合理性和科學性,為學生全面成長奠定基礎。數學建模課程雖然具有較強的多樣性,相關的數學知識邏輯性和規范性也較強,但學生可以利用評價及反饋鍛煉邏輯思維,也能運用項目教學法增加解決問題能力,這將為學生日后就業和工作奠定基礎。學生通過學習具有相關知識點的小項目,可以加強對理論知識的具體認知,也能通過項目探究和考核評價,完善自身知識結構,這都有利于學生學習效率和學習質量的提升。
參考文獻:
[1]章涓.試析項目教學法在中職英語教學中的應用[J].校園英語,2020(43):100-101.
篇2
論文關鍵詞:數學建模,曲線擬合,多目標規劃
1問題的提出及分析
針對2009年全國大學生數學建模競賽D題[1]――“會議籌備”中如何制定預定賓館客房的合理方案的問題,綜合考慮經濟、方便、代表滿意等方面來建立優化模型,具體主要從與會代表的價位需求、所選賓館的數量和距離來分析,采用多目標規劃進行問題建模與求解。
2模型的建立與求解
2.1數據的處理
首先根據問題提供的數據信息來估算與會的代表的人數。
設為發來回執的代表數量,為發來回執但未與會的代表數量,為未發回執與會的代表數量,根據題中附表3的信息且利用Matlab軟件[2]的曲線擬合可以得出與的函數關系為:。用此函數擬合的效果如圖1所示:
圖1 發來回執但未與會的代表數量與發來回執的代表數量
之間的曲線擬合圖
也可得出與的函數關系為:。曲線擬合如下圖(圖2):
圖2 未發回執與會的代表數量與發來回執的代表數量
之間的曲線擬合圖
利用題中附表2的信息可計算出本屆發來回執的代表數量為755人,利用上面所得出的擬合函數,可估算出本屆發來回執但未與會的代表數量為:,
本屆未發回執而與會的代表數量為:,故本屆與會代表的數量可估算為:。
根據附表2由此可以估算與會代表有關住房要求的信息(單位:人)數學建模,如下表(表1):表1 與會代表人數及需要的房間數
合住1
合住2
合住3
獨住1
獨住2
獨住3
合計
男
131
88
28
90
57
34
639
女
67
41
15
49
23
16
需要的房間數
100
66
22
139
80
篇3
關鍵詞 數字傳媒藝術 項目課程 工作室制教學
中圖分類號:64 文獻標識碼:A
一、引言
數字傳媒藝術專業作為高等職業院校近年來新開設的藝術設計類專業,具有跨媒體設計的特質,開設有攝影攝像、視頻剪輯與合成制作、欄目片頭設計與影視后期特效、數字插畫設計和流媒體交互設計等項目課程。數字傳媒藝術專業培養學生具有:較強的新聞媒體采編工作能力;獨立短片制作創意能力;影像數字前后期拍攝制作能力;具有較強的網絡制作、管理服務工作能力,印刷行業前期編輯和輸出工作能力,具有較強的從事與流媒體相關制作能力,有從事與本專業相關的職業能力培訓工作的能力。數字傳媒藝術專業作為高等職業教育中藝術設計教育的后起之秀,更應該結合我國職業教育的特色,將藝術設計服務于區域經濟社會的特質展現出來,以發揮其巨大的經濟效益與社會效益。
武漢職業技術學院藝術設計學院遵循高等職業教育的發展規律,率先在高職院校提出與實施了項目課程教學。其目標在于培養學生既有較強的動手操作能力,又要掌握一定的理論知識。有較強的動手操作能力才能適應企業用人的需要。在專業課程中導入實體項目或虛擬項目,以激發學生藝術創作靈感與創意思維。項目課程中的“項目”是指“以生產一件具體的、具有實際應用價值的產品為目的的工作任務” 。高等職業院校教學課程中的“項目”,是指具有相對獨立性的工作任務模塊。在這一工作任務中,要求制作符合特定標準的產品。所謂項目課程,是以工作任務為中心來組織課堂教學。項目課程教學的核心就是將藝術設計職業領域的項目式管理的工作模式,按照教育教學規律,轉換成學習領域的一種典型教學模式。其特點是教學內容項目化、教學情景職業化、學習成果社會化;其本質是學生主體、能力本位,做中學、做中教;其培養目標是素質與能力協同推進。
二、數字傳媒藝術與數字傳媒藝術專業
數字傳媒藝術概念的提出是較為寬泛和整合的定義,在狹義上可以理解為基于網絡流媒體發展形式――這是一種抽象設計思維與具象描繪的有機結合,也是與錄像藝術、實驗片等媒體藝術形式有所區分,但作為數字傳媒藝術中重要的錄像視頻藝術早在我國上世紀九十年代就發展成熟,如今已作為本專業中一個重要的基礎性的項目課程來設置,也將之與更新的網絡媒體、移動終端媒體和交互式或非交互式的多媒體等藝術形式結合在一起,構建成充滿“跨界”特色的新專業。正是由于這樣的創新想法,我校的高等職業藝術設計教育不但要彰顯藝術設計類專業的特殊性、跨界性、創造性思維等多重特質,而且更要體現出高職藝術教育能服務當地經濟社會的實踐特性。
(一)數字傳媒藝術專業項目課程的教學實施。
在項目教學中,以合二為一的課程教學管理模式,也就是:目前項目課程教學的藝術性與實踐性,實現高職藝術設計教育的最終目的――必須依托項目課程教學,以改革我國目前高等職業院校藝術設計專業課程的教學模式,也就是改革以往以學科為中心的本科壓縮型課程。其弊端在于:第一,重理論、輕實踐,不能有效地培養學生的職業能力;第二,重知識的系統性,忽視了知識與具體工作任務的聯系;第三,傳統學科課程的排列順序即增加了理論學習的難度,也不利于理論與實踐的掌握。因此傳統的學科型教學模式與高職藝術設計教育的本質是背道而馳的,注重高職藝術類院校學生的創新精神和實踐能力的培養,在教學過程中提倡學生的主動參與、樂于探究職業技能、勤于動手,項目課程教學創設與企業實踐聯系緊密的情境,引導學生在項目課程中“學中做,做中學”。專業理論學習,是“學”的集中體現,是學習理論知識、學原理。專業實踐中,學生從“做”的經歷中積累感性認識,收集問題,也為了“學”作準備,由理論上升到實踐相互之間結合與滲透,這一點正是項目課程的特質所在――做中學,學中做。這樣的項目式教學模式以項目驅動教學進程。借鑒行業的項目管理和項目制作流程來進行課程管理、課程計劃、課程評價。能有效的推動高職藝術設計教學的改革。我們的學生學習專業時更認真也更能認識到理論知識的重要性。學習時更主動,更努力。數字傳媒藝術專業學生的自主性、主動性、創造性、團隊協作能力與交流溝通能力等都得到充分的鍛煉與提升。
數字傳媒藝術專業教學內容項目化,其含義具有著若干限定條件、明確的目標和具體專業設計與操作標準的課程載體。項目類別:虛擬項目、虛題實做項目、實題虛做、實題實做項目等。數字傳媒藝術專業項目課程教學的能力階段劃分:一年級以自主研發項目為主,即第一學期為新聞紀實攝影項目,第二學期為視頻設計與制作項目;二年級以真題仿做項目為主,即第三學期為欄目包裝設計項目,第四學期為網絡流媒體設計項目;三年級以真題真做項目,即第五學期為主專題片制作項目,和頂崗實習內容。項目要求具有:典型性、適應性、先進性、前瞻性。教師教學緊緊圍繞著項目進行,一個項目若干個教師,實行每個子項目課程多單元進行的授課方式。其中,教師的角色定位為項目負責人老板,學生為項目成員員工,這樣職業角色之間的預演,為畢業后直接就業做好充分的準備。項目教學中的課堂組織形式為:小組團隊協作式,以培養學生的團隊意識、溝通能力和工作狀態訓練等職業素質能力。項目課程教學的管理上,責任標準、目標設定,管理具體實施為由團隊小組長到團隊成員的責任管理。項目課程考評為:目標、能力、知識、職業態度;最后的項目成績評價方式為:階段性項目過程評價和項目最終結果評價。
(二)工作室制的教學架構探索。
項目課程教學的實施對數字傳媒專業實訓室式的教學構架提出了更高的要求――工作室制的教學場所,而不是傳統的教室,以新式的白板與工作臺取代了傳統的黑板與課桌椅。使得學生盡可能的在這真實程度較高的情境中學習專業技能。工作室教學根據學生的自身水平以及今后發展目標的不同情況,專業課程設置中劃分了分階段培養目標。一年級教學面向該專業所有學生,即第一、二學期重點強調學生的專業基礎的培養與人文素質教育。二年級上下學期,即第三、四學期,此階段重點培養學生初級虛擬項目的學習,與專業技能知識的熟練掌握。到第四學期學生以多元的工作室教學為主,進行以實際項目為驅動的項目式教學。此時的項目課程可分為項目一(流媒體交互設計)、項目二(專題片設計與制作),學生可根據自身的專業細分方向來進行有選擇的學習,教師也可根據學生的需要,進行有針對性的教學安排。工作室制教學環境中的,學生“崗位職責”的體現,在制定每個項目課程進程執行表上有著具體的記載并粘貼在工作室中。這樣,專業教師對一個項目中的子項目課程的進行情況與整體項目規劃設計――專業能力的培養、教學內容、教學方法、教學條件、評價標準都有清晰的認識,項目負責人也可監督工作室其他教師的教學質量。學生們更能隨時察覺到自身的專業學習進展。數字傳媒專業項目教學的探索形態。項目教學的考核方式:學生自評、互評;指導教師、教學團隊評價;行業、企業指導教師的評價與反饋。
三、結語
隨著流媒體時代的到來,新媒體設計行業給學生提供了許多創新能力的培養和機會。其中,“校企合作、工學結合”的理念是數字傳媒藝術專業項目課程教學模式一次有益的實踐與探索。它將專業理論學習和實踐學習結合于一體的先進的辦學模式,為學生提供了有利的實踐條件,不僅提高了人才的培養質量與學生今后的就業率,更重要的是,使數字傳媒藝術專業的人才培養計劃與企業崗位用人的要求更趨一致,數字傳媒藝術專業學生畢業后能迅速適應媒體工作崗位的需求。同時,學院也形成了完善的藝術設計教學體系,專業教師從中不僅有更加扎實的藝術理論功底,也對自己的專業技能的得到進一步提升。總的來說,在項目課程教學實踐之中我們教學內容始終與企業同步、與時代同步,項目課程的內容也不斷保持著新鮮的活力。
(作者:武漢職業技術學院藝術設計學院助教,研究方向:新媒體藝術研究)
注釋:
馬必學.高等職業院校發展基本問題研究[M] 天津大學出版社,2011:176-177.
篇4
關鍵詞:初中信息技術課;基于項目;學習模式
一、什么是“基于項目的學習”
基于項目的學習作為一種新建構主義下的研究性教學模式,得到國內外廣大教師的一致認可。項目學習要求教師組織學生真實地參加項目設計、履行和管理的全過程,在項目實施過程完成教學任務;要求學生從事問題解決,讓學生通過參與一個活動項目的調查和研究來解決問題,自主學習并通過制作作品完成自己知識意義的建構。它強調協作學習、自主探究和創新發展,以培養學生良好的學習方式為目的,著眼于培養學生解決實際問題的能力。
二、基于項目的學習模式教學實例
基于項目的學習模式教學流程一般分為選定項目、制訂計劃、活動探究、作品制作、成果交流和活動評價六個基本步驟。本文以主題網站設計與制作為例,談談基于項目的學習在信息技術教學實踐中的具體應用。
1.創設情境,確定項目的內容
基于項目的學習,很重要的一個特點是選擇的項目必須基于真實的生活情景,貼近學生的生活實際,并且是學生感興趣的、具有一定挑戰性的內容。為此,我選擇了樟木頭鎮一年一屆的“小香港旅游文化節”作為網站的主題。作為樟木頭鎮的小主人,不少的學生經常參加相關的旅游文化節的活動,對旅游文化節比較熟悉,那么,如何利用正在學習的軟件FrontPage,制作一個小香港旅游節宣傳網站呢?
我首先向學生介紹可供他們自由選擇的項目,如樟城傳說、文化樟城、旅游樟城、圖說樟城、樟城史話、生態樟城、和諧樟城、宜居樟城等,學生可根據自己的特長和興趣選擇項目。同時提供一定數量的學習資源,比如網址、視頻、音頻、文本、圖書資料等供學生參考,并提供給學生項目的評價標準。
2.學生分組,制訂項目計劃
(1)組織項目小組
項目學習強調小組合作,因此,組建合理的項目小組顯得很重要。特別是制作一個內容復雜的主題網站,需要每個小組成員的共同努力,合理的項目小組的構成是順利完成項目的基礎,組織項目學習小組人數不能太多,以4~6人為宜,以學生自由組合和教師組織調配相結合的方式,同時教師要結合學生的知識和能力水平、學習風格等方面對小組成員的構成作適當的調整。然后推選出小組組長,全面負責項目的執行。在本項目中,全班42人共分成8個小組,每組負責一個分項目。
(2)制訂項目計劃
項目學習具有明確的目標,有具體的開始時間和結束時間。學生一定要了解項目所涉及的知識點,并制訂項目的總體規劃,根據項目內容對每個小組成員做明確的任務分工,比如素材收集、素材加工分類整理、導航的設計、結構設計、頁面設計、內容設計等,并提交“項目小組任務分配表”。同時,制訂項目時間進度表。時間安排是學生總體規劃完成項目所需的時間,什么時間做哪些事情,在什么時間限制內完成哪些任務,做出一個詳細的時間流程安排,并提交“網站制作進度表”。由于初中學生認知水平有限,教師的指導作用顯得很重要,教師要對學生任務分配及時間進度安排的合理性進行檢查指導。
3.合作探究,實施項目
合作探究是項目學習的核心環節,在此過程中學生圍繞自己選擇的具體項目,充分選擇和利用各種學習資源,在實際體驗、探索創新、內化吸收的過程中,自主地獲得知識內容和技能技巧。這個過程可以很好地培養學生發現問題、解決問題的能力,增強創新意識。
4.作品交流
作品成果交流會形式多種多樣,如舉行展示、報告會、小型比賽。我采用了小組展示會,組織全班作品展示,各小組推薦一位代表進行成果匯報,每個小組分別演示他們制作的網站作品,匯報小組各成員完成項目的過程,解決問題的方法,在設計和制作網頁時使用新的方法和技巧。學生之間交流學習過程中的經驗和體會,充分享受成功制作作品的快樂。
5.活動評價
基于項目學習與傳統教學的一個重要區別之處還在于學習評價。在這次主題網站項目學習中,我設計了《小香港旅游文化節宣傳網站》合作學習評價量規、《小香港旅游文化節宣傳網站》問題解決評價量規、《小香港旅游文化節宣傳網站》作品評價量規等,對學生學習態度、合作情況、問題解決能力、成果作品等方面進行了評價。這樣較好地做到了定量評價和定性評價、學習過程評價和學習結果評價、對個人的評價和對小組的評價、自我評價和他人評價之間的良好結合。最后我對網頁設計與制作項目的學習進行了總結。
三、總結反思
在以往的網站教學中,本人考慮到網站制作技術比較復雜,通常都采用任務分解的方式來教學,每節課學習一個或幾個簡單的制作技術,認為這樣可以大大降低學生學習的難度,但到了最后,我發現很多學生不知“網站”為何物,沒有辦法做出一個完整的網站作品來。簡單的任務設計只是讓學生操練了某一種特定的技巧,沒有放到更廣闊的背景下去考慮問題,學生只是機械地模仿教師的操作行為,缺乏真正的實踐經驗和體驗。
而本次基于項目的教學讓學生置身于一個真實的問題情境中,學生作為網站設計者的角色,通過搜集、整理、分析資料,結合正在學習的FrontPage,制作一個旅游節宣傳網站,體驗創建一個網站的全部過程,在實踐中掌握信息獲取、分析、加工、交流和創新等技能,形成自己的知識體系,完成知識建構,同時掌握運用信息技術解決問題的思想和方法,鼓勵學生將所學的信息技術積極地應用到學習、生活實踐中,還能培養學生自主學習、合作學習和解決問題的能力,達到全面地提高學生的信息素養的目標。
在整個項目學習期間,學生都保持了濃厚的學習研究的興趣,他們積極參與這種別開生面的學習方式,合作、討論、探究、創新,最大限度地激發了學生的學習興趣和潛能。
參考文獻:
篇5
關鍵詞:模型;教學;應用
在傳統的人體解剖學教學過程中往往用到的是二維圖譜輔助教學,但是二維圖譜的空間表現力有限,難以表現出器官之間復雜的毗鄰關系。學生很難通過二維圖片來清晰觀察人體結構,這給傳統媒體輔助下的人體解剖學學習帶來了諸多困難。然而,現如今隨著大數據與“互聯網+”的迅猛發展,涌現出了一大批制作精良、成本低廉的3D人體建模軟件,利用這些軟件輔助教學、制作慕課,將會使得人體解剖學教學變得直觀而生動。本文將介紹一種成本低廉的3D人體解剖學慕課制作方法。
一、硬件設備
制作3D人體慕課所需要的基本設備有:iPad一臺,計算機一臺,麥克風一個。
在IOS平臺上擁有十分優秀的3D人體建模軟件,例如,Ess.Anatomy 5,Visible Body等,由于IOS平臺的知識產權保護機制與全球性,使得這些優秀的3D人體建模軟件售價較為低廉。利用iPad運行3D人體建模軟件,再通過計算機同步錄制成視頻資源并上傳至網絡,這樣就能使得3D人體模型隨時隨地地被學生查看,增強學生對人體器官毗鄰關系的認識,提升解剖學學習效果。
二、制作方法
在iPad上下載并安裝合適的3D人體建模軟件,此類軟件在IOS平臺上十分廣泛,并且售價低廉,相比Windows平臺的同類軟件更加適合應用于教學中。
將iPad與計算機鏈接在同一無線局域網中。由于現在iPad無法實現屏幕錄制,要想制作慕課只能利用Windows平臺的屏幕錄制功能,因此必須將iPad屏幕內容鏡像到計算機上,要想實現鏡像,必須使得iPad與計算機處在同一無線局域網中。
利用iPad自帶的airplay功能將iPad屏幕鏡像至計算機上。當iPad與計算機處于同一局域網時,iPad的airplay功能就會被激活,此功能可以將iPad屏幕內容鏡像至計算機上,從而可以使用Windows平臺的錄屏軟件對iPad屏幕內容進行錄制。
篇6
【關鍵詞】兼職教師; 項目主導教學模式; 管理機制;計算機應用技術
一、計算機應用技術專業項目主導教學模式的涵義
項目主導的教學模式是以項目為載體,以工作任務為驅動,將理論與實踐有機結合,使學生在完成任務的過程中掌握知識和技能,使學生在解決問題中習慣于一個完整的方式。
項目主導的教學模式的流程:學生在老師的指導下,將一個相對獨立的項目交由學生自己處理:信息的收集,方案的設計,項目實施及最終評價,都由學生自己負責。學生通過該項目的進行,了解并把握整個過程及每一個環節中的基本要求。項目主導的教學模式是一種倡導“主題探究”與“設計學習”活動,它能培養獨立思考與解問題的能力,改變學生單純、被動地接受教師知識傳輸的學習方式,構建開放的學習環節,為學生提供獲取知識的多種渠道以及將所學知識加以綜合應用的機會。
以項目主導的教學模式的核心目的就是培養學生的自我學習與研究的能力,并在項目運行過程中逐步形成一整套具有自我個性的項目解決方案,并使方案以切實可行的方式得以實施。這種教學模式即注重了學生項目研究能力的培養,也強調了對學生實踐能力、決策與判斷能力等的培養。
二、計算機應用技術專業及專業群項目主導教學模式下的兼職教師聘任及管理中的問題
(一) 不能正確理解計算機應用技術專業項目主導教學模式的涵義
一些高職院校只是為完成教學任務而聘任計算機應用技術專業兼職教師, 很少考慮從企事業單位聘請兼職教師、實行專兼結合、改善學校師資結構、適應專業變化的要求等問題, 更談不上兼職教師隊伍建設問題。特別是由于專業對口人才缺乏, 高職院校在聘任時常常降低標準, 計算機應用技術專業兼職教師隊伍建設呈現無計劃、不穩定和無約束的狀態, 計算機應用技術專業兼職教師的聘任措施難以落實, 從而使得一些水平較低、責任心不強的人進入了計算機應用技術專業兼職教師的隊伍之中。
(二)計算機應用技術專業兼職教師聘任機制不健全,導致兼職教師聘任管理問題嚴重
高職院校對于計算機應用技術專業兼職教師聘任工作認識不是非常重視,沒有很好的聘任程序和監管辦法。在聘任過程中,只重視專業技術能力,但嚴重輕視教學能力和道德品質的考察,缺乏全面統籌,導致選聘工作難度較大。在這種松散型關系下,使一部分計算機應用技術專業兼職教師對學校組織認同感不強,凝聚力差,教學工作隨意性大,缺乏責任感,處于無人管理的邊緣狀態,從而使得教學質量得不到充分保證。有些兼職教師的學生評分得分不高,學生座談會意見較大,但還是被聘用,學院的用人制度中沒有對計算機應用技術專業兼職教師進行考核,干好干壞都一樣,難以調動計算機應用技術專業兼職教師積極性。
(三)實踐性計算機應用技術專業兼職教師課堂講授能力相對比較差
高職院校由于多年的辦學歷史, 基本形成了富有本院校特色的一套行之有效的“教師執教規范”, 在教師備課、教案撰寫、課堂教學基本要求、學生作業布置、成績考核、評教評學等方面均有比較明確的要求, 本院校教師耳濡目染, 已將這些要求內化成了自覺行為, 學生也比較習慣這些要求。一些計算機應用技術專業兼職教師因為沒有這些經歷, 尤其因為沒有參加相關專業的教研活動, 缺乏與同專業相關課程任課教師的溝通交流; 缺乏與學生的交流, 對學生的知識結構、性格特點、興趣愛好、心理特征等了解不夠, 加之缺乏課堂授課語言的訓練, 導致不能取得很好的授課效果。
三、加強計算機應用技術專業及專業群項目主導教學模式下的兼職教師聘任及管理的對策
(一)加強計算機應用技術專業兼職教師項目主導教學模式的理念。計算機應用技術專業兼職教師上崗前要進行必要的試講, 以考核其實際授課和實習指導的能力, 并對其教學能力進行崗前強化輔導。學校組織的評教評學、學術講座、經驗交流、授課比賽、教案比賽等活動, 邀請兼職教師盡量參加, 以拓展其視野、豐富其經驗、提高其能力; 也可采取兼職教師和骨干教師“結對子”的方式, 既能提高兼職教師的教學能力, 又能使骨干教師提高實踐能力, 以達到共同提高的目的。
(二)加強督導,確保項目主導教學模式的順利實施。近年來,高職院校逐步加強了計算機應用技術專業兼職教師教學過程性管理,制定計算機應用技術專業兼職教師教學督導制度,對其教學質量進行評估。通過對兼職教師教學資料的檢查、聽課、與學生座談等形式,對計算機應用技術專業兼職教師課前準備情況,課堂教學情況進行了解掌握,即時發現問題并向兼職教師反饋信息,以保證教學質量。教學督導在對教學質量進行督查的同時,更重要的是引導兼職教師根據高等教育的理念應用項目主導教學模式,提高教學質量。加強對計算機應用技術專業兼職教師的教學質量監控,包括對教學過程各個環節的管理,不定期課堂檢查,定期的期中教學檢查,學生座談會評教等方面。
四、結論
計算機應用技術專業兼職教師是提高高職院校師資水平的重要方式,也是現代計算機應用技術專業教育教學改革之中重要的方面,為了進一步的推進計算機應用技術專業教育改革工作,我們一定要注重高職院校計算機應用技術專業兼職教師聘任及管理工作,積極落實項目主導教學模式,推進我國計算機應用技術專業教學的進步與發展。
參考文獻:
篇7
關鍵詞:高中;數學;教學
教育的目的是培養學生生存和生活的能力,高中數學教學應注重培養學生發散性思維和解決實際生活問題的能力,這樣的教學才是成功的教學.而高中數學建模教學方式可以實現這一目的。
一、精擬建模問題
問題是數學建模教與學的基本載體,所選擬問題的優劣在很大程度上影響數學建模教學目標能否實現,并影響學生對數學建模學習的態度、興趣和信念。因此,精心選擬數學建模問題是數學建模教學的基本策略。鑒于高中學生的心理特點和認知規律,結合建模課程的目標和要求,選擬的建模問題應貼近學生經驗、源自有趣題材、力求難易適度。
1.貼近學生經驗
所選擬的問題應當是源于學生周圍環境、貼近學生生活經驗的現實問題。此類問題的現實情境為學生所熟悉,易于為學生所理解,并易于激發學生興奮點。因而,有助于消除學生對數學建模的神秘感與疏離感,增進對數學建模的親近感;有助于激發學生的探索熱情,感悟數學建模的價值與魅力。
2.源自有趣題材
所選擬的問題應當源自富有趣味的題材。此類問題易于激起學生的好奇心,有助于維護和增強學生對數學建模課程的學習興趣與探索動機。為此,教師應關注學生感興趣的熱點話題,并從獨到的視角挖掘和提煉其中所蘊含的數學建模問題,選取學生習以為常而又未曾深思但結論卻又出乎意料的問題。
3.力求難易適度
所選擬的問題應力求難易適度,應能使學生運用其已具備的知識與方法即可解決。如此,有助于消除學生對數學建模的畏懼心理,平抑學生源于數學建模的學習壓力,增強學生對數學建模的學習信心,優化學生對數學建模的學習態度,維護學生對數學建模的學習興趣。為此,教師在選擬問題時,應考慮多數學生的知識基礎、生活背景及理解水平。所選擬的問題要盡量避免出現不為學生所熟悉的專業術語,避免問題過度專業化,要為學生理解問題提供必要的背景材料、信息與知識。
二、聚焦建模方法,探尋解決過程
新課改理念非常重視因材施教、以人為本,也就是在教學過程中需要重點突出學生的自主學習過程與探究過程,讓學生在問題分析與解決過程中獲得能力與方法。數學建模是一種較好的思路與方法,構建建模教學策略,需要明確以下原則:①明確建模步驟,包括問題簡化、思路分析、模型假設與構建、問題求解以及模型檢驗和修正、模型解釋與應用等。教師運用建模案例引導學生掌握必要的技巧與手段。②突出普適性方法,如關系分析、類比分析、平衡原理、數據分析以及圖形(圖表)分析方法等,都是適用范圍較廣的方法。③加強方法關聯,重視多種方法的靈活轉換與綜合運用。
三、注重案例式教學
注重案例式教學是值得教師學習的提高教學效果最有效的方法.通過分析典型的數學案例理解建模的優勢,提高數學建模的教學效率.例如,甲、乙2人相約到某地相遇,該地距離出發點為20km,他們約定一個人跑步,而另外一個人步行,當跑步者到達某個地方后改為步行,接著步行的人換成跑步,再步行,如此反復轉換,已知跑步的速度是10km?h-1,步行的速度是5km?h-1,問至少花多少時間2人都可以到達目的地。這種相遇問題在數學教學中應該經常見到,這是一種典型的案例題,通過典型案例的數學建模教學,不僅可以讓學生對問題更加印象深刻,而且可以使得學生更容易接受數學建模教學的方式,從而提高數學建模教學的效果。
四、加強數學開放題教學
高中數學教師可以通過加強數學開放題的教學提高數學建模教學效果.因為數學開放題可以鍛煉學生開放性思維和創造性思維.開放題可以接近生活中的現實問題,例如,隨著科技的發展和能源的消耗過剩,現今市場上出現3種汽車類型,一是傳統的以汽油為原料的汽車,二是以蓄電池為動力的車,三是用天然氣作為原料的汽車.通過對這3種類型的車使用原料成本進行分析比較,并建立數學模型,分析汽油價格的變化對這3種車所占市場份額的影響.這種開放性的試題,沒有具體的答案,只要學生所建的數學模型能夠將問題說得通,都算是成功的數學建模。
五、活化教學方式,引導實踐探究
數學建模具有實踐性、綜合性與活動性特點,需要結合實際問題展開建模過程,深化理論分析,激勵學生反思對比、自主探究、優化選擇:
(1)鼓勵自主探究,強化學生建模思路,創新思想,促進學生提升獨立自主的能力與構建完善的思維模式。
(2)激勵學生創新建模思路與方案,發散思維。
(3)尋求優化選擇,引導學生反思與優化建模方案,深度互動交流,優化選擇。
通過以上教學策略,可以強化學生數學建模思路與方法,這幾個教學策略存在緊密聯系.通過精選建模問題構建建模教學策略的載體;通過聚焦建模方法開拓學生思維,鼓勵學生思維創新是建模教學的核心;強化建模策略是實施高中數學建模教學策略的靈魂,針對特定的問題選擇科學的思路,落實針對性的建模策略;活化教學方式是實施建模教學的保障,能提升教學效率,促進學生探尋解決問題的方法.通過將以上建模教學策略有機結合、綜合運用,能夠促進高中數學建模教學順利展開,提升學生數學科學素養,實現三維課程教學目標。
六、結束語
建模教學的實施在促進高中數學教學高效進行、提高學生科學文化水平的同時還能夠幫助學生提高實踐能力和創造能力,推動素質教育的發展。建模教學的推進是一個漫長的過程,需要社會各界的共同努力。希望本文提出的關于高中數學建模教學的改進策略對于當代高中數學教學有所幫助,推進國家高中數學素質教育進程。
參考文獻
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篇8
【關鍵詞】數學模型;數學建模競賽;創新能力
全國大學生數學建模競賽創辦于1992年,每年一屆,目前已成為全國高校規模最大的基礎性學科競賽,也是世界上規模最大的數學建模競賽.2015年,來自全國33個省/市/自治區(包括香港和澳門特區)及新加坡和美國的1 326所院校、28 574個隊、85 000名大學生報名參加本項競賽.在組織參加競賽的過程中,學校充分認識和體會到數學建模給學生提供了一個很好的應用數學能力解決實際問題的載體.
一、有助于學生創新性思維能力的提升
數學建模競賽題目都是實際問題,且一般以當前熱點問題為主,呈現很強的新穎性.賽題既沒有唯一的答案也沒有唯一的解法,姆治黽偕琛⒔立模型、求解檢驗、結果分析再到論文寫作,每一個環節、每一個步驟都由三名隊員自主完成.在模型建立求解過程中強化了學生運用所學數學知識解決實際問題的技能,提高了思維的靈活性、獨創性,培養了學生探索發現、分析歸納的邏輯思維能力.建模過程中通常需要運用MATLAB、LINGO等軟件編程,對數據、圖像和模型進行處理.
二、有助于學生科技創業素質的培養
數學建模競賽通過對學生創新能力的培養,為學生以后的就業、創業打下了良好的基礎.現代教育不只是傳授給學生知識,更要做到學而有用、學以致用,走產、學、研相結合的道路.數學建模所培養出來的大批人才,正在成為科研隊伍的生力軍,數學建模的來源都是一些實際性問題,體現了知識與實際的有力結合,能夠激發出學生參加科研活動的熱情,讓他們感到學而知其用,研而感其趣,學以致用.
三、北華大學數學建模的實踐與學生創新能力的培養
(一)通過數學建模教學和培訓提升學生的創新能力
從低年級的數學課程教學中滲透數學建模的思想,培養學生的建模興趣.隨著教師對數學建模認識的不斷提高,參與數學建模的教師也越來越多,近年來無論是從教師自身還是從學院要求,我們都加強了教師把數學建模思想融入教學中去的能力,注重培養學生的數學思想,給學生滲透數學來源于生產實踐,再應用于生產實踐的方法.讓學生充分認識到學數學的目的在于用數學,學的最終目的是能夠更好地用,而這一點正是數學建模的能力.
教學和培訓相結合.數學建模課程在數學與統計學院是本科生的必修課,在電氣、機械等工科學院是選修課程,由于培養方案和專業課設置的制約,有些學生在參加建模的時候還沒有學習相關的建模課程,而等到學完數學建模課程,學生已經到了面臨考研、培訓、找工作的階段,通常不會把經歷更多地放在參加建模競賽上面.
數學建模的內容相當廣泛,常用的方法包括概率與統計、線性規劃和非線性規劃、模糊數學、微分方程和圖論等,隨便哪一個內容拿出來都是一門學科.傳統的教學方式是一位教師擔任一個課堂的教學,從頭講到尾.“術業有專攻”,教師也不可能都是全才,再好的教師都只能在某一領域有較深入的研究,因而,教學應該“人盡其才,物盡其用”.為此,我們在建模培訓的過程中一直采用專題輪流講座,一方面,充分發揮各位教師的專長,另一方面,每位教師講授任務不是很重,不必花很多時間在陌生的領域里面,容易做到精益求精,讓學生達到最佳的學習效果.
在數學建模課程的教學中強調實際性和應用性.講授經典的模型,引入模型在實際問題的具體應用,增強學生的學習興趣,培養學生學以致用的能力.通過從實際問題出發逐步引入模型更易于啟發學生尋求更為簡捷、高效、精確的模型.強調數學模型的構建理論方法,加強數學模型的求解訓練.在教學上充分發揮計算機技術和數學軟件的優勢,讓數學模型的課程的講授不僅僅是理論的推導,更具有數據的說服力和可視化的直觀效果.
(二)通過開展和組織學生參加數學建模競賽提升學生的創新能力
校內數學建模競賽.每年新生入學,我們都在入學教育環節中加入數學建模競賽的介紹,建模協會及時納新.11月,舉辦院級的數學建模競賽,讓高年級學生做低年級學生的指導教師,一方面,讓大一新生對競賽有個初步的認識和體驗,另一方面,也讓高年級學生得到進一步的鍛煉.第二年5月份暑假前我們會組織學生參加省級數學建模競賽,全校各個學院、各個專業、不同年級的學生均可組隊參加,并以省數模競賽的參賽成績作為選拔參加全國大學生數學建模競賽的依據.
每年的9月舉行全國大學生數學建模競賽,全國大學生數模競賽對于參賽學生而言,是對前期課程學習、參賽經歷和創新探索的一次重要總結與檢驗,同時參與全國大學生數學建模競賽的過程就是科學研究的過程,競賽題目的難度也符合從事科學研究的難度,參與競賽是對自己創新意識的一次重要鍛煉,并從中尋求不足與肯定,再以此為起點進一步探索解決實際問題的方法,然后逐步從解決給定問題過渡到自己發現和提出新的問題.
從一定意義上講,數學建模競賽是對一所高校教學水平、管理水平和學生綜合素質及能力的檢驗.為了搞好數學建模競賽,取得理想的競賽成績,當然少不了各方面的大力支持和配合.首先,學院領導高度重視是開展數學建模活動的根本保證;其次,要充分認識教師在開展數學建模活動中的關鍵作用;再次,參賽學生團結協作、頑強拼搏是開展數學建模活動的基礎;最后,各相關職能部門大力協助是開展數學建模活動的重要保障.
【參考文獻】
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篇9
關鍵詞:數學建模定位實施
隨著高中新課標對數學建模在高中課程設置中的要求的逐漸加強,如何更好地在高中實施數學建模成為很多一線老師面臨的問題,部分老師積極地展開探索,對數學建模的教學原則,教學方式,數學建模活動的方式和模式等進行了探討,但是大多數一線教師對培養學生的數學建模的重視不夠,認為高中課本中適合與數學建模結合的內容現成的不多,缺少教材,而數學建模的問題常常是未經數學抽象和轉化的非數學領域的問題,教師的背景知識儲備不足,所以,有部分老師就照搬別人的案例,忽視自己學生的實際情況,數學建模的教學效果不佳。尤其是對于大多數的學生來說,他們的數學基礎一般,怎么培養他們的數學建模意識和能力,更值得我們探討。“高中數學建模”絕不是在“數學建模”前面加上“高中”二字,它與高中數學知識、高中生、高中數學教師、教學等有著密切的關系。準確地給高中數學建模教學定位,有利于指導數學教學以及更好地開展高中數學建模話動,而不至于陷入盲目及極端地處理數學應用。
1高中數學建模的特點分析
1.1問題具有一定的創新性
高中數學建模好與劣的一個重要標準是問題選取的好與劣,或者說問題的選取是否具有創新之處。比如,問題的選取有較好的生產、生活背景,所得出的結論具有一定的應用參考價值或者具有一定的延拓性等。學生的生活環境不同,家庭背景不同,與社會的接觸面不同,知識水平和對問題的洞察力也存在著很大的差異。只要學生特別感興趣,即使是別人做過的題目,也可以讓學生在了解別人工作的基礎上繼續做下去。高中數學建模解決的問題應該是學生身邊的實際問題,所涉及的背景應該是學生所了解的,貼近學生的生活和學習。問題的選擇應該避免涉及學生比較陌生的領域,或者學生平時無法接觸的領域。
1.2問題解決用的主要是高中階段的數學知識
高中數學建模是學生用所學過的數學知識來解決身邊發生的各種事情,增強應用數學解決問題的意識和能力,但是,由于高中階段所學習的知識的局限性與高中學生的認知水平等原因,決定了高中數學建模所涉及的實際背景不能太復雜,所用到的主要是高中階段的數學知識。這些知識包括函數與數列、方程與不等式、線性規劃、立體幾何和解析幾何、三角函數、線性方程組等比較初等的數學知識。但是,高中數學建模所用到的數學知識也不會呆板地局限在高中階段。應該注意的是,高中數學建模所涉及的知識必須以高中階段所學習的數學知識為主,不鼓勵學生大量學習所謂的高等數學知識。
1.3“過程比結果更重要”
由于高中數學建模的目的是“為學生提供自主學習的空間,使學生體驗數學在解決實際問題中的價值和作用,體驗數學與日常生活和其他學科的聯系,體驗綜合運用知識和方法解決實際問題的過程,增強應用意識;激發學生學習數學的興趣,發展學生的創新意識和實踐能力”,因此,高中數學建模重在“建”,強調學生的參與和經歷,強調使學生經歷較為完整的數學建模。可以說,如果學生沒有經歷一個較為完整的數學建模過程,就不能算參加了數學建模活動。
2高中數學建模教學的三個層次
根據學生數學建模水平的不同,和教學目標的不同,在不同的階段教學內容也有所不同。
2.1簡單建模
這一階段的目的是使同學們認識數學建模,會用簡單的建模法解決簡單的問題。故其主要內容包括:數學建模的含義;簡單的建模法;相關的數學知識。學生們大部分是初次接觸數學建模,問題不宜過于隱蔽,也不宜過于繁瑣,最好是稍加分析就可以找到問題的數學背景,然后就能解決的問題。此時可以選擇一些比較簡單的問題,直接用數學知識就能解決,例如:函數、數列、線性規劃、不等式、統計等內容中就可以根據應用題改編來進行簡單建模的教學。
2.2典型案例建模
這一階段的主要內容就是典型案例的建模方法和完整的建模程序。這時的問題需要比第一階段更有深度,但是綜合性不宜過強。這就是打基礎的階段,只有先把典型案例建模理解并掌握了,才能進行下一步的綜合建模。如果現在就用綜合性很強的案例,會使學生感覺接受很困難,從而影響學生學習數學建模的積極性,也不利于下一步綜合建模活動的進行。此時的案例可以來源于大學數學建模中的初等模型,或者中學生數學建模競賽,例如:四足動物身長與體重關系模型、建筑物的震動研究模型、新產品銷售模型、土地承包問題、均衡價格與市場穩定模型、不允許缺貨的存儲問題、代表名額分配問題等。
2.3綜合建模
篇10
【關鍵詞】民辦院校 數學建模 教學改革
【課題項目】此文系武漢學院2015年教學改革研究項目(編號JY201505 )的研究成果。
【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2016)09-0133-02
在高校開設數學建模課程,不僅提升了大學生的理論素養,而且增強了學生的實驗動手能力和實際操作技巧,對于學生的全面培養起到重要作用。因此,近年來隨著每年一次的全國大學生數學建模競賽的開展,各個高校參與競賽的熱情高漲,數學建模課程的開設已經引起各大院校的關注。作為民辦普通高校,亦是陸續參與進來。數學建模課程在民辦院校開設的時間不長,但是由于近年來每年都參加全國建模競賽,并且多有斬獲,導致其影響力逐年提升。
雖然建模競賽為民辦學院帶來了榮譽,但是數學建模課程在民辦院校開設依然存在諸多問題。目前,民辦高等院校對于數學建模課程不夠重視,課時安排較少,教師能夠完成的教學內容非常有限,加上學生基礎普遍較差、興趣不高,使得這門課程的教學難以達到預期的效果。因而有必要對民辦高校開設的數學建模課程進行教學改革,使之成為符合教學目的,適應社會需求,能激發學生興趣并提升學生能力的一門實用性課程。
一、民辦院校數學建模教學的現狀及建議
(一)課程開設問題
數學建模是一門知識量非常豐富的綜合性課程,對學生的數學基礎知識要求較高。在學習數學建模之前,學生至少要熟練掌握微積分、線性代數和概率論與數理統計等數學基礎課程。大多數民辦院校的學生數學基礎較差,數學思維欠缺,在學習建模課程的時候感覺十分困難,有的學生甚至認為在看天書。拿武漢學院來說,由于學校偏重文科專業,招生上多為文科生,理科生甚少,從而導致所招學生多數不愛數學,數學基礎不好,從而拉低了全校學生的整體數學素質。多數學生非但數學成績不理想,他們對數學的興趣也不大,也不太重視。對于這樣的學生群體,不管是哪個專業,數學建模課程都不太適用于必修課。如果硬是強迫他們學習數學建模這門課程,效果將會不盡人意。實際上,在多數公立院校,這門課程也只是作為選修課來開設。數學基礎好,又對數學建模感興趣的同學自然會選擇這門課程來學習。目前,我們提倡全人教育,是以學生為主體,視學生為完全的個體,以充分激發學生潛能,培養完整個體為目標。基于此,教育要尊重個體的差異性,對于那些實在是沒有基礎缺乏興趣的同學可以考慮放棄這門課程。
在民辦院校,可以考慮采用選修課與第二課堂相結合的方式來開設數學建模課程。 數學建模的選修課可以采用啟發式、研討式的方法,充分發揮學生的主動性,引導學生積極主動地查閱相關資料,幫助學生完善他們的知識儲備,鼓勵學生通過討論、合作,解決建模問題,培養他們的自學能力和自己解決問題的能力。
(二)課程安排問題
數學建模課程是一門操作性很強的課程,對學生的要求也很高。一方面,在學習數學建模之前,學生要了解并掌握至少一門數學軟件,常用的數學軟件有MATLAB、LINGO、SPSS、R等等。因此,在開始數學建模課程之前,最好是學生已經掌握了至少一門數學軟件的操作。但是,實際上上建模課的學生基礎參差不齊,有的數學成績好,沒有接觸過數學軟件,有的學過一點數學軟件,但是數學知識貧乏。根據“就低不就高”的原則,只能假設他們都沒有學過數學軟件,必須先給學生補充一下數學軟件的基本知識,這就要求數學建模課程從一開始就要安排上機課程,好讓學生對所用的軟件有一個學習熟悉的過程。
另一方面,對于數學建模的每一個章節的教學內容,都要給學生上機實驗的機會,讓學生自己解決數學建模中的實際問題。這樣學生對所學的每一個章節的建模知識都能夠得到充分的訓練和吸收,從而達到教學目的。 目前,民辦院校對于實驗課的安排不太注重各門課程自身的特點,多數是為了便于管理,采用“一刀切”的原則。比如,武漢學院數學建模的上機課基本上都是集中安排在每學期的中間幾周(第三周開始上機,中間連續八周上機課,之后沒有安排上機實驗課),導致后面的教學內容只有理論,沒有實踐,學生越發不感興趣,教學效果不理想。
對于實驗課的安排,可以考慮適當增加上機操作課時量,或采用單雙周的上機模式,亦或者上機課由老師靈活處理,自行安排,根據課程內容需要來定,以便達到最佳的學習效果。
(三)教學方法
傳統的“滿堂灌”式教學方法仍在大部分高校占據主導地位,這種教學方式過于強調循序漸進,雖然有利于學生掌握知識,但同時也造成學生的惰性思維,不利于其獨立性和創造性的發展,使學生的學習被動枯燥乏味。
數學建模課程可以借用建模競賽的分組模式,在老師的引導下讓學生分組討論、自己思考探究,協作完成實驗報告。教師也可以安排課堂時間讓學生上臺講解自己的解題思路和方法,在課堂上展開討論。此舉不但可以發揮學生的主觀能動性,還可以鍛煉學生的解題能力和表達能力。
對于課堂教學,一方面教師給出的數學建模的題目應具有現實性和挑戰性,學生看到題目后會激發他們的“挑戰欲”,這時候他們會感覺數學很強大,激發他們對數學的求知欲,在分析問題、建立模型及改進的過程中,激發學生探究數學奧秘的主動性,在完成建模求解過程后還會激發學生的成就感,帶給他們無窮的驚喜。 另一方面,自然得體、詼諧有趣的教學語言能啟迪學生的智慧,調動學生的學習興趣,開發學生的能力。數學課堂教學的語言藝術主要體現在教學語言的優美感。數學教師的有聲語言除了要做到準確規范、嚴謹簡約、形象有趣、通俗易懂之外,還要優美動聽,這是增強教學吸引力和感染力的重要因素。教師的語言要清亮、明晰、舒緩、流暢而且富有節奏變化,這樣才能把一般人認為枯燥的數學知識講得生動鮮活,才能刺激學生聽覺神經的興奮,激起學生的學習興趣。
另外,要充分重視《自然科學概論》對數學建模課程的促進作用。自然科學是人類科學知識的重要組成部分,它包括數學、物理、化學、生物、天文學和地學等基礎科學,以及材料科學、空間科學,能源科學、生命科學和醫學等應用性技術科學。《自然科學概論》作為一門通識課程針對所有的高等院校大一學生開設是非常有必要的。數學建模是一門知識量非常豐富的綜合性課程,它要解決的問題覆蓋自然科學的各個方面,現代社會生活的日益復雜化決定了對現實問題的研究和解決,僅僅依靠數學理論知識已經不能有效地擔當起這一重任,他需要我們對自然科學的各個方面有一定程度的了解,要把各個專業的基本原理同數學模型和數學軟件緊密結合,協同作戰,方能解決現實問題。比如,2014年數學建模競賽題“嫦娥三號軟著陸軌道設計與控制策略”涉及物理和天文知識,2016年數學建模競賽題A題“系泊系統的設計”涉及物理上的物體受力平衡和力矩平衡等知識點。
二、大學數學建模課程的意義和建議
數學建模課程的開設為學校參加每年一次的全國大學生數學建模競賽打下了基礎。全國大學生數學建模競賽是對數學建模教學工作成果的一次檢驗,同時也是推進數學建模工作的一個平臺。參加數學競賽目的不在于獲獎,重在參與,重在能力培養,綜合素質的提高。三天三夜的競賽對于任何一個參賽的學生來說都將是一次人生難忘的經歷,他們的團隊意識、合作精神、吃苦精神、創新精神都將成為他們人生的一筆寶貴財富。武漢學院自從2011年參賽以來,每年五到七支隊伍近百名學生參加了全國大學生數學建模比賽,每年均獲得了國家級省級大獎。數學建模競賽及其相關活動表明,數學建模不僅培養了學生的觀察力、想象力和邏輯思維能力,而且提高了學生分析問題、解決問題的能力。
數學建模可以擴寬教師的知識面。數學建模的題目融實用性與挑戰性為一體,不僅需要數學知識,還要對其他專業知識有全面的了解,這就促進了任課教師不斷學習新的知識,了解新的科技,進而提升教師的知識面與實際應用能力。
數學建模可以促進教學內容的改革,傳統的數學課知識過于死板,學生不能很好地將其應用。數學建模的題目涉及知識面廣,可以引入到數學其他課的教學內容中,也可以將一些習題結合實際改編成應用題。這樣可以豐富教學內容,用生動有趣的生活實例導入新課,在教師啟發誘導下,通過學生發現新問題,提出新假設,產生一種躍躍欲試和急于解決問題的心理需求,從而引入數學定理、公式等,體現數學知識的實際應用性,提高學生學習數學的興趣。
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作者簡介:
吳小霞(1979-),女,湖北武漢人,武漢學院信息系副教授,博士。研究方向:多重檢驗,數學建模。