數學建模的基礎范文
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中圖分類號:G712文獻標識碼:A 文章編號:1673-9795(2013)06(b)-0000-00
高職教育的培養目標是為生產、建設、管理和服務第一線培養實用型人才,根據這個目標,高職數學課程的教學改革應以突出數學的應用性為主要突破點。高職數學課程的一個重要任務就是培養學生用數學原理和方法解決實際問題的能力。因此數學建模的思想和方法融入高職數學教學,是一種非常適合我國高等職業教育實際的一種教育方法。將數學建模的思想和方法有機地貫穿到傳統的數學基礎課程中去,使學生在學習數學基礎知識的同時,初步獲得數學建模的知識和技能,為他們日后用所學的知識解決實際問題打下基礎。
1 高職數學基礎課程融入數學建模思想方法教學存在的問題
1.1 學生的數學基礎不容樂觀
近年來,高校連年擴招,高考入學比率逐年攀升。成績優異者進入本科院校,而高職院校都是最后批次錄取,不少學生嚴重偏科,其數學基礎及能力與本科院校學生相比存在著較大差異,他們無論在學習能力、學習方法方面還是學習習慣方面都或多或少存在著問題。這就造成學生的數學基礎參差不齊,學生參與教改熱情不高,給數學建模方法教學帶來了客觀上的困難。
1.2 教學內容與教學時間方面存在問題
隨著高職教育的發展,培養高等技術應用型人才成為教育的主要目標,高職理論教學“以應用為目的,以必需、夠用為度”,同時由于受到市場需求的影響,許多高職學校都在大刀闊斧地減少基礎理論課課時,高等數學作為一門最重要的基礎理論課也未能幸免,導致教學時間大大壓縮,學生學習數學的難度越來越大,教師疲于追趕進度,一些重點、難點內容難以展開,影響了教學質量和效果。教師為了完成教學任務,進行建模方法教學改革流于形式,局部作了嘗試,整體難有改觀,改革的有效性大打折扣。
1.3 教師的教學手段、方法、模式有待改進
高職院校教材編寫仍然采用傳統的本科或專科院校對高等數學的要求和內容體系,造成教學內容與不同專業的要求不相適應,游離于專業課之外,缺乏與實際問題的結合。由于缺乏整體設計,增加了學生的學習難度,從而不可避免地使一部分學生對數學課程產生了畏難情緒,最終影響到教學質量。
2 高職數學基礎課融入數學建模教育的有效性策略
數學建模突破傳統教學方式,以實際問題為中心,能有效地啟發和引導學生主動尋找問題、思考問題、解決問題。因此在數學基礎課有效融入建模思想方法教學,能極大化解難度,促進應用,可以觸發不同水平的學生在不同層次上的創造性,使他們有各自的收獲和成功的體驗,從而提高學生學習效果。
2.1 激發問題意識,培養建模思想
行為的動力是動機,而動機的來源是需要。有效的學習必須以根源于學生需要的、有力的學習動機為條件。所以,要讓學生熱切投入對作為學習任務的問題解決活動,就必須激起他們的問題意識。問題的新穎性與策略的形成正相關。新穎的問題具有挑戰性,策略在解決新穎的問題時最能體現價值,并在創造性地解決問題的活動中得到鍛煉和發展。在實際的教學中,激發問題意識需要兩方面的條件:認知條件和情感條件。認知條件是所提出的問題能使學生產生強烈的疑惑感,但“疑”要有一個度,即要控制問題的難度。太容易了學生不感迷惑,學習動機淡漠;太難了學生會過度焦慮或產生逃避心理,從而喪失學習動機。情感條件是所提出的問題能讓學生產生濃厚的興趣,為此應考慮三點:一是問題情境中應包含學生喜聞樂見的現實生活;二是問題情境及解決問題的過程應呈現師生之間、學生之間的良好人際關系;三是用來營造問題情境及用來解決問題活動的教學具有直觀性、操作性。
培養學生運用數學建模解決實際問題的能力關鍵是把實際問題抽象為數學問題,必須首先通過觀察分析、提煉出實際問題的數學模型,然后再把數學模型納入某知識系統去處理。這不但要求學生有一定的抽象能力,而且要有相當的觀察、分析、綜合、類比能力。學生的這種能力的獲得不是一朝一夕的事情,需要把數學建模意識貫穿在教學的始終,也就是要不斷地引導學生用數學思維的觀點去觀察、分析和表示各種事物關系、空間關系和數學信息,從紛繁復雜的具體問題中抽象出我們熟悉的數學模型,進而達到用數學模型來解決實際問題,使數學建模意識成為學生思考問題的方法和習慣。
2.2 案例教學引導,理解建模方法
所謂案例教學法,是指教師在課堂教學中用具體而生動的例子來說明問題,已達到最終目的的一種教學方式。而數學建模教學中的案例教學法,則對應的是在數學建模教學過程中,結合案例進行數學建模問題的講解,達到讓學生對數學建模的建模過程和方法以及建模的具體應用有清晰的認識的目的。數學建模教學中應用案例教學法主要應該包括三個部分,即事前、事中、事后三個部分。事前是指教師在數學建模開始之前選擇合適的問題,講解問題的環境,也就是介紹清楚問題的背景資料,所掌握的數據信息,建模可能用到的數學方法和模型,以及問題的最終目的。事中是指在教師講解清楚問題的準備工作之后,教師與學生,學生之間針對問題進行討論,討論的目的是要搞清楚問題的實質是什么,可以利用哪些方法和模型工具,探討那一種方法最為合理,最終決定使用的具體模型工具。事后則是指模型的最后檢驗,模型是否合理需要通過最后對模型結果的檢驗做標準,可以在兩種以上不同的模型得出的結果之間進行對比,考察其存在的差距。
2.3 深入挖掘素材,再現建模過程
數學本身就是研究和刻畫現實世界的數學模型。比如,從研究變速直線運動的瞬時速度與曲線切線的斜率出發引入導數的概念,從研究曲邊梯形的面積出發引人定積分概念,從研究空間物體的質量出發引入三重積分概念等。但這些知識經過抽象之后寫在教材上,學生學起來就不知道這些概念及定理的來龍去脈了,發明者的原始想法被隱藏在這些邏輯推理之中,使得學生學起來非常困難。教師在講課過程中要適時、適當、有意識地加以引導,考慮到學生實際的數學基礎,在授課前應有針對性地結合現行教材的各個章節,搜集相關內容的實例,引導學生進行分析,通過抽象、簡化、假設、確定變量、參數、確立數學模型,解答數學問題,從而解決實際問題。如在講授《概率統計》中“古典概型”,向學生介紹古典概型的形成過程,再現知識的創造過程,激發學生的探究熱情,讓學生體驗真正的數學思維過程,提高其綜合運用數學的能力;在講解導數應用的過程中,可安排如瞬時速度、切線斜率、邊際成本、邊際利潤等實際問題的例子.在講“導數的最值”后,可插入一些如費用存儲優化、森林救火等有關極值的模型.積分章節可介紹曲邊梯形面積、旋轉體體積、單位流量等例子。這樣,通過運用數學建模方法,用“高等數學”知識解決重大的實際問題,使枯燥的數學問題變得具體可感,既增加了學生的新奇感,又提高了學生數學應用能力和學習積極性。
2.4 開展數學實驗,增強建模體驗
數學實驗是以數學知識的形成、發展和應用為任務,利用計算工具或空間模型、實物作為實驗工具來推演(或模擬),并且以一定的數學思想方法作為實驗原來的一種實驗形式。數學實驗的手段包括傳統型手段,也包括現代化手段,特別是計算機數學實驗。建模過程中將所研究的問題的數學模型轉換為適合于讓計算機識別并進行運算的形式,由計算機去完成計算任務,甚至進行證明和推導,得出某種處理結果以及新結論、新發現。用計算機解決建模問題的一般步驟如下:
分析問題,建立數學模型;
根據數學模型選定計算方法;
根據計算方法畫出流程圖;
根據流程圖編制程序;
上機調試;
運行程序輸出結果。
從上述流程可以看出,數學建模與數學實驗有緊密的關系,在“人---機---人”的教學系統中,數學教師需要重新定位,掌握新工具,扮演新角色。
2.5 改革評價體系,促進建模開展
高職數學基礎課融入數學建模模思想方法不僅在教學設計要進行改革,在教學評價上也要進配套行改革。數學建模的評價應以假設的合理性、建模的創造性、結果的正確性和文字表述的清晰程度為主要標準。考試方式推行小課題、大作業、小論文考核制度,注重學習過程,布置一些涉及數學方法、數學能力的問題讓學生解決,使學生在學習過程中得到提高,變被動學習為主動學習,改變一考、一卷確定成績的傳統考核方法。將平時的作業、小組合作討論交流納入考核體系之中。
3 數學建模思想方法融入數學基礎課程的思考
3.1 增強意識、勇于實踐
為了培養學生的建模意識,數學教師應首先需要提高自己的建模意識。這不僅意味著我們在教學內容和要求上的變化,更意味著教育思想和教學觀念的更新。數學教師除需要了解數學科學的發展歷史和發展動態之外,還需要不斷地學習一些新的數學建模理論,并且努力鉆研如何把數學知識應用于現實生活。數學建模思想融入數學基礎課程,關鍵是教師轉變觀念,認識數學建模思想方法融入數學基礎課和重要性。數學建模思想方法融入數學基礎課并不是削弱數學基礎課程的教學地位,也不等同上數學實驗課和數學模型課,所給的實際背景或應用案例應盡量自然樸實,簡明扼要。
3.2 體現過程、循序漸進
數學建模思想常常是以隱蔽的形式蘊涵在數學知識體系中。事實上,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。在教學實踐中把蘊涵在數學知識體系中的思想方法明白地揭示出來,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。同時注意到數學建模思想方法的融入是一個循序漸進的過程,由簡單到復雜,逐步滲透。其融入應建立在學生已有的知識經驗基礎之上和學生的最近發展區內,做到在基礎課教學時間內完成,又不增加學生的學習負擔。教學設計時應選擇密切聯系學生實際,易接受、且有趣、實用的數學建模內容,不能讓學生反感。
3.3 注重實效、服務專業
用專業知識作為背景,加工成數學模型,可使學生認識到數學在專業中的地位。這樣既加深了對專業知識的理解,又培養了學生應用數學的興趣。通過對一些以專業為背景、學生有能力嘗試的問題的研究,把專業問題轉化為數學問題,可以增加數學教學的目的性和凝聚力。對學生在建模過程中碰到的專業方面和數學方面的困難,教師要鼓勵學生通過請教教師和查資料及時將要用到的知識補上。在強烈的學習愿望下,人的潛能是最容易被激發出來的。
3.4 注重計算機與課堂教學的整合
數學教育由一支粉筆、一塊黑板的課堂教學走向“屏幕教學”,由講授型教學向創新型教學的發展,離不開多媒體輔助。用Matlab等軟件做出來的部分實驗結果(包括圖形和計算結果等),可使課堂教學更生動,使得教師的講解更貼近學生的建模過程,取得很好的教學效果。將計算機引入到數學建模教育中,可以切實提高學生的數值計算和數據處理的能力,完成數學建模、求解及結果分析的全過程,改變學生被動接受的形式,有效地激發學生學習數學的興趣,提高學生學習數學的積極性。
實踐證明,數學建模對于提高學生運用數學和計算機技術解決實際問題的能力,培養創造能力與實踐能力,培養團結合作精神,全面提高學生的素質具有非常積極的意義,作為高職數學基礎課既要重視數學知識的傳授,更要重視應用能力的培養和建模思想方法的滲透,只有三者同步協調發展,我們的教學才充滿活力。
參考文獻
[1]葉其孝.大學生數學建模競賽輔導教材(四)[M].長沙:湖南教育出版社,2002.
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關鍵詞:MOOC;大學信息技術基礎;混合式教學;課堂教學
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2016)27-0105-02
當下,MOOC(Massive Open Online Courses,大規模在線開放課程)已經成為高等教育教學的一種全新方式,學習者不受空間與時間的限制,可在網絡上完成課程學習、學習交互、布置與上交作業、教學評價考核、師生互評等各個環節,很好地解決了傳統面對面課堂教學中資源共享難、課時有限、教師批閱工作量大等問題。大學信息技術基礎是一門實踐性強、受眾面廣的通識基礎課程,以河海大學文天學院為例,除了計算機專業外,全校學生都開設該課程,如何將MOOC課程和傳統課堂教學的混合式教學的優勢,體現學生的主體地位,充分調動學生自主學習的積極性,是解決傳統面對面教學的問題、改進現有教學方法和提高教學效果的有效途徑。河海大學文天學院在這個大背景下將MOOC 引入到大學信息技術基礎的課堂教學中,在新的教學模式與理念指導下,開展混合式教學的探索和實踐。
1 MOOC課程混合式教學模式的內涵
混合式教學模式并非單純在形式上網絡學習與課堂教學混合,而是更深層次上不同教學理論的教學模式的新型混合、是傳統面對面的教學與網絡學習的新型混合、是進階式網絡在線學習與翻轉式課堂教學的新型混合。MOOC課程混合式教學模式即在網絡上構建的一種虛擬的教學環境,它為課程提供課程的教學視頻、PPT課件、相關資料、推薦書目、練習與測試,可開展定期開課,按時布置練習與測驗等,具備了即時性、個性化、自覺學習體驗與大規模的網絡特點,同時,在線下的面對面課堂教學中由教師主導,多種教學媒體相互結合開展教學。這樣即擴大學生的學習地域范圍,也增加學生自主學習的學習資源,使得更多學生汲取到更多更優質的知識與研究成果。
2 開展MOOC混合式教學模式的必要性
2.1 學習者的信息技術基礎參差不齊
大學信息技術基礎是面向非計算機專業的全校性的公共基礎課程,學習者的基礎參差不齊。當前是信息時代的發展階段,也是計算機基礎教育普及階段。有些學生能夠熟練操作計算機,能完成計算機的日常維護、相關網絡安全知識的普及、多媒體技術的理解、能熟練運用Windows 操作系統、Word文本編輯、Excel表格制作、PPT演示文稿制作等。但也有一部分同學來自于偏遠的農村地區,他們很少有機會接觸到計算機,有的甚至根本沒有接觸過計算機。面對如此基礎不一致的情況,如果教學過程中不變換教學模式和研究新的教學方法,采用一刀切的單一面對面傳統教學方式,將會大大降低了學生學習的熱情,使得基礎好的同學認為太簡單不想學,基礎差的同學又聽不懂而跟不上,最終影響他們后續課程的學習。
2.2 傳統課堂教學課時有限
由于現在計算機的普及,大學信息技術基礎的學分也相應地縮減,目前,河海大學文天學院大學信息技術基礎這門課的課時量由原來的4學分,縮減為原來的一半,即理論1學分,實踐1分,這就不得不迫使教師要壓縮教學內容,只講解其中的部分重點內容,而對教學內容的其他部分只能略講或忽略不講。再者,課堂教學的學生上機練習時間有限,大學信息技術課程又是一門需要上機操作來對課堂所講的知識進行消化與吸收的課程,上機練習少,會直接影響了學生對所學知識的掌握,極大地影響了教學質量。
2.3 單純的線上自主教學模式存在缺點
1)單純的線上自主教學模式,沒有教師的監督和管理,實踐課程很難實施,大學信息技術基礎課程是一門特別重視學生實踐能力培養的課程。在沒有教學實踐指導的情況下,學生在課后獨自進行實踐操作,遇到難題和不會做的問題往往得不到教師的及時的指導,這必然會導致其學習信心不足。
2)對信息技術能力差、學習主動性與自覺性弱的學生來說學習效果不理想。MOOC網絡課程本身是需要在網絡上通過電腦進行學習,學習者需要一定的信息素養能力才能完成,所以,一些完全沒有接觸過計算機的同學將無法參與MOOC課程學習。
3)單純的MOOC在線課程的考核也是在線進行,但是網絡的虛擬性使得在線考試結果在公平性和真實性方面存在較大問題,無法避免代考、抄襲等作弊行為的存在。
3 MOOC課程混合式教學模式的教學設計
3.1 教學目標的確定
大學信息技術基礎是面向非計算機專業學生的公共基礎課程,由于學習者的基礎參差不齊,所以MOOC網絡課程提供了各個基礎層次的同學所需要的教學內容,讓基礎差的同學可以從最簡單最零基礎的內容開始學習,讓基礎好的同學選擇性的學習高難度的教學知識點。
另外,通過MOOC網絡課程在線學習,可以充分利用學生的課后時間進行自主學習。很好地解決了課時有限的矛盾。同時充分體現學生的主體地位,調動學生自主學習的積極性, 并通過課堂教學及時了解學生的在線學習情況,把重點、難點、易錯點放到課堂教學中重新進行講解剖析,再有針對性地布置上機實訓作業,教師根據作業的完成情況與學生的反饋,調節教學進程。實現在線學習與課堂學習的優勢有機結合。
3.2 教學內容的設計
教學內容的兩方面: 一是知識為單位的短視頻、課件、作業、測試題庫等教學資源的制作;二是開展的教學活動,如討論、測試、考試等。
1) 教學資源制作。本課程教學資源包括視頻、課件、作業以及用于測試題庫等。
2) 知識點的細化與分割。大學信息技術基礎課程包括計算機信息的表示存儲、指令和程序語言、計算機組成結構、多媒體技術、計算機病毒、Internet基礎與應用、Word文字處理、Excel電子制表、PPT演示文稿等內容。可根據將知識點進行“碎片化”,然后錄制成精悍短小的視頻放在MOOC課程平臺上。在知識點的分割與“碎片化”的過程中,力求將每個知識點的分割更加短小、具體。
3) 視頻的錄制。根據劃分好的小知識點,結合設好的教學策略進行講解,并錄制好視頻,后期再對視頻進行美化、加工、剪輯等后期制作,每段視頻一般控制在10 分鐘左右。
4) 作業題庫。每段視頻講解后配相關的練習題,以便于學生的理解強化。大學信息技術基礎絕大部分的練習題是上機操作題,以實踐練習為主,因為該課程的練習題還會提供相應的學習操作視頻,完成后在線上交。
5) 添加測試題庫。利用MOOC在線考試系統對學生開展階段性測試,以便于教學期間及時得到學生學習情況的反饋,大學信息技術基礎主要分割為計算機基礎知識、Word文字處理、Excel電子制表、PowerPoint演示文稿等幾個階段分別考核。
6)教學活動的設計。以學生為中心,根據學生的基礎、課時、教學安排,有計劃、有步驟地開放教學資源,同時開展相關的教學活動:如組織教學討論、課上上機操作比賽、參加全國計算機技能大賽、全國計算機二級等級考試的模擬考場等活動。通過這些教學活動的開展,有利于及時反饋學生的學習情況,強化上機操作水平,培養學生的創造能力,提高我校的計算機等級考試通過率。
4 基于MOOC的混合式教學過程實施方案
混合式的學習過程主要包括在線學習與課堂學習,下面介紹河海大學文天學院大學信息技術基礎課程開展MOOC混合式教學的實施方案:
4.1 布置教學任務
在課堂教學方面,該課程32個課時,共分為八周,每周兩次課,每次兩節課,每次下課前,教師會在課堂上布置教學任務,強調在線學習任務、在線練習內容、討論主題以及考核范圍,讓學生帶著任務去自主學習,以便于學生確立自主在線MOOC學習的計劃。
4.2 有教師主導的在線MOOC學習
計算機基礎教研室的教師在每周的固定時間在線,以便于實時的與學生交互,討論,及時了解學生遇到的問題和困難,學生也可以實時反饋自己的學習情況。我校該課程所使用MOOC課程平臺是在安徽省的MOOC平臺――安徽省網絡課程學習中心(E會學),教師可以查看學生的學習記錄,包括學生視頻學習時間、練習題的完成情況、學生參與討論等情況。而這些數據實時的反映了學生在線學習的情況,以便于教師及時獲取學生反饋,及時調整學習進度。
4.3 課堂學習
在課堂上,學生可以將在線MOOC學習中遇到的問題向老師進行反饋,教師對問題進行總結和講解,對重點內容進行強調,通過找學生回答問題、現場演示上機操作等方式、現場答疑以及規定時間使用全國計算機二級等級考試模擬系統進行考核等方式,驗證學生本周的學習情況。
上述面對面的課堂學習與在線自主學習的分階段學習,充分利用MOOC課程平臺,將其與課堂完美結合,形成了混合式的教學方式。
5 結束語
目前我校大學信息技術基礎MOOC網絡課程的建設與MOOC混合式教學模式的實施還處在探索與嘗試階段,結合我校學生的特點與大學信息技術基礎課程的實際,基于MOOC平臺的混合教學模式可解決傳統課堂教學中學生基礎的參差不齊和教學課時量有限的實際問題,同時解決網絡教學中學生學習缺乏主動性、實踐課教學反饋不及時,學習者的自我效能感降低的矛盾。
參考文獻:
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[2] 于凌云. 基于MOOC 平臺的混合式教學模式探討與實踐――以廈門理工學院《形勢與政策》課為例[J]. 信息與電腦, 2014(10): 214-216.
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關鍵詞:初中信息技術 活動式課堂教學 教學模式
一、研究的背景和意義
隨著信息技術的高速發展,我們進入了信息時代。國家的重視,使各校信息技術設備得以更新配備。但初中信息技術教學現狀卻不容樂觀。
1.教師放羊,學生無味。由于信息技術學科不是一門主科,不用參加升學考試,所以信息技術教師在教學上積極性不高,備課、上課馬馬虎虎,有的甚至放之任之,讓學生自己在機房玩。加上有的知識點,學生在小學就已經學過了,上初中還在學,學生就沒有學習興趣了。
2.教學枯燥,兩極分化。由于學生家庭經濟條件不同,造成他們的信息技術水平也參差不齊。而教師在信息技術教學時,通常是搞“一個水平線”教學,并且只是“教師講學生聽”,結果是有的同學因已經掌握這些知識聽得索然無味,而基礎差的同學則可能根本就聽不懂,這樣一來,學生就更沒有興趣學習了。兩極分化也會越來越嚴重。
3.考試評價制度不健全。對于傳統學科,評價方式就是筆試。對于信息技術學科而言,更多的可能是要求掌握操作技能。考試評價制度不健全,也就無法促進教師學生學習信息技術的積極性。
在《基礎教育課程改革綱要(試行)》中,明確提出了新課程的培養目標:“倡導學生主動參與、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。”由此可見,基礎教育課程改革的新理念要求教學策略將發生變化:由重知識傳授向重學生發展轉變;由重教師“教”向重學生“學”轉變;由重結果向重過程轉變;由統一規格教育向差異性教育轉變。這充分體現了教育應該以人為本的新理念,從而要求教師能夠充分調動學生學習的積極性,激發學生的學習興趣,創造豐富的教學情境讓學生參與,讓學生在“做”中學。
基于上述認識,本文提倡開展活動式課堂教學的應用性研究,將活動的思想融入到初中信息技術教學中,作為構建新的教育形式的突破點。
二、初中信息技術“活動課堂”教學模式實踐
活動之于教學的整合有兩種形態:結合和融合(如圖)。當活動與教學結合時,教師指導下的學生活動與教學相結合關系,而當活動與教學融合時,活動的過程就是教學的過程,兩者密不可分。
活動與教學的結合 活動與教學的融合
活動式教學模式突破傳統教學形式,將信息技術基礎知識和基本技能融入生動有趣的活動中,與電腦繪畫、電子作品制作等學生喜聞樂見的形式巧妙結合,把知識、技能的訓練與非智力因素的培養和智力的開發及活動巧妙聯系,符合學生好奇、好勝的心理特點,讓課堂變得更為“生動、有趣”。我將活動式教學模式分為“自主探究”型活動教學模式、“多元整合”型活動教學模式、“主題創作”型活動教學模式、“游戲競賽”型活動教學模式。
(一)“自主探究”型活動課堂:滿足探索需求,重在自主學習
活動探究教學模式旨在讓學生通過活動自主探索,以科學探究的方式進行學習。在該模式中教師不能直接把構成教學目標的有關概念和認知策略直接告訴學生,而是先確定活動主題、制定活動方案,然后學生開展探究活動,獲得感性認識,并通過討論,使得感性知識變成理性知識。
如我設計的浙江省教育廳教研室編寫的七年級上冊《信息技術》第十九課《綜合實踐――做調查研究》的“自主探究”型活動課堂教學模式:
【案例1】
學會調查研究
活動對象:七年級學生。
活動目的:通過小組合作開展一次問卷調查,恰當合理的運用Excel對問卷中的數據進行統計與分析,得出有價值的結論,并撰寫調查研究報告,進一步提高數據處理與分析的能力,體驗信息技術在日常學習與工作中的實際應用。
教學過程:
1.調查前的準備:成立調查小組;確定調查主題;制定調查方案;設計調查問卷。
2.數據收集與處理:整理問卷;處理原始數據;制作統計圖表。
3.撰寫調查報告:結合統計表和圖表進行數據分析,得出結論,闡明觀點,提出建議。
4.成果交流:交流(略)
在初中信息技術課堂中,應用“自主探究”型活動教學模式應注意以下幾個問題:
(1)活動必須包含本次課教學內容的重點或難點;
(2)活動的難易設計要考慮到學生水平的差異性,注意分層、分階段,以期學生最后都能通過活動產生感性認識;
(3)學生在活動中碰到問題,引導學生開展討論,以期通過討論,讓學生自己總結出解決方法,獲得理性知識達成教學目標。
(二)“多元整合”型活動課堂:豐富課堂內涵,重在綜合應用
多元整合型活動課堂具有較強的綜合性與實踐性,不是單純學科知識的運用和延伸,而是需要綜合運用知識來認識、處理、解決問題;在方式上,根據教學內容,教師可以靈活選擇或整合多種學科的方式。如,結合語文課的《斑羚飛渡》、科學課的《保護水資源》、校本教材中的《走進XX》等學科內容,抓住其共同及核心的教育思想,讓學生進行電子報刊、電腦動畫等形式的作品制作。通過情境的創設,情感的熏陶,學生產生主動學習的愿望。從學生的制作過程(積極地參與探索,相互合作)及表現形式(繪畫、電腦動畫、電子報刊等)可以看出他們環保意識的深入,對家鄉山清水秀的喜愛,同時也延伸出更深層次的社會問題,而這些也是單獨一門學科所不能達到的。
下面的案例就是我根據浙江省教育廳教研室編寫的七年級下冊《信息技術》第七課《設計版面》設計的“多元整合”型活動課堂教學模式:
【案例2】
編電子報刊
活動對象:七年級學生。
活動目的:整合各科知識,綜合運用已經學過的Word操作方法,將與主題有關的資料進行編輯,制作成電子報刊。掌握利用計算機進行信息加工的方法。
教學過程:
2、確定電子報的主題和刊名。
3、分配制作任務。
4、實施制作。
5、匯總美化。
類似這樣的課堂不受學科知識體系的束縛,有效實現目標、內容、方式、結果等方面的整合,這里不僅需要學生有比較嫻熟的信息技術操作水平、信息搜集處理水平,此外還需要與美術、語文等學科整合,對知識加以綜合運用。不同的學生可以有不同層次的學習體現,可以獲得不同的成功體驗,從而激活各自的潛能。
(三)“主題創作”型活動課堂:激活個性潛能,重在個性展現
學生是學習的主體,是學習的主人。課堂教學內容必須符合學生的需要,作為已經有獨立思想的初中生,學生更樂意自由想象、自由創作。如,展示“秋天”為主題的課堂教學,要求學生運用各種掌握的方法來表現秋天。使用工具:word、PowerPoint、flash、畫圖都可以,主題要鮮明。
下面的案例就是我根據浙江省教育廳教研室編寫的七年級上冊《信息技術》第八課《自選圖形的應用》設計的“主題創作”型活動課堂教學模式:
【案例3】
設計富有個性的Logo
活動對象:七年級學生。
活動目的:學生通過設計富有個性的logo,進一步加深與鞏固自選圖形的操作,從而提高合理搭配圖形的能力。
教學過程:
1.選擇自選圖形。
2.設置自選圖形。
3.在自選圖形上添加文字。
4.設計富有個性的logo。
“主題創作”型活動課堂教學模式給學生提供了自主探索、主動獲取知識、分析運用知識的機會,學生對活動進行自我設計、自我控制、自我解答,變“要我做”為“我要做”,真正成為學習的主動者、探索者和成功者。
(四)“游戲競賽”型活動課堂:關注競爭心理,重在體驗快樂
學生在活動中邊玩邊學,學中有玩,玩中有學。“游戲競賽”型活動課堂教學將所學的知識寓含于游戲中,是學生最喜歡的信息技術教學。比如,學習八年級上冊 《信息技術》第一單元中“網絡與生活”后,教師可以在學生完成知識建構后,設計“非洲大冒險”游戲,學生借助互聯網進行游戲競賽,藉此考察學生網上信息獲取與加工的能力。再比如學習《文字校對》是非常枯燥的,如果教師一開始直接講解校對要求和修改方法,學生不但學的很累,而且很不愿學,更加不能強迫其練習了。我在教學中就采取游戲競賽的方式,使學生對學習充滿了熱情。
下面的案例就是我根據浙江省教育廳教研室編寫的七年級下冊《信息技術》第十七課《文字校對》設計的“游戲競賽”型活動課堂教學模式:
【案例4】
火眼金睛找錯誤
活動對象:七年級學生。
活動目的:對文檔進行拼寫和語法錯誤檢查,修改查出的拼寫或語法錯誤。培養規范書寫的良好習慣。
教學過程:
1.教師宣布游戲競賽的規則。
2.教師講解檢查文檔中的拼寫和語法錯誤的方法。
3.進行競賽。
4.宣布結果并頒獎。
“游戲競賽”型活動課堂教學,既保持了學生學習信息技術的熱情,又促使學生自覺去學習信息技術有關知識。學生在游戲中學習,不僅在學習中體驗知識的魅力、成功的喜悅,而且令學生感覺到信息技術課堂是一個游戲的天地,學習的樂園。
三 、實踐成效的分析
1.豐富了校園學習生活,提高了學校知名度
“活動課堂”的開展并延伸,大大豐富了學生的學習生活。通過“活動課堂”的教學實踐研究,我校信息技術這門學科得以帶動和形成,造就了一批優秀的信息技術教師,向周邊學校輻射,為我校樹立良好品牌,發揮較大作用。學校教師、家長、學生都意識到該門學科的重要性,也成為學校提高知名度的重要途徑。可以這樣說,在新安江第一初中,信息技術“活動課堂”這方土地,是最活躍、最吸引人的沃土。
2.增強了教師的課程改革意識,提升了專業素養
實踐和研究初中信息技術“活動課堂”教學的過程,就是活化課程資源,增強教師課程開發意識、提升專業素養的過程。筆者在參加建德市信息技術(初中)優質課比賽中獲二等獎。
通過實踐和研究“活動課堂”教學,教師對學生的情感、態度、價值觀更為關注,教學中重視挖掘每一個學生的潛能,面對課堂教學時常能融進自己的思考,用動態的眼光看待每堂課,設計出適合學生的活動。同時學生的精彩表現時時讓老師感動,老師能主動去反思,突破教師以往單科課程的限制,提升教師的課程意識,拓寬對課程的理解,提高課程的開發與實踐能力。
“活動課堂”教學的設計與實施也在無形中提升教師的教育科研能力。這些都為我們后續的推廣研究和深入研究打了良好的基礎。
3.促進了學生的個性發展,增強了學生對學習的幸福體驗
(1)“活動課堂”激發了學生的學習興趣,促進主動學習
每個學生都希望自己的作品得到老師與同學的贊賞,希望自己在網上的作品得到同學的認同,為實現這一目標,促使學生學習之前準備上課的內容,家里有計算機的學生在家中準備上課要用到的資料。為此,學生學習信息技術的興趣明顯提高,課堂氣氛非常活躍,學生學習積極主動;學生的計算機操作能力大大增強了;學生樂于準備收集學習資料,勤于整理添加自己作品文件夾的內容;喜歡在網上自己的作品發表自己的評論。
(2)“活動課堂”豐富了學生的自我體驗,提升自我價值
活動課堂教學形式多樣,可選擇性強,可讓學生獲得更大的發展空間,有效地激發了學生強烈的求知欲和好勝心,使他們主動探索,愉快體驗,各盡其思,各展所能。活動的內容富有情趣性、挑戰性、價值性,注意發揮學生的主體作用。做什么,怎么做,自完全掌握在學生手中。這樣,為學生提供了廣闊的創造舞臺,徹底改變了學生被動學、機械學的局面。在活動的過程中,豐富了學生的自我體驗。學生作品多次在杭州市、建德市獲獎。
對于絕大多數學生來說,信息技術學科不會成為他們今后研究的主要方向,但會成為他們進行其他學習活動、從事某種工作、適應現代化生活的工具。活動課堂教學讓學生懂得自主學習,把握自主存在的意義;讓學生在學習、活動的過程中,學會革新創造、學會與人合作,提升自我的生命價值。
四、實踐研究的反思
信息技術“活動課堂”教學模式在實施中還面臨一些問題,主要有:
1. 初中學生功課多,升學壓力大,信息技術教學被邊緣化,導致信息技術教師有想法沒辦法實踐,有活動沒辦法開展,學生沒有更多時間進行課外活動。
篇4
關鍵詞:現代教學技術;思想道德修養與法律基礎;教學模式;高職教育
中圖分類號:G41 文獻標識碼:A 文章編號:1673-2596(2014)01-0249-03
教學和學習是兩個既區別又聯系的過程,在教學過程中,教師借助一定的媒體將教學內容傳授給學生,在學習過程中,學生通過一定的媒體接收教師的信息,并納入到已有的認知結構中,從而產生相應的行為或行為潛能的變化[1]。可見,教學媒體在教和學的過程中是一個不可忽視的因素。隨著科學技術的發展,教學技術手段在不斷地更新,由實物、黑板、粉筆、掛圖到照片、幻燈、課件,由收音機、錄音機到電影、電視、電子計算機,無不體現了現代科技成果在教育上的運用。特別是隨著計算機多媒體技術和網絡技術的迅猛發展、計算機教育的普及,計算機在學校教育中發揮著越來越重要的作用,在教育現代化中扮演著重要角色,已經成為影響學習的重要因素之一[2]。根據這一因素構建《思想道德修養與法律基礎》教學模式,提高高職學生的思想道德修養和法律意識顯得尤為重要。教學模式包括了教學目標、教學內容、教學手段等。本文旨在分析現代教學技術手段在實現《思想道德修養與法律基礎》教學目標上發揮的積極作用,并且提出了教學內容中的三個相結合。
一、現代教學技術手段在實現《思想道德修養與法律基礎》教學目標中發揮積極作用
(一)《思想道德修養與法律基礎》教學目標
1.素質目標
逐步提高學生走向社會所需要的思想、文化、身心、法律、職業等方面的綜合素質。重點培養學生良好的道德修養、人生觀價值觀、職業理想、法律意識。更好地促進高職學生成長成才和終身發展。
2.能力目標
(1)能夠了解高職學習、生活的特點,深刻認識高職學生的歷史使命,初步培養職業生涯的規劃設計能力。
(2)能夠在明確個體對自然、社會、他人和自身應該承擔責任的基礎上,提高學習、交往及自我心理調節的能力,培養合理生存和職業崗位的適應能力。
(3)能夠將道德理論內化為自覺的意識、自身的習慣、自主的要求,成為校園道德生活的主體,提升職業實踐中德行規范意識和能力。
(4)能夠運用與人們生活密切相關的法律知識,在社會生活中自覺遵守法律規范,分析和解決公共生活、職業生活、家庭生活領域的現實法律問題。
(5)能夠在熟悉職業素質、職業理想、職業法規等內容的基礎上,培養成功就業和自主創業意識和能力。
3.知識目標
(1)明確“基礎”課的性質和目的,確立和堅定理想信念、將遠大理想和對祖國的高度責任感、使命感結合起來,做新時期堅定的愛國者。
(2)系統學習人生觀、價值觀理論。引導學生深入思考有關人生是什么、人生意義是什么等基本問題。領悟人生真諦、樹立正確的人生觀,積極投身人生實踐,創造有價值的人生。
(3)了解社會主義道德基本理論,中華民族優良道德傳統和社會主義榮辱觀。
(4)了解社會主義法律在公共生活、職業生活、家庭生活領域中的具體規定,領會社會主義法律精神,明確社會主義法律規范。
(5)了解職業道德的涵義及養成,職業未來的發展趨勢。掌握就業、擇業與創業的方法,明確勞動者依法享有的權利和應該履行的義務以及維權的途徑。
(二)現代教學技術手段在實現《思想道德修養與法律基礎》教學目標中發揮的積極作用
1.國際互聯網技術
互聯網技術縮短了國家之間的距離,縮短了查閱文獻的時間。使每位教師能及時掌握國內外有關這門課程教學和研究的動態,以及正在發生的和這門課程有關的新聞熱點事件。從而更有效地進行教學方法和教學手段的設計。也使學生從互連網上了解到有關這門課程的情況和發生在我們周邊和我們緊密相連的事情。
例如從互聯網上,我們了解到大學生另類擇業路徑――家政、個體、養殖等,引發我們對大學生就業、擇業觀的思考和爭論。教師可以及時地就這些事件和學生展開討論,在目前國內整體就業形勢嚴峻這個大背景下實事求是地引導學生樹立正確的就業、擇業、創業觀。
不僅教師使用互聯網,而且要求學生也使用。例如要求學生從互聯網上查找資料,寫出一份公共生活中道德和法律規范的報告。
2.多媒體技術
PowerPoint和FrontPage是制作教學課件很好的工具,尤其是FrontPage在頁面設置,圖片和視頻資料的鏈接等方面都很靈活。在這門課程的教學內容課件中,主要以專題為單位創建演示文稿,而且根據各專題的內容和性質決定文稿的形式。例如有關公共生活、職業生活和家庭生活中的道德問題及大學生擇業和創業,需要鏈接CCTV新聞、鳳凰衛視等視頻資料。圖片、視頻、文字相結合可以讓學生更加直觀、形象地接受。對激發學生的學習興趣,加強道德修養和樹立法律意識起到潛移默化的作用。所以在演示文稿的制作中圖片視頻資料相對較多,選擇FrontPage制作課件較好。在實體法和程序法的知識講解中則結合案例主要以文字的形式展示課件,那么選擇用PowerPoint和FrontPage就都可以。
3.掃描儀、數碼相機等設備
在教學的過程中運用數碼相機、掃描儀等設備,把在報紙、雜志、電視上刊登的以及教師日常拍攝的有關思想道德、法律方面的知識、事件或新聞熱點的圖片、文字增加到課件中,及時將這些知識傳授給學生。掃描儀主要解決一些稀缺資料問題,例如課堂中需要用的一個資料只在一本書中找到,這個時候不論是拷貝文字還是圖片,掃描儀都起到最好的作用。而數碼相機等設備用于教師日常生活、外出、旅行等拍攝的與教學內容相關的圖片及視頻資料。
二、《思想道德修養與法律基礎》教學內容以及三個相結合
(一)《思想道德修養與法律基礎》教學內容
這門課程包括三大部分五大方面的教學內容
第一部分:思想道德教育。包括理想情操教育、人生價值教育、道德品質教育,主要提供總的思想基礎和理論前提。結合職業理想,重點解決高職學生成長成才的歷史定位和時代方向問題,使學生初步具備一定的學習和職業生涯規劃設計能力,提升職業實踐中德行規范的意識和能力。
第二部分:基本法制教育。包括法理、憲法、實體法和程序法。旨在幫助學生知法、用法、守法、護法,提升其法律意識,培養法治“社會人、職業人”的基本素質。初步學會并運用相關法律知識分析和解決公共生活、職業生活、家庭生活領域的現實法律問題的能力。
第三部分:職業規范教育。包括職業活動中的道德與法律,成功職業人的素質,職業選擇以及就業中權益保護等問題,是第一、二部分知識在實際領域中(如就業、權益、社會責任、奉獻等問題)的延伸。旨在提供職業行為規范和價值導向,培養學生的職業態度和職業精神,鍛煉學生成功就業和自主創業的能力[3]。
知識模塊的前兩個部分有比較明顯的分塊但又相互滲透融合并最終落實體現在第三部分。整個教學體現了與高職學生成長成才主線的結合,并把社會主義道德和法制教育的問題放到了學生自我認識、群體交往、社會發展的進程中把握。
(二)教學內容中的三個相結合
著名教育家杜威認為課程內容即學科知識、當代社會生活經驗、學習者的經驗[4]。《思想道德修養與法律基礎》教學內容即可接受這一教育理論的指導。
1.教學內容與職業素養、職業現實問題和職業道德的結合
從企業對人才的能力、素質要求和人的全面發展要求出發,系統設計課程的知識、能力、素質目標,強調崇德尚能、以德導能、以能強德,培養高職學生良好的職業意識、職業理想、職業道德、職業態度、職業價值觀和職業紀律,實現基本理論與職業素養的結合。
從面向社會的職業人的培養出發,結合學生思想道德形成和身心發展的客觀規律,從三大角度五大方面系統整合課程的內容體系,有針對性地回答高職學生在成長成才和未來職業生涯發展過程中所面臨的有關人生、事業、理想等方面普遍關心和迫切要求解決的德行修養和職業現實問題,探求解決問題的方法。
圍繞教育主要解決“做什么”和“怎么做”的問題,根據高職學生認知特點和規律以及教學與實踐一體化的要求,促進知行結合、學生職業能力和職業素質的提高。
2.教學內容與新聞熱點相結合
堅持教學內容與新聞熱點相結合,使學生感到課程的知識內容和現實生活緊密相關。例如講授理想、人生觀的時候就可以舉例近年來感動中國十大人物,他們的事跡都是很好的素材。在講授婚姻家庭觀時可以舉例偉大的母親:倫敦奧運會37歲的體育運動員丘索維金娜。現實社會生活中大家熟知的名人模范婚姻家庭。背著母親上學的孟佩杰等等感人的現實事跡。
將奧運會、感動中國這樣的熱點新聞事件穿插在教學中,以偉大人物的人生觀為指導,可以引起學生的共鳴,給學生留下深刻的印象,起到積極的作用。
3.課程內容與開展德育教育活動和大學生日常生活相結合
大學生既是知識的接受者,又是知識的傳播者。教師可布置與開展德育教育活動有關的作業題目。例如學習這門課程后,對自己今后的工作、學習和生活將有什么幫助;觀看奧運會、世博會后的感受等。事實上,許多學生已經在開展德育教育的活動,例如如果教師能在社會公德的環境保護方面教授給學生更多科學知識和方法并且身體力行,學生就會在無形中感染他們的父母、朋友,這樣的活動就擴大了教學的效果,擴大了接受德育教育的人群。
堅持課程內容與大學生日常生活常識相聯系,使他們感到德育教育與自己的日常生活緊密相關,提高感性認識和學習興趣。
泰勒在他的名著《課程與教學的基本原理》中論及課程時提出這樣的論點,就學校教育而言,一門學科的價值在于它對一般公民,而不是未來這個領域的專家的貢獻[5]。通過學習《思想道德修養與法律基礎》,使各專業的學生都提升道德修養、樹立正確的人生觀價值觀和職業理想、增強法律意識,為高職各專業人才培養目標的實現以及高職學生成長成才和終生發展打下堅實的基礎。
參考文獻:
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〔2〕盛群力.教學設計[M].北京:高等教育出版社,2005.
〔3〕思想道德修養與法律基礎(修訂版)[M].北京:高等教育出版社,2007.
篇5
【關鍵詞】 初中物理教學 信息技術
【中圖分類號】 G622 【文獻標識碼】 A 【文章編號】 1006-5962(2012)07(b)-0038-01
教育部頒發的《國家基礎教育課程改革綱要》(試行)中明確地提出:“大力推進信息技術在教學過程中的普遍應用,促進信息技術與學科課程的整合,逐步實現教學內容的呈現方式、學生的學習方式、教師的教學方式和師生互動方式的變革,充分發揮信息技術的優勢,為學生的學習方式和發展提供豐富多彩的教育環境和有力的學習工具。”在初中物理教學中應用信息技術是新課改的要求,也是時代的要求,對于培養有創新能力、實踐能力和有信息素養的新世紀綜合性人才有重要的作用。
1 運用信息技術建立新型的探究式教學模式
教和學是一個互動的過程,教師的教是外化的過程,目的是對學生的學習起到促進和幫助作用,教師充當的只是引導者,學生才是主導和中心,學習是一個內化的過程,強調學生學習的自主性。物理的教學過程也應當貫徹這一教學理念,然而實際的教學情況并非如此,由于應試的壓力,教師多注重對知識的灌輸,即使是實驗課,也是參照教科書依樣畫葫蘆,對學生的創新能力和實踐能力培養不足,而信息技術的介入可以有效地彌補傳統物理課堂教學的缺陷,建立探究式的新型課堂教學模式。
從教師的角度來看,在探究式教學的模式下,教師的任務不是知識的灌輸,而是創設出良好的學習情境,作為課堂的引導者,激發學生主動學習。通過信息技術,教師可以通過圖片、影視、案例、實驗等各種手段,引導學生發現問題,激發學生探究的興趣,在學生分析討論問題的過程中,教師可以對學生進行相應的指導,提供一些信息資料。從學生的角度來看,由于受條件的限制,學生的探究欲望不能得到滿足,而信息技術為學生的探究式學習提供了很好的條件。依托信息技術,學生可以自主地進行猜想、實驗驗證、數據分析、討論交流,通過自己的親身體驗獲得知識。
1.1 創設情境,導入課題
教師可以利用多媒體技術創設一個特定的學習情境,如一個小實驗、一個影視片段等,激發學生的興趣,引導學生提出問題,積極思考問題。例如在講解浮力的時候可以播放關于死海的影像,在講解凸透鏡的聚焦作用時,可以演示凸透鏡聚焦太陽熱量將紙片燃燒的實驗。情境的設置大大激發了學生求知欲望,引發學生的探究興趣。
1.2 大膽猜想,實驗驗證
探究式學習的核心就是在于學生的自我探究,希望學生能夠扮演科學者的角色,提出猜想,然后用實驗來驗證自己的猜想,所以這一環節是培養學生創新實踐能力的重要一環。學生可以根據自己以為的知識,對現象進行合理的推測解釋,然后在教師的幫助引導下設計出實驗方案步驟,來驗證自己的猜測,并在實驗的基礎上不斷完善自己的認識。
1.3 交流討論,得出結論
信息技術有強大的信息數據處理技術,學生可以用信息技術來分析處理實驗的數據,得出結論;還可以通過網絡合作學習,在網絡平臺上交流各自的猜想、實驗設計和結論,以便于互相啟發,得出更加合理的結論。
1.4 教師小結,自我測試
在這一階段,學生將自己的實驗過程,實驗結論向教師匯報,教師對學生的探究過程和結果做出評價,對學生的探究活動表示鼓勵,提出建設性的意見,并對學生結論進行補充完善,對課堂重難點、研究方法等進行總結。課堂內容結束后,學生可以自行登錄網上習題庫進行自我測試,對所學知識進行強化。
2 信息技術在物理課堂上運用應注意的問題
信息技術在初中物理教學中的運用,大大地提高了物理教學的質量,但是在實際的運用中存在一些問題,如用數字化的實驗完全取代傳統實驗;過度使用多媒體教學手段等等,因此在運用信息技術時必須注意以下兩點:
2.1 傳統實驗和信息技術模擬實驗的關系
數字化實驗有傳統實驗無法比擬的優越性,但是并不能完全代替傳統實驗。傳統實驗有助于培養學生正確選擇使用儀器的能力,計算和作圖能力等動手操作能力,而數字化實驗是在虛擬的環境中完成的實驗,對于培養學生的思維探究能力有余,而對于培養學生的動手操作能力則不足。因此只有將傳統實驗和數字化實驗結合起來才能是物理實驗教學相得益彰。
2.2 對于多媒體教學手段的使用要適度
在教學中過度使用多媒體手段會使教師對多媒體產生依賴心理,板書、知識點的講解都借助多媒體,弱化了教師引導者、組織者、參與者的作用。同時由由于多媒體強大的信息容量,在擴展課堂容量的同時也給學生的學習帶來了負擔,學生在一節課中根本消化不了那么多的內容,這樣反而降低了課堂效率,因此,在使用多媒體的同時,我們也不能拋棄傳統的教學手段。
信息技術在初中物理中的運用為物理實驗教學提供了便利的條件,對于培養學生自主探究問題,分析和解決問題的創新能力和實踐能力的培養發揮著重要的作用。在運用的過程中,注重信息技術教學手段和傳統教學手段的結合,使二者優勢互補,在充分培養學生的思維能力的同時也提高了學生的動手操作能力,只有這樣才能提高學生的綜合能力。
參考文獻
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[2] 何蓁,王沛清.試論信息技術與物理實驗教學的整合[J].中國教育技術裝備,2003(06).
篇6
關鍵詞:PLC 實驗教學 觸摸屏 軟件仿真 創新能力
中圖分類號:G64 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2014)10(c)-0139-02
實驗教學是PLC課程教學的重要環節,而在傳統的PLC實驗教學過程中,往往都是常規的開關量驗證實驗,整個實驗過程不僅教學內容固定,而且枯燥、乏味、缺乏形象直觀性,不能滿足PLC課程教學的新需求。另外,PLC實驗的被控對象大多由于體積龐大、價格昂貴、難于維護等原因,不易于在實驗室配備,從而遠遠不能滿足PLC實驗的需要。
在工業各領域中,由觸摸屏與PLC所組成的典型控制系統已廣泛應用。從PLC教學角度來說,將觸摸屏軟件仿真技術應用于PLC實驗教學中,通過觸摸屏軟件來全真模擬被控對象,既可以克服真實被控對象的缺點,又能用低廉的教學開支來豐富實驗課的內容,從而增強PLC的實驗教學效果。
1 基于PLC與觸摸屏軟件仿真的實驗教學整體思路
(1)PLC實驗教學中利用觸摸屏仿真技術,便可以將輸入按鈕、開關和輸出指示燈等在顯示器上完整地展現出來,實現被控對象的全真模擬。整個實驗教學過程只需一臺PC機而不需其他任何硬件設備,代替了傳統實驗室的線路布局和實驗設備維護等工作,節約了大量的實驗經費,提高了實驗的安全系數。另外,仿真過程中被控對象是以動畫的形式顯示出來的,使教學效果生動新穎,提高了學生的參與熱情。
(2)PLC實驗教學的核心內容是根據控制要求編寫程序,程序的正確與否在傳統的實驗教學中需到實驗臺上去驗證,驗證過程中不但容易損壞實驗設備,而且對于復雜程序則需做多次驗證性實驗才能得到,因此在傳統的實驗教學中不可避免的面臨著實驗設備維護困難,項目開發周期長的難題。而利用仿真軟件在PC機上即可對程序進行模擬和錯誤檢查,程序的正確與否便可在屏幕上直接地觀察出來,從而使程序及時地得到驗證,克服了傳統實驗教學方法的不足。因此,采用軟仿真模式后,可以在較短的時間內開發大量的仿真實驗教學項目,豐富了實驗教學的內容,增加了實驗的多樣性,有利于學生掌握PLC控制系統的設計方法。
(3)借助PLC與觸摸屏仿真軟件,學生完全可以利用業余時間,在個人的電腦上充分發揮自己的想象力進行相關的實驗設計,啟發了學生的思維,促進了學生對PLC的認識,緩解了實驗室開放時間有限的難題,更有利于對學生綜合應用能力的培養。
2 基于PLC與觸摸屏軟件仿真的實驗教學實現
該虛擬仿真方法是利用PLC編程軟件在計算機上編寫程序,利用PLC仿真軟件對所編寫的程序進行檢驗,然后通過觸摸屏編程軟件設計操作界面,虛擬PLC的被控對象,最后用觸摸屏仿真軟件以動畫的形式模擬顯示出仿真結果。在此過程中,學生可以在操作界面上方便地改變被控對象的運行狀態,在屏幕上直觀形象地觀察 PLC程序的運行結果。
2.1 系統組成
基于PLC與觸摸屏軟件仿真的實驗教學僅僅需要一臺PC機,然后在PC機上安裝三菱PLC編程軟件GX Developer 8.34、三菱PLC仿真軟件GX Simulitor 6c、觸摸屏編程軟件GT Designer 3、觸摸屏仿真軟件GT Simulitor 3四個軟件,這樣不需要其他額外的資金投入就可以進行實驗的相關設計及課程教學項目的研究與開發了。
2.2 應用實例
下面以“循環小車”為例來說明PLC與觸摸屏軟件仿真技術在PLC實驗教學中的應用。
控制要求:按下啟動按鈕后小車自動左右循環移動,同時對應方向的指示燈亮,到達最左邊或最右邊時,掉頭返回,按下停止按鈕后,小車停止運動,指示燈均滅。
具體操作步驟如下。
(1)按控制要求利用GX Developer 8.34 軟件編寫“循環小車”梯形圖。
(2)利用GT Designer3軟件設計“循環小車”的仿真界面,并按梯形圖的I/O分配表設置好對應的按鈕、限位開關與指示燈,仿真界面如圖1所示。
(3)運行GX Simulator 6c程序仿真后,運行GT Simulitor 3圖形仿真,其仿真結果如圖2所示,達到了真實場景的效果。
3 結語
把PLC與觸摸屏軟件仿真技術引入PLC的實驗教學中,采用虛擬技術代替復雜高成本的實驗設備,節約了大量的實驗經費、維護方便;利用虛擬控制界面控制PLC,以動畫的形式顯示被控對象的實際效果,操作更加簡單,實驗效果更加直觀形象;學生在實驗中可以充分發揮想象力進行各種設計,可以對仿真過程中出現的各種實驗現象進行分析,找出最優設計方案,加深了對基本概念和原理的理解,提高了應用創新能力。利用此虛擬仿真方法開發實驗教學項目方便靈活、開發周期短、可重復操作性強,有助于學生編程技巧和動手能的提高。
參考文獻
[1] 鄭海英.PLC技術及應用課程教學改革的研究與實踐[J].遼寧工業大學學報(社會科學版),2012(2).
篇7
關鍵詞:中等職業院校 數學教學 數學建模思想 教學改革
數學建模思想在數學教學活動中已經得到廣泛的認可,在不同階段、不同層次的教學中取得了良好的教學效果。但是對于中職教育而言,數學教學體系的構建并不完善,出于學生基本情況、數學教材使用情況、數學教學認知與能力水平情況的影響,數學建模思想尚未完全運用于中職數學教學實踐中。為了中職數學更深層次的教學改革,本文以理論聯系實際的方式,從實踐教學的視角對數學建模思想在中職數學教學中的應用進行深入的分析。
一、中職數學教學中數學建模思想運用可行性分析
數學建模思想在中職數學教學中運用是否具備可行性,需要結合實際進行調查驗證。為了完成本文的研究,對筆者所在學校所開展的數學教學實際情況、學生數學學習實際情況進行了詳細的調查分析。調查采用問卷調查的方式,包括學校學生數學應用能力、數學建模思想解決實際數學問題的社會需求、數學建模思想在當前中職院校數學教學中體現情況以及學生對數學建模思想的認知四個方面。
調查結果顯示,筆者所在學校學生在數學建模正確率、驗證模型正確率方面的表現差強人意,表明學生在數學知識的實際運用上并未表現出應有的水平。對中職院校的數學課本抽樣調查結果發現,雖然絕大多數數學教材的設計已經涉及了數學建模思想,但是培養學生數學應用能力方面的內容仍然欠缺;在中職數學所能夠涉及的社會崗位抽樣調查結果顯示,比如資源環境領域、物流運輸領域等對運用數學建模思想解決實際數學問題的能力需求空間巨大。
對學生的綜合問卷調查結果則表明,超過80%的學生認為數學建模能力的建立十分必要,對于其以后的就業具有積極的幫助,他們樂于接受數學學習中的數學建模能力構建。從這些實際調查結果可知,當前中職數學教學中引入數學建模思想具有較強的可行性。
二、數學建模思想在中職數學課堂教學過程中的構建
1.融入數學建模思想的中職數學課堂
融入數學建模思想的中職數學課堂教學與其他教學模式一樣,同樣需要經過五個基本步驟,而且在每個步驟中需要結合數學建模思想的特征、優勢、原則、規律以及中職學生數學學習的基本情況進行針對性的課堂設置,并且課堂教學整體上要遵循構建主義理論。
首先在備課階段,教師需要對構建主義、人本主義以及數學建模思想、中職數學教學內容、中職學生基本情況具有充分的了解和認知,以全新的數學建模教學觀念準備教學材料;其次在課堂引入階段,教師在備課時已準備的豐富教學素材的基礎上,以構建主義要求導入新知識,尤以數學軟件進行教學演示為宜;再次在引導教學階段,教師引導學生對新知識進一步挖掘,遵循啟發引導、循序漸進的原則;第四在課堂結束階段,通過一堂課的教學,學生對所學的數學建模知識獲得了基本的了解和掌握,在結束階段需要進一步總結以鞏固學生的數學建模思想;最后在課后的鞏固階段,以傳統的課外作業和學期測評方式對學生進行考核評價,使學生及時發現問題并分析和解決問題,使數學建模知識得到進一步鞏固。
2.中職數學基礎知識的鋪墊
從整體上來看,中職數學教學中的數學建模能力的培養是一個系統工程,需要經歷一系列的步驟,而基礎知識的鋪墊則被視為第一步。在中職數學基礎知識的鋪墊階段,通常所采取的教學方式為“講解-傳授”式,要求教師自身對數學建模思想具有足夠的了解和掌握,然后結合自己的了解和實踐,以講解的方式向學生傳授數學建模的基礎知識,以使學生對數學建模具有初步的認知,進而引導和幫助學生建立基礎的數學知識體系和數學建模基礎知識體系。此外,在教師進行數學建模講解時,除基礎認知之外,還需要引導學生對數學建模的基本運用方法進行初步的感悟,并建立系統的數學基礎語言體系。
3.數學建模思想融入課堂的教學階段
在中職學生獲得初步的數學建模基礎知識后,應在數學教師的引導下進入下一階段的學習,即課堂融入階段。在中職數學教學中,數學建模思想的課堂融入通常以“活動―參與”的教學模式,其強調數學建模課堂教學中學生的主動參與性,突出學生在學習中的主體地位。數學建模融入課堂教學階段至關重要,對教師本身的素質和要求較高,要求教師對課堂教學具有整體的、靈活的把握能力。課堂融入階段通常包括情景創設、師生合作活動探索、師生交流和討論、師生總結與研究拓展、課后實踐活動五個步驟。
4.中職學生數學建模思想的應用
中職教育對人才培養具有較高的實際運用能力要求,這就需要中職數學教學同樣要求實際應用能力的訓練和鍛煉。經過以上階段的教學實施之后,中職學生基本獲得了系統數學知識和基本的數學建模能力,接下來需要在教師的引導下進入實踐應用聯系階段。該階段的目的在于鍛煉學生自主完成數學實習作業、體會運用數學建模思想模擬解決實際數學問題的經過,進而鞏固學生的建模思想。
在該階段,教師應該堅持學生自主的原則,指導學生完成自我檢驗和自我修正。學生的自主練習可采取獨立完成、小組合作完成等形式,數學實習作業題的設置則需要難易適中,能夠給學生預留足夠的發揮空間。
三、中職數學建模思想的教學應用實踐
在中職數學建模教學中,教師設計的教學內容應以日常生活中遇到的數學問題為例,這樣能夠強化學生的理解和記憶。
比如在基礎知識鋪墊階段,以城市用水收費標準為例來引導學生學習分段函數,使其結合自身日常生活中經常遇到的事情來加深對數學基礎知識的理解,并在此基礎上引導學生對日常生活中常見的涉及分段函數知識點的案例進行常識性應用和鞏固,比如出租車的收費模式等。
而在數學建模思想融入課堂教學階段,可在學生已掌握知識點基礎上,教師設置情境進行互動性學習,比如“函數知識在手機卡計費中的應用”,教師創設情境,讓學生通過建立函數模型來解決實際問題。
數學建模思想的實際應用是中職數學教學的最終目的,在此階段,教師不妨將實際生活中的問題設計成數學案例,要求學生在課余時間獨立或以團隊合作的方式完成練習。
例如:某蔬菜大棚黃瓜種植中,由于菜農對于市場行情并沒有準確合理地把握,因此對出售價格和時間的關系掌握不準,進而無法確定最佳經濟收入。在這個背景下,請學生結合歷年市場發展趨勢與行情解決如下問題:建立黃瓜市場出售時間與價格的函數關系,并解釋市場發展趨勢;建立黃瓜種植時間與成本的函數關系,并解釋成本的變化原因;在哪個時間段上市能夠使菜農獲得最大收益?
學生通過團隊配合所做出的最佳方案如下。
第一步,進行市場調研,包括網絡資料搜集與蔬菜市場實地調研。經過為期三天的調研,學生獲得了2015年2月15日起300天的市場資料和數據,在經過教師的指導后,學生通過直角坐標系下的離散點圖找到了市場變化趨勢,成功地將日常生活中的實際問題轉化成為了數學問題。
第二步,學生結合300天的數據進行了模型假設,即假設一:所搜集到的數據為真實可靠的數據;假設二:種植成本與市場售價間的差額為菜農的實際純收益。
第三步,在該問題的關鍵點上引入建模思想,即種植成本與上市時間在2月15日起第150天時出現最低拐點,而市場售價與上市時間關系函數則在2月15日起第200天時出現最低拐點。在該處引入建模思想,可以得出種植成本Q與時間t之間的函數關系,以及市場售價P與時間t之間的函數關系。
對所出現的兩個時間拐點而言,由于氣候的影響,黃瓜在資料時間起點后的150天進入高產期,種植成本達到最低,此后黃瓜的市場供給開始增加,進而在此后的50天左右,市場供給達到最大化,造成市場售價最低,之后隨著產量的減少,市場供需逐漸平衡,市場售價也開始回升。將生產成本與實踐的關系函數進行整理,然后將其與銷售價格和時間的關系函數進行整合,得出生產成本、銷售時間、市場售價之間的綜合函數,在此函數的基礎上對時間區間進行計算,便可得到最佳值。
第四步,討論分析,假設菜農的最大收益為K,則K=P-Q,那么:
當100≤P≤300而且0≤t≤200時,那么當P=250且t=50時,K得到最大值為100;
當100≤P≤300而且200≤t≤300時,在P與t的限制條件下,P取值400無意義,因此P應當取值300,對應的t取值300,此時K值為87.5;
由以上分析可知,當從2月15日起第50天時,菜農選擇上市所獲得的收益最大。
在學生完成此案例之后,一方面可以使學生對數學知識的實際運用獲得了直觀的認知,另一方面也培養了中職學生的數學應用能力。
四、實踐教學效果分析
在筆者所在學校數學建模思想實踐教學實施一段時間之后,采用問卷調查的方式分別對學生和教師進行了調查。結果顯示,學生對于該模式的教學認可度明顯提升,并表現出積極的興趣和主動的參與,而且階段性的測試結果也表明其數學成績獲得了明顯的提升。實踐應用結果表明,數學建模思想在中職數學教學中的應用明顯改變了中職生學習數學的態度,學習的積極性和興趣不斷提升,學習方式也由原來的被動模式轉變為主動模式,學生的綜合能力和學習成績大大提升。
此外,對教師的調查結果也顯示,教師也更樂于采用此類教學方式,更樂于引入數學建模思想來進行中職數學教學。綜合實踐表明,中職數學教學中融入數學建模思想的教學模式具有推廣價值。
參考文獻:
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篇8
【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.
【參考文獻】
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篇9
目前,開設“數學建模”課程的院校越來越多,但是通過調查我們發現效果并不是很理想,學生用數學解決實際問題的能力并沒有得到很大程度上的提高。經過深入的調查和分析,我們發現主要有以下幾個方面的問題。
首先,學生缺乏良好的基礎。建立數學模型解決各種實際問題,需要開放式的數學建模思維,需要善于聯想發散的創新意識,需要堅持不懈的頑強毅力,需要合理分工團結合作的協助能力。而這些往往都不是傳統課程教學中所側重的,在從小學到大學的傳統數學課上,學生從課堂上學到的可能更多的是具體的知識方法,做的可能更多的是有固定解法有正確答案的數學題。因此數學建模課程的基礎要求與培養目標和學生的建模基礎之間存在巨大的差距。所以沒有好的學習基礎,不能得到好的學習效果也就是很自然的事情了,在僅僅一門“數學建模”課上進行彌補也是幾乎不太可能的事情。
其次,教師普遍缺乏開展研究性教學的經驗。數學建模的教學是一種以學生為主體的創造性研究性學習。與傳統數學教學以知識為中心不同,數學建模的教學強調讓學生親身體驗如何“用數學”、如何抓住主要因素簡化問題將實際問題化為數學問題,在實踐中感受數學建模的思想,體會運用數學的力量。因此,數學建模教師在教學中不能只關注學生的學習結果,更應該重視學生在學習過程中的情感和體驗,重視培養學生的直覺思維。而這些可能是目前教師所缺乏的,或者是教師在教學過程中很容易忽視的,需要我們的教師在教學過程中重視,采用恰當的教學模式教學手段,充分調動學生的學習積極性,強化實踐教學,讓學生在大量實踐中學會建模。
再次,目前缺乏系統的適合不同層次學生學習的數學建模教材。現有的新編的數學建模教材大多面向數學建模競賽培訓,案例一般相對比較復雜,初學者學起來會比較困難,不適合初學者進行學習,也有一些早期的數學建模教材案例大多比較簡單,但大多與時代脫節,不能有效的激發學生的學習興趣。最后,部分學校存在功利意識。數學建模教育的目的在于激發學生主動探究問題的積極性,培養學生的創新精神和研究問題的科學性,而科學研究和創新往往不是在短期內就可以看到好的成果的,數學建模教育應該重視的是學生參與建模實踐的過程,在實踐中體會一種用數學解決實際問題的意識,想用數學會用數學創造性的解決實際問題,從而帶來能力上的提高。各種數學建模競賽只是給學生提供更多實踐機會的一個平臺,能否獲獎不應該是我們建模教學的根本目的,重要的是在參與的過程中,學生體會到了什么,學到了什么?但在部分學校,目前出現了重建模競賽輕建模教學的情況,重視賽前對重點學生的突擊培訓,輕視在平時對所有學生的常規建模教學工作,甚至出現了,為了獲獎由老師捉刀的情況,從建模能力培養上,學生自然也就不會有多大的收獲。
二、數學建模的教學策略
數學建模的教學是一個系統工程,不應該簡單的只是開設一門課的問題,從學生建模意識的滲透,到教師教法的研究和教學內容的恰當選取,到學校各方面的正確認識和重視,都是構建合理有效的數學建模策略所需要考慮的問題。
首先,我們要通過多種渠道分層次開展數學建模的思想和方法的推廣和教學。數學建模課程的學時是十分有限的,而且“用數學”的思維習慣的養成也不是短時間內就可以完成的事情。所以數學建模思想的推廣不能僅限于數學建模課,應該通過多種渠道分層次的在整個大學期間進行不斷的滲透和強化,只有這樣才能達到培養學生創新思維,提高學生用數學解決實際問題的能力。我們可以嘗試在高等數學,線性代數等數學類基礎課上滲透數學建模的思想和方法。教師可以結合數學課的教學內容,舉一些簡單的、離學生生活較近的數學建模題目的例子,對數學建模的概念、步驟和方法進行講解,并可以適當的采用matlab等數學軟件用加深學生的直觀影響。這樣做不僅可以提前對學生進行數學建模的啟蒙,也讓數學類基礎課的教學更加生動有趣。同時我們還可以借助學生社團的力量,在課外開展數學建模講座和數學建模興趣小組等活動,這對于維持學生的學習積極性體會數學建模的魅力也是非常有益的。總之,數學建模的教學一定不能局限于一個學期的課堂教學,最好能通過各種途徑貫徹始終。
其次,我們要重視數學建模課主講教師的培養。建模比賽中獲過獎或者指導過學生獲獎的教師也不一定能教好數學建模課,不一定能使學生的建模能力得到普遍的提高。要成為一名優秀的建模教師,需要更新教育教學觀念,改變以學生為中心的教學模式,多與其他院校的建模老師交流,學習他人的成功教學模式和教學經驗,還需要擴展教師的知識體系,才能駕馭開放的建模問題,最重要的是提高教師的敬業精神和教學團隊的合作精神,和其他課程的教學相比較,數學建模的教學需要教師付出大量課外的勞動,沒有團結合作,拼搏奉獻的教學隊伍,是不可能開展好數學建模的教學工作。
篇10
【關鍵詞】數學建模 高職教育 數學教學
近年來,高等職業教育迅速發展,已成為社會關注的熱點之一。高職教育的目的主要是培養應用型、技能型人才,因此,各高職高專院校必須加強專業課的教學,強化對學生技能的培養,數學作為一門文化基礎課程,其教學面臨調整。于是,各高職院校都在改變原有的高等數學教學模式,使原本數學基礎較差的高職學生擺脫對數學學習的恐懼,學會用數學的方法解決專業學習中遇到的實際問題。那么,將數學建模引入高職數學教學中勢在必行。
一、數學建模的意義
數學建模是一種數學的思考方法,是運用數學的語言和方法,通過抽象、簡化建立能近似刻畫并“解決”實際問題的一種強有力的數學手段。數學建模是運用數學思想、方法和知識解決實際問題的過程。數學建模是數學學習的一種新的方式,它為學生提供了自主學習的空間,有助于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;有助于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。
二、將數學建模融入高職數學教學
數學本身就是為了實際應用才產生的,它的很多重大發現都是從實際應用的需要而出現的。我們現有的教材中數學概念都有其特定的背景,而在教學中向學生講解的過程就是一個實際的數學模型的實例。例如:“極限的概念”中,我們首先引入了古代的“割圓術”,在無限細分的基礎上,給出了數列極限的概念。再如“定積分的概念”,源于計算曲邊梯形的面積。在教學過程中,強調了無限分割的思想,使學生對非均勻積累問題的數學建模有一個認識。事實上,在實際生活中,有很多的量,都需要用類似的方法進行計算。如旋轉體的體積、非均勻細棒的質量、變力作功等等。
但由于近年來高職教育對基礎課程的調整,高等數學的課時壓縮,教學內容少,雖說要求是“以應用為主,夠用為度”,但還是存在知識范圍廣、深度淺,往往成為本科數學的內容壓縮,常常是理論過多,實際不足;運算過多,思想不足。所以,把數學建模所要用的主要數學方法和數學知識滲透到課堂教學中,就要求我們必須及時調整課程教學內容。在教學中要善于挖掘教學內容與學生所學專業及實際生活中實例的聯系,根據學生專業的需求編排高等數學課程教學內容和教學重點,采用模塊化教學。如在我們學校,經管類的專業在基礎模塊的基礎上會加入概率論與數理統計內容,電氣類專業又適當的加入了線性代數和積分變換等內容,機械類專業將微積分作為教學重點。另外,通過案例教學能很好的將數學建模在高職數學教學中廣泛的應用。在教學中,學習完各章內容之后,選擇一些簡單的實際應用問題,引導學生分析,通過抽象、簡化、假設等,建立數學模型,解答數學問題,從而解決實際問題。教學中,根據不同的教學內容,選則相應的數學模型進行案例教學。例如,在函數章節中可以分析銀行存款復利問題:導數應用學完后,可以引入最大收益問題;在學習微分方程后可以講解馬爾薩斯人口模型、跟蹤問題模型等。
把數學建模滲透到高職數學教學中,不僅轉變了教師的教學觀念,而且調動了學生的學習積極性,激發了學生學習數學的興趣和熱情,體會到數學的實用價值,增進了同學之間的友情,培養了團隊的合作意識。
三、結束語
數學建模在以培養“應用型人才”為目標的高職人才培養中有著重要的作用,開展數學建模活動是對高職學生綜合素質培養的一種訓練。為了將所學的數學知識能更好的應用到實際問題的解決過程中,就要求廣大數學教師和學生共同努力,在不斷的探索中能更好的將數學建模融入到數學教學過程中。
參考文獻
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