基于數(shù)學(xué)建模的高職數(shù)學(xué)教學(xué)

時(shí)間:2022-06-10 11:26:30

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基于數(shù)學(xué)建模的高職數(shù)學(xué)教學(xué)

什么是數(shù)學(xué)建模?數(shù)學(xué)建模就是把實(shí)際問題用數(shù)學(xué)方法和數(shù)學(xué)語言建立起與該問題相應(yīng)的模型,通過MATLAB、SPSS等數(shù)學(xué)軟件并結(jié)合一定的數(shù)學(xué)方法求解,最后將得到的結(jié)論應(yīng)用到生活中。當(dāng)前,隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)明和計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展,數(shù)學(xué)的應(yīng)用日益廣泛,數(shù)學(xué)建模的作用也越來越重要,而且日益滲透到各種領(lǐng)域,由此可以看出數(shù)學(xué)建模在現(xiàn)實(shí)生活中的重要性。數(shù)學(xué)建模貫穿到實(shí)際教學(xué)中,不僅有利于培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力和創(chuàng)新精神,而且會使學(xué)生對數(shù)學(xué)有更深的理解力,從而加深學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣與愛好。這符合高職教學(xué)改革的目的。縱觀當(dāng)下,幾乎所有的高職教學(xué)都是以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為培養(yǎng)目標(biāo)。雖然基于這一目標(biāo),很多學(xué)校都在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、以及教學(xué)手段等方面進(jìn)行了改革,但是實(shí)際效果卻不是很好。尤其是在數(shù)學(xué)教學(xué)中,仍然有大量學(xué)生對于學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)有很強(qiáng)的厭惡情緒。基于現(xiàn)在高職學(xué)校的實(shí)際情況,高職數(shù)學(xué)教學(xué)也存在各種各樣的問題。主要?dú)w結(jié)為以下幾個(gè)方面:

第一,高職學(xué)校的學(xué)生大多數(shù)都是高考成績較低的學(xué)生,有些甚至是沒有參加高考的,這就導(dǎo)致高職院校的學(xué)生普遍基礎(chǔ)就比較薄弱,而且大部分學(xué)生從小就對學(xué)習(xí)有抵觸情緒,尤其是對數(shù)學(xué)的抵觸情緒,再加上進(jìn)入大學(xué),遠(yuǎn)離了父母,約束減少,更是容易對學(xué)習(xí)缺乏興趣。

第二,雖然高職院校以培養(yǎng)技能應(yīng)用型人才為培養(yǎng)目標(biāo),但在實(shí)際教學(xué)上,仍然是重視書本知識的傳授,而缺乏對學(xué)生實(shí)際數(shù)學(xué)技能培養(yǎng)。這種培養(yǎng)模式顯然有悖于高職院校的人才培養(yǎng)目標(biāo)。總的來說,高職院校的教學(xué)方面仍然存在著很多不足,首先,教學(xué)內(nèi)容比較陳舊,跟不上時(shí)代的發(fā)展步伐,在數(shù)學(xué)教學(xué)中具體表現(xiàn)為:重視傳統(tǒng)理論知識的教授,而忽略這些知識與實(shí)際生活的聯(lián)系,這樣的教學(xué)模式不利于學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)知識能力的培養(yǎng)。其次,在數(shù)學(xué)教學(xué)中,僅僅是立足于數(shù)學(xué)學(xué)科本身,而不注重與其他學(xué)科之間的聯(lián)系,這樣的授課方式,很容易讓學(xué)生覺得學(xué)數(shù)學(xué)沒用的念頭,不利于調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的積極性。再次,教師在實(shí)際講授知識時(shí),過分注重知識本身的傳授,而忽略數(shù)學(xué)知識與實(shí)際生活的聯(lián)系,注重解題技巧的傳授,而忽視數(shù)學(xué)思維的培養(yǎng)。最后,在數(shù)學(xué)課程的設(shè)置上,幾乎都是以理論講解為主,很少有在數(shù)學(xué)課中加入實(shí)踐課程,這大大的限制了學(xué)生數(shù)學(xué)能力的培養(yǎng),在很大程度上導(dǎo)致了數(shù)學(xué)與生活的脫節(jié)。基于這些情況,對高職數(shù)學(xué)的教學(xué)改革主要是加強(qiáng)數(shù)學(xué)與實(shí)際生活的聯(lián)系,提高學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)知識的能力,讓學(xué)生體會到學(xué)數(shù)學(xué)是有用的,從而提高學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的積極性。正好將數(shù)學(xué)建模引入到實(shí)際的數(shù)學(xué)教學(xué)中,就能在很大程度上達(dá)到這樣的效果。因?yàn)樵跀?shù)學(xué)教學(xué)中貫穿數(shù)學(xué)建模,這就不得不要求學(xué)生在上數(shù)學(xué)課時(shí),在老師的引導(dǎo)下,查閱資料,收集信息,運(yùn)用所學(xué)知識解決問題。并且在這一過程中,學(xué)生通過互相合作,在與伙伴的共同努力下,不僅獲得成功的喜悅,也加強(qiáng)了伙伴間的團(tuán)隊(duì)合作能力。當(dāng)然,教師在選擇數(shù)學(xué)建模題目時(shí),要選擇與學(xué)生生活貼近的,并且要稍有難度的,但又不能過分超過學(xué)生的能力范圍,這樣才能調(diào)動學(xué)生的積極性,學(xué)生通過對老師提出問題的探索,認(rèn)真分析,建立恰當(dāng)模型,在這一過程中,可以培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力,以及遇到困難堅(jiān)持不懈的精神。

為了提高高職數(shù)學(xué)的教學(xué)質(zhì)量,適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展需要,我們應(yīng)該用什么樣的方法將數(shù)學(xué)建模的思想引入到高職數(shù)學(xué)教學(xué)中。在這個(gè)問題上,我認(rèn)為分環(huán)節(jié)、專題式的上課模式,是將數(shù)學(xué)建模思想滲透到數(shù)學(xué)教學(xué)的有效途徑。為此,我們將數(shù)學(xué)建模思想滲透到高職數(shù)學(xué)教學(xué)中分為以下幾個(gè)環(huán)節(jié):

第一環(huán)節(jié):開設(shè)數(shù)學(xué)建模課程,結(jié)合高職院校的數(shù)學(xué)教材,以生活中的數(shù)學(xué)題為突破口,培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)建模方法的意識。這一環(huán)節(jié),主要是為了讓學(xué)生將上課所學(xué)習(xí)的數(shù)學(xué)知識應(yīng)用到實(shí)際問題中,從而培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力,體會數(shù)學(xué)與現(xiàn)實(shí)生活的緊密聯(lián)系,調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的熱情。當(dāng)然,在這一環(huán)節(jié)是該方法實(shí)行的初始階段,學(xué)生也是開始接觸這讓的教學(xué)模式,所以這就要求教師在問題的選擇上要盡可能的不要太超過學(xué)生的能力,否則會打擊學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。這一環(huán)節(jié)的主要任務(wù)是讓學(xué)生對于數(shù)學(xué)建模有一個(gè)較為明確的認(rèn)識,加強(qiáng)學(xué)生的理解能力和將現(xiàn)實(shí)問題轉(zhuǎn)換成數(shù)學(xué)問題的能力。

第二環(huán)節(jié):基于數(shù)學(xué)所受數(shù)學(xué)知識的內(nèi)容,對學(xué)生進(jìn)行數(shù)學(xué)建模專題培訓(xùn)。在這一環(huán)節(jié)中,教師要放手讓學(xué)生自己分析問題,自己利用所擁有的資源查閱資料,將實(shí)際問題轉(zhuǎn)化成數(shù)學(xué)問題,利用自己所得到的信息,建立模型。在這一過程中,學(xué)生通過自己的努力解決問題,從而體會到成功的快樂,提高了學(xué)生的自我效能感。

第三環(huán)節(jié):教師制定適當(dāng)?shù)慕D繕?biāo),把學(xué)生分成幾個(gè)小組,以小組為單位進(jìn)行數(shù)學(xué)建模活動。經(jīng)過了前兩環(huán)節(jié)的訓(xùn)練,學(xué)生對于數(shù)學(xué)建模已經(jīng)有了清楚的認(rèn)識,并且對于把實(shí)際問題轉(zhuǎn)化成數(shù)學(xué)問題也積累了一定的經(jīng)驗(yàn)。在此基礎(chǔ)上,這一環(huán)節(jié)的主要任務(wù)是進(jìn)一步加深學(xué)生將所學(xué)知識應(yīng)用到解決實(shí)際問題中的能力。為了實(shí)現(xiàn)這一任務(wù),可以將數(shù)學(xué)建模與學(xué)生的專業(yè)課聯(lián)系起來。在這一過程中要有意識的培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立解決問題的習(xí)慣,讓學(xué)生學(xué)會自己搜集信息,根據(jù)自己搜集的信息,建立數(shù)學(xué)模型,借助數(shù)學(xué)軟件,解決問題。最后,要培養(yǎng)學(xué)生自主檢驗(yàn)自己得到的結(jié)果,通過反復(fù)的修正,最后以論文或報(bào)告的形式上交。通過以上三個(gè)環(huán)節(jié)的訓(xùn)練,學(xué)生對于整個(gè)數(shù)學(xué)建模的過程已經(jīng)有了很清楚的認(rèn)識,并且也具備了一定的自主解決問題的能力。大大提高了學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣與積極性。同時(shí)在這一過程中,不僅加強(qiáng)了數(shù)學(xué)與專業(yè)課之間的聯(lián)系,同時(shí)也回答了“數(shù)學(xué)有什么用?”這一問題。當(dāng)然,數(shù)學(xué)教學(xué)的改革,不僅僅是對教學(xué)方式的改革,考核評價(jià)的改革也是不可或缺的。為了進(jìn)一步加強(qiáng)數(shù)學(xué)建模思想在高職數(shù)學(xué)教學(xué)中的滲透,我認(rèn)為在考核評價(jià)的改革上應(yīng)該從這些方面轉(zhuǎn)變,傳統(tǒng)的高職數(shù)學(xué)考試基本上都是筆試,考試試題也大多都是課本上的例題或是課后題。這種考試不僅容易導(dǎo)致學(xué)生機(jī)械的套用數(shù)學(xué)公式和數(shù)學(xué)定理解決問題的習(xí)慣,而且也不能客觀的考察學(xué)生的數(shù)學(xué)能力。基于高職學(xué)校的人才培養(yǎng)目標(biāo),將對學(xué)生的考核分為三個(gè)部分:第一部分是平時(shí)成績,這一部分占總成績的30%,這一部分主要包括,平時(shí)的上課表現(xiàn),作業(yè)完成情況,以及上課出勤率。第二部分是論文報(bào)告完成成績,這一部分占總成績的30%,這一部分主要是考核學(xué)生解決實(shí)際問題的能力,教師可以事先給出題目,讓學(xué)生以數(shù)學(xué)建模的方式進(jìn)行,方法可以靈活多樣,學(xué)生可以單獨(dú)進(jìn)行,也可以以小組為單位進(jìn)行,學(xué)生可以利用自己擁有的資源,查找自己需要的資料,最后將結(jié)果議論文或者報(bào)告的形式上交。第三部分就是傳統(tǒng)的閉卷考試,這部分占總成績的40%,這部分主要考察學(xué)生對于書本知識的掌握,如對于基本概念和基本計(jì)算能力的掌握。這種考核方式,不再是單一的只是考核學(xué)生對于書本知識的掌握情況,通過不同部分的考察,檢驗(yàn)學(xué)生對不同能力的掌握,尤其在第二部分,它可以提高平時(shí)學(xué)習(xí)成績不好的學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,同時(shí)也可以鍛煉學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識,在團(tuán)隊(duì)合作中體驗(yàn)學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的樂趣。

通過以上從教學(xué)方式到評價(jià)方式的改革,讓學(xué)生清楚的感受到數(shù)學(xué)與生活的密切聯(lián)系,提高學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣與愛好。同時(shí)這樣的改革,也大大提高了對教師自身素質(zhì)的要求,所以作為一名高職院校的數(shù)學(xué)教師,要努力提高自身素質(zhì),拓展自己的知識面,這樣才能在實(shí)際教學(xué)中游刃有余。

作者:李麗 徐美如 單位:山東現(xiàn)代職業(yè)學(xué)院