數(shù)學(xué)建模與應(yīng)用數(shù)學(xué)教學(xué)體系探討

時(shí)間:2022-04-04 09:57:55

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數(shù)學(xué)建模與應(yīng)用數(shù)學(xué)教學(xué)體系探討

【摘要】我國現(xiàn)階段中職學(xué)生在學(xué)習(xí)上的基礎(chǔ)和起點(diǎn)較低,教師在日常數(shù)學(xué)教學(xué)的過程中需要采取更多方式幫助學(xué)生對數(shù)學(xué)知識(shí)進(jìn)行理解.中職數(shù)學(xué)教學(xué)過程中適當(dāng)融入數(shù)學(xué)建模思想是一種新型教學(xué)方式,幫助教師更好地開展數(shù)學(xué)教育,完成中職數(shù)學(xué)教育的教學(xué)目標(biāo).?dāng)?shù)學(xué)建模思想在現(xiàn)代數(shù)學(xué)教育中是對傳統(tǒng)數(shù)學(xué)教育方式的補(bǔ)充,是對數(shù)學(xué)課堂的開拓創(chuàng)新,也是當(dāng)前課堂教育模式的后續(xù)發(fā)展趨勢.本文從中職教學(xué)入手,探討數(shù)學(xué)建模融入數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系的可行性.

【關(guān)鍵詞】數(shù)學(xué)建模;建模思想;中職教學(xué);數(shù)學(xué)教學(xué);課題實(shí)踐

現(xiàn)如今數(shù)學(xué)建模思想已經(jīng)在數(shù)學(xué)教學(xué)中引起廣泛關(guān)注,被教師所認(rèn)可并廣泛使用.?dāng)?shù)學(xué)建模思想自應(yīng)用于數(shù)學(xué)課堂教學(xué)后在各階段和不同的教學(xué)層次中皆取得了良好的教學(xué)效果反饋.?dāng)?shù)學(xué)課作為中職學(xué)校中重要的必修課,肩負(fù)著基本數(shù)學(xué)知識(shí)灌輸?shù)闹匾蝿?wù),同時(shí)還要對學(xué)生的數(shù)學(xué)思維進(jìn)行培養(yǎng).但是中職教育不同于高等教育,其教學(xué)系統(tǒng)不夠完整,且出于對學(xué)生知識(shí)儲(chǔ)備的考慮需要調(diào)整教學(xué)方法[1].中職學(xué)生現(xiàn)階段對數(shù)學(xué)教學(xué)的認(rèn)知水平和理解能力有限,因此,數(shù)學(xué)建模的完整教學(xué)思想并不能夠在中職數(shù)學(xué)教學(xué)中全部體現(xiàn)和完全應(yīng)用.根據(jù)教材選用情況和學(xué)生的學(xué)習(xí)情況,數(shù)學(xué)建模在中職數(shù)學(xué)教學(xué)中的投入應(yīng)當(dāng)結(jié)合教學(xué)實(shí)際,從實(shí)踐出發(fā),結(jié)合多視角對數(shù)學(xué)建模融入中職數(shù)學(xué)教育進(jìn)行可行性分析和具體操作指導(dǎo).本文從數(shù)學(xué)建模思想融入中職數(shù)學(xué)教育的目的性與重要性、中職數(shù)學(xué)教學(xué)融入數(shù)學(xué)建模思想的可行性與困難性、中職數(shù)學(xué)教學(xué)中融入數(shù)學(xué)建模思想的具體操作、數(shù)學(xué)建模思想對學(xué)生思維的培養(yǎng)和學(xué)生在數(shù)學(xué)建模思想學(xué)習(xí)后的反饋五個(gè)方面入手,展開對數(shù)學(xué)建模在具體教學(xué)中應(yīng)用的一系列討論.

一、數(shù)學(xué)建模思想融入中職數(shù)學(xué)教育的目的性與重要性

數(shù)學(xué)建模的定義是通過對復(fù)雜實(shí)際問題進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)問題,可以通過一個(gè)較為確切的數(shù)學(xué)公式或者定義來說明兩者之間關(guān)系,從而把實(shí)際問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題的過程叫作數(shù)學(xué)建模.?dāng)?shù)學(xué)建模包含很多層面的數(shù)學(xué)知識(shí),基礎(chǔ)知識(shí)包括基礎(chǔ)的圖論方法、概率統(tǒng)計(jì)、運(yùn)籌學(xué)等方法,數(shù)學(xué)建模的過程中還需要熟練掌握電腦相關(guān)軟件的操作,教師需要掌握Lindo,SPSS等常用的數(shù)學(xué)軟件.在實(shí)際生活中,計(jì)算機(jī)程序的設(shè)計(jì)、貸款投資、銀行存款等很多問題都可以用數(shù)學(xué)建模對其進(jìn)行設(shè)計(jì)分析.?dāng)?shù)學(xué)建模在生活中應(yīng)用之廣也是學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)建模的意義所在.將數(shù)學(xué)建模思想融入中職教學(xué)中,不僅是為了提高中職數(shù)學(xué)課堂的教學(xué)質(zhì)量,還有拓寬學(xué)生思維的目的所在[2].?dāng)?shù)學(xué)建模思想進(jìn)入數(shù)學(xué)課堂也是將社會(huì)和生活中的日常融入學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程中,讓學(xué)生對數(shù)學(xué)的重要性有所理解,不再是為了單純的完成數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)任務(wù)而學(xué)習(xí),更多的是對數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的興趣和動(dòng)力.同時(shí)數(shù)學(xué)建模降低了一部分枯燥的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)難度,減輕了學(xué)生學(xué)習(xí)的負(fù)擔(dān),提升了學(xué)生對數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的興趣.在數(shù)學(xué)建模思想融入數(shù)學(xué)課堂教育后,學(xué)生對數(shù)學(xué)知識(shí)的實(shí)踐和運(yùn)用能力會(huì)增強(qiáng).在學(xué)生充分掌握數(shù)學(xué)建模思想后,可以提高學(xué)生對數(shù)學(xué)概念的理解能力和數(shù)學(xué)題中各變量關(guān)系的變化規(guī)律理解.學(xué)生靈活利用數(shù)學(xué)知識(shí)儲(chǔ)備的能力也會(huì)隨之提升,數(shù)學(xué)素養(yǎng)也會(huì)得到提高.培養(yǎng)學(xué)生從數(shù)學(xué)建模的角度去看待問題,是培養(yǎng)學(xué)生將數(shù)學(xué)投入實(shí)際生活應(yīng)用的第一步,做好數(shù)學(xué)建模思想在數(shù)學(xué)課堂中的落實(shí)是對學(xué)生和數(shù)學(xué)教育的雙重提升,百利而無一害.在將數(shù)學(xué)建模思想融入數(shù)學(xué)課堂后能夠明顯地提升學(xué)生的數(shù)學(xué)思維能力,這也是將數(shù)學(xué)建模思想融入數(shù)學(xué)課堂的主要目的所在.對大部分學(xué)生而言,他們?nèi)狈ο到y(tǒng)的數(shù)學(xué)思維和優(yōu)質(zhì)的數(shù)學(xué)思想,因此,在學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)上會(huì)遇到很多阻礙,影響他們學(xué)習(xí)的興趣.?dāng)?shù)學(xué)建模思想的加入就是對他們興趣喚醒的最好方式.通過數(shù)學(xué)建模思想喚醒學(xué)生在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)上的挑戰(zhàn)性和開拓性也是數(shù)學(xué)建模思想融入數(shù)學(xué)課堂的一大目的.

二、中職數(shù)學(xué)教學(xué)融入數(shù)學(xué)建模思想的可行性與困難性

對中職學(xué)生而言,數(shù)學(xué)是一門學(xué)習(xí)上相對較為困難的學(xué)科,需要學(xué)科教師的耐心幫助和悉心關(guān)懷.從數(shù)學(xué)建模思想的應(yīng)用上而言,現(xiàn)今數(shù)學(xué)建模思想大多應(yīng)用于高等教育中,是各大高校常見的教育方法和教育手段.對高校學(xué)生而言數(shù)學(xué)建模思想極易接受,而對中職學(xué)生而言就不是那么容易理解.因此,在落實(shí)數(shù)學(xué)建模思想的過程中應(yīng)當(dāng)根據(jù)學(xué)生的具體情況具體分析,從學(xué)生的整體教學(xué)水平入手,根據(jù)學(xué)生的自身素質(zhì)調(diào)整數(shù)學(xué)建模思想教育的深度和維度.從長遠(yuǎn)來看,數(shù)學(xué)建模思想具有拓寬學(xué)生思維面,激發(fā)學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣的作用,因此,對中職學(xué)生而言是有充足的應(yīng)用效果的.通過對數(shù)學(xué)建模思想的精簡,可以完全讓中職學(xué)生對數(shù)學(xué)建模思想有一個(gè)很好的接受和掌握.在數(shù)學(xué)建模思想投入到中職數(shù)學(xué)教育之前,我們需要明確中職學(xué)生在數(shù)學(xué)上的基礎(chǔ)不同于受過高等教育的學(xué)生,需要教師事先對數(shù)學(xué)知識(shí)進(jìn)行落實(shí)和整理.讓學(xué)生在基礎(chǔ)知識(shí)夯實(shí)的情況下進(jìn)行數(shù)學(xué)建模思想的融入.基礎(chǔ)的圖論方法和概率統(tǒng)計(jì)都需要進(jìn)行掌握.在基礎(chǔ)知識(shí)落實(shí)后教師將現(xiàn)實(shí)生活中的例子與數(shù)學(xué)建模思想進(jìn)行融合,相信會(huì)有不錯(cuò)的收效.

三、中職數(shù)學(xué)教學(xué)中融入數(shù)學(xué)建模思想的具體操作

(一)情境設(shè)立的學(xué)習(xí)方法.中職學(xué)生因?yàn)槠浠A(chǔ)知識(shí)不夠牢靠,自身知識(shí)儲(chǔ)備量不高,所以易產(chǎn)生畏難心理.很多學(xué)生在日常學(xué)習(xí)的過程中,數(shù)學(xué)的基本公式都記不住,所以學(xué)習(xí)積極性低下,態(tài)度也不夠端正,往往需要進(jìn)行多次教育和學(xué)習(xí)方法調(diào)整后才能激發(fā)自身學(xué)習(xí)熱情,重新燃起學(xué)習(xí)的勇氣.因此,在中職數(shù)學(xué)建模教學(xué)過程中應(yīng)當(dāng)充分考慮到學(xué)生自身?xiàng)l件因素,在對學(xué)習(xí)情境進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)達(dá)到學(xué)生最能理解和最真實(shí)的條件.讓學(xué)生能夠有真正的情境帶入,可以讓學(xué)生帶著問題學(xué)習(xí),并且在學(xué)習(xí)中有自己的思考.只有做好了數(shù)學(xué)建模在學(xué)習(xí)中的直觀性和形象化,才能夠?yàn)橄乱徊綄W(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)[3].因此,情境設(shè)立是非常實(shí)用的教學(xué)方法,是調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性的有力武器.具體操作過程可以將數(shù)學(xué)建模融入日常問題中,例如,計(jì)算銀行存款和手機(jī)話費(fèi)問題,都是學(xué)生能夠理解和學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)情境設(shè)定.(二)逐步深入的學(xué)習(xí)過程.在中職數(shù)學(xué)的教育過程中,數(shù)學(xué)建模思想是一個(gè)長期培養(yǎng)的過程,需要教師對學(xué)生進(jìn)行耐心輔導(dǎo)和系統(tǒng)引導(dǎo).中職數(shù)學(xué)教學(xué)應(yīng)當(dāng)以基礎(chǔ)的數(shù)學(xué)知識(shí)作為鋪墊,在學(xué)生具備基礎(chǔ)鋪墊后進(jìn)行更好的建模思想傳遞.采用講解和傳授并重的方式對學(xué)生進(jìn)行啟發(fā)和輔導(dǎo)是數(shù)學(xué)建模思想傳遞的基本方式.在教學(xué)上要求教師本身對數(shù)學(xué)建模思想充分了解和掌握,對學(xué)生而言,在充分引導(dǎo)下對數(shù)學(xué)建模思想有足夠的理解和認(rèn)識(shí),能夠理解數(shù)學(xué)建模思想的整體體系優(yōu)勢.?dāng)?shù)學(xué)建模思想融入中職數(shù)學(xué)課堂的教學(xué)過程就是學(xué)生掌握數(shù)學(xué)建模基礎(chǔ)知識(shí)的最好階段,讓學(xué)生在參與課堂活動(dòng)的過程中融入課堂的學(xué)習(xí)環(huán)境中來,引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)其在課堂中的主體地位,讓學(xué)生耐心逐步地解決數(shù)學(xué)問題.在中職數(shù)學(xué)教學(xué)的過程中,數(shù)學(xué)建模思想屬于幫助教師活躍課堂和數(shù)學(xué)教學(xué)的工具類思想.將數(shù)學(xué)建模思想融入中職數(shù)學(xué)教學(xué)課堂對教師本身要求也極高.要求教師不僅需要熟練掌握理論知識(shí),還需要將數(shù)學(xué)建模思想活學(xué)活用,融入學(xué)生的日常課堂中去.(三)完成目標(biāo)的學(xué)習(xí)準(zhǔn)則.教師為了將教學(xué)目標(biāo)更好地完成,首先要做到的是帶領(lǐng)學(xué)生去學(xué)習(xí)新的知識(shí),投入新的學(xué)習(xí)生活中.新知識(shí)的接受和學(xué)習(xí)過程首先需要教師設(shè)計(jì)一系列問題來促使學(xué)生融入學(xué)習(xí)生活中,學(xué)生在解決問題的同時(shí)能夠?qū)W習(xí)到新的數(shù)學(xué)知識(shí).帶領(lǐng)學(xué)生查閱教材,讓學(xué)生從教材中找到解決數(shù)學(xué)問題的關(guān)鍵點(diǎn),在進(jìn)行教材翻閱和問題解決后找到數(shù)學(xué)問題學(xué)習(xí)的關(guān)鍵.教師可以適當(dāng)配合提問來對學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行了解,學(xué)生不理解的問題和難點(diǎn)需要教師及時(shí)進(jìn)行解答,并且適當(dāng)?shù)妮o以習(xí)題來加以鞏固學(xué)習(xí)成果.在數(shù)學(xué)建模思想融入中職數(shù)學(xué)課堂的課題中,數(shù)學(xué)建模思想的具體應(yīng)用是中職數(shù)學(xué)教學(xué)的關(guān)鍵點(diǎn)和最終目的,要想達(dá)到這個(gè)目標(biāo)需要教師注重對學(xué)生實(shí)際應(yīng)用能力方面的訓(xùn)練和鍛煉,在基礎(chǔ)知識(shí)具備的情況下讓學(xué)生以日常生活中常見事例進(jìn)行練習(xí),最終熟練掌握數(shù)學(xué)建模.(四)提出學(xué)習(xí)任務(wù).教師在對學(xué)生進(jìn)行數(shù)學(xué)建模教育的過程中需要適當(dāng)?shù)靥岢鰧W(xué)習(xí)任務(wù)讓學(xué)生達(dá)成,以鞏固其學(xué)習(xí)的知識(shí)和傳遞的思想內(nèi)容.?dāng)?shù)學(xué)建模思想的應(yīng)用和實(shí)踐是中職數(shù)學(xué)教育上的主要目的.教師在進(jìn)行教育的同時(shí)可以結(jié)合生活中常見的數(shù)學(xué)問題向?qū)W生提出學(xué)習(xí)任務(wù),一方面,學(xué)生更容易理解學(xué)習(xí)的知識(shí)點(diǎn),另一方面,促進(jìn)了學(xué)生實(shí)踐和應(yīng)用數(shù)學(xué)建模思想.在基礎(chǔ)掌握牢靠的前提下以學(xué)生計(jì)算水費(fèi)電費(fèi)等收費(fèi)為學(xué)習(xí)任務(wù),設(shè)定學(xué)習(xí)情境,讓學(xué)生自己計(jì)算日常的計(jì)費(fèi)方式和最終答案,由此得到數(shù)學(xué)建模思想傳遞的生活中的數(shù)學(xué)奧妙[4].學(xué)生在對建模思想方法進(jìn)行掌握后教師要注意讓學(xué)生親自體會(huì)數(shù)學(xué)建模,根據(jù)實(shí)際問題積極建模,并且在學(xué)生進(jìn)行設(shè)計(jì)完成后對其進(jìn)行科學(xué)的評估,以便學(xué)生對建模方案進(jìn)行修改和進(jìn)一步完善.

四、數(shù)學(xué)建模思想對學(xué)生思維的培養(yǎng)

(一)對學(xué)生學(xué)習(xí)能力和協(xié)調(diào)能力的培養(yǎng).?dāng)?shù)學(xué)建模思想是從實(shí)際問題出發(fā),將數(shù)學(xué)的定義靈活地運(yùn)用于各種場景中,可以投入數(shù)學(xué)課堂來激發(fā)學(xué)生對數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的興趣,或者是讓學(xué)生應(yīng)用于實(shí)際問題中驗(yàn)證數(shù)學(xué)規(guī)律.在數(shù)學(xué)建模的過程中學(xué)生可能會(huì)遇到各種綜合性的數(shù)學(xué)問題,在三角函數(shù)和向量問題中,中職學(xué)生如果應(yīng)用數(shù)學(xué)建模思想對問題進(jìn)行很好的解決,那么綜合素質(zhì)和整體處理問題的能力就會(huì)得到提升,在面對問題時(shí)的協(xié)調(diào)性也會(huì)得到相應(yīng)的鍛煉.(二)對學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力和分析能力的培養(yǎng).中職學(xué)生因其知識(shí)儲(chǔ)備不足所以在面對數(shù)學(xué)問題時(shí)多少會(huì)存在一定的恐懼心理,在實(shí)習(xí)過程中遇到各類問題,中職學(xué)生因其自身知識(shí)儲(chǔ)備問題也會(huì)產(chǎn)生自身的自卑問題.?dāng)?shù)學(xué)建模在教育中的投入就是為了改變這一現(xiàn)象,在日后的實(shí)習(xí)和解決實(shí)際問題的過程中,學(xué)生可以通過數(shù)學(xué)建模思想來應(yīng)對各種問題,如活動(dòng)資金計(jì)算以及空間體積問題計(jì)算等,是可以讓學(xué)生真正發(fā)揮其動(dòng)手能力和實(shí)踐操作的文化儲(chǔ)備.?dāng)?shù)學(xué)建模思想能更好地幫助學(xué)生在客觀道理前的檢驗(yàn),提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和分析能力.通過數(shù)學(xué)建模思想,學(xué)生掌握了解決問題的方法,今后會(huì)通過數(shù)學(xué)建模解決更多問題,在不斷的實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)真理,學(xué)到真知.

五、學(xué)生在數(shù)學(xué)建模思想學(xué)習(xí)后的反饋

在數(shù)學(xué)建模思想投入使用一段時(shí)間后,學(xué)生在課上的參與度和對數(shù)學(xué)的興趣程度都有顯著的提升,特別是針對實(shí)際問題的解決和探索上,學(xué)生皆具備充足的興趣和活力.許多學(xué)生在后期調(diào)研中表示,數(shù)學(xué)建模思想開拓了自己的數(shù)學(xué)思維,打開了他對生活和數(shù)學(xué)之間的大門,讓他意識(shí)到學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)并不是沒有用處的,學(xué)好了數(shù)學(xué)可以解決很多生活上的問題.學(xué)生因此提升了數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣,而教師在教授知識(shí)上也是事半功倍.

六、總結(jié)

具有新興意義的數(shù)學(xué)建模思想能夠幫助中職學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)貼近實(shí)際,更好理解,也能幫助他們解決在日常的學(xué)習(xí)生活中遇到的問題,學(xué)有所成學(xué)有所用.?dāng)?shù)學(xué)建模思想在中職教學(xué)中進(jìn)行應(yīng)用能夠幫助學(xué)生更好地理解和掌握數(shù)學(xué)的知識(shí)和原理,并且應(yīng)用到實(shí)際問題中.對學(xué)生的日常學(xué)習(xí)和今后發(fā)展都有重要的意義,是有利于學(xué)生的一項(xiàng)重要舉措,值得各大學(xué)校推行和學(xué)習(xí).

【參考文獻(xiàn)】

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作者:馬志遜 單位:廣州市旅游商務(wù)職業(yè)學(xué)校