微積分與數(shù)學(xué)建模思想融合探討
時(shí)間:2022-09-06 10:04:04
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摘要:微積分對(duì)于大多數(shù)的獨(dú)立院校財(cái)經(jīng)類(lèi)學(xué)生而言,是一門(mén)比較抽象的課程,沒(méi)有直觀性的理解,學(xué)習(xí)起來(lái)具有一定的難度,而建模是將知識(shí)加以利用從而解決實(shí)際問(wèn)題,因此建模對(duì)學(xué)生的微積分學(xué)習(xí)具有一定的促進(jìn)作用,可以提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,并且加深對(duì)知識(shí)的理解及應(yīng)用,論文就兩者之間的融合進(jìn)行探討。
關(guān)鍵詞:微積分;數(shù)學(xué)建模
當(dāng)今部分獨(dú)立院校致力于培養(yǎng)學(xué)生為應(yīng)用型人才,使學(xué)生通過(guò)本科階段的學(xué)習(xí)培養(yǎng),具有一定的綜合能力與知識(shí)素養(yǎng),能夠在管理、生產(chǎn)服務(wù)建設(shè)等方面具有持續(xù)發(fā)展能力的應(yīng)用型人才。對(duì)于獨(dú)立院校經(jīng)管類(lèi)學(xué)生來(lái)說(shuō),微積分是一門(mén)重要的基礎(chǔ)類(lèi)課程,與后續(xù)的經(jīng)濟(jì)學(xué)、概率統(tǒng)計(jì)、專(zhuān)業(yè)課程的學(xué)習(xí)是緊密相關(guān)的。因此需要學(xué)好微積分來(lái)為其他學(xué)科的學(xué)習(xí)打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。微積分具有較強(qiáng)理論性,邏輯嚴(yán)謹(jǐn),內(nèi)容抽象等特征,對(duì)于獨(dú)立經(jīng)管院校的學(xué)生來(lái)說(shuō),學(xué)習(xí)起來(lái)會(huì)有些吃力,晦澀難懂,往往存在生搬硬套,只會(huì)套用公式做題,知其然而不知其所以然。對(duì)于獨(dú)立院校,需要教師在教學(xué)過(guò)程中,加強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的深入理解,盡量做到學(xué)以致用,從而有利于學(xué)生的后續(xù)發(fā)展,為實(shí)現(xiàn)將學(xué)生培養(yǎng)為應(yīng)用型人才而打好堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。數(shù)學(xué)建模是通過(guò)對(duì)實(shí)際問(wèn)題的觀察分析、在一定的設(shè)定條件下,對(duì)問(wèn)題進(jìn)行抽象簡(jiǎn)化,通過(guò)設(shè)定變量與參數(shù),利用數(shù)學(xué)符號(hào)語(yǔ)言表達(dá)變量間的關(guān)系,然后需要運(yùn)用數(shù)學(xué)或者統(tǒng)計(jì)等相關(guān)軟件對(duì)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行近似求解,最后通過(guò)求解的結(jié)果來(lái)解釋、驗(yàn)證或者預(yù)測(cè)某些現(xiàn)象與問(wèn)題。下面對(duì)數(shù)學(xué)建模思想在微積分教學(xué)中的作用進(jìn)行探討。
一、數(shù)學(xué)建模思想在微積分教學(xué)中的作用
數(shù)學(xué)建模能夠較好的培養(yǎng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的應(yīng)用理解能力,同時(shí)提升學(xué)生的創(chuàng)造能力。因此,將數(shù)學(xué)建模思想融入微積分課程課程的教學(xué)中,是一件非常有意義的事,下面來(lái)具體進(jìn)行介紹:(一)增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣獨(dú)立院校經(jīng)管專(zhuān)業(yè)的學(xué)生,一般數(shù)學(xué)基礎(chǔ)相對(duì)薄弱,在授課過(guò)程中如果全程貫穿抽象的理論與計(jì)算,學(xué)生更會(huì)覺(jué)得學(xué)習(xí)枯燥乏味,從而對(duì)微積分的學(xué)習(xí)提不起興趣。數(shù)學(xué)一般具有銜接性非常強(qiáng)的特點(diǎn),而微積分的學(xué)習(xí)通常需要兩個(gè)學(xué)期,學(xué)生如果中間有幾節(jié)課落下,就會(huì)對(duì)后續(xù)的學(xué)習(xí)產(chǎn)生較大的影響,甚至影響整門(mén)課程學(xué)習(xí)效果。所以,在教學(xué)過(guò)程中,融入一些生活中的實(shí)際例子,然后利用微積分方法進(jìn)行恰當(dāng)?shù)慕鉀Q,會(huì)使學(xué)生覺(jué)得微積分沒(méi)有那么晦澀難懂,抽象乏味,進(jìn)而提高學(xué)習(xí)的興趣。(二)加深對(duì)知識(shí)的理解與提高對(duì)知識(shí)的應(yīng)用能力在授課過(guò)程中,通過(guò)融入適當(dāng)?shù)膽?yīng)用模型,可以幫助學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的深入理解。比如,在學(xué)習(xí)兩個(gè)重要極限的知識(shí)之后,利用極限來(lái)計(jì)算復(fù)利,然后讓學(xué)生在課下查資料,分成小組討論,對(duì)房貸中的等額本息與等額本金兩種貸款方式的進(jìn)行理解計(jì)算,課上教師再加以進(jìn)一步的講解,這樣可以加深學(xué)生對(duì)極限的理解與應(yīng)用。在學(xué)習(xí)微分時(shí),可以讓學(xué)生對(duì)經(jīng)濟(jì)學(xué)中的一些問(wèn)題進(jìn)行近似計(jì)算,在這個(gè)過(guò)程中,既使得學(xué)生理解了微分的意義,又促進(jìn)了學(xué)生對(duì)為微分的應(yīng)用能力的提升。
二、建模思想融入微積分教學(xué)的途徑
(一)教學(xué)手段的多樣化。在教學(xué)方面,除了傳統(tǒng)的板書(shū)加粉筆模式,可以適當(dāng)使用多媒體教學(xué),在講授某些知識(shí)點(diǎn)時(shí),多媒體可以給出更直觀的表達(dá),比如學(xué)習(xí)函數(shù)在某一點(diǎn)處極限的定義,可以給出自變量與因變量趨于無(wú)窮小的動(dòng)態(tài)演示,來(lái)更好地理解這個(gè)定義。在學(xué)習(xí)導(dǎo)數(shù)的定義時(shí),可以演示出用割線(xiàn)斜率逼近切線(xiàn)斜率的過(guò)程、用平均速度來(lái)逼近瞬時(shí)速度,可以更好地理解這樣一個(gè)極限過(guò)程的導(dǎo)數(shù)定義;在學(xué)習(xí)一元多元函數(shù)定積分時(shí),可以通過(guò)多媒體演示出將曲邊梯形面積與曲頂柱體體積的分割、近似代替、作和、求極限的過(guò)程,這樣可以將定積分定義給予深刻的理解,將來(lái)使用定積分的幾何意義去求面積或者體積,也更容易一些。除了多媒體的使用,在每個(gè)新知識(shí)學(xué)習(xí)之前,可以讓學(xué)生先去查閱相關(guān)資料去了解這段知識(shí)的背景,了解促使這個(gè)知識(shí)產(chǎn)生的原因,這個(gè)知識(shí)點(diǎn)提出的主要思想,然后課上老師加以介紹講解,加深學(xué)生對(duì)該知識(shí)的認(rèn)識(shí);學(xué)習(xí)以人名命名的公式定理,可以去了解相關(guān)數(shù)學(xué)家的歷史故事,成長(zhǎng)經(jīng)歷,所作出的杰出貢獻(xiàn),從而增加對(duì)所學(xué)知識(shí)的興趣,來(lái)提升對(duì)數(shù)學(xué)的熱愛(ài)。(二)教學(xué)中多與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合。對(duì)于經(jīng)管類(lèi)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生,可以在講解微積分課程中,大量引入經(jīng)濟(jì)學(xué)中的案例,來(lái)加深微積分知識(shí)的理解,同時(shí)促進(jìn)學(xué)生經(jīng)濟(jì)學(xué)的學(xué)習(xí)。比如利用極限來(lái)對(duì)存款與貸款中復(fù)利的計(jì)算,可以調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)熱情;在學(xué)習(xí)一元函數(shù)、多元函數(shù)的條件與無(wú)條件極值時(shí),可以利用所學(xué)知識(shí)解決經(jīng)濟(jì)學(xué)中對(duì)最大利潤(rùn),最小成本的計(jì)算;在學(xué)習(xí)導(dǎo)數(shù)相關(guān)內(nèi)容的時(shí)候,關(guān)于商品的邊際分析與彈性分析的計(jì)算。這些經(jīng)濟(jì)學(xué)中的知識(shí)與微積分緊密相關(guān),通過(guò)互相的融入滲透,既可以加深對(duì)微積分相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí),又促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)學(xué)理論概念的掌握。在將經(jīng)濟(jì)學(xué)中的案例融入微積分的教學(xué)過(guò)程中,需要教師對(duì)交叉學(xué)課的知識(shí)熟練掌握,對(duì)經(jīng)濟(jì)學(xué)課程做到心中有數(shù)。在授課過(guò)程中對(duì)需要引入的案例模型能夠信手拈來(lái),順理成章,這樣使學(xué)生覺(jué)得微積分課程不是枯燥乏味的,具有廣泛的應(yīng)用,數(shù)學(xué)課程來(lái)源于實(shí)際,應(yīng)用于實(shí)際,不只是抽象難懂的概念定理,數(shù)字符號(hào),從而來(lái)增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。(三)增設(shè)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課。在微積分的學(xué)習(xí)過(guò)程中,有些復(fù)雜的計(jì)算、學(xué)生無(wú)法給出具體的計(jì)算結(jié)果,而軟件可以協(xié)助這樣的工作,因此開(kāi)設(shè)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課也是一個(gè)實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)建模應(yīng)用的途徑。可以暫時(shí)開(kāi)設(shè)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的選修課,這樣既可以解決實(shí)驗(yàn)設(shè)備不足問(wèn)題,又讓部分同學(xué)對(duì)所學(xué)知識(shí)通過(guò)另外一種方式加以應(yīng)用,可以提升學(xué)生的學(xué)習(xí)成就感。(四)開(kāi)設(shè)數(shù)學(xué)建模工作室建立通過(guò)數(shù)學(xué)建模工作室,培養(yǎng)學(xué)生將數(shù)學(xué)思維日常化,利用數(shù)學(xué)來(lái)解決生活中的各種問(wèn)題。通過(guò)定期開(kāi)展數(shù)學(xué)建模活動(dòng),組織學(xué)生通過(guò)查找資料,討論形式等方式,促進(jìn)學(xué)生分析問(wèn)題,理解問(wèn)題能力的提升,發(fā)揮數(shù)學(xué)應(yīng)有的價(jià)值。引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)和生活中,使用數(shù)學(xué)思考的習(xí)慣,從而有利于學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。
三、結(jié)束語(yǔ)
數(shù)學(xué)建模是數(shù)學(xué)知識(shí)應(yīng)用能力的重要體現(xiàn),在獨(dú)立院校經(jīng)管專(zhuān)業(yè)的教學(xué)過(guò)程中,慢慢形成這種對(duì)知識(shí)靈活應(yīng)用的教學(xué)方式,在加深對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解與應(yīng)用的同時(shí),能夠很好的提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,從而能夠促進(jìn)學(xué)生對(duì)微積分的學(xué)習(xí),因此將其融入微積分教學(xué)中是一項(xiàng)非常有意義的工作。
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作者:張淑娟 單位:天津財(cái)經(jīng)大學(xué)珠江學(xué)院