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大学数学建模思想教学法论文

一、大学数学教学现状

1.重视理论分析与解题技巧。数学课程一直贯穿于整个数学学习过程,从小学到大学,数学都是必不可少的学习科目,学生对数学的学习并不陌生。调查显示,高年级学生认为学习数学的难度大高于低年级的学生,当然,这也与学习对象的难度加大有关,但最终原因还是教学方法不对,忽视了学生在学习过程中的创新思维锻炼。数学教学也是如此,教师注重的是培养学生数学理论分析能力与解题技巧的训练,考试成绩成为评定教学质量的唯一标准。

2.忽视数学建模。现在大学教学仍采用以往的应试教育模式,数学教学也只是把传授学生相关知识作为目的,忽视学生发散思维的开拓,忽视数学建模在数学教学中的重要性,只有将数学建模思想运用到数学教学中,学生才能真正领悟到数学文化的奥妙,才能真正做到学以致用,将数学理念运用到更广阔的领域。

3.数学运用领域狭窄。在数学教学中,数学运用领域非常狭窄,几乎只有几何物理才用到,没有反映现代数学观点和数学在更多领域内的广泛应用。

4.教学方法不当。从教材角度看,目前我国大学数学教材强调严密性、系统性和抽象性。在教学方法上,以教材、课本内容为主,教师向学生传授数学定义、定理方程和解题技巧,学生只要掌握一定容量的定义、方程式和解题方法,在考试中取得高分就够了。这个过程中,他们不必思考数学理论中所蕴含的深刻思想,也不用想如何将数学理论运用到实际的生活中,更没有在学习中学会独立思考。所以,在实际生活问题面前,他们只会追寻着前人的足迹走下去,永远没有勇气去开辟更宽敞、更平坦的道路。

二、数学建模的概念及重要性

数学是一门抽象思维学科,数学教学中要把这种抽象、无形的东西转化为具体、有形的东西在课堂上展现出来,就缺少不了数学建模的运用。数学建模是一种模拟方式,可以用数学符号、数学方程式、数学程序、图形等将数学课题中抽象的东西表现出来。数学模型不是现实问题的翻版,需要人们对现实存在的问题进行细微而深入地观察和分析,然后灵活巧妙地运用数学知识。这种将实际课题中抽象的经过分析,再结合数学知识提炼出具体数学模型的过程称作数学建模。它能解释一些客观现象,预测未来的发展规律,为控制某些事情的发展提供一些优良的策略。目前,数学教材中存在内容陈旧、知识面狭窄及形式呆板等问题,数学建模对此具有借鉴作用。因此,数学建模活动可以改变传统数学教学重知识轻能力、重理论轻应用的教学体系与内容,必将成为推动大学数学教学的手段之一。

三、数学建模在大学数学教学中的作用

1.在数学教改中的作用。教学过程就是“教”与“学”两个过程的总称,“教”与“学”又是两个同时进行的过程,“教”离开学习过程就失去了教的意义,同样,“学”在没有教的状态下进行,也失去了他的科学性及方向性,可见,“教”与“学”是两个不可分割的主体。数学建模突出“教”与“学”的双主体性关系,它以师生互动为基本特点。教师与学生双方的主体性同时存在,加强双方互动,更有利于施教。数学建模理念的确立,促进了数学教学课程体系和教学内容的改革。在数学教学课堂上,教师不单单传授理论知识与解题方法,更重要的是创建具体模型,呈现抽象的数学理念,联想实际生活,灵活运用数学知识来解决实际问题。数学建模的实现需要知识的全面性,它所使用的材料涉及范围非常广泛,这可以激发学校对新兴科技知识的引进热情,拓宽师生的知识面。

2.在人才培养中的作用。这种以生活实例引出定义,并以数学实验辅助的教学方式,能够让学生体验到数学与生活的关联,同时也能激发学生的学习兴趣和运用知识的能力,更重要的是能培养学生的创新意识和科研素养。

四、如何将数学建模渗透到大学数学教学中

1.在数学教学中渗透数学建模思想

大学数学教学中,没有普遍建立数学建模思想,更没有确立一个完整的数学建模体系。为此,学校要加强对数学建模思想的建立,完善数学建模体系,加大对数学建模思想的宣传,明确数学建模在数学教学中的地位。

2.在数学定理公式中渗透数学建模思想

(1)线性代数教学中。线性代数是大学数学中重要的基础课之一。但是,很多学生觉得线性代数难学,很难找到学习窍门,主要原因是概念、定理多,而且很抽象,难以理解。其实,每个抽象的定义,都能找到一个现实的模型与之相对应,用现实例子来还原模型后的数学。例如,某商场销售三种商品,商品的月销量可利用矩形数表来表示。

(2)概率统计教学中。概率统计是一门理论性和应用性很强的学科,它几乎在科学和工程的每一个分支中都有重要的作用。在概率统计学的教学中,应该适当引入实际问题进行剖析,使学生更容易理解和掌握。例如,讲二项分布时,给学生讲抗美援朝时我军指战员指导战士用高射机枪打美军飞机,运用概率统计原理分析机枪打不中敌军的原因。

(3)定积分的应用教学中。在定积分的教学中,可以引进“煤矸石的堆积问题”的例子,此例子问题的关键在于堆积煤矸石的征地费和电费,前者较好预测,而后者恰好可以运用定积分来计算。

(4)微分方程教学中。微分方程数学模型是解决实际问题的有力工具。减肥是现今社会很多人关注的问题,如何寻求简单有效的减肥方法也是大家争先恐后讨论的话题。经过分析和假设,得出此问题的微分方程模型,揭示了影响减肥的两个关键因素,即饮食与锻炼。

3.在考试中引入数学建模问题

期末考评不能把重心都放在学生对知识的掌握程度上,更多的是要考察学生的综合素养及能力。在数学教学考评中,应该摒弃以往的考试模式,加入一些新的考核内容,更注重学生创新思维能力的培养。例如,可以在试题中加一些实际生活中存在的问题,让学生自由发挥想象力,利用数学建模方法去解决这些问题。这样,既增添了试题的趣味性,又激发了学生独立思考的能力。

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总而言之,数学建模在大学数学教学中拥有不可取代的地位。数学建模可以使数学理论具体化,使学生学习过程中更易理解,将数学理论与实际相联系,解决实际问题。

作者:刘菊芬 单位:铜仁学院教育科学系


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