对高校数学建模教学模式的分析与解读

发表时间:2019/8/8   来源:《知识-力量》2019年9月37期   作者:黄瑛
[导读] 数学建模在高校教学中有其特有模式,在高校数学教学中,数学建模教学模式改革有其重要意义。在数学建模中,许多问题并没有固定的解决方法,也没有统一答案。因此,高校在开展数学建模教学时,需对学生创造能力及问题分析解决能力的培养予以高度重视,从而引导其有效解决这些问题。本文对高校数学建模教学模式展开探讨。

(贵州省兴义市黔西南民族职业技术学院,贵州 黔西南 562400

摘要:数学建模在高校教学中有其特有模式,在高校数学教学中,数学建模教学模式改革有其重要意义。在数学建模中,许多问题并没有固定的解决方法,也没有统一答案。因此,高校在开展数学建模教学时,需对学生创造能力及问题分析解决能力的培养予以高度重视,从而引导其有效解决这些问题。本文对高校数学建模教学模式展开探讨。

关键词:高校;数学建模;教学模式

 


引言

高校数学建模是学习数学的一个重要阶段。为了能帮助高校学生学习到更多的数学建模知识,提高高校学生的数学建模成绩,好的教学模式在高校数学建模教育中发挥了重要作用。高校数学建模的正确教学对培养高校学生的能力有很大帮助,能够发展他们对于数学方法的分析能力和对数学建模问题的解决能力,还能够提高高校学生对于数学建模的应用能力、小组合作能力以及创新能力。

1数学建模的相关概念

数学建模指的是出于某一特定目标的考虑,简化并假设特定的系统及问题,并借助相关数学工具构建出恰当的数学结构,从而为处理对象提供科学的控制决策,或是用来合理解释待定的实践状态。简单来说,数学建模是通过数学的方法及思想来构建出相应的数学模型,从而对实践问题进行有效解决的一系列过程。此外,数学建模还具有应用广泛,抽象性、综合性及概括性强等特点,其不但需要培养学生具备扎实的数学基础以及学习数学建模的兴趣,还需对其分析并解决问题、计算机应用、信息收集与处理、自主学习等综合能力展开全面培养。由此可知,通过采取数学建模教学模式,可进一步促进学生学科知识结构的优化以及综合能力的提高。

2完善高校数学建模教学模式的策略

2.1改革教学模式

就目前的高校数学教学现状来看,教学模式的改革是教学改革的一项重要内容。教学模式的改革主要有两方面的内容:第一是传统的教学形式要进行改变,老师和学生在课堂中的主体地位要发生交换。在过去的教学中,高校数学教学课堂保持着老师讲、学生听的授课模式,这种授课模式严重地制约了学生课堂自我研究的进行,不仅不利于课堂气氛的活跃,对于数学研究的深入开展也极为不利。第二是在教学课堂的组织形式要进行转变。过去的教学组织主要是由老师来进行,而在课程改革的过程中,这种组织形式要以学生为主导,老师做好指导和配合,这样,教学组织的多样性会得到强化,传统课堂氛围的压抑会得到明显的改善。简言之就是积极地利用师生主体地位和课堂组织形式的改革来进行教学模式的变革,从而实现模式的新颖和教学实效的提高。

2.2进行科学合理的选题工作

选题是高校数学建模教学模式的中心,是高校教师在开展教学工作之前对教学主题的大致规划。数学建模题目的选取是整个高校数学建模教学中的灵魂,也是有效改善高校数学建模教学模式的策略之一。由于数学建模具有自身的特殊性,高校里的学生彼此之间差异性较大,学习能力有差距,接受知识的程度也有所不同,需要教师以“学生”为本,充分考虑学生的个体差异性。所以,高校教师在选题的过程中,需将高校数学建模的教学计划、书本教材的难易程度以及学生实际的思维能力等因素充分考虑在内,坚持“以人为本”的核心理念原则进行科学合理的选题工作。以解决数学建模实际问题为前提,高校教师应该选择一些较为有趣、可行的数学建模问题,从而使得所选的数学建模题目拥有足够的研究价值,能够让学生对高校数学建模的学习兴趣得到充分的保障。

2.3做到多层面联合

教师在开展数学建模教学时,应对建模各层面予以高度重视,将多层面联合起来。首先,将建模步骤重点突出。教师需详细阐述不同步骤的特点及作用,各步骤之间的协作机制等,并从建模方法这一层面出发,创设相应的情境,理解问题,构建数学模型并进行求解及评价等。此外,还需围绕同一建模问题来开展各个步骤的教学,重点分析问题的背景,认真考察已知条件,并对模型的构建过程进行引导,通过向学生展示不同步骤的思维方式,从而使其对各个步骤的作用方式进行正确理解,对建模思路有一个整体把握,从而将实际问题进行有效解决。其次,对类比法、平衡原理方法等广普性建模方法予以重视,并善于利用概率、极限、图论、模糊数学以及层次分析等数学分支建模法。在开展各层面建模方法的教学时,教师还需把各个层面分化成具体的建模方法,并选择实际问题来训练学生,使其做到融会贯通。

2.4教学专业性

教学专业性也是高校数学教学改革的一项重要内容。就教学专业性改革而言,主要的内容有两项:第一是对教学队伍进行专业化的建设。在高校数学教学中,老师的专业能力对于学生有着重要的帮助,所以积极地进行老师专业化理论以及实践教学能力的提升培养,可以让老师在教学中体现出更强的专业化水平。第二是对学生进行专业的数学学习思维培养。在数学学习中,专业的学习思维有着重要的价值,学生的专业性思维得到强化,其问题思考的方向以及深度都会有更进一步的提升,学习效率也会更加的显著。所以说强化教学中的专业性是高校数学教学中需要重点探讨的内容。

2.5分层进行

教师应以学生的实际掌握及应用能力为依据,以模仿、转换及构建为主线来分层进行数学建模的教学工作。(1)模仿阶段:学生数学建模模仿能力的培养是建模教学中不可或缺的一项环节。教师在进行该阶段的教学时,需要求学生重点研究已构建的模型及其具体的构建思路。与自主探索并构建模型不同的是,对别人构建的模型展开研究是一种被动性活动,因而在实际研究时,教师需引导学生重点分析如何引人并应用模型,如何借助已有方法将答案从已知的模型中导出。总的来说,模仿阶段的训练在数学建模教学中至关重要。(2)转换阶段:数学建模中的转换指的是将具体的模型转换为抽象的综合性模型,或是把原有的模型通过提炼,转换至另一领域中。对各种数学问题展开分析,其本质便是多种数学模型的转换及组合。因此,在实际开展数学建模教学时,教师需对学生转换模型的能力展开重点培养。(3)构建阶段:在处理实际问题时,出于某种需求的考虑,需通过构建数学模型的形式来体现问题中的条件及相互关系,或合理取舍并简化已知条件,再经过重新组合,从而构建出新的模型等,并借助已有的知识及方法进行解决。考虑到构建模型为一项高级思维活动,并不存在固定的解决方法及模式,因而教师需将学生的逻辑思维以及非逻辑思维充分调动起来,经过分析、概括、类比、比较、猜测及想象等过程,对学生的数学模型构建能力进行全面锻炼。由此可知,在数学建模教学过程中,除了加强培养学生逻辑思维以及非逻辑思维能力外,还需注重其他综合能力的培养,尽可能使学生掌握更多有关于工程技术以及科学等方面的知识,能够对系统进行灵活辨识,对机理进行准确分析,在顺利构建数学模型的基础上,有效解决实际问题。

结语

随着我国现代化进程地不断加快,教育行业中的数学领域也在快速发展。高校数学建模是学习数学的一个重要阶段,所以更需要教师在课堂中有效地运用数学建模教学模式。通过一定的有效策略将教学模式完善起来,帮助高校学生对数学知识更好的理解,激发学生的学习兴趣,使数学事业取得更好的发展。


参考文献

[1]张宁.数学建模对高校数学教学改革的重要价值[J].数学学习与研究,2019(03):23.

[2]倪丹.关于数学建模对高校教学模式改革影响的思考[J].吉林工程技术师范学院学报,2018,34(04):37-39.

[3]肖楠,唐敏.分析数学建模对高校数教学改革的意义[J].湖北函授大学学报,2017,30(10):112-114.



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