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摘要:在我国大学数学的教学过程中,由于大学课程条件等原因,数学课程在整体的大学教育中是十分关键,同时也是难度较大的学科之一。数学的关键作用在科研中不断被强调,数学建模更是将数学思维应用于生活的一门课程,必须发挥好该门课的作用。因此,需要高校从完善数学建模课程角度出发,探索大学数学建模教学的有效策略。
关键词:数学建模;大学数学
引言
数学建模是用数学的思考方式,采用数学的方法和语言,通过简化,抽象的方式来解决实际问题的一种数学手段。数学建模所解决的问题不止现实的,还包括对未来的一种预见。数学建模可以说和我们的生活息息相关,尤其是如今科技发达的今天。数学建模应用领域超乎我们的想象,甚至达到无所不及的程度,随着数学建模在大学教学中的广泛使用,使数学建模不止成为一种学科,更重要的是指导新生代更好的利用现代科学技术,成为高科技人才,把我国人才强国,科教兴国的战略推向一个新的高度。
1数学建模引进大学数学教学的必要
教学过程,是教师根据社会发展要求和当代学生身心发展的特点,借助教学条件,指导学生通过认识教学内容从而认识客观世界,并在此基础之上发展自身的过程,即教学活动的展开过程。以往高工专的数学教学存在着知识单一,内容陈旧,脱离实际等缺陷,已经不能满足时代的发展,如今的数学教学过程不是单纯的传授数学学科知识,而是通过数学教学过程引导学生认识科学,理解科学,从而指导实践,促进学生的德智体美劳全面的进步和发展。因此数学建模成为一门学科,被各大高等院校广泛引用和推广,其实数学建模不止应用在大学数学教学中,其他一切教学过程多可引进数学建模。
2大学数学建模教学中的问题
2.1教学方式较为单一
当前,在部分高校数学建模教学中,还存在教学方式较为单一等问题。部分数学教师仍然采用传统教学方式,以自身课堂教学为主,导致数学建模教学中学生处于被动学习状态。当前信息化时代,要求教师借助互联网等先进设备开展数学教学,然而实际中部分教师也只是利用互联网复制教材内容,难以充分发挥互联网教学作用。此外,部分教师由于深受应试教育影响,使得高校数学教学中存在固守教学大纲问题,忽略数学实际作用,严重阻碍数学教学正常进程。
2.2大学数学教学效果差
在大学数学教育的过程中,学生对于数学知识仅限于理论上的掌握,对于如何与日后的大学物理、电路、模拟电子技术等数学要求较高的专业课结合没有相应的概念。大学数学教学的方式还是依据高数教材进行依次讲解,先是进行概念讲述,之后进行公式推导,最后是进行案例讲解,虽然在这个过程中,教师对于课堂的备课很用心,学生对于教师的讲解也在极力认真的听讲,但是,就大学数学的教学效果来看,还是不尽人意。学生对于数学的理解没有做到内化,只是被动地接受灌输。不仅如此,学生在遇到一些有变化的考试题目时就不知所措,无从下手。
2.3学生专业实践能力不强
学生专业实践能力不强,首先体现在部分学生对于数学建模认识不足。据调查,70%以上的学生对数学建模这一活动表示未曾实际接触,绝大多数学生认为数学专业课程对今后发展无益,思想上对数学建模活动不甚关注。其次,学生创新能力不足。由于数学建模通常是以比赛形式展现,但在实际教学中学生应用能力和创新能力明显不足,很多学生理论知识充分,缺乏实践操作经验,导致数学建模活动难以开展。
3大学数学建模教学实际策略
3.1完善师资力量,加强实践教学
一是要加强师资培训。大学可采取“内外兼修”的培养模式,鼓励大学教师到其他学校或企业实习,提高实践教学水平。另外,大学教师也可以主动向大学专家介绍数学建模课程的教学经验。通过学术交流等形式,为教师提高数学建模能力提供理论依据。二是完善学校的奖惩机制,为数学建模课程的教授提供保障。通过设立数学建模教育奖学金、提高教师薪酬等激励措施来评价和完善评价体系,可以充分调动教师参加数学建模培训的积极性,促进数学建模教育的发展。应该开设以实践能力为主的课程。高校应当从专业需求出发,确定专业技能和专业标准。以理论教学为前提,提高实践教学的规模,充分考虑课程知识、技术、逻辑和专业技能的可操作性和实用性,构建模块化、前沿性、实践性的教学体系。组织学生参加全国数学建模竞赛活动,培养学生在竞赛训练与练习过程中分析与解决问题的能力,掌握新知识与文献,搜集资料,掌握计算机应用能力及撰写科研论文的能力。
3.2培养学生数学建模的思想
对于建模来讲,学生并不陌生,在物理中会有定律的演示模型,在地理中有地形地貌的沙盘建模等。所以在大学数学过程中,可以帮助学生建立数学模型的思想,进而运用数学建模的思想进行大学数学的学习和运用。初入大学的学生对于数学建模来讲可能没什么意识和印象,对数学建模的了解非常少,可能连什么是数学建模都还不太清楚。所以,这就需要教师进行系统的讲解和引导。数学建模是什么,怎样进行数学建模,数学建模的过程包含哪些,数学建模需要哪些数学公式,数学建模可以应用于哪些场合等。通过对于数学建模的讲解,使学生对于数学建模有一个初步的了解,再经过一些训练,帮助学生把数学建模的意识建立起来。
3.3将数学建模融入大学数学教学中
在数学建模的过程中,对于大学数学教学来讲比较关键的步骤就是提出合理的假设条件和采用合适的数学定律和公式。即通过一些适合的假设,舍去一些次要的因素,把实际问题做出适当的简化,抽象成一个数学问题,然后找出相应的数值解法,再通过计算与分析,将所得到的数学答案用以解决或解释实际问题。再比如,在教师进行数学课堂讲解时,针对所讲解的数学知识,先去选择合适的待分析问题,运用数学建模的方式进行求解,以此将所讲知识与数学建模融合在一起,作为一体的案例进行讲解分析,增强学生的学习印象,加强学生切实的应用感受。除此之外,设立数学建模竞赛也是很好的方法。将数学建模的思想意识融入进行数学的竞赛和教学中,让学生亲身体会建模过程和数学应用的环境,对数学知识的理解和应用了如指掌。事实证明,开展数学建模教学与组织学生参加数学建模竞赛活动是激发学生创新意识与进取精神的好方法。通过以上方法,将数学建模的方法思想融入大学数学教学中,将数学的教学变得更加有趣,同时也提高了学生运用数学建模解决问题的能力。
3.4开展混合式教学模式
针对高校教学方式单一等问题,高校需在教学模式上加以创新。首先,可开展小班授课教学模式。教师将以往大班制度调整为小班授课模式,将会有更多精力关注到更多同学,有利于提升学生参与度。其次,高校还可借助互联网打造翻转课堂教学模式,每个小班都可分别组建学习小组,建立网上学习软件,比如对分易等,学生对课上不懂之处可利用课下时间在网上自由交流,巩固所学知识。此外,教师也可将教学视频录制完成上传到学习软件中供学生学习。
结束语
高校数学课程不仅要以学生的学习成绩来衡量其数学水平,更要以其核心数学素养来衡量其数学能力。在数学建模课程中,学生能够极大地提高数学应用能力,提高数学素养,为将来的学习和生活奠定良好的基础。
参考文献
[1]郑子苹.数学建模对培养学生创新能力的实践与探索[J].黄冈职业技术学院学报,2019(1):35-36.
[2]马艳英,付彤,王青梅.将数学建模思想融入大学数学教学中的研究[J].吉林工程技术师范学院学报,2018(9):35-36.