數(shù)學(xué)建模論文(通用10篇)
數(shù)學(xué)建模論文(通用10篇)
要使學(xué)生學(xué)會提出問題并明確探究方向,能夠運用已有的知識進(jìn)行交流,并將實際問題抽象為數(shù)學(xué)問題,就必須建立數(shù)學(xué)模型,從而形成比較完整的數(shù)學(xué)知識結(jié)構(gòu)。以下是小編為您搜集整理的數(shù)學(xué)建模論文范文,歡迎閱讀借鑒。
數(shù)學(xué)建模論文 篇1
數(shù)學(xué)建模隨著人類的進(jìn)步,科技的發(fā)展和社會的日趨數(shù)字化,應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛,人們身邊的數(shù)學(xué)內(nèi)容越來越豐富。強(qiáng)調(diào)數(shù)學(xué)應(yīng)用及培養(yǎng)應(yīng)用數(shù)學(xué)意識對推動素質(zhì)教育的實施意義十分巨大。數(shù)學(xué)建模在數(shù)學(xué)教育中的地位被提到了新的高度,通過數(shù)學(xué)建模解數(shù)學(xué)應(yīng)用題,提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。本文將結(jié)合數(shù)學(xué)應(yīng)用題的特點,把怎樣利用數(shù)學(xué)建模解好數(shù)學(xué)應(yīng)用問題進(jìn)行剖析,希望得到同仁的幫助和指正。
一、數(shù)學(xué)應(yīng)用題的特點
我們常把來源于客觀世界的實際,具有實際意義或?qū)嶋H背景,要通過數(shù)學(xué)建模的方法將問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)形式表示,從而獲得解決的一類數(shù)學(xué)問題叫做數(shù)學(xué)應(yīng)用題。數(shù)學(xué)應(yīng)用題具有如下特點:
第一、數(shù)學(xué)應(yīng)用題的本身具有實際意義或?qū)嶋H背景。這里的實際是指生產(chǎn)實際、社會實際、生活實際等現(xiàn)實世界的各個方面的實際。如與課本知識密切聯(lián)系的源于實際生活的應(yīng)用題;與模向?qū)W科知識網(wǎng)絡(luò)交匯點有聯(lián)系的應(yīng)用題;與現(xiàn)代科技發(fā)展、社會市場經(jīng)濟(jì)、環(huán)境保護(hù)、實事政治等有關(guān)的應(yīng)用題等。
第二、數(shù)學(xué)應(yīng)用題的求解需要采用數(shù)學(xué)建模的方法,使所求問題數(shù)學(xué)化,即將問題轉(zhuǎn)化成數(shù)學(xué)形式來表示后再求解。
第三、數(shù)學(xué)應(yīng)用題涉及的知識點多。是對綜合運用數(shù)學(xué)知識和方法解決實際問題能力的檢驗,考查的是學(xué)生的綜合能力,涉及的知識點一般在三個以上,如果某一知識點掌握的不過關(guān),很難將問題正確解答。
第四、數(shù)學(xué)應(yīng)用題的命題沒有固定的模式或類別。往往是一種新穎的實際背景,難于進(jìn)行題型模式訓(xùn)練,用“題海戰(zhàn)術(shù)”無法解決變化多端的實際問題。必須依靠真實的能力來解題,對綜合能力的考查更具真實、有效性。因此它具有廣闊的發(fā)展空間和潛力。
二、數(shù)學(xué)應(yīng)用題如何建模
建立數(shù)學(xué)模型是解數(shù)學(xué)應(yīng)用題的關(guān)鍵,如何建立數(shù)學(xué)模型可分為以下幾個層次:
第一層次:直接建模。
根據(jù)題設(shè)條件,套用現(xiàn)成的數(shù)學(xué)公式、定理等數(shù)學(xué)模型,注解圖為:
將題材設(shè)條件翻譯
成數(shù)學(xué)表示形式
應(yīng)用題
審題
題設(shè)條件代入數(shù)學(xué)模型
求解
選定可直接運用的
數(shù)學(xué)模型
第二層次:直接建模?衫矛F(xiàn)成的數(shù)學(xué)模型,但必須概括這個數(shù)學(xué)模型,對應(yīng)用題進(jìn)行分析,然后確定解題所需要的具體數(shù)學(xué)模型或數(shù)學(xué)模型中所需數(shù)學(xué)量需進(jìn)一步求出,然后才能使用現(xiàn)有數(shù)學(xué)模型。
第三層次:多重建模。對復(fù)雜的關(guān)系進(jìn)行提煉加工,忽略次要因素,建立若干個數(shù)學(xué)模型方能解決問題。
第四層次:假設(shè)建模。要進(jìn)行分析、加工和作出假設(shè),然后才能建立數(shù)學(xué)模型。如研究十字路口車流量問題,假設(shè)車流平穩(wěn),沒有突發(fā)事件等才能建模。
三、建立數(shù)學(xué)模型應(yīng)具備的能力
從實際問題中建立數(shù)學(xué)模型,解決數(shù)學(xué)問題從而解決實際問題,這一數(shù)學(xué)全過程的教學(xué)關(guān)鍵是建立數(shù)學(xué)模型,數(shù)學(xué)建模能力的強(qiáng)弱,直接關(guān)系到數(shù)學(xué)應(yīng)用題的解題質(zhì)量,同時也體現(xiàn)一個學(xué)生的綜合能力。
3.1提高分析、理解、閱讀能力。
閱讀理解能力是數(shù)學(xué)建模的前提,數(shù)學(xué)應(yīng)用題一般都創(chuàng)設(shè)一個新的背景,也針對問題本身使用一些專門術(shù)語,并給出即時定義。如1999年高考題第22題給出冷軋鋼帶的過程敘述,給出了“減薄率”這一專門術(shù)語,并給出了即時定義,能否深刻理解,反映了自身綜合素質(zhì),這種理解能力直接影響數(shù)學(xué)建模質(zhì)量。
3.2強(qiáng)化將文字語言敘述轉(zhuǎn)譯成數(shù)學(xué)符號語言的能力。
將數(shù)學(xué)應(yīng)用題中所有表示數(shù)量關(guān)系的文字、圖象語言翻譯成數(shù)學(xué)符號語言即數(shù)、式子、方程、不等式、函數(shù)等,這種譯釋能力是數(shù)學(xué)建成模的基礎(chǔ)性工作。
例如:一種產(chǎn)品原來的成本為a元,在今后幾年內(nèi),計劃使成本平均每一年比上一年降低p%,經(jīng)過五年后的成本為多少?
將題中給出的文字翻譯成符號語言,成本y=a(1-p%)5
3.3增強(qiáng)選擇數(shù)學(xué)模型的能力。
選擇數(shù)學(xué)模型是數(shù)學(xué)能力的反映。數(shù)學(xué)模型的建立有多種方法,怎樣選擇一個最佳的模型,體現(xiàn)數(shù)學(xué)能力的強(qiáng)弱。建立數(shù)學(xué)模型主要涉及到方程、函數(shù)、不等式、數(shù)列通項公式、求和公式、曲線方程等類型。結(jié)合教學(xué)內(nèi)容,以函數(shù)建模為例,以下實際問題所選擇的數(shù)學(xué)模型列表:
函數(shù)建模類型
實際問題
一次函數(shù)
成本、利潤、銷售收入等
二次函數(shù)
優(yōu)化問題、用料最省問題、造價最低、利潤最大等
冪函數(shù)、指數(shù)函數(shù)、對數(shù)函數(shù)
細(xì)胞分裂、生物繁殖等
三角函數(shù)
測量、交流量、力學(xué)問題等
3.4加強(qiáng)數(shù)學(xué)運算能力。
數(shù)學(xué)應(yīng)用題一般運算量較大、較復(fù)雜,且有近似計算。有的盡管思路正確、建模合理,但計算能力欠缺,就會前功盡棄。所以加強(qiáng)數(shù)學(xué)運算推理能力是使數(shù)學(xué)建模正確求解的關(guān)鍵所在,忽視運算能力,特別是計算能力的培養(yǎng),只重視推理過程,不重視計算過程的做法是不可取的。
利用數(shù)學(xué)建模解數(shù)學(xué)應(yīng)用題對于多角度、多層次、多側(cè)面思考問題,培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散思維能力是很有益的,是提高學(xué)生素質(zhì),進(jìn)行素質(zhì)教育的一條有效途徑。同時數(shù)學(xué)建模的應(yīng)用也是科學(xué)實踐,有利于實踐能力的培養(yǎng),是實施素質(zhì)教育所必須的,需要引起教育工作者的足夠重視。
數(shù)學(xué)建模論文 篇2
摘要:通過對高中數(shù)學(xué)新教材的教學(xué),結(jié)合新教材的編寫特點和高中研究性學(xué)習(xí)的開展,對如何加強(qiáng)高中數(shù)學(xué)建模教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力方面進(jìn)行探索。
關(guān)鍵詞:創(chuàng)新能力;數(shù)學(xué)建模;研究性學(xué)習(xí)。
《全日制普通高級中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)大綱(試驗修訂版)》對學(xué)生提出新的教學(xué)要求,要求學(xué)生:
(1)學(xué)會提出問題和明確探究方向;
(2)體驗數(shù)學(xué)活動的過程;
(3)培養(yǎng)創(chuàng)新精神和應(yīng)用能力。
其中,創(chuàng)新意識與實踐能力是新大綱中最突出的特點之一,數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)不僅要在數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識,基本技能和思維能力,運算能力,空間想象能力等方面得到訓(xùn)練和提高,而且在應(yīng)用數(shù)學(xué)分析和解決實際問題的能力方面同樣需要得到訓(xùn)練和提高,而培養(yǎng)學(xué)生的分析和解決實際問題的能力僅僅靠課堂教學(xué)是不夠的,必須要有實踐、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和實踐能力是數(shù)學(xué)教學(xué)的一個重要目的和一條基本原則,要使學(xué)生學(xué)會提出問題并明確探究方向,能夠運用已有的知識進(jìn)行交流,并將實際問題抽象為數(shù)學(xué)問題,就必須建立數(shù)學(xué)模型,從而形成比較完整的數(shù)學(xué)知識結(jié)構(gòu)。
數(shù)學(xué)模型是數(shù)學(xué)知識與數(shù)學(xué)應(yīng)用的橋梁,研究和學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)模型,能幫助學(xué)生探索數(shù)學(xué)的應(yīng)用,產(chǎn)生對數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的興趣,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和實踐能力,加強(qiáng)數(shù)學(xué)建模教學(xué)與學(xué)習(xí)對學(xué)生的智力開發(fā)具有深遠(yuǎn)的意義,現(xiàn)就如何加強(qiáng)高中數(shù)學(xué)建模教學(xué)談幾點體會。
一、要重視各章前問題的教學(xué),使學(xué)生明白建立數(shù)學(xué)模型的實際意義。
教材的每一章都由一個有關(guān)的實際問題引入,可直接告訴學(xué)生,學(xué)了本章的教學(xué)內(nèi)容及方法后,這個實際問題就能用數(shù)學(xué)模型得到解決,這樣,學(xué)生就會產(chǎn)生創(chuàng)新意識,對新數(shù)學(xué)模型的渴求,實踐意識,學(xué)完要在實踐中試一試。
如新教材“三角函數(shù)”章前提出:有一塊以O(shè)點為圓心的半圓形空地,要在這塊空地上劃出一個內(nèi)接矩形ABCD辟為綠冊,使其冊邊AD落在半圓的直徑上,另兩點BC落在半圓的圓周上,已知半圓的半徑長為a,如何選擇關(guān)于點O對稱的點A、D的位置,可以使矩形面積最大?
這是培養(yǎng)創(chuàng)新意識及實踐能力的好時機(jī)要注意引導(dǎo),對所考察的實際問題進(jìn)行抽象分析,建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型,并通過新舊兩種思路方法,提出新知識,激發(fā)學(xué)生的知欲,如不可挫傷學(xué)生的積極性,失去“亮點”。
這樣通過章前問題教學(xué),學(xué)生明白了數(shù)學(xué)就是學(xué)習(xí),研究和應(yīng)用數(shù)學(xué)模型,同時培養(yǎng)學(xué)生追求新方法的意識及參與實踐的意識。因此,要重視章前問題的教學(xué),還可據(jù)市場經(jīng)濟(jì)的建設(shè)與發(fā)展的需要及學(xué)生實踐活動中發(fā)現(xiàn)的問題,補(bǔ)充一些實例,強(qiáng)化這方面的教學(xué),使學(xué)生在日常生活及學(xué)習(xí)中重視數(shù)學(xué),培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)建模意識。
二、通過幾何、三角形測量問題和列方程解應(yīng)用題的教學(xué)滲透數(shù)學(xué)建模的思想與思維過程。
學(xué)習(xí)幾何、三角的測量問題,使學(xué)生多方面全方位地感受數(shù)學(xué)建模思想,讓學(xué)生認(rèn)識更多現(xiàn)在數(shù)學(xué)模型,鞏固數(shù)學(xué)建模思維過程、教學(xué)中對學(xué)生展示建模的如下過程:
現(xiàn)實原型問題
數(shù)學(xué)模型
數(shù)學(xué)抽象
簡化原則
演算推理
現(xiàn)實原型問題的解
數(shù)學(xué)模型的解
反映性原則
返回解釋
列方程解應(yīng)用題體現(xiàn)了在數(shù)學(xué)建模思維過程,要據(jù)所掌握的信息和背景材料,對問題加以變形,使其簡單化,以利于解答的思想。且解題過程中重要的步驟是據(jù)題意更出方程,從而使學(xué)生明白,數(shù)學(xué)建模過程的重點及難點就是據(jù)實際問題特點,通過觀察、類比、歸納、分析、概括等基本思想,聯(lián)想現(xiàn)成的數(shù)學(xué)模型或變換問題構(gòu)造新的數(shù)學(xué)模型來解決問題。如利息(復(fù)利)的數(shù)列模型、利潤計算的方程模型決策問題的函數(shù)模型以及不等式模型等。
三、結(jié)合各章研究性課題的學(xué)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生建立數(shù)學(xué)模型的能力,拓展數(shù)學(xué)建模形式的多樣性式與活潑性。
高中新大綱要求每學(xué)期至少安排一個研究性課題,就是為了培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)建模能力,如“數(shù)列”章中的“分期付款問題”、“平面向是‘章中’向量在物理中的應(yīng)用”等,同時,還可設(shè)計類似利潤調(diào)查、洽談、采購、銷售等問題。設(shè)計了如下研究性問題。
分析:這是一個確定人口增長模型的問題,為使問題簡化,應(yīng)作如下假設(shè):
(1)該國的政治、經(jīng)濟(jì)、社會環(huán)境穩(wěn)定;
(2)該國的人口增長數(shù)由人口的生育,死亡引起;
(3)人口數(shù)量化是連續(xù)的;谏鲜黾僭O(shè),我們認(rèn)為人口數(shù)量是時間函數(shù)。建模思路是根據(jù)給出的數(shù)據(jù)資料繪出散點圖,然后尋找一條直線或曲線,使它們盡可能與這些散點吻合,該直線或曲線就被認(rèn)為近似地描述了該國人口增長規(guī)律,從而進(jìn)一步作出預(yù)測。
通過上題的研究,既復(fù)習(xí)鞏固了函數(shù)知識更培養(yǎng)了學(xué)生的數(shù)學(xué)建模能力和實踐能力及創(chuàng)新意識。在日常教學(xué)中注意訓(xùn)練學(xué)生用數(shù)學(xué)模型來解決現(xiàn)實生活問題;培養(yǎng)學(xué)生做生活的有心人及生活中“數(shù)”意識和觀察實踐能力,如記住一些常用及常見的數(shù)據(jù),如:人行車、自行車的速度,自己的身高、體重等。利用學(xué)校條件,組織學(xué)生到操場進(jìn)行實習(xí)活動,活動一結(jié)束,就回課堂把實際問題化成相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型來解決。如:推鉛球的角度與距離關(guān)系;全班同學(xué)手拉手圍成矩形圈,怎樣圍使圍成的面積最大等,用磚塊搭成多米諾牌骨等。
四、培養(yǎng)學(xué)生的其他能力,完善數(shù)學(xué)建模思想。
由于數(shù)學(xué)模型這一思想方法幾乎貫穿于整個中小學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程之中,小學(xué)解算術(shù)運用題中學(xué)建立函數(shù)表達(dá)式及解析幾何里的軌跡方程等都孕育著數(shù)學(xué)模型的思想方法,熟練掌握和運用這種方法,是培養(yǎng)學(xué)生運用數(shù)學(xué)分析問題、解決問題能力的關(guān)鍵,我認(rèn)為這就要求培養(yǎng)學(xué)生以下幾點能力,才能更好的完善數(shù)學(xué)建模思想:
(1)理解實際問題的能力;
(2)洞察能力,即關(guān)于抓住系統(tǒng)要點的能力;
(3)抽象分析問題的能力;
(4)“翻譯”能力,即把經(jīng)過一生抽象、簡化的實際問題用數(shù)學(xué)的語文符號表達(dá)出來,形成數(shù)學(xué)模型的能力和對應(yīng)用數(shù)學(xué)方法進(jìn)行推演或計算得到注結(jié)果能自然語言表達(dá)出來的能力;
(5)運用數(shù)學(xué)知識的能力;
(6)通過實際加以檢驗的能力。
只有各方面能力加強(qiáng)了,才能對一些知識觸類旁通,舉一反三,化繁為簡,如下例就要用到各種能力,才能順利解出。
例2:解方程組
x+y+z=1
(1)x2+y2+z2=1/3
(2)x3+y3+z3=1/9
(3)分析:本題若用常規(guī)解法求相當(dāng)繁難,仔細(xì)觀察題設(shè)條件,挖掘隱含信息,聯(lián)想各種知識,即可構(gòu)造各種等價數(shù)學(xué)模型解之。
方程模型:方程(1)表示三根之和由(1)(2)不難得到兩兩之積的和(XY+YZ+ZX)=1/3,再由(3)又可將三根之積(XYZ=1/27),由韋達(dá)定理,可構(gòu)造一個一元三次方程模型。(4)x,y,z 恰好是其三個根
t3-t2+1/3t-1/27=0
(4)函數(shù)模型:
由(1)(2)知若以xz(x+y+z)為一次項系數(shù),(x2+y2+z2)為常數(shù)項,則以3=(12+12+12)為二次項系數(shù)的二次函f(x)=(12+12+12)t2-2(x+y+z)t+(x2+y2+z2)=(t-x)2+(t-y)2+(t-z)2為完全平方函數(shù)3(t-1/3)2,從而有t-x=t-y=t-z,而x=y=z再由(1)得x=y=z=1/3,也適合(3)。
平面解析模型
方程(1)(2)有實數(shù)解的充要條件是直線x+y=1-z與圓x2+y2=1/3-z2有公共點后者有公共點的充要條件是圓心(O、O)到直線x+y的距離不大于半徑。
總之,只要教師在教學(xué)中通過自學(xué)出現(xiàn)的實際的問題,根據(jù)當(dāng)?shù)丶皩W(xué)生的實際,使數(shù)學(xué)知識與生活、生產(chǎn)實際聯(lián)系起來,就能增強(qiáng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)模型解決實際問題的意識,從而提高學(xué)生的創(chuàng)新意識與實踐能力。
數(shù)學(xué)建模論文 篇3
摘要:將數(shù)學(xué)建模思想融入高等數(shù)學(xué)的教學(xué)中來,是目前大學(xué)數(shù)學(xué)教育的重要教學(xué)方式。建模思想的有效應(yīng)用,不僅顯著提高了學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)模式解決實際問題的能力,還在培養(yǎng)大學(xué)生發(fā)散思維能力和綜合素質(zhì)方面起到重要作用。本文試從當(dāng)前高等數(shù)學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀著手,分析在高等數(shù)學(xué)中融入建模思想的重要性,并從教學(xué)實踐中給出相應(yīng)的教學(xué)方法,以期能給同行教師們一些幫助。
關(guān)鍵詞:數(shù)學(xué)建模;高等數(shù)學(xué);教學(xué)研究
一、引言
建模思想使高等數(shù)學(xué)教育的基礎(chǔ)與本質(zhì)。從目前情況來看,將數(shù)學(xué)建模思想融入高等教學(xué)中的趨勢越來越明顯。但是在實際的教學(xué)過程中,大部分高校的數(shù)學(xué)教育仍處在傳統(tǒng)的理論知識簡單傳授階段。其教學(xué)成果與社會實踐還是有脫節(jié)的現(xiàn)象存在,難以讓學(xué)生學(xué)以致用,感受到應(yīng)用數(shù)學(xué)在現(xiàn)實生活中的魅力,這種教學(xué)方式需要亟待改善。
二、高等數(shù)學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀
高等數(shù)學(xué)是現(xiàn)在大學(xué)數(shù)學(xué)教育中的基礎(chǔ)課程,也是一門必修的課程。他能為其他理工科專業(yè)的學(xué)生提供很多種解題方式與解題思路,是很多專業(yè),如自動化工程、機(jī)械工程、計算機(jī)、電氣化等必不可少的基礎(chǔ)課程。同時,現(xiàn)實生活中也有很多方面都涉及高數(shù)的運算,如,銀行理財基金的使用問題、彩票的概率計算問題等,從這些方面都可以看出人們不能僅僅把高數(shù)看成是一門學(xué)科而已,它還與日常生活各個方面有重要的聯(lián)系。但現(xiàn)在很多學(xué)校仍以應(yīng)試教育為主,采取填鴨式教學(xué)方式,加上高數(shù)的教材并沒有與時俱進(jìn),將其與生活的關(guān)系融入教材內(nèi),使學(xué)生無法意識到高數(shù)的重要性以及高數(shù)在日常生活中的魅力,因此產(chǎn)生排斥甚至對抗的心理,只是在臨考前突擊而已。因此,對高數(shù)進(jìn)行教學(xué)改革是十分有必要的,而且怎么改,怎么讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)高數(shù)的魅力,并積極主動學(xué)習(xí)高數(shù)也是作為教師所面臨的一個重大問題。
三、將數(shù)學(xué)建模思想融入高等數(shù)學(xué)的重要性
第一,能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)高數(shù)的興趣。建模思想實際上是使用數(shù)學(xué)語言來對生活中的實際現(xiàn)象進(jìn)行描述的過程。把建模思想應(yīng)用到高等數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)中,能夠讓學(xué)生們在日常生活中理解數(shù)學(xué)的實際應(yīng)用狀況與解決日常生活問題的方便性,讓學(xué)生們了解到高數(shù)并不只是一門課程,而是整個日常生活的基礎(chǔ)。例如,在講解微分方程時,可以引入一些歷史上的一些著名問題,如以Vanmeegren偽造名畫案為代表的贗品鑒定問題、預(yù)報人口增長的Malthus模型與Logistic模型等。 這樣,才能激發(fā)出學(xué)生對高等數(shù)學(xué)的興趣,并積極投入高等數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)中來。
第二,能夠提高學(xué)生的數(shù)學(xué)素質(zhì)。社會的高速發(fā)展不斷要求學(xué)生向更全面、更高素質(zhì)的方向發(fā)展。這就要求學(xué)生不僅要懂得專業(yè)知識,還要能夠?qū)I(yè)知識運用到實際生活中,擁有解決問題的頭腦和實際操作的技能。這些其實都可以通過建模思想在高等數(shù)學(xué)課堂中實現(xiàn)。高等數(shù)學(xué)的包容性、邏輯性都很強(qiáng)。將建模思想融入高等數(shù)學(xué)的教學(xué)中,既能提高學(xué)生的數(shù)學(xué)素質(zhì),還能鍛煉學(xué)生綜合分析問題,解決問題的能力。通過理論與生活實踐相結(jié)合,達(dá)到社會發(fā)展的要求,提高自身的社會競爭力。
第三,能夠培養(yǎng)學(xué)生的綜合創(chuàng)新能力!叭f眾創(chuàng)新”不僅僅是一個口號,而應(yīng)該是現(xiàn)代大學(xué)生應(yīng)該具備的一種能力。將數(shù)學(xué)建模思想融入高等數(shù)學(xué)教學(xué)中,能讓大學(xué)生從實際生活出發(fā),多方位、多角度考慮問題,提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。學(xué)生的潛力是可以在多次的建;顒又型诰虺鰜淼。因此教師應(yīng)多組織建模活動,讓學(xué)生從實際生活中組建材料,不斷創(chuàng)新思維,找到解決問題的方式與方法。
四、將建模思想融入高等數(shù)學(xué)的實踐方法
第一,轉(zhuǎn)變教學(xué)理念。改變傳統(tǒng)教學(xué)思想與教育方式,提高學(xué)生建模的積極性,增強(qiáng)學(xué)生對建模方式的認(rèn)同。教師不能只是單一的講解理論知識,還需要引導(dǎo)學(xué)生親自體驗,從互動的教學(xué)過程中,理解建模思想的重要性。
第二,在生活問題中應(yīng)用建模思想。其實,很多日常生活中的很多例子,都是可以解決課堂上的問題的。數(shù)學(xué)是來源于生活的。作為教師,應(yīng)該主動引領(lǐng)學(xué)生參與實踐活動,將課本的知識盡量與日常問題聯(lián)系到一起,發(fā)動學(xué)生主動用建模思想解決問題,提高創(chuàng)新能力,從不同的角度,以不同的方式提高解決問題的能力。例如,學(xué)校要組織元旦晚會,需要學(xué)生去采購必需品。超市有多種打折的方式,這時候教師就可以引導(dǎo)學(xué)生使用建模思想,要求去學(xué)生以模型來分析各種打折方式的優(yōu)缺點,并選擇最優(yōu)惠的方式買到最優(yōu)質(zhì)的晚會用品。這樣學(xué)生才會發(fā)現(xiàn)建模的樂趣,并了解如何在生活案例中應(yīng)用建模思想。
第三,不斷鞏固和提高建模應(yīng)用。數(shù)學(xué)建模思想融入生活實踐不是一蹴而就的,而是一個不斷實踐、循序漸進(jìn)的過程。人們也不能為了應(yīng)用建模思想而將日常生活生拉硬套。教師也應(yīng)該盡可能多地搜集生活中的案例,將建模思想與生活實踐更靈活地聯(lián)系在一起。不斷地由淺入深,將建模思想牢牢地印在學(xué)生的腦海中。并根據(jù)每個學(xué)生的獨特性,不斷開發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新潛力和發(fā)散思維能力,提高邏輯思維能力和空間想象力,在實踐中鞏固深化建模思想。五、結(jié)束語綜上所述,將建模思想融入高等數(shù)學(xué)教學(xué)中,能顯著提高課堂教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生解決問題的能力,因此教師應(yīng)從整體上把握高數(shù)的教學(xué)體系,讓學(xué)生逐步建立建模思維,不斷深化和鞏固用建模思想解決問題的能力。只有這樣,融入數(shù)學(xué)建模思想的高等數(shù)學(xué)的教學(xué)效果才會起到應(yīng)有的作用。
數(shù)學(xué)建模論文 篇4
1高等數(shù)學(xué)教學(xué)中數(shù)學(xué)建模思想應(yīng)用的優(yōu)勢
1.1有助于調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣
在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中,如果缺乏正確的認(rèn)識與定位,就會致使學(xué)生學(xué)習(xí)動機(jī)不明確,學(xué)習(xí)積極性較低,在實際解題中,無法有效拓展思路,缺乏自主解決問題的能力。在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中應(yīng)用數(shù)學(xué)建模思想,可以讓學(xué)生對高等數(shù)學(xué)進(jìn)行重新的認(rèn)識與定位,準(zhǔn)確掌握有關(guān)概念、定理知識,并且將其應(yīng)用在實際工作當(dāng)中。與純理論教學(xué)相較而言,在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中應(yīng)用數(shù)學(xué)建模思想,可以更好的調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣與積極性,讓學(xué)生可以自主學(xué)習(xí)相關(guān)知識,進(jìn)而提高課堂教學(xué)質(zhì)量。
1.2有助于提高學(xué)生的數(shù)學(xué)素質(zhì)隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高,社會對人才的要求越來越高,大學(xué)生不僅要了解專業(yè)知識,還要具有分析、解決問題的能力,同時還要具備一定的組織管理能力、實際操作能力等,這樣才可以更好的滿足工作需求。高等數(shù)學(xué)具有嚴(yán)密的邏輯性、較強(qiáng)的抽象性,符合時代發(fā)展的需求,滿足了社會發(fā)展對新型人才的需求。在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中應(yīng)用數(shù)學(xué)建模思想,不僅可以提高學(xué)生的數(shù)學(xué)素質(zhì),還可以增強(qiáng)學(xué)生的綜合素質(zhì)。同時,在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中,應(yīng)用數(shù)學(xué)建模思想,可以加強(qiáng)學(xué)生理論和實踐的結(jié)合,通過數(shù)學(xué)模型的構(gòu)建,可以培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)運用能力與實踐能力,進(jìn)而提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。
1.3有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力
和傳統(tǒng)高等數(shù)學(xué)純理論教學(xué)不同,數(shù)學(xué)建模思想在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中應(yīng)用的時候,更加重視實際問題的解決,通過數(shù)學(xué)模型的構(gòu)建,解決實際問題,有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神,在實際運用中提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。數(shù)學(xué)建;顒有枰獙W(xué)生參與實際問題的分析與解決,完成數(shù)學(xué)模型的求解。在實際教學(xué)中,學(xué)生具有充足的思考空間,為提高學(xué)生的創(chuàng)新意識奠定了堅實的基礎(chǔ),同時,充分發(fā)揮了學(xué)生的自身優(yōu)勢,挖掘了學(xué)生學(xué)習(xí)的潛能,有效解決了實際問題。在很大程度上提高了學(xué)生數(shù)學(xué)運用能力,培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識,增強(qiáng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力。
2高等數(shù)學(xué)教學(xué)中數(shù)學(xué)建模思想應(yīng)用的原則
在進(jìn)行數(shù)學(xué)建模的時候,一定要保證實例簡明易懂,結(jié)合日常生活的實際情況,創(chuàng)設(shè)相應(yīng)的教學(xué)情境,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。從易懂的實際問題出發(fā),由淺到深的展開教學(xué)內(nèi)容,通過建模思想的滲透,讓學(xué)生進(jìn)行認(rèn)真的思考,進(jìn)而掌握一些學(xué)習(xí)的方法與手段。在實際教學(xué)中,不要強(qiáng)求統(tǒng)一,針對不同的專業(yè)、院校,展開因材施教,加強(qiáng)與教學(xué)研究的結(jié)合,不斷發(fā)現(xiàn)問題,并且予以改進(jìn),達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果。教師需要編寫一些可以融入的教學(xué)單元,為相關(guān)課程教學(xué)提供有效的數(shù)學(xué)建模素材,促進(jìn)教師與學(xué)生的學(xué)習(xí)與研究,培養(yǎng)個人的教學(xué)風(fēng)格。除此之外,在實際教學(xué)中,可以將教學(xué)重點放在大一的第一學(xué)期,加強(qiáng)教師引導(dǎo)與教育,根據(jù)實際問題,重視微積分概念、思想、方法的學(xué)習(xí),結(jié)合數(shù)學(xué)建模思想,讓學(xué)生充分認(rèn)識到高等數(shù)學(xué)的重要性,進(jìn)而展開相關(guān)學(xué)習(xí)。
3高等數(shù)學(xué)教學(xué)中融入數(shù)學(xué)建模思想的有效方法
3.1轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念
在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中應(yīng)用數(shù)學(xué)建模思想,需要重視教學(xué)觀念的轉(zhuǎn)變,向?qū)W生傳授數(shù)學(xué)模型思想,提高學(xué)生數(shù)學(xué)建模的意識。在有關(guān)概念、公式等理論教學(xué)中,教師不僅要對知識的來龍去脈進(jìn)行講解,還要讓學(xué)生進(jìn)行親身體會,進(jìn)而在體會中不斷提高學(xué)習(xí)成績。比如,37支球隊進(jìn)行淘汰賽,每輪比賽出場2支球隊,勝利的一方進(jìn)入下一輪,直到比賽結(jié)束。請問:在這一過程中,一共需要進(jìn)行多少場比賽?一般的解題方法就是預(yù)留1支球隊,其它球隊進(jìn)行淘汰賽,那么36/2+18/2+10/2+4/2+2/2+1=36。然而在實際教學(xué)中,教師可以轉(zhuǎn)變一下教學(xué)思路,通過逆向思維的形式解答,即,每場比賽淘汰1支球隊,那么就需要淘汰36支球隊,進(jìn)而比賽場次為36。通過這樣的方式,讓學(xué)生在練習(xí)過程中,加深對數(shù)學(xué)建模思想的認(rèn)識,提高高等數(shù)學(xué)教學(xué)的有效性。
3.2高等數(shù)學(xué)概念教學(xué)中的應(yīng)用
在高等數(shù)學(xué)概念教學(xué)中,相較于初高中數(shù)學(xué)概念,更加抽象,如導(dǎo)數(shù)、定積分等。在對這些概念展開學(xué)習(xí)的時候,學(xué)生一般都比較重視這些概念的來源與應(yīng)用,希望可以在實際問題中找出這些概念的原型。實際上,在高等數(shù)學(xué)微積分概念中,其形成本身就具有一定的數(shù)學(xué)建模思想。為此,在導(dǎo)入數(shù)學(xué)概念的時候,借助數(shù)學(xué)建模思想,完成教學(xué)內(nèi)容是非?尚械。每引出—個新概念,都應(yīng)有—個刺激學(xué)生學(xué)習(xí)欲的實例,說明該內(nèi)容的應(yīng)用性。在高等數(shù)學(xué)概念教學(xué)中,通過實際問題情境的創(chuàng)設(shè)與導(dǎo)入,可以讓學(xué)生了解概念形成的過程,進(jìn)而運用抽象知識解決概念形成過程,引出數(shù)學(xué)概念,構(gòu)建數(shù)學(xué)模型,加強(qiáng)對實際問題的解決。比如,在學(xué)習(xí)定積分概念的時候,可以設(shè)計以下教學(xué)過程:首先,提出問題。怎樣求勻變速直線運動路程?怎樣計算不規(guī)則圖形的面積?等等。其次,分析問題。如果速度是不變的,那么路程=速度×?xí)r間。問題是這里的速度不是一個常數(shù),為此,上述公式不能用。最后,解決問題。將時間段分成很多的小區(qū)間,在時間段分割足夠小的情況下,因為速度變化為連續(xù)的,可以將各小區(qū)間的速度看成是勻速的,也就是說,將小區(qū)間內(nèi)速度當(dāng)成是常數(shù),用這一小區(qū)間的時間乘以速度,就可以計算器路程,將所有小區(qū)間的路程加在一起,就是總路程,要想得到精確值,就要將時間段進(jìn)行無限的細(xì)化。使每個小區(qū)間都趨于零,這樣所有小區(qū)間路程之和就是所求路程。針對問題二而言,也可以將其轉(zhuǎn)變成一個和式的極限。這兩個問題都可以轉(zhuǎn)變成和式極限,拋開實際問題,可以將和式極限值稱之為函數(shù)在區(qū)間上的定積分,進(jìn)而得出定積分的概念。解決問題的過程就是構(gòu)建數(shù)學(xué)模型的過程,通過教學(xué)活動,將數(shù)學(xué)知識和實際問題進(jìn)行聯(lián)系,提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣與積極性,實現(xiàn)預(yù)期的教學(xué)效果。
3.3高等數(shù)學(xué)應(yīng)用問題教學(xué)中的應(yīng)用
對于教材中實際應(yīng)用問題比較少的情況而言,可以在實際教學(xué)中挑選一些實際應(yīng)用案例,構(gòu)建數(shù)學(xué)模型予以示范。在應(yīng)用問題教學(xué)中應(yīng)用數(shù)學(xué)建模思想,可以將數(shù)學(xué)知識與實際問題進(jìn)行結(jié)合,這樣不僅可以提高數(shù)學(xué)知識的應(yīng)用性,還可以提高學(xué)生的應(yīng)用意識,并且在填補(bǔ)數(shù)學(xué)理論和應(yīng)用的方面發(fā)揮了重要作用。對實際問題予以建模,可以從應(yīng)用角度分析數(shù)學(xué)問題,強(qiáng)化數(shù)學(xué)知識的運用。比如,微元法作為高等數(shù)學(xué)中最為重要、最為基礎(chǔ)的思想與方法,是高等數(shù)學(xué)普遍應(yīng)用的重要手段,也是利用微積分解決實際問題,構(gòu)建數(shù)學(xué)模型的重要保障。為此,在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中,一定要將其貫穿教學(xué)活動的始終。在實際教學(xué)中,教師可以根據(jù)生命科學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、物理學(xué)等實際案例,加深學(xué)生對有關(guān)知識歷史的了解,提高學(xué)生對有關(guān)知識的理解,培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)建模意識。又比如,在講解導(dǎo)數(shù)應(yīng)用知識的時候,教師可以適當(dāng)引入切線斜率、瞬時速度、邊際成本等案例;在講解極值問題的時候,可以適當(dāng)引入征稅、造價最低等案例。這樣不僅可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣與積極性,還可以創(chuàng)設(shè)良好的教學(xué)氛圍,對提高課堂教學(xué)效果有著十分重要的意義。
4高等數(shù)學(xué)教學(xué)中應(yīng)用數(shù)學(xué)建模思想的注意事項
4.1避免“題海戰(zhàn)術(shù)”
數(shù)學(xué)是一個系統(tǒng)學(xué)科,需要從頭開始教學(xué),為此,教師一定要注意循序漸進(jìn)。首先,在教學(xué)過程中,教師可以從教材出發(fā),對概念、定理等進(jìn)行講解,讓學(xué)生進(jìn)行掌握與運用,轉(zhuǎn)變教學(xué)模式,讓學(xué)生牢記教材知識。其次,慎重選擇例題練習(xí),避免題海戰(zhàn)術(shù),培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)建模思想,逐漸提高學(xué)生的數(shù)學(xué)素質(zhì)。
4.2強(qiáng)調(diào)學(xué)生的獨立思考
在以往高等數(shù)學(xué)教學(xué)中,均是采用“填鴨式”的教學(xué)模式,不管學(xué)生是否能夠接受,一味的講解教材知識,不重視學(xué)生數(shù)學(xué)建模思想的培養(yǎng)。目前,在教學(xué)過程中,教師一定要強(qiáng)調(diào)學(xué)生獨立思考能力的培養(yǎng),通過數(shù)學(xué)模型的構(gòu)建,激發(fā)學(xué)生的求知欲與興趣,明確學(xué)習(xí)目標(biāo),培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)思維,進(jìn)而全面滲透數(shù)學(xué)建模思想,提高學(xué)生的數(shù)學(xué)素質(zhì)。
4.3注意恐懼心理的消除
在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中,注意消除學(xué)生學(xué)習(xí)的恐懼心理及反感,提高課堂教學(xué)效果。在實際教學(xué)過程中,培養(yǎng)學(xué)生勇于面對錯誤的品質(zhì),讓學(xué)生認(rèn)識到錯誤并不可怕,可怕地是無法改正錯誤,為此,一定要提高學(xué)生的抗打擊能力,幫助學(xué)生樹立學(xué)習(xí)的自信心,進(jìn)而展開有效的學(xué)習(xí)。學(xué)習(xí)是一個需要不斷鞏固和加強(qiáng)的過程,在此過程中,必須加強(qiáng)教師的監(jiān)督作用,讓學(xué)生可以積極改正自身錯誤,并且不會在同一個問題上犯錯誤,提高學(xué)生總結(jié)與反思的能力,在學(xué)習(xí)過程中形成數(shù)學(xué)思想,進(jìn)而不斷提高自身的數(shù)學(xué)成績。
5結(jié)語
總而言之,高等數(shù)學(xué)課堂教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)品質(zhì)的主要場所之一,通過高等數(shù)學(xué)教學(xué)和數(shù)學(xué)建模思想的結(jié)合,可以加深學(xué)生對高等數(shù)學(xué)知識的理解,進(jìn)而可以提高學(xué)生對高等數(shù)學(xué)知識的運用能力。目前,在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中,一定要重視數(shù)學(xué)建模思想的融入,改進(jìn)教學(xué)模式,促使教學(xué)內(nèi)容的全面展開,完成預(yù)期的教學(xué)任務(wù),提高學(xué)生的數(shù)學(xué)水平。
數(shù)學(xué)建模論文 篇5
一、高等數(shù)學(xué)教學(xué)的現(xiàn)狀
。ㄒ唬 教學(xué)觀念陳舊化
就當(dāng)前高等數(shù)學(xué)的教育教學(xué)而言,高數(shù)老師對學(xué)生的計算能力、思考能力以及邏輯思維能力過于重視,一切以課本為基礎(chǔ)開展教學(xué)活動。作為一門充滿活力并讓人感到新奇的學(xué)科,由于教育觀念和思想的落后,課堂教學(xué)之中沒有穿插應(yīng)用實例,在工作的時候?qū)W生不知道怎樣把問題解決,工作效率無法進(jìn)一步提升,不僅如此,陳舊的教學(xué)理念和思想讓學(xué)生漸漸的失去學(xué)習(xí)的興趣和動力。
(二) 教學(xué)方法傳統(tǒng)化
教學(xué)方法的優(yōu)秀與否在學(xué)生學(xué)習(xí)的過程中發(fā)揮著重要的作用,也直接影響著學(xué)生的學(xué)習(xí)成績。一般高數(shù)老師在授課的時候都是以課本的順次進(jìn)行,也就意味著老師“由定義到定理”、“由習(xí)題到練習(xí)”,這種默守陳規(guī)的教學(xué)方式無法為學(xué)生營造活躍的學(xué)習(xí)氛圍,讓學(xué)生獨自學(xué)習(xí)、思考的能力進(jìn)一步下降。這就要求教師致力于和諧課堂氛圍營造以及使用新穎的教育教學(xué)方法,讓學(xué)生在課堂中主動參與學(xué)習(xí)。
二、建模在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中的作用
對學(xué)生的想象力、觀察力、發(fā)現(xiàn)、分析并解決問題的能力進(jìn)行培養(yǎng)的過程中,數(shù)學(xué)建模發(fā)揮著重要的作用。最近幾年,國內(nèi)出現(xiàn)很多以數(shù)學(xué)建模為主體的賽事活動以及教研活動,其在學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的提升、激發(fā)學(xué)生主動學(xué)習(xí)的積極性上扮演著重要的角色,發(fā)揮著突出的作用,在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中引入數(shù)學(xué)建模還能培養(yǎng)學(xué)生不畏困難的品質(zhì),培養(yǎng)踏實的工作精神,在協(xié)調(diào)學(xué)生學(xué)習(xí)的知識、實際應(yīng)用能力等上有突出的作用。雖然國內(nèi)高等院校大都開設(shè)了數(shù)學(xué)建模選修課或者培訓(xùn)班,但是由于課程的要求和學(xué)生的認(rèn)知水平差異較大,所以課程無法普及為大眾化的教育。如今,高等院校都在積極的尋找一種載體,對學(xué)生的整體素質(zhì)進(jìn)行培養(yǎng),提升學(xué)生的創(chuàng)新精神以及創(chuàng)造力,讓學(xué)生滿足社會對復(fù)合型人才的需求,而最好的載體則是高等數(shù)學(xué)。
高等數(shù)學(xué)作為工科類學(xué)生的一門基礎(chǔ)課,由于其必修課的性質(zhì),把數(shù)學(xué)建模引入高等數(shù)學(xué)課堂中具有較廣的影響力。把數(shù)學(xué)建模思想滲入高等數(shù)學(xué)教學(xué)中,不僅能讓數(shù)學(xué)知識的本來面貌得以還原,更讓學(xué)生在日常中應(yīng)用數(shù)學(xué)知識的能力得到很好的培養(yǎng)。數(shù)學(xué)建模要求學(xué)生在簡化、抽象、翻譯部分現(xiàn)實世界信息的過程中使用數(shù)學(xué)的語言以及工具,把內(nèi)在的聯(lián)系使用圖形、表格等方式表現(xiàn)出來,以便于提升學(xué)生的表達(dá)能力。在實際的學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)建模之后,需要檢驗現(xiàn)實的信息,確定最后的結(jié)果是否正確,通過這一過程中的鍛煉,學(xué)生在分析問題的過程中可以主動地、客觀的辯證的運用數(shù)學(xué)方法,最終得出解決問題的最好方法。因此,在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中引入數(shù)學(xué)建模思想具有重要的意義。
三、將建模思想應(yīng)用在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中的具體措施
。ㄒ唬 在公式中使用建模思想
在高數(shù)教材中占有重要位置的是公式,也是要求學(xué)生必須掌握的內(nèi)容之一。為了讓教師的教學(xué)效果進(jìn)一步提升,在課堂上老師不僅要讓學(xué)生對計算的技巧進(jìn)一步提升之余,還要和建模思想結(jié)合在一起,讓解題難度更容易,還讓課堂氛圍更活躍。為了讓學(xué)生對公式中使用建模思想理解的更透徹,老師還應(yīng)該結(jié)合實例開展教學(xué)。
。ǘ 講解習(xí)題的時候使用數(shù)學(xué)模型的方式
課本例題使用建模思想進(jìn)行解決,老師通過對例題的講解,很好的講述使用數(shù)學(xué)建模解決問題的方式,讓學(xué)生清醒的認(rèn)識在解決問題的過程中怎樣使用數(shù)學(xué)建模。完成每章學(xué)習(xí)的內(nèi)容之后,充分的利用時間為學(xué)生解疑答惑,以學(xué)生所學(xué)的專業(yè)情況和學(xué)生水平的高低選擇合適的例題,完成建模、解決問題的全部過程,提升學(xué)生解決問題的效率。
(三) 組織學(xué)生積極參加數(shù)學(xué)建模競賽
一般而言,在競賽中可以很好地鍛煉學(xué)生競爭意識以及獨立思考的能力。這就要求學(xué)校充分的利用資源并廣泛的宣傳,讓學(xué)生積極的參加競賽,在實踐中鍛煉學(xué)生的實際能力。在日常生活中使用數(shù)學(xué)建模解決問題,讓學(xué)生獨自思考,然后在競爭的過程中意識到自己的不足,今后也會努力學(xué)習(xí),改正錯誤,提升自身的能力。
四、結(jié)束語
高等數(shù)學(xué)主要對學(xué)生從理論學(xué)習(xí)走向解決實際問題的能力進(jìn)行培養(yǎng),在高等數(shù)學(xué)中應(yīng)用建模思想,促使學(xué)生對高數(shù)知識更充分的理解,學(xué)習(xí)的難度進(jìn)一步降低,提升應(yīng)用能力和探索能力。當(dāng)前,在高等教學(xué)過程中引入建模思想還存在一定的不足,需要高校高等數(shù)學(xué)老師進(jìn)行深入的研究和探索的同時也需要學(xué)生很好的配合,以便于今后的教學(xué)中進(jìn)一步提升教學(xué)的質(zhì)量。
參考文獻(xiàn)
[1] 謝鳳艷,楊永艷。 高等數(shù)學(xué)教學(xué)中融入數(shù)學(xué)建模思想[J]。 齊齊哈爾師范高等?茖W(xué)校學(xué)報,2014 ( 02) : 119 —120。
[2] 李薇。 在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中融入數(shù)學(xué)建模思想的探索與實踐[J]。 教育實踐與改革,2012 ( 04) : 177 —178,189。
[3] 楊四香。 淺析高等數(shù)學(xué)教學(xué)中數(shù)學(xué)建模思想的滲透 [J]。長春教育學(xué)院學(xué)報,2014 ( 30) : 89,95。
[4] 劉合財。 在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中融入數(shù)學(xué)建模思想 [J]。 貴陽學(xué)院學(xué)報,2013 ( 03) : 63 —65。
數(shù)學(xué)建模論文 篇6
創(chuàng)新人才的培養(yǎng)是新的時代對高等教育提出的新要求。培養(yǎng)高質(zhì)量、高層次人才不僅需要傳統(tǒng)意義上的邏輯思維能力、推理演算能力,更需要具備對所涉及的專業(yè)問題建立數(shù)學(xué)模型,進(jìn)行數(shù)學(xué)實驗,利用先進(jìn)的計算工具、數(shù)學(xué)軟件進(jìn)行數(shù)值求解和做出定量分析的能力。
因此,如何培養(yǎng)學(xué)生的求知欲,如何培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,如何培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力已成為高等教育迫切需要解決的問題[1]。
在數(shù)學(xué)教學(xué)中,傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)教學(xué)往往注重知識的傳授、公式的推導(dǎo)、定理的證明以及應(yīng)用能力的培養(yǎng)。盡管這種模式并非一無是處,甚至有時還相當(dāng)成功,但它不能有效地激發(fā)廣大學(xué)生的求知欲,不能有效地培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,不能有效地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。
而如何培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力,既沒有現(xiàn)成的模式可循,也沒有既定的方法可套用,只能靠廣大教師不斷探索和實踐。
近年來,國內(nèi)幾乎所有大學(xué)都相繼開設(shè)了數(shù)學(xué)建模和數(shù)學(xué)實驗課,在人才培養(yǎng)和學(xué)科競賽上都取得了顯著的成效。數(shù)學(xué)建模是指對特定的現(xiàn)象,為了某一目的作一些必要的簡化和假設(shè),運用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)理論得到的一個數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu),這個數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)即為數(shù)學(xué)模型,建立這個數(shù)學(xué)模型的過程即為數(shù)學(xué)建模[2]。
所謂數(shù)學(xué)教學(xué)中的數(shù)學(xué)實驗,就是從給定的實際問題出發(fā),借助計算機(jī)和數(shù)學(xué)軟件,讓學(xué)生在數(shù)字化的實驗中去學(xué)習(xí)和探索,并通過自己設(shè)計和動手,去體驗問題解決的教學(xué)活動過程。數(shù)學(xué)實驗是數(shù)學(xué)建模的延伸,是數(shù)學(xué)學(xué)科知識在計算機(jī)上的實現(xiàn),從而使高度抽象的數(shù)學(xué)理論成為生動具體的可視性過程。
因此,數(shù)學(xué)實驗就是一個以學(xué)生為主體,以實際問題為載體,以計算機(jī)為媒體,以數(shù)學(xué)軟件為工具,以數(shù)學(xué)建模為過程,以優(yōu)化數(shù)學(xué)模型為目標(biāo)的數(shù)學(xué)教學(xué)活動過程[3—7]。
因此,如何把實際問題與所學(xué)的數(shù)學(xué)知識聯(lián)系起來;如何根據(jù)實際問題提煉數(shù)學(xué)模型;建模的方法和技巧;數(shù)學(xué)模型所涉及到的各類算法以及這些算法在相應(yīng)數(shù)學(xué)軟件平臺上的實現(xiàn)等問題就成了我們研究的重點,F(xiàn)結(jié)合教學(xué)實踐,談?wù)劰P者在數(shù)學(xué)建模和數(shù)學(xué)實驗課的教學(xué)中總結(jié)的幾點看法。
1、掌握數(shù)學(xué)語言獨有的特點和表達(dá)形式
準(zhǔn)確使用數(shù)學(xué)語言模擬現(xiàn)實模型數(shù)學(xué)語言是表達(dá)數(shù)學(xué)思想的專門語言,它是自然語言發(fā)展到高級狀態(tài)時的特殊形式,是人類基于思維、認(rèn)知的特殊需要,按照公有思維、認(rèn)知法則而制造出來的語言及其體系,給人們提供一套完整的并不斷精細(xì)、完善、完美的思維和認(rèn)知程序、規(guī)則、方法。
用數(shù)學(xué)語言進(jìn)行交流和良好的符號意識是重要的數(shù)學(xué)素質(zhì)。數(shù)學(xué)建模教學(xué)是以訓(xùn)練學(xué)生的思維為核心,而語言和思維又是密不可分的。能否成功地進(jìn)行數(shù)學(xué)交流,不僅涉及一個人的數(shù)學(xué)能力,而且也涉及到一個人的思路是否開闊,頭腦是否開放,是否尊重并且愿意考慮各方面的不同意見,是否樂于接受新的思想感情觀念和新的行為方式。數(shù)學(xué)建模是利用數(shù)學(xué)語言模擬現(xiàn)實的模型,把現(xiàn)實模型抽象、簡化為某種數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)是數(shù)學(xué)模型的基本特征。
現(xiàn)實問題要通過數(shù)學(xué)方法獲得解決,首先必須將其中的非數(shù)學(xué)語言數(shù)學(xué)化,摒棄其中表面的具體敘述,抽象出其中的數(shù)學(xué)本質(zhì),形成數(shù)學(xué)模型。通過分析現(xiàn)實中的數(shù)學(xué)現(xiàn)象,對常見的數(shù)學(xué)現(xiàn)象進(jìn)行數(shù)學(xué)語言描述,從而將現(xiàn)實問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題來解決。
2、借助數(shù)學(xué)建模教學(xué)使學(xué)生學(xué)會使用數(shù)學(xué)語言構(gòu)建數(shù)學(xué)模型
根據(jù)現(xiàn)階段普通高校學(xué)生年齡特點和知識結(jié)構(gòu),我們可以通過數(shù)學(xué)建模對學(xué)生加強(qiáng)數(shù)學(xué)語言能力的培養(yǎng),讓他們熟練掌握數(shù)學(xué)語言,以期提升學(xué)生的形象思維、抽象思維、邏輯推理和表達(dá)能力,提高學(xué)生的數(shù)學(xué)素質(zhì)和數(shù)學(xué)能力。在數(shù)學(xué)建模教學(xué)過程中,教師要力求做到用詞準(zhǔn)確,敘述精煉,前后連貫,邏輯性強(qiáng)。在問題的重述和分析中揭示數(shù)學(xué)語言的嚴(yán)謹(jǐn)性;在數(shù)學(xué)符號說明和模型的建立求解中揭示數(shù)學(xué)語言的簡約性,彰顯數(shù)學(xué)語言的邏輯性、精確性和情境性,突出數(shù)學(xué)符號語言含義的深刻性;在模型的分析和結(jié)果的羅列中,顯示圖表語言的直觀性,展示數(shù)學(xué)語言的確定意義、語義和語法;在模型的應(yīng)用和推廣中,顯示出數(shù)學(xué)符號語言的推動力的獨特魅力。
而在學(xué)生的書面作業(yè)或論文報告中,注意培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)語言表達(dá)的.規(guī)范性。書面表達(dá)是數(shù)學(xué)語言表達(dá)能力的一種重要形式。通過教師數(shù)學(xué)建模教學(xué)表述規(guī)范的樣板和學(xué)生嚴(yán)格的書面表達(dá)的長期訓(xùn)練來完成。在書面表達(dá)上,主要應(yīng)做到思維清晰、敘述簡潔、書寫規(guī)范。例如在建立模型和求解上,嚴(yán)格要求學(xué)生在模型的假設(shè),符號說明、模型的建立和求解,圖形的繪制、變量的限制范圍、模型的分析與推廣方面,做到嚴(yán)謹(jǐn)規(guī)范。
對學(xué)生在利用建模解決問題時使用符號語言的不準(zhǔn)確、不規(guī)范、不簡潔等方面要及時糾正。
3、借助數(shù)學(xué)實驗教學(xué),展示高度抽象
的數(shù)學(xué)理論成為具體的可視性過程要培養(yǎng)創(chuàng)新人才,上好數(shù)學(xué)實驗課,首先要有創(chuàng)新型的教師,建立起一支"懂實驗""會試驗""能創(chuàng)新"的教師隊伍。由于數(shù)學(xué)實驗課理論聯(lián)系實際,特點鮮明,內(nèi)容新穎,方法特別,所以能夠上好數(shù)學(xué)實驗課,教師就必須具備扎實的數(shù)學(xué)理論功底,計算機(jī)軟件應(yīng)用操作能力,良好的科研素質(zhì)與科研能力。
因此,數(shù)學(xué)與統(tǒng)計學(xué)院就需要選取部分教師,主攻數(shù)學(xué)建模、數(shù)學(xué)實驗、數(shù)值分析課程。優(yōu)先選派數(shù)學(xué)實驗教師定期出去進(jìn)修深造提高,以便真正形成一支"懂實驗""會實驗""能創(chuàng)新"的教師隊伍。實驗課的地位要給予應(yīng)有的重視。我院現(xiàn)存的一個重要表現(xiàn)就是實驗設(shè)備不足,實驗室開放時間不夠。為了確保數(shù)學(xué)實驗有物質(zhì)條件上的保證,必須建立數(shù)學(xué)實驗與數(shù)學(xué)建模實驗室。
配備足夠的高性能計算機(jī),全天候?qū)W(xué)生開放,盡快盡早淘汰陳舊的計算機(jī)設(shè)備。精心設(shè)計實驗內(nèi)容,強(qiáng)化典型實驗,培養(yǎng)寬厚扎實理論水平;精選實驗內(nèi)容,加強(qiáng)學(xué)生之間的互動,培養(yǎng)協(xié)作意識和團(tuán)隊精神。在實驗教學(xué)時數(shù)有限的情況下,依據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)和教學(xué)綱要,對教材中的實驗內(nèi)容進(jìn)行選擇、設(shè)計。要最大限度地開發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維,數(shù)學(xué)實驗在項目設(shè)計過程中應(yīng)當(dāng)遵循適應(yīng)性、趣味性、靈活性、科學(xué)性、漸進(jìn)性和應(yīng)用性的基本原則。
選擇基礎(chǔ)性試驗,重點培養(yǎng)寬厚扎實的理論水平,提高對數(shù)學(xué)理論與方法的深刻理解。熟練各種數(shù)學(xué)軟件的應(yīng)用與開發(fā),提高計算機(jī)應(yīng)用能力,增強(qiáng)實踐應(yīng)用技能;增加綜合性實驗和設(shè)計性實驗,從實際問題出發(fā),培養(yǎng)學(xué)生分析問題,解決問題的能力,強(qiáng)化創(chuàng)新思維的開發(fā)。
教學(xué)方法上實行啟發(fā)參與式教學(xué)法:啟發(fā)—參與—誘導(dǎo)—提高。充分發(fā)揮學(xué)生主體作用,以學(xué)生親自動腦動手為主。
教師先提出問題,對實驗內(nèi)容,實驗?zāi)繕?biāo),進(jìn)行必要的啟發(fā);然后充分發(fā)揮學(xué)生主體作用,學(xué)生動手操作,每個命令、語句學(xué)生都要在計算機(jī)上操作得到驗證;根據(jù)學(xué)生出現(xiàn)的情況,老師總結(jié)學(xué)生出現(xiàn)的問題,進(jìn)行進(jìn)一步的誘導(dǎo);再讓其理清思路,再次動手實踐,從理論與實踐的結(jié)合上獲得能力上提高。數(shù)學(xué)實驗是一門強(qiáng)調(diào)實踐、強(qiáng)調(diào)應(yīng)用的課程。
數(shù)學(xué)實驗將數(shù)學(xué)知識、數(shù)學(xué)建模與計算機(jī)應(yīng)用三者融為一體,可以使學(xué)生深入理解數(shù)學(xué)的基本概念和理論,掌握數(shù)值計算方法,培養(yǎng)學(xué)生運用所學(xué)知識使用計算機(jī)解決實際問題的能力,是一門實踐性很強(qiáng)的課程。在這一教學(xué)活動中,通過數(shù)學(xué)軟件如MAT—LAB、Mathematica、SPSS的教學(xué)和綜合數(shù)學(xué)實驗,如碎片拼接、罪犯藏匿地點的查找、光伏電池的連接、野外漂流管理、水資源的有效利用、葡萄酒的分類等,通這些實際問題最終的數(shù)學(xué)化的解決,將高度抽象的數(shù)學(xué)理論呈現(xiàn)為生動具體的可視性結(jié)論,展示數(shù)學(xué)模型與計算機(jī)技術(shù)相結(jié)合的高度抽象的數(shù)學(xué)理論成為生動具體的可視性過程。
4、突出學(xué)生的主體作用,循序漸進(jìn)培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)、實踐到創(chuàng)新
實踐教學(xué)的目的是要提高學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識分析、解決實際問題的綜合能力。
在教學(xué)中,搭建數(shù)學(xué)建模與數(shù)學(xué)實驗這個平臺,提示學(xué)生用計算機(jī)解決經(jīng)過簡化的問題,或自己提出實驗問題,設(shè)計實驗步驟,觀察實驗結(jié)果,尤其是將龐大繁雜的數(shù)學(xué)計算交給計算機(jī)完成,擺脫過去害怕數(shù)學(xué)計算、畫函數(shù)圖像、解方程等任務(wù),避免學(xué)生一見到龐大的數(shù)學(xué)計算公式就會產(chǎn)生畏懼心理,從而喪失信心,讓學(xué)生體會到在數(shù)學(xué)面前自己由弱者變成了強(qiáng)者,由失敗者變成了勝利者、成功者。
再設(shè)計讓學(xué)生自己動手去解決的各類實際問題,使學(xué)生通過對實際問題的仔細(xì)分析、作出合理假設(shè)、建立模型、求解模型及對結(jié)果進(jìn)行分析、檢驗、總結(jié)等,解決實際問題,逐步培養(yǎng)學(xué)生熟練使用計算機(jī)和數(shù)學(xué)軟件的能力以及運用數(shù)學(xué)知識解決實際問題的意識和能力。
同時,給學(xué)生提供大量的上機(jī)實踐的機(jī)會,提高學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)軟件的能力。一個實際問題構(gòu)成一個實驗內(nèi)容,通過實踐環(huán)節(jié)加大訓(xùn)練力度,并要求學(xué)生通過計算機(jī)編程求解、編寫實驗報告等形式,達(dá)到提高學(xué)生解決實際問題綜合能力的目標(biāo)。數(shù)學(xué)建模與數(shù)學(xué)實驗課程通過實際問題——方法與分析——范例——軟件——實驗——綜合練習(xí)的教學(xué)過程,以實際問題為載體,以大學(xué)基本數(shù)學(xué)知識為基礎(chǔ),采用自學(xué)、講解、討論、試驗、文獻(xiàn)閱讀等方式,在教師的逐步指導(dǎo)下,學(xué)習(xí)基本的建模與計算方法。
通過學(xué)習(xí)查閱文獻(xiàn)資料、用所學(xué)的數(shù)學(xué)知識和計算機(jī)技術(shù),借助適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)軟件,學(xué)會用數(shù)學(xué)知識去解決實際問題的一些基本技巧與方法。通過實驗過程的學(xué)習(xí),加深學(xué)生對數(shù)學(xué)的了解,使同學(xué)們應(yīng)用數(shù)學(xué)方法的能力和發(fā)散性思維的能力得到進(jìn)一步的培養(yǎng)。實踐已證明,數(shù)學(xué)建模與數(shù)學(xué)實驗課這門課深受學(xué)生歡迎,它的教學(xué)無論對培養(yǎng)創(chuàng)新型人才還是應(yīng)用型人才都能發(fā)揮其他課程無法替代的作用。
5、具體的教學(xué)策略和途徑
數(shù)學(xué)建模課程和數(shù)學(xué)實驗課程同時開設(shè),在課程教學(xué)中,要盡可能做到如下幾個方面:
1)注重背景的闡述
讓學(xué)生了解問題背景,才能知道解決實際問題需要哪些知識,才能做出貼近實際的假設(shè),而這恰恰是建立一個能夠解決實際問題的數(shù)學(xué)模型的前提。再者,問題背景越是清晰,越能夠體現(xiàn)問題的重要性,這樣才能激發(fā)學(xué)生解決實際問題的興趣。
2)注重模型建立與求解過程中的數(shù)學(xué)語言的使用
在做好實際問題的簡化后,使用精煉的數(shù)學(xué)符號表示現(xiàn)實含義是數(shù)學(xué)語言使用的彰顯;诒匾谋尘爸R,建立符合現(xiàn)實的數(shù)學(xué)模型,通過多個方面對模型進(jìn)行修正,向?qū)W生展示不同的條件相對應(yīng)的數(shù)學(xué)模型對于現(xiàn)實問題的解決。在模型的求解上,嚴(yán)格要求學(xué)生在模型的假設(shè),符號說明、圖形的繪制、變量的限制范圍、模型的分析與推廣方面,做到嚴(yán)謹(jǐn)規(guī)范。對學(xué)生在利用建模解決問題時使用符號語言的不準(zhǔn)確、不規(guī)范、不簡潔等方面及時糾正。
3)注重經(jīng)典算法的數(shù)學(xué)軟件的實現(xiàn)和改進(jìn)
由于實際問題的特殊性導(dǎo)致數(shù)學(xué)模型沒有固定的模式,這就要求既要熟練掌握一般數(shù)學(xué)軟件和算法的實現(xiàn),又要善于改進(jìn)和總結(jié),使得現(xiàn)有的算法和程序能夠通過修正來解決實際問題,這對于學(xué)生能力的培養(yǎng)不可或缺。只有不斷的學(xué)習(xí)和總結(jié),才有數(shù)學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)和創(chuàng)新能力的提高。
參考文獻(xiàn):
[1]葉其孝。把數(shù)學(xué)建模、數(shù)學(xué)實驗的思想和方法融人高等數(shù)學(xué)課的教學(xué)中去[J]。工程數(shù)學(xué)學(xué)報,2003,(8):1—11。
[2]顏榮芳,張貴倉,李永祥,F(xiàn)代信息技術(shù)支持的數(shù)學(xué)建模創(chuàng)新教育[J]。電化教育研究,2009,(3)。
[3]鄭毓信。數(shù)學(xué)方法論的理論與實踐[M]。廣西教育出版社,2009。
[4]姜啟源。數(shù)學(xué)實驗與數(shù)學(xué)建模[J]。數(shù)學(xué)的實踐與認(rèn)識,2001,(5):613—617。
[5]姜啟源,謝金星,葉俊。數(shù)學(xué)建模[M]。第3版。北京:高等教育出版社,2002。
[6]周家全,陳功平。論數(shù)學(xué)建模教學(xué)活動與數(shù)學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)[J]。中山大學(xué)學(xué)報,2002,(4):79—80。
[7]付桐林。數(shù)學(xué)建模教學(xué)與創(chuàng)新能力培養(yǎng)[J]。教育導(dǎo)刊,2010,(08):89—90。
數(shù)學(xué)建模論文 篇7
一、在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中運用數(shù)學(xué)建模思想的重要性
(1)將教材中的數(shù)學(xué)知識運用現(xiàn)實生活中的對象進(jìn)行還原,讓學(xué)生樹立數(shù)學(xué)知識來源于現(xiàn)實生活的思想觀念。
(2)數(shù)學(xué)建模思想要求學(xué)生能夠通過運用相應(yīng)的數(shù)學(xué)工具和數(shù)學(xué)語言,對現(xiàn)實生活中的特定對象的信息、數(shù)據(jù)或者現(xiàn)象進(jìn)行簡化,對抽象的數(shù)學(xué)對象進(jìn)行翻譯和歸納,將所求解的數(shù)學(xué)問題中的數(shù)量關(guān)系運用數(shù)學(xué)關(guān)系式、數(shù)學(xué)圖形或者數(shù)學(xué)表格等形式進(jìn)行表達(dá),這種方式有利于培養(yǎng)、鍛煉學(xué)生的數(shù)學(xué)表達(dá)能力。
(3)在運用數(shù)學(xué)建模思想獲得實際的答案后,需要運用現(xiàn)實生活對象的相關(guān)信息對其進(jìn)行檢驗,對計算結(jié)果的準(zhǔn)確性進(jìn)行檢驗和確定。該流程能夠培養(yǎng)學(xué)生運用合理的數(shù)學(xué)方法對數(shù)學(xué)問題進(jìn)行主動性、客觀性以及辯證性的分析,最后得到最有效的解決問題的方法。
二、高等數(shù)學(xué)教學(xué)中數(shù)學(xué)建模能力的培養(yǎng)策略
1.教師要具備數(shù)學(xué)建模思想意識
在對高等數(shù)學(xué)進(jìn)行教學(xué)的過程中,培養(yǎng)學(xué)生運用數(shù)學(xué)建模思想,首先教師要具備足夠的數(shù)學(xué)建模意識。教師在進(jìn)行高等數(shù)學(xué)教學(xué)之前,首先,要對所講數(shù)學(xué)內(nèi)容的相關(guān)實例進(jìn)行查找,有意識的實現(xiàn)高等數(shù)學(xué)內(nèi)容和各個不同領(lǐng)域之間的聯(lián)系;其次,教師要實現(xiàn)高等數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)要求的轉(zhuǎn)變,及時的更新自身的教學(xué)觀念和教學(xué)思想。例如,教師細(xì)心發(fā)現(xiàn)現(xiàn)實生活中的小事,然后運用這些小事建造相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型,這樣不僅有利于營造活躍的課堂環(huán)境,而且還有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
2.實現(xiàn)數(shù)學(xué)建模思想和高等數(shù)學(xué)教材的互相結(jié)合
教師在講解高等數(shù)學(xué)時,對其中能夠引入數(shù)學(xué)模型的章節(jié),要構(gòu)建相關(guān)的數(shù)學(xué)模型,對其提出相應(yīng)的問題,進(jìn)行分析和處理。在該基礎(chǔ)上,提出假設(shè),實現(xiàn)數(shù)學(xué)模型的完善。教師在高等數(shù)學(xué)的教學(xué)中融入建模意識,讓學(xué)生潛移默化的感受到建模思想在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中應(yīng)用的效果。這樣有利于提高學(xué)生數(shù)學(xué)知識的運用能力和學(xué)習(xí)興趣。例如,在進(jìn)行教學(xué)時,針對學(xué)生所學(xué)專業(yè)的特點,選擇科學(xué)、合理的數(shù)學(xué)案例,運用數(shù)學(xué)建模思想對其進(jìn)行相應(yīng)的加工后,作為高等數(shù)學(xué)講授的應(yīng)用例題。這樣不僅能夠讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)發(fā)揮的巨大作用,而且還能夠有效的提高學(xué)生的數(shù)學(xué)解題水平。另外,數(shù)學(xué)課結(jié)束后,轉(zhuǎn)變以往的作業(yè)模式,給學(xué)生布置一些具有專業(yè)性、數(shù)學(xué)性的習(xí)題,讓學(xué)生充分利用網(wǎng)絡(luò)資源,自主建立數(shù)學(xué)模型,有效的解決問題。
3.理清高等數(shù)學(xué)名詞的概念
高等數(shù)學(xué)中的數(shù)學(xué)概念是根據(jù)實際需要出現(xiàn)的,所以在數(shù)學(xué)的教學(xué)中,教師要引起從實際問題中提取數(shù)學(xué)概念的整個過程,對學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)的興趣進(jìn)行培養(yǎng)。例如在高等數(shù)學(xué)
教材中,導(dǎo)數(shù)和定積分是其中的比較重要的概念,因此,教師在進(jìn)行教學(xué)時,要引導(dǎo)學(xué)生理清這兩個的概念。比如導(dǎo)數(shù)概念是由幾何曲線中的切線斜率引導(dǎo)出來的,定積分的概念是由局部取近似值引出的,將常量轉(zhuǎn)變?yōu)樽兞俊?/p>
4.加強(qiáng)數(shù)學(xué)應(yīng)用問題的培養(yǎng)
高等數(shù)學(xué)中,主要有以下幾種應(yīng)用問題:
(1)最值問題
在高等數(shù)學(xué)教材中,最值問題是導(dǎo)數(shù)應(yīng)用中最重要的問題。教師在教學(xué)過程中通過對最值問題的解題步驟進(jìn)行歸納,能夠有效地將數(shù)學(xué)建模的基本思想進(jìn)行反映。因此,在對這部分內(nèi)容進(jìn)行教學(xué)時,要增加例題,加大學(xué)生的練習(xí),開拓學(xué)生的思維,讓學(xué)生熟練掌握最值問題的解決辦法。
(2)微分方程
在微分方程的教學(xué)中運用數(shù)學(xué)建模思想,能夠有效地解決實際問題。微分方程所構(gòu)建的數(shù)學(xué)模型不具有通用的規(guī)則。首先,要確定方程中的變量,對變量和變化率、微元之間的關(guān)系進(jìn)行分析,然后運用相關(guān)的物理理論、化學(xué)理論或者工程學(xué)理論對其進(jìn)行實驗,運用所得出的定理、規(guī)律來構(gòu)建微分方程;其次,對其進(jìn)行求解和驗證結(jié)果。微分方程的概念主要從實際引入,堅持由淺入深的原則,來對現(xiàn)實問題進(jìn)行解決。例如,在對學(xué)生講解外有引力定律時,讓學(xué)生對萬有引力的提出、猜想進(jìn)行探究,了解到在其發(fā)展的整個過程中,數(shù)學(xué)發(fā)揮著十分重要的作用。
(3)定積分
微元法思想用途比較廣泛,其主要以定積分概念為基礎(chǔ),在數(shù)學(xué)中滲入定積分概念,讓學(xué)生對定積分概念的意義進(jìn)行分析和了解,這樣有利于在對實際問題進(jìn)行解決時,樹立“欲積先分”意識,意識到運用定積分是解決微元實際問題的重要方法。教師在布置作業(yè)題時,要增加該問題的實例。
三、結(jié)語
總之,在高等數(shù)學(xué)中對學(xué)生的數(shù)學(xué)建模能力進(jìn)行培養(yǎng),讓學(xué)生在解題的過程中運用數(shù)學(xué)建模思想和數(shù)學(xué)建模方法,能夠有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)生的分析、解決問題的能力以及提高學(xué)生數(shù)學(xué)知識的運用能力。
數(shù)學(xué)建模論文 篇8
一、數(shù)學(xué)建模與數(shù)學(xué)建模意識
數(shù)學(xué)建模是對實際問題本質(zhì)屬性進(jìn)行抽象而又簡潔刻劃的數(shù)學(xué)符號、數(shù)學(xué)式子、程序或圖形,它或能解釋某些客觀現(xiàn)象,或能預(yù)測未來的發(fā)展規(guī)律,或能為控制某一現(xiàn)象的發(fā)展提供某種意義下的最優(yōu)策略或較好策略。而應(yīng)用各種知識從實際問題中抽象、提煉出數(shù)學(xué)模型的過程,我們稱之為數(shù)學(xué)建模。它的靈魂是數(shù)學(xué)的運用,它就象陣陣微風(fēng),不斷地將數(shù)學(xué)的種子吹撒在時間和空間的每一個角落,從而讓數(shù)學(xué)之花處處綻放。
高中數(shù)學(xué)課程新標(biāo)準(zhǔn)要求把數(shù)學(xué)文化內(nèi)容與各模塊的內(nèi)容有機(jī)結(jié)合,數(shù)學(xué)建模是其中十分重要的一部分。作為基礎(chǔ)教育階段――高中,我們更應(yīng)該重視學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用意識的早期培養(yǎng),我們應(yīng)該通過各種各樣的形式來增強(qiáng)學(xué)生的應(yīng)用意識,提高他們將數(shù)學(xué)理論知識結(jié)合實際生活的能力,進(jìn)而激發(fā)他們學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣和熱情。
二、高中數(shù)學(xué)教師必須提高自己的建模意識、積累自己的建模知識。
我們在教學(xué)內(nèi)容和要求上的變化,更意味著教育思想和教學(xué)觀念的更新。數(shù)學(xué)建模源于生活,用于生活。高中數(shù)學(xué)教師除需要了解數(shù)學(xué)科學(xué)的發(fā)展歷史和發(fā)展動態(tài)之外,還需要不斷地學(xué)習(xí)一些新的數(shù)學(xué)建模理論,并且努力鉆研如何把高中數(shù)學(xué)知識應(yīng)用于現(xiàn)實生活。作為高中數(shù)學(xué)教師,在日常生活上必須做數(shù)學(xué)的有心人,不斷積累與數(shù)學(xué)相關(guān)的實際問題。
三、在數(shù)學(xué)建;顒又幸浞种匾晫W(xué)生的主體性
提高學(xué)生的主體意識是新課程改革的基本要求。在課堂教學(xué)中真正落實學(xué)生的主體地位,讓學(xué)生真正成為數(shù)學(xué)課堂的主人,促進(jìn)學(xué)生自主地發(fā)展,是現(xiàn)代數(shù)學(xué)課堂的重要標(biāo)志,是高中數(shù)學(xué)素質(zhì)教育的核心思想,也是全面實施素質(zhì)教育的關(guān)鍵。高中數(shù)學(xué)建;顒又荚谂囵B(yǎng)學(xué)生的探究能力和獨立解決問題的能力,學(xué)生是建模的主體,學(xué)生在進(jìn)行建;顒舆^程中表現(xiàn)出的主體性表現(xiàn)為自主完成建模任務(wù)和在建;顒又械幕ハ鄥f(xié)作性。中學(xué)生具有好奇、好問、好動、好勝、好玩的心理特點,思維開始從經(jīng)驗型走向理論型,出現(xiàn)了思維的獨立性和批判性,表現(xiàn)為喜歡獨立思考、尋根究底和質(zhì)疑爭辯。因此,教師在課堂上應(yīng)該讓學(xué)生充分進(jìn)行自主體驗,在數(shù)學(xué)建模的實踐中運用這些數(shù)學(xué)知識,感受和體驗數(shù)學(xué)的應(yīng)用價值。
教師可作適當(dāng)?shù)狞c撥指導(dǎo),但要重視學(xué)生的參與過程和主體意識,不能越俎代庖,目的是提高學(xué)生進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)的能力、提高學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣。
四、處理好數(shù)學(xué)建模的過程與結(jié)果的關(guān)系
我國的中學(xué)數(shù)學(xué)新課程改革已進(jìn)入全面實施階段。新的高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)要拓寬學(xué)生的數(shù)學(xué)知識面,改善學(xué)生的學(xué)習(xí)方式,關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)情感和情緒體驗,培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)的習(xí)慣和能力。數(shù)學(xué)建;顒邮且环N使學(xué)生在探究性活動中受到數(shù)學(xué)教育的學(xué)習(xí)方式,是運用已有的數(shù)學(xué)知識解決問題的教與學(xué)的雙邊活動,是學(xué)生圍繞某個數(shù)學(xué)問題自主探究、學(xué)習(xí)的過程。新的高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)要求把數(shù)學(xué)探究、數(shù)學(xué)建模的思想以不同的形式滲透在各模塊和專題內(nèi)容之中,突出強(qiáng)調(diào)建立科學(xué)探究的學(xué)習(xí)方式,讓學(xué)生通過探究活動來學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識和方法,增進(jìn)對數(shù)學(xué)的理解,體驗探究的樂趣。 五、數(shù)學(xué)建模教學(xué)與素質(zhì)教育
數(shù)學(xué)建模問題貼近實際生活,往往一個問題有很多種思路,有較強(qiáng)的趣味性、靈活性,能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,可以觸發(fā)不同水平的學(xué)生在不同層次上的創(chuàng)造性,使他們有各自的收獲和成功的體驗。由于給了學(xué)生一個縱情創(chuàng)造的空間,就為學(xué)生提供了展示其創(chuàng)造才華的機(jī)會,從而促進(jìn)學(xué)生素質(zhì)能力的培養(yǎng)和提高,對中學(xué)素質(zhì)教育起到積極推動作用。
1.構(gòu)建建模意識,培養(yǎng)學(xué)生的轉(zhuǎn)換能力
恩格斯曾說過:“由一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式不是無聊的游戲而是數(shù)學(xué)的杠桿,如果沒有它,就不能走很遠(yuǎn)!庇捎跀(shù)學(xué)建模就是把實際問題轉(zhuǎn)換成數(shù)學(xué)問題,因此如果我們在數(shù)學(xué)教學(xué)中注重轉(zhuǎn)化,用好這根有力的杠桿,對培養(yǎng)學(xué)生思維品質(zhì)的靈活性、創(chuàng)造性及開發(fā)智力、培養(yǎng)能力、提高解題速度是十分有益的。學(xué)生對問題的研究過程,無疑會激發(fā)其學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的主動性,且能開拓學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力,養(yǎng)成善于發(fā)現(xiàn)問題、獨立思考的習(xí)慣。教材的每一章都由一個有關(guān)的實際問題引入,可直接告訴學(xué)生,學(xué)了本章的教學(xué)內(nèi)容及方法后,這個實際問題就能用數(shù)學(xué)模型得到解決,這樣,學(xué)生就會產(chǎn)生創(chuàng)新意識。
2.注重直覺思維,培養(yǎng)學(xué)生的想象能力
眾所周知,數(shù)學(xué)史上不少的數(shù)學(xué)發(fā)現(xiàn)都來源于直覺思維,如笛卡爾坐標(biāo)系、歌德巴赫猜想等,應(yīng)該說它們不是任何邏輯思維的產(chǎn)物,而是數(shù)學(xué)家通過觀察、比較、領(lǐng)悟、突發(fā)靈感發(fā)現(xiàn)的。通過數(shù)學(xué)建模教學(xué),使學(xué)生有獨到的見解和與眾不同的思考方法,如善于發(fā)現(xiàn)問題,溝通各類知識之間的內(nèi)在聯(lián)系等是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維的核心。七年級的教材里,以游戲的方式編排了簡單而有趣的概率知識,如轉(zhuǎn)盤游戲,扔硬幣來驗證出現(xiàn)正面或反面的概率等等。通過有趣的游戲,激起了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,并了解到概率統(tǒng)計知識在社會中應(yīng)用的廣泛性和重要性。
3.灌輸“構(gòu)造”思想,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力
“一個好的數(shù)學(xué)家與一個蹩腳的數(shù)學(xué)家之間的差別,就在于前者有許多具體的例子,而后者則只有抽象的理論!蔽覀兦懊嬷v到,“建!本褪菢(gòu)造模型,但模型的構(gòu)造并不是一件容易的事,又需要有足夠強(qiáng)的構(gòu)造能力,而學(xué)生構(gòu)造能力的提高則是學(xué)生創(chuàng)造性思維和創(chuàng)造能力的基礎(chǔ):創(chuàng)造性地使用已知條件,創(chuàng)造性地應(yīng)用數(shù)學(xué)知識。
當(dāng)然,數(shù)學(xué)建模在現(xiàn)在的高中數(shù)學(xué)教育中的地位和作用更加重要。但究竟如何在高中搞好數(shù)學(xué)建模活動,更好地發(fā)揮數(shù)學(xué)建模的作用,仍將是一個漫長而曲折的過程,是我們廣大高中學(xué)教師和教育工作者所思考和探索的問題。
數(shù)學(xué)建模論文 篇9
《新課程標(biāo)準(zhǔn)》對學(xué)生提出了新的教學(xué)要求,要求學(xué)生:
(1)學(xué)會提出問題和明確探究方向;
(2)體驗數(shù)學(xué)活動的過程;
(3)培養(yǎng)創(chuàng)新精神和應(yīng)用能力。
其中,創(chuàng)新意識與實踐能力是新課標(biāo)中最突出的特點之一,數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)不僅要在數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識,基本技能和思維能力,運算能力,空間想象能力等方面得到訓(xùn)練和提高,而且在應(yīng)用數(shù)學(xué)分析和解決實際問題的能力方面同樣需要得到訓(xùn)練和提高,而培養(yǎng)學(xué)生的分析和解決實際問題的能力僅僅靠課堂教學(xué)是不夠的,必須要有實踐、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和實踐能力是數(shù)學(xué)教學(xué)的一個重要目的和一條基本原則,要使學(xué)生學(xué)會提出問題并明確探究方向,能夠運用已有的知識進(jìn)行交流,并將實際問題抽象為數(shù)學(xué)問題,就必須建立數(shù)學(xué)模型,從而形成比較完整的數(shù)學(xué)知識結(jié)構(gòu)。
數(shù)學(xué)模型是數(shù)學(xué)知識與數(shù)學(xué)應(yīng)用的橋梁,研究和學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)模型,能幫助學(xué)生探索數(shù)學(xué)的應(yīng)用,產(chǎn)生對數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的興趣,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和實踐能力,加強(qiáng)數(shù)學(xué)建模教學(xué)與學(xué)習(xí)對學(xué)生的智力開發(fā)具有深遠(yuǎn)的意義。
數(shù)學(xué)建;顒邮且环N使學(xué)生在探究性活動中受到數(shù)學(xué)教育的學(xué)習(xí)方式,是應(yīng)用已有的數(shù)學(xué)知識解決問題的教與學(xué)的雙邊活動,是學(xué)生圍繞某個數(shù)學(xué)問題,自主探究、學(xué)習(xí)的過程。新的高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)要求把數(shù)學(xué)探究、數(shù)學(xué)建模的思想以不同的形式滲透在各模塊和專題內(nèi)容之中,突出強(qiáng)調(diào)建立科學(xué)探究的學(xué)習(xí)方式,讓學(xué)生通過探究活動來學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識和方法,增進(jìn)對數(shù)學(xué)的理解,體驗探究的樂趣。但是《新課標(biāo)》雖然提到了“數(shù)學(xué)模型”這個概念,但在操作層面上的指導(dǎo)意見并不多。如何理解課標(biāo)的上述理念?怎樣開展高中數(shù)學(xué)建模活動?
數(shù)學(xué)建模的教學(xué)本身是一個不斷探索、不斷創(chuàng)新、不斷完善和提高的過程。通過教學(xué)使學(xué)生了解利用數(shù)學(xué)理論和方法去分折和解決問題的全過程,提高他們分折問題和解決問題的能力;提高他們學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣和應(yīng)用數(shù)學(xué)的意識與能力。數(shù)學(xué)建模以學(xué)生為主,教師利用一些事先設(shè)計好的問題,引導(dǎo)學(xué)生主動查閱文獻(xiàn)資料和學(xué)習(xí)新知識,鼓勵學(xué)生積極開展討論和辯論,主動探索解決之法。教學(xué)過程的重點是創(chuàng)造一個環(huán)境去誘導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望、培養(yǎng)他們的自學(xué)能力,增強(qiáng)他們的數(shù)學(xué)素質(zhì)和創(chuàng)新能力,強(qiáng)調(diào)的是獲取新知識的能力,是解決問題的過程,而不是知識與結(jié)果。
一、在教學(xué)中傳授學(xué)生初步的數(shù)學(xué)建模知識
中學(xué)數(shù)學(xué)建模的目的旨在培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用意識,掌握數(shù)學(xué)建模的方法,為將來的學(xué)習(xí)、工作打下堅實的基礎(chǔ)。在教學(xué)時將數(shù)學(xué)建模中最基本的過程教給學(xué)生:利用現(xiàn)行的數(shù)學(xué)教材,向?qū)W生介紹一些常用的、典型的數(shù)學(xué)模型。如函數(shù)模型、不等式模型、數(shù)列模型、幾何模型、三角模型、方程模型等。教師應(yīng)研究在各個教學(xué)章節(jié)中可引入哪些數(shù)學(xué)基本模型問題,如儲蓄問題、信用貸款問題可結(jié)合在數(shù)列教學(xué)中。教師可以通過教材中一些不大復(fù)雜的應(yīng)用問題,帶著學(xué)生一起來完成數(shù)學(xué)化的過程,給學(xué)生一些數(shù)學(xué)應(yīng)用和數(shù)學(xué)建模的初步體驗。
二、培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用意識,增強(qiáng)數(shù)學(xué)建模意識
在數(shù)學(xué)教學(xué)和對學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的指導(dǎo)中,介紹知識的來龍去脈時多與實際生活相聯(lián)系。例如,日常生活中存在著“不同形式的等量關(guān)系和不等量關(guān)系”以及“變量間的函數(shù)對應(yīng)關(guān)系”、“變相間的非確切的相關(guān)關(guān)系”、“事物發(fā)生的可預(yù)測性,可能性大小”等,這些正是數(shù)學(xué)中引入“方程”、“不等式”、“函數(shù)”“變量間的線性相關(guān)”、“概率”的實際背景。另外鍛煉學(xué)生學(xué)會運用數(shù)學(xué)語言描述周圍世界出現(xiàn)的數(shù)學(xué)現(xiàn)象。數(shù)學(xué)是一種“世界通用語言”它能夠準(zhǔn)確、清楚、間接地刻畫和描述日常生活中的許多現(xiàn)象。應(yīng)讓學(xué)生養(yǎng)成運用數(shù)學(xué)語言進(jìn)行交流的習(xí)慣。例如,當(dāng)學(xué)生乘坐出租車時,他應(yīng)能意識到付費與行駛時間或路程之間具有一定的函數(shù)關(guān)系。鼓勵學(xué)生運用數(shù)學(xué)建模解決實際問題。首先通過觀察分析、提煉出實際問題的數(shù)學(xué)模型,然后再把數(shù)學(xué)模型納入某知識系統(tǒng)去處理,當(dāng)然這不但要求學(xué)生有一定的抽象能力,而且要有相當(dāng)?shù)挠^察、分析、綜合、類比能力。
三、在教學(xué)中注意聯(lián)系相關(guān)學(xué)科加以運用
在數(shù)學(xué)建模教學(xué)中應(yīng)該重視選用數(shù)學(xué)與物理、化學(xué)、生物、美學(xué)等知識相結(jié)合的跨學(xué)科問題和大量與日常生活相聯(lián)系(如投資買賣、銀行儲蓄、測量、乘車、運動等方面)的數(shù)學(xué)問題,從其它學(xué)科中選擇應(yīng)用題,通過構(gòu)建模型,培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)工具解決該學(xué)科難題的能力。例如,高中生物學(xué)科以描述性的語言為主,有的學(xué)生往往以為學(xué)好生物學(xué)是與數(shù)學(xué)沒有關(guān)系的。他們尚未樹立理科意識,缺乏理科思維。比如:他們不會用數(shù)學(xué)上的排列與組合來分析減數(shù)分裂過程配子的基因組成;也不會用數(shù)學(xué)上的概率的相加、相乘原理來解決一些遺傳病機(jī)率的等等。這些需要教師在平時相應(yīng)的課堂內(nèi)容教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行數(shù)學(xué)建模。因此我們在教學(xué)中應(yīng)注意與其它學(xué)科的呼應(yīng),這不但可以幫助學(xué)生加深對其它學(xué)科的理解,也是培養(yǎng)學(xué)生建模意識的一個不可忽視的途徑。又例如教了正弦函數(shù)后,可引導(dǎo)學(xué)生用模型函數(shù)寫出物理中振動圖象或交流圖象的數(shù)學(xué)表達(dá)式。
最后,為了培養(yǎng)學(xué)生的建模意識,中學(xué)數(shù)學(xué)教師應(yīng)首先需要提高自己的建模意識。中學(xué)數(shù)學(xué)教師除需要了解數(shù)學(xué)的和發(fā)展動態(tài)之外,還需要不斷地學(xué)習(xí)一些新的數(shù)學(xué)建模理論,并且努力鉆研如何把中學(xué)數(shù)學(xué)知識應(yīng)用于現(xiàn)實生活。中學(xué)教師只有通過對數(shù)學(xué)建模的系統(tǒng)學(xué)習(xí)和研究,才能準(zhǔn)確地的把握數(shù)學(xué)建模問題的深度和難度,更好地推動中學(xué)數(shù)學(xué)建模教學(xué)的發(fā)展。
數(shù)學(xué)建模論文 篇10
摘要:數(shù)學(xué)建模作為一種學(xué)習(xí)競賽活動,最早源于美國教學(xué)領(lǐng)域,其參與主體主要為大學(xué)生群體。在數(shù)學(xué)建模傳入我國數(shù)學(xué)教學(xué)領(lǐng)域后,數(shù)學(xué)建模的學(xué)生參與對象擴(kuò)展到中學(xué)生和初中生。而近年出現(xiàn)的初中數(shù)學(xué)建模,更多的是以一種初中數(shù)學(xué)教學(xué)的策略方法存在,對其教學(xué)策略進(jìn)行探究,有助于初中數(shù)學(xué)建模教學(xué)的順利推進(jìn)。
關(guān)鍵詞:初中數(shù)學(xué);“數(shù)學(xué)建模”;教學(xué)
一、初中學(xué)建模”的意義
初中建模是指學(xué)生在教師預(yù)設(shè)的與學(xué)習(xí)課本知識有關(guān)的生活情境中,通過一定的數(shù)學(xué)活動建立數(shù)學(xué)模型、解釋數(shù)學(xué)模型和應(yīng)用數(shù)學(xué)模型,并以此為載體學(xué)習(xí)初中數(shù)學(xué)相關(guān)知識。數(shù)學(xué)建模大多是在大學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程中被提及,而其目的是將所學(xué)的數(shù)學(xué)知識合理的應(yīng)用到實際的生活中,具有較強(qiáng)的應(yīng)用性及實踐性,與此不同的是,初中數(shù)學(xué)教學(xué)中強(qiáng)調(diào)數(shù)學(xué)建模則是為了讓學(xué)生學(xué)習(xí)并掌握新的知識,提高學(xué)生能力,形成新思想并體驗教學(xué)活動等。初中數(shù)學(xué)建模其包含的知識結(jié)構(gòu)較為基礎(chǔ)、相對簡單,作為一種教學(xué)策略,通常由教師事先設(shè)計好再開展教學(xué)活動,需要由教師進(jìn)行直接參與?梢,初中數(shù)學(xué)建模已成為一種數(shù)學(xué)教學(xué)的教學(xué)模式。初中數(shù)學(xué)模型教學(xué)過程的本質(zhì)是讓學(xué)生參與到數(shù)學(xué)探索和實踐的活動中,讓學(xué)生主動參與到數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的整個過程中,積極探索、獲取新知識,這一教學(xué)模式轉(zhuǎn)變了以往枯燥乏味的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)模式,從單純記憶、模仿以及訓(xùn)練的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)方式轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生進(jìn)行自主探索、實踐創(chuàng)新的過程。對于學(xué)生來說,不僅讓學(xué)生學(xué)習(xí)到數(shù)學(xué)知識,還能體會到數(shù)學(xué)的樂趣,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,樹立學(xué)習(xí)信心,強(qiáng)化了學(xué)生主動參與到數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中的熱情及主動性?梢姡_展初中數(shù)學(xué)建模教學(xué)模式不僅是教育方式上的改革,更能提高學(xué)生的自主意識、探究能力,發(fā)展學(xué)生的綜合實踐能力及創(chuàng)新能力,推動初中數(shù)學(xué)教育的發(fā)展及改革。
二、“數(shù)學(xué)建!苯虒W(xué)方法在初中數(shù)學(xué)教學(xué)中的運用流程
在初中數(shù)學(xué)教學(xué)過程中對數(shù)學(xué)建模教學(xué)方法的運用主要包括:模型準(zhǔn)備,模型假設(shè)、模型建構(gòu)以及模型應(yīng)用與檢驗四個方面的內(nèi)容。
1.模型準(zhǔn)備
數(shù)學(xué)建模的實現(xiàn)有賴于對一定現(xiàn)實情境的分析。初中數(shù)學(xué)教學(xué)中數(shù)學(xué)建模所面對的現(xiàn)實情境問題,往往是教師根據(jù)教學(xué)需要精心設(shè)計出來的預(yù)設(shè)問題。教師通過將學(xué)生的生活和數(shù)學(xué)教學(xué)的實際需要進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合,創(chuàng)設(shè)出符合學(xué)生實際的生活情境,為初中數(shù)學(xué)教學(xué)中數(shù)學(xué)模型的建構(gòu)提供豐富的生活體驗,讓學(xué)生更容易借助固有的經(jīng)驗體會到其中隱含的數(shù)學(xué)問題。數(shù)學(xué)建模是一個由具體現(xiàn)象到抽象概括的建構(gòu)過程。
2.模型假設(shè)
數(shù)學(xué)建模的過程主要是根據(jù)實際問題的特征和建模的目的,對現(xiàn)實問題進(jìn)行必要的簡化過程,通過精確的數(shù)學(xué)語言把實際問題描述出來,從而實現(xiàn)從實際問題到為數(shù)學(xué)問題的轉(zhuǎn)化過程。用精確的語言提出合理假設(shè),是數(shù)學(xué)模型成立的前提條件,也是數(shù)學(xué)建模最關(guān)鍵的一步。由于初中生的身心發(fā)展特點導(dǎo)致其本身認(rèn)知能力存在一定的缺陷,加上初中數(shù)學(xué)建模自身的特殊性,在初中數(shù)學(xué)教學(xué)過程中,教師要注意學(xué)生對問題情境的解讀是循序漸進(jìn)的,教師更多的參與、引導(dǎo)和整合能夠幫助學(xué)生更好地學(xué)習(xí)和掌握對數(shù)學(xué)建模的運用。
3.模型建構(gòu)
對數(shù)學(xué)模型的建構(gòu)要充分考慮初中生的接受和認(rèn)知能力,要立足學(xué)生的角度,讓學(xué)生親身經(jīng)歷建構(gòu)數(shù)學(xué)模型的過程,這樣才能讓學(xué)生更好地掌握和運用數(shù)學(xué)建模。教師在教學(xué)過程中應(yīng)該鼓勵學(xué)生采用多樣化的探究策略,根據(jù)自身的知識水平和實踐能力選擇不同問題解決的方式,幫助學(xué)生自主構(gòu)建數(shù)學(xué)模型。
數(shù)學(xué)模型是用數(shù)學(xué)解決實際問題時使用的一種方法,它往往是一組具體的數(shù)學(xué)關(guān)系式或一套具體的算法流程,它是一種數(shù)學(xué)的思考方法,同時也是邏輯思維的思考方式,構(gòu)建數(shù)學(xué)模型是數(shù)學(xué)建模的關(guān)鍵。對數(shù)學(xué)模型的建構(gòu)和運用的核心目標(biāo)是實現(xiàn)對學(xué)生數(shù)學(xué)邏輯思維方式的培養(yǎng),提升學(xué)生的數(shù)學(xué)思維和實際解決問題的能力,因此對數(shù)學(xué)模型的建構(gòu)一定要立足實踐,讓理論與實踐相融合,既適應(yīng)學(xué)生的認(rèn)知能力發(fā)展水平又充分滿足教學(xué)目標(biāo)的需要。
4.模型運用與檢驗
在數(shù)學(xué)教學(xué)中對數(shù)學(xué)建模的運用,其目的是更好的解決現(xiàn)實問題。因此,數(shù)學(xué)模型最終還是要回歸對實際問題的運用與解決。只有在對實際問題解決的過程中,才能使數(shù)學(xué)模型具有生命力,實現(xiàn)自身的價值,對初中數(shù)學(xué)的發(fā)展發(fā)揮應(yīng)有的作用。對數(shù)學(xué)建模的結(jié)果檢驗包括檢驗和應(yīng)用兩部分,對數(shù)學(xué)模型的每一次應(yīng)用都是對模型的一次檢驗。在初中數(shù)學(xué)建模中,受初中生知識水平和認(rèn)知能力的限制,對數(shù)學(xué)建模檢驗的重點只能放在模型的應(yīng)用方面。數(shù)學(xué)是一門應(yīng)用性非常強(qiáng)的基礎(chǔ)科學(xué),只有在不斷的實踐應(yīng)用中才能獲取數(shù)學(xué)知識的精髓,數(shù)學(xué)模型可以在很大程度上幫助學(xué)生深刻領(lǐng)會所學(xué)知識,順利構(gòu)建數(shù)學(xué)體系,從而大大提高學(xué)生解決實際問題的能力,全面提升學(xué)生的綜合素質(zhì)。同時,初中數(shù)學(xué)建模流程并不是一成不變的,它要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)對象、教學(xué)進(jìn)度等實際狀況,進(jìn)行靈活選擇。
三、如何將“數(shù)學(xué)建!苯虒W(xué)方法應(yīng)用到教學(xué)實踐中
1.全面有針對性地選取適宜的教學(xué)內(nèi)容
初中數(shù)學(xué)建模教學(xué)方法經(jīng)過教學(xué)實踐的檢驗對有效開展數(shù)學(xué)教學(xué)有重要的教學(xué)意義,但是初中階段數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容中不是所有內(nèi)容都適宜運用“數(shù)學(xué)建模”教學(xué)方法開展教學(xué)。所以,初中數(shù)學(xué)教師要注意對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行篩選,選取針對性較強(qiáng)且適宜運用該教學(xué)方法的數(shù)學(xué)內(nèi)容開展教學(xué),使教學(xué)可以達(dá)到事半功倍的效果。例如軸對稱圖形的移動教學(xué)則較適宜運用“數(shù)學(xué)建!苯虒W(xué)方法開展教學(xué),教師可以將不同的二維圖形呈現(xiàn)給學(xué)生,以一條直線為對稱中線將其進(jìn)行旋轉(zhuǎn)、翻折使其產(chǎn)生“軸對稱”的效果,同時教師運用字母或數(shù)字的形式標(biāo)記翻折前與翻折后圖形的對應(yīng)點,使學(xué)生通過教師的演示在頭腦中建立與之相關(guān)的圖形翻折過程,形成數(shù)學(xué)思維建模,提升數(shù)學(xué)課堂教學(xué)質(zhì)量水平。
2.教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計要注意科學(xué)性、合理化
教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)計科學(xué)性和合理化是運用“數(shù)學(xué)建模”教學(xué)方法開展數(shù)學(xué)教學(xué)成功與否的重要影響因素之一。比如動畫片中的皇宮建筑蘊含著不同“角”的構(gòu)成,并帶領(lǐng)學(xué)生將“直角、鈍角、銳角”概念與不同形狀的圖形相結(jié)合并運用到實際數(shù)學(xué)設(shè)計中,設(shè)計出自己的城堡,調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)復(fù)雜數(shù)學(xué)內(nèi)容的主動性,培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)的能力,進(jìn)而提升數(shù)學(xué)教學(xué)效果和水平。
在我國當(dāng)下的初中數(shù)學(xué)教學(xué)中,“數(shù)學(xué)建!边@一教學(xué)模式可以很好地實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo),并有效的提高數(shù)學(xué)教學(xué)效果,在培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)思維能力方面,也有一定的促進(jìn)作用。如果該模式能夠在初中數(shù)學(xué)部分教學(xué)內(nèi)容中得到拓展和應(yīng)用,將有利于初中數(shù)學(xué)教師教學(xué)水平的提高。
參考文獻(xiàn):
[1]陳修臻.數(shù)學(xué)建模思想在初中數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用研究[D].山東師范大學(xué),2015.
[2]張欽.基于建模思想的初中數(shù)學(xué)教學(xué)設(shè)計研究[D].淮北師范大學(xué),2015.
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