数学建模融入大学数学教学的探析

2021-05-07 23:42

摘要:指出了应用型大学数学教学的现状和不足,分析了数学建模的影响和重要作用.为培养全面创新型高质量人才,对于应用型大学数学教学改革中数学建模思想融入教材和教学问题,进行了探究,提出了具体的方案.


关键词:应用型大学;数学教学;数学建模


1数学建模的影响和作用


高等数学教学内容较多,而教学课时有限,因此如何讲好高等数学这门课程对于老师提出了严峻的挑战.数学建模是应用数学知识,从实际问题中抽象、提炼出数学模型的一个过程,用数学符号和语言来表述.深入调查研究,了解对象信息,做出简化假设,分析内在规律,数学建模近乎是一切应用科学的基础.这不仅符合学生的认知规律,还能促使学生树立正确的学习观,数学建模竞赛不但能锻炼学生的创新思维,还可以提高学生积极性和综合实践能力以及发挥创造性.全国性的大赛,不仅仅限于科研类高校,其在应用型大学的影响力也是巨大的.数学建模赛题大多数来源于实际问题,科技、生产、生活各个方面的都有,基本可以归结为优化、预测、评价三大类问题,解决这些问题需要数学和数学软件等知识.目的在于激发学生学习的积极性,让学生明白数学建模思想的重要性以及模型思维对于日后生产生活的必需性,同时,还可以提高学生建立数学模型和运用计算机技术解决实际问题的综合能力.鼓励广大学生积极踊跃参加课外科技生产生活等活动,开拓知识面,培养科技的创新创造精神以及团队合作意识,深入了解数学知识和思想,推动大学数学教学体系、内容和方法等改革的发展.因此,在教学中引入数学建模,其实是搭建了学习数学知识与解决实际问题之间的桥梁,掌握并了解建模思想,在对学生创新及创造性思维的培养、综合实践能力提高上会有明显作用.数学建模教学的作用可概括为以下两点.第一,增强学生的数学能力,提高学生的数学思维素养.通过数学建模比赛的综合实践与锻炼,使得学生们意识到数学是社会发展的推动力,了解并认识到自己所需要具备的能力和创新思维,也是社会对现代全面型人才的需要.第二,有助于培养学生的团队合作精神.在限定的时间内,参赛小组成员分工合作,收集资料,调查研究,了解信息,根据题目要求,做出简化假设,然后使用计算机设计建立数学模型,最后求解.来自不同专业的参赛学生们互相学习,共同努力,培养了学生们团结合作的集体精神和协调组织能力,学生们的创新创造思维也会有很大的提高.


2应用型大学数学教学现状分析和改革策略


2.1应用型大学数学教学现状


现阶段,大部分应用型大学的人才培养目标,就是让学生掌握和应用相关数学理论知识,灵活运用所学的数学计算能力和计算工具来解决实际生产或生活中的问题.但是在实际的数学教学过程中,学校或者老师往往都是忽略了这个目标,过于重视数学成绩,忽视了对学生运用数学知识的能力和实践能力的培养.脱离了生活实际,也就是与人才培养目标产生脱节.培养出来的学生往往“只会做数学,不会用数学”[1].还有,在数学教学过程中,教学的方式枯燥乏味,只是传授知识或者技巧,却忽略了所学知识为的是实际应用的能力,造成了死读书,读死书,不会灵活运用的情况,解决不了现实中多种多样的问题,也就是不会举一反三,产生了固定的思维模式.在应用型大学数学教学的教育中,同样要重视理论知识与实际问题的综合应用,要培养学生思考问题的思维方式和方法,创新创造的思维能力与运用能力至关重要,适应应用型大学的人才培养目标,还有很长的路要走,为此需要进行数学教学改革.


2.2数学建模思想融入应用型大学数学教材


应用型大学培养的学生,需具备某一职业岗位的必须的基本理论和熟练的应用能力以及创新能力,在应用型数学教学中,数学既是一门重要的公共基础课,又是必不可少的文化课和技能课,所以,在数学教学的改革中,应该根据应用型大学的实际情况,将数学建模思想融入应用型大学教材中,让学生明白数学建模的重要性以及在数学教学中引入数学建模的必要性,现如今出现了许多规划教材都将数学建模融入教材中,使高等数学的教学内容更具实用性和可操作性.


2.2.1改变传统教学思想


高等数学在应用型大学人才培养的地位和作用,不可小视.要根据现有的具体情况,将数学建模思想融入高等数学教材中,更新传统教育观念,转变传统教学思想,优化数学教学大纲.将“应试教育”向“素质教育”转变,根据学生的实际和社会的需要,要求学生树立正确的数学观,以培养能力为目标,以学生为中心,把数学知识的教学与应用紧密结合起来,将数学建模思想融入于新的数学教材,改革应用型大学传统的高等数学教材,面向全体学生,加强数学知识的实践传播和应用.


2.2.2优化陈旧教学内容


以应用为目的,必须改变传统教学内容,传统的高等数学教学内容已经严重脱离实际,已成为抽象枯燥乏味的代名词.大部分应用型大学学生毕业后从事生产第一线的工作,需要较强的数学应用能力.联系实际,深化概念的应用,提高教学效率,注重思维创新.应用型大学数学的内容重点自然应放在基本概念、基本定理、主要公式、主要理论的应用上,不要求对科学理论滚瓜烂熟,对必要的实际应用问题有所了解并学习掌握.精简或删除深奥的数学理论和较难的习题,对不同专业学生的学习内容也不做统一要求.例如在讲解重要概念时,可从专业与生活中寻找实例,让学生去自行推导探索总结,这样既可提高学生的数学思维和数学素养,又可增强学生应用数学知识解决实际问题的能力.


2.2.3改革传统教学方式


高等数学是一门抽象性较强的自然学科,应用于各个领域中.传统的教学模式现在已经落后,原有的“讲台+课件”式教学方式已经不合时宜,无法满足学生的需要,在运用数学知识解决实际生产生活中的问题上,学生缺乏一定的创新和创造能力,亟需突破这种传统的教学方式.现如今,社会的高速发展,更多新媒体的出现,教育工具一代又一代更新,教学模式也应随之改变,新的教学模式应以学生为中心,充分利用现代信息技术,着力提高学生解决实际问题的能力.新旧教学模式的最大的区别是在教学中引入了数学建模和Matlab等软件,让学生熟知现代信息技术和Matlab等软件的同时,学会“用数学”,这样既能提高教学质量,也能培养学生的应用能力.新教学模式的普及应用,不仅提高了教学质量,也丰富了教学内容,提高了学生的学习兴趣,彻底改变了数学的枯燥无趣无用印象,使数学重新焕发了生机.

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