寧桂英
摘 要:數(shù)學(xué)作為一種工具已經(jīng)廣泛應(yīng)用到生產(chǎn)生活中的各個(gè)領(lǐng)域,其重要性早已被社會(huì)所公認(rèn)。為了讓學(xué)生在學(xué)習(xí)到一些重要的數(shù)學(xué)概念,方法和結(jié)論的同時(shí),更好地運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題,嘗試在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中引入數(shù)學(xué)建模的思想和方法。實(shí)踐結(jié)果表明:該教學(xué)方法能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,提高學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)分析問題和解決實(shí)際問題的能力。
關(guān)鍵詞:高等數(shù)學(xué) 數(shù)學(xué)建模 傳統(tǒng)教學(xué)法 多媒體
中圖分類號(hào):G64 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-098X(2014)09(b)-0153-01
1 問題提出
高等數(shù)學(xué)是大學(xué)各專業(yè)的一門重要的基礎(chǔ)理論課,是其他后續(xù)專業(yè)課程學(xué)習(xí)的基礎(chǔ),因此高等數(shù)學(xué)學(xué)的好與差直接影響其專業(yè)課的學(xué)習(xí),對(duì)高等數(shù)學(xué)的改革是一項(xiàng)長期而又復(fù)雜的系統(tǒng)工程。數(shù)學(xué)建模是利用數(shù)學(xué)思想分析問題,建立相關(guān)的模型,從而解決實(shí)際生活中碰到的問題。數(shù)學(xué)建模在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中經(jīng)常會(huì)被用到[1]。在大學(xué)數(shù)學(xué)的主干課程中融入數(shù)學(xué)建模的思想和方法是教育部所倡導(dǎo)的一種新方法,新思路[2]。作為高校的數(shù)學(xué)教育工作者,在數(shù)學(xué)教學(xué)過程中自覺地去探索,去嘗試這一方法和思路,具有義不容辭的責(zé)任。該文將從以下幾個(gè)方面去探討和實(shí)踐。
2 問題探討與實(shí)踐
2.1 在教學(xué)內(nèi)容上的變動(dòng)
一般情況下,課程內(nèi)容的教學(xué)目標(biāo)必須與學(xué)校培養(yǎng)人才的類型相一致,作為一所主要以培養(yǎng)應(yīng)用型技術(shù)人才為目標(biāo)的獨(dú)立院校,在傳統(tǒng)的教學(xué)方法中,往往是將教學(xué)重點(diǎn)放在對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的講解,基本理論和公式,方法的證明及推導(dǎo)上,這樣的教學(xué)模式學(xué)生雖然能從課堂上掌握一些基本概念,理論及公式,但對(duì)這些知識(shí)的實(shí)際用途卻知之甚少,實(shí)際動(dòng)手操作的能力也很差,容易造成理論與實(shí)際脫節(jié),因而學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性也不高,甚至有些學(xué)生已經(jīng)產(chǎn)生厭學(xué)現(xiàn)象。為了改變這種現(xiàn)狀,可以借助數(shù)學(xué)建模課程的教學(xué)思想[3],將枯燥的概念,理論富于一些實(shí)際問題中,通過對(duì)一些簡單的實(shí)際例子的研究﹑分析﹑講解,歸納出基本概念及理論,再對(duì)基本概念﹑理論的進(jìn)一步分析,使學(xué)生了解到這些概念及理論方法的實(shí)際應(yīng)用,經(jīng)過“實(shí)際例子(問題)—— 數(shù)學(xué)解答—— 從過程中提煉出數(shù)學(xué)概念”的過程,這種方式更注重?cái)?shù)學(xué)概念引入的系統(tǒng)性,從多層面﹑多角度向?qū)W生介紹數(shù)學(xué)定義,有利于學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能的熟練掌握,從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,讓學(xué)生真正了解數(shù)學(xué)概念﹑理論的含義及應(yīng)用。例如:在講解無窮級(jí)數(shù)的概念時(shí),由于“無窮”概念比較抽象,一般學(xué)生很難理解,可以引入我國古代數(shù)學(xué)家的“一尺之棰,日取其半,萬世不竭”的例子,把其中的寓意羅列出來
講解,可得到一個(gè)數(shù)列:,,,……,……。然后提出問題,如果把每次得到的長度累加起來,最終結(jié)果如何?用啟發(fā)式的教學(xué)方法引導(dǎo)學(xué)生,將這無限多項(xiàng)逐項(xiàng)加起來,即,可以先轉(zhuǎn)變?yōu)橛邢揄?xiàng),即前面的項(xiàng)相加得到,即:。再令時(shí),如果的極限存在,即可得到無限多項(xiàng)相加的和,從而歸納出無窮級(jí)數(shù)的概念,并說明的極限值就是這無窮級(jí)數(shù)的和。這種講解方法比直接給出概念再舉例子學(xué)生更容易接受。
2.2 在教學(xué)方式上的改變
在教學(xué)方式上適當(dāng)開設(shè)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課,數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)主要是以應(yīng)用計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)軟件為主的教學(xué)方式,開設(shè)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課改變了以往一貫的黑板式的教學(xué)方法,一方面可為數(shù)學(xué)教學(xué)注入新的內(nèi)容,另一方面也可讓學(xué)生學(xué)會(huì)利用現(xiàn)代化工具去決解數(shù)學(xué)問題,一旦學(xué)生掌握了基本數(shù)學(xué)軟件,就可以自己去驗(yàn)證和計(jì)算課本上一些比較繁瑣的結(jié)論,減輕了不必要的大量的手工計(jì)算和死記公式的苦惱,使學(xué)生真正具有能學(xué)數(shù)學(xué)且能利用現(xiàn)代工具去運(yùn)用數(shù)學(xué)的能力。在實(shí)際的數(shù)學(xué)教學(xué)改革中,結(jié)合學(xué)院特點(diǎn),數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的主要開設(shè)了“Matlab”和“SAS”,主要培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用這兩種軟件去進(jìn)行一些復(fù)雜函數(shù)的計(jì)算,如:求極限,求積分及會(huì)用這些軟件進(jìn)行一些數(shù)據(jù)擬合及統(tǒng)計(jì)分析,對(duì)自己建立的一些數(shù)學(xué)模型會(huì)用軟件求解。通過幾年的連續(xù)嘗試鍛煉,在數(shù)學(xué)教學(xué)中開設(shè)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的確提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性,同時(shí)也提高了學(xué)生分析問題和解決問題的能力,為學(xué)校數(shù)學(xué)建模競賽培養(yǎng)了一批又一批的優(yōu)秀學(xué)生。
2.3 多媒體教學(xué)的引入
在教學(xué)模式上,適當(dāng)引入多媒體教學(xué),針對(duì)傳統(tǒng)單一的教學(xué)模式。積極運(yùn)用以計(jì)算機(jī)為核心的現(xiàn)代教育技術(shù)手段,將多媒體引進(jìn)教學(xué),不僅可以改善教學(xué)媒體,激發(fā)學(xué)生興趣,而且還可以改進(jìn)教學(xué)方式。高等數(shù)學(xué)課程內(nèi)容豐富,利用多媒體教學(xué),可以在有限的時(shí)間里增加信息量的同時(shí),開闊學(xué)生的視野,在引入數(shù)學(xué)模型時(shí),一般設(shè)計(jì)到的信息量很大,如:“投資組合問題”,“旅游地選擇問題”,“工作地選擇問題”等,傳統(tǒng)的板書很費(fèi)時(shí),利用多媒體,既節(jié)省教師板書的時(shí)間,又能保證學(xué)生全面的了解信息量,為此,專門制作了引入數(shù)學(xué)建模模塊的高等數(shù)學(xué)課程的全程多媒體課件,在該課件中,結(jié)合一些圖形,聲音和圖像,分析了模型產(chǎn)生的全過程,表達(dá)了重要的教學(xué)內(nèi)容,教師可以邊講,邊提問,邊演示和運(yùn)算,學(xué)生可以一邊聽,一邊看,一邊想和一邊回答問題,便于組織,提高了學(xué)生的課堂參入度,活躍了課堂氣氛。
2.4 開設(shè)課外興趣小組
為了能讓學(xué)生真正的領(lǐng)悟到數(shù)學(xué)的實(shí)際應(yīng)用,掌握運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)建立數(shù)學(xué)模型的過程,培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力,學(xué)院還專門開設(shè)了課外興趣小組,主要宗旨是讓學(xué)生利用課余時(shí)間組織活動(dòng)去發(fā)現(xiàn)生活中的實(shí)際問題,學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題后,通過組織提煉,形成數(shù)學(xué)問題,然后展開討論,尋求解決問題的方法。再把討論的結(jié)果拿去驗(yàn)證實(shí)際問題,在學(xué)習(xí)中也會(huì)拿出歷年優(yōu)秀建模論文給學(xué)生分析解讀,這樣做,一方面能夠加深對(duì)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)和理解,拓寬知識(shí)面,另一方面也讓學(xué)生學(xué)有所用,鍛煉學(xué)生思考問題和研究問題的能力。實(shí)踐證明,這種方法對(duì)提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率,提高學(xué)生數(shù)學(xué)綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力有著顯著的成效。
3 結(jié)語
以上是在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中融入數(shù)學(xué)建模思想和方法的幾點(diǎn)探討和實(shí)踐,盡管在實(shí)踐中取得了一定的成效,但是高等數(shù)學(xué)教學(xué)改革是一個(gè)系統(tǒng)工程,是一個(gè)長期的過程,需要各方面的努力,而對(duì)于數(shù)學(xué)教師來說,應(yīng)該在不斷實(shí)踐,不斷探索中豐富自己的知識(shí)水平和提高自身的教學(xué)水平,為全面推進(jìn)高等數(shù)學(xué)教學(xué)改革貢獻(xiàn)一點(diǎn)微薄的力量。
參考文獻(xiàn)
[1] 張平.數(shù)學(xué)建模在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用研究[J].教育教學(xué)論壇,2013,12(49):76.
[2] 葉林,鄧筱紅.將數(shù)學(xué)建模思想方法融入概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)課程教學(xué)的一點(diǎn)嘗試[J].工程數(shù)學(xué)學(xué)報(bào),2003,12(20): 96.
[3] 李大潛.中國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽[M].高等教育出版社,2001.endprint
摘 要:數(shù)學(xué)作為一種工具已經(jīng)廣泛應(yīng)用到生產(chǎn)生活中的各個(gè)領(lǐng)域,其重要性早已被社會(huì)所公認(rèn)。為了讓學(xué)生在學(xué)習(xí)到一些重要的數(shù)學(xué)概念,方法和結(jié)論的同時(shí),更好地運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題,嘗試在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中引入數(shù)學(xué)建模的思想和方法。實(shí)踐結(jié)果表明:該教學(xué)方法能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,提高學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)分析問題和解決實(shí)際問題的能力。
關(guān)鍵詞:高等數(shù)學(xué) 數(shù)學(xué)建模 傳統(tǒng)教學(xué)法 多媒體
中圖分類號(hào):G64 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-098X(2014)09(b)-0153-01
1 問題提出
高等數(shù)學(xué)是大學(xué)各專業(yè)的一門重要的基礎(chǔ)理論課,是其他后續(xù)專業(yè)課程學(xué)習(xí)的基礎(chǔ),因此高等數(shù)學(xué)學(xué)的好與差直接影響其專業(yè)課的學(xué)習(xí),對(duì)高等數(shù)學(xué)的改革是一項(xiàng)長期而又復(fù)雜的系統(tǒng)工程。數(shù)學(xué)建模是利用數(shù)學(xué)思想分析問題,建立相關(guān)的模型,從而解決實(shí)際生活中碰到的問題。數(shù)學(xué)建模在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中經(jīng)常會(huì)被用到[1]。在大學(xué)數(shù)學(xué)的主干課程中融入數(shù)學(xué)建模的思想和方法是教育部所倡導(dǎo)的一種新方法,新思路[2]。作為高校的數(shù)學(xué)教育工作者,在數(shù)學(xué)教學(xué)過程中自覺地去探索,去嘗試這一方法和思路,具有義不容辭的責(zé)任。該文將從以下幾個(gè)方面去探討和實(shí)踐。
2 問題探討與實(shí)踐
2.1 在教學(xué)內(nèi)容上的變動(dòng)
一般情況下,課程內(nèi)容的教學(xué)目標(biāo)必須與學(xué)校培養(yǎng)人才的類型相一致,作為一所主要以培養(yǎng)應(yīng)用型技術(shù)人才為目標(biāo)的獨(dú)立院校,在傳統(tǒng)的教學(xué)方法中,往往是將教學(xué)重點(diǎn)放在對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的講解,基本理論和公式,方法的證明及推導(dǎo)上,這樣的教學(xué)模式學(xué)生雖然能從課堂上掌握一些基本概念,理論及公式,但對(duì)這些知識(shí)的實(shí)際用途卻知之甚少,實(shí)際動(dòng)手操作的能力也很差,容易造成理論與實(shí)際脫節(jié),因而學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性也不高,甚至有些學(xué)生已經(jīng)產(chǎn)生厭學(xué)現(xiàn)象。為了改變這種現(xiàn)狀,可以借助數(shù)學(xué)建模課程的教學(xué)思想[3],將枯燥的概念,理論富于一些實(shí)際問題中,通過對(duì)一些簡單的實(shí)際例子的研究﹑分析﹑講解,歸納出基本概念及理論,再對(duì)基本概念﹑理論的進(jìn)一步分析,使學(xué)生了解到這些概念及理論方法的實(shí)際應(yīng)用,經(jīng)過“實(shí)際例子(問題)—— 數(shù)學(xué)解答—— 從過程中提煉出數(shù)學(xué)概念”的過程,這種方式更注重?cái)?shù)學(xué)概念引入的系統(tǒng)性,從多層面﹑多角度向?qū)W生介紹數(shù)學(xué)定義,有利于學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能的熟練掌握,從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,讓學(xué)生真正了解數(shù)學(xué)概念﹑理論的含義及應(yīng)用。例如:在講解無窮級(jí)數(shù)的概念時(shí),由于“無窮”概念比較抽象,一般學(xué)生很難理解,可以引入我國古代數(shù)學(xué)家的“一尺之棰,日取其半,萬世不竭”的例子,把其中的寓意羅列出來
講解,可得到一個(gè)數(shù)列:,,,……,……。然后提出問題,如果把每次得到的長度累加起來,最終結(jié)果如何?用啟發(fā)式的教學(xué)方法引導(dǎo)學(xué)生,將這無限多項(xiàng)逐項(xiàng)加起來,即,可以先轉(zhuǎn)變?yōu)橛邢揄?xiàng),即前面的項(xiàng)相加得到,即:。再令時(shí),如果的極限存在,即可得到無限多項(xiàng)相加的和,從而歸納出無窮級(jí)數(shù)的概念,并說明的極限值就是這無窮級(jí)數(shù)的和。這種講解方法比直接給出概念再舉例子學(xué)生更容易接受。
2.2 在教學(xué)方式上的改變
在教學(xué)方式上適當(dāng)開設(shè)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課,數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)主要是以應(yīng)用計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)軟件為主的教學(xué)方式,開設(shè)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課改變了以往一貫的黑板式的教學(xué)方法,一方面可為數(shù)學(xué)教學(xué)注入新的內(nèi)容,另一方面也可讓學(xué)生學(xué)會(huì)利用現(xiàn)代化工具去決解數(shù)學(xué)問題,一旦學(xué)生掌握了基本數(shù)學(xué)軟件,就可以自己去驗(yàn)證和計(jì)算課本上一些比較繁瑣的結(jié)論,減輕了不必要的大量的手工計(jì)算和死記公式的苦惱,使學(xué)生真正具有能學(xué)數(shù)學(xué)且能利用現(xiàn)代工具去運(yùn)用數(shù)學(xué)的能力。在實(shí)際的數(shù)學(xué)教學(xué)改革中,結(jié)合學(xué)院特點(diǎn),數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的主要開設(shè)了“Matlab”和“SAS”,主要培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用這兩種軟件去進(jìn)行一些復(fù)雜函數(shù)的計(jì)算,如:求極限,求積分及會(huì)用這些軟件進(jìn)行一些數(shù)據(jù)擬合及統(tǒng)計(jì)分析,對(duì)自己建立的一些數(shù)學(xué)模型會(huì)用軟件求解。通過幾年的連續(xù)嘗試鍛煉,在數(shù)學(xué)教學(xué)中開設(shè)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的確提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性,同時(shí)也提高了學(xué)生分析問題和解決問題的能力,為學(xué)校數(shù)學(xué)建模競賽培養(yǎng)了一批又一批的優(yōu)秀學(xué)生。
2.3 多媒體教學(xué)的引入
在教學(xué)模式上,適當(dāng)引入多媒體教學(xué),針對(duì)傳統(tǒng)單一的教學(xué)模式。積極運(yùn)用以計(jì)算機(jī)為核心的現(xiàn)代教育技術(shù)手段,將多媒體引進(jìn)教學(xué),不僅可以改善教學(xué)媒體,激發(fā)學(xué)生興趣,而且還可以改進(jìn)教學(xué)方式。高等數(shù)學(xué)課程內(nèi)容豐富,利用多媒體教學(xué),可以在有限的時(shí)間里增加信息量的同時(shí),開闊學(xué)生的視野,在引入數(shù)學(xué)模型時(shí),一般設(shè)計(jì)到的信息量很大,如:“投資組合問題”,“旅游地選擇問題”,“工作地選擇問題”等,傳統(tǒng)的板書很費(fèi)時(shí),利用多媒體,既節(jié)省教師板書的時(shí)間,又能保證學(xué)生全面的了解信息量,為此,專門制作了引入數(shù)學(xué)建模模塊的高等數(shù)學(xué)課程的全程多媒體課件,在該課件中,結(jié)合一些圖形,聲音和圖像,分析了模型產(chǎn)生的全過程,表達(dá)了重要的教學(xué)內(nèi)容,教師可以邊講,邊提問,邊演示和運(yùn)算,學(xué)生可以一邊聽,一邊看,一邊想和一邊回答問題,便于組織,提高了學(xué)生的課堂參入度,活躍了課堂氣氛。
2.4 開設(shè)課外興趣小組
為了能讓學(xué)生真正的領(lǐng)悟到數(shù)學(xué)的實(shí)際應(yīng)用,掌握運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)建立數(shù)學(xué)模型的過程,培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力,學(xué)院還專門開設(shè)了課外興趣小組,主要宗旨是讓學(xué)生利用課余時(shí)間組織活動(dòng)去發(fā)現(xiàn)生活中的實(shí)際問題,學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題后,通過組織提煉,形成數(shù)學(xué)問題,然后展開討論,尋求解決問題的方法。再把討論的結(jié)果拿去驗(yàn)證實(shí)際問題,在學(xué)習(xí)中也會(huì)拿出歷年優(yōu)秀建模論文給學(xué)生分析解讀,這樣做,一方面能夠加深對(duì)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)和理解,拓寬知識(shí)面,另一方面也讓學(xué)生學(xué)有所用,鍛煉學(xué)生思考問題和研究問題的能力。實(shí)踐證明,這種方法對(duì)提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率,提高學(xué)生數(shù)學(xué)綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力有著顯著的成效。
3 結(jié)語
以上是在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中融入數(shù)學(xué)建模思想和方法的幾點(diǎn)探討和實(shí)踐,盡管在實(shí)踐中取得了一定的成效,但是高等數(shù)學(xué)教學(xué)改革是一個(gè)系統(tǒng)工程,是一個(gè)長期的過程,需要各方面的努力,而對(duì)于數(shù)學(xué)教師來說,應(yīng)該在不斷實(shí)踐,不斷探索中豐富自己的知識(shí)水平和提高自身的教學(xué)水平,為全面推進(jìn)高等數(shù)學(xué)教學(xué)改革貢獻(xiàn)一點(diǎn)微薄的力量。
參考文獻(xiàn)
[1] 張平.數(shù)學(xué)建模在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用研究[J].教育教學(xué)論壇,2013,12(49):76.
[2] 葉林,鄧筱紅.將數(shù)學(xué)建模思想方法融入概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)課程教學(xué)的一點(diǎn)嘗試[J].工程數(shù)學(xué)學(xué)報(bào),2003,12(20): 96.
[3] 李大潛.中國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽[M].高等教育出版社,2001.endprint
摘 要:數(shù)學(xué)作為一種工具已經(jīng)廣泛應(yīng)用到生產(chǎn)生活中的各個(gè)領(lǐng)域,其重要性早已被社會(huì)所公認(rèn)。為了讓學(xué)生在學(xué)習(xí)到一些重要的數(shù)學(xué)概念,方法和結(jié)論的同時(shí),更好地運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題,嘗試在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中引入數(shù)學(xué)建模的思想和方法。實(shí)踐結(jié)果表明:該教學(xué)方法能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,提高學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)分析問題和解決實(shí)際問題的能力。
關(guān)鍵詞:高等數(shù)學(xué) 數(shù)學(xué)建模 傳統(tǒng)教學(xué)法 多媒體
中圖分類號(hào):G64 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-098X(2014)09(b)-0153-01
1 問題提出
高等數(shù)學(xué)是大學(xué)各專業(yè)的一門重要的基礎(chǔ)理論課,是其他后續(xù)專業(yè)課程學(xué)習(xí)的基礎(chǔ),因此高等數(shù)學(xué)學(xué)的好與差直接影響其專業(yè)課的學(xué)習(xí),對(duì)高等數(shù)學(xué)的改革是一項(xiàng)長期而又復(fù)雜的系統(tǒng)工程。數(shù)學(xué)建模是利用數(shù)學(xué)思想分析問題,建立相關(guān)的模型,從而解決實(shí)際生活中碰到的問題。數(shù)學(xué)建模在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中經(jīng)常會(huì)被用到[1]。在大學(xué)數(shù)學(xué)的主干課程中融入數(shù)學(xué)建模的思想和方法是教育部所倡導(dǎo)的一種新方法,新思路[2]。作為高校的數(shù)學(xué)教育工作者,在數(shù)學(xué)教學(xué)過程中自覺地去探索,去嘗試這一方法和思路,具有義不容辭的責(zé)任。該文將從以下幾個(gè)方面去探討和實(shí)踐。
2 問題探討與實(shí)踐
2.1 在教學(xué)內(nèi)容上的變動(dòng)
一般情況下,課程內(nèi)容的教學(xué)目標(biāo)必須與學(xué)校培養(yǎng)人才的類型相一致,作為一所主要以培養(yǎng)應(yīng)用型技術(shù)人才為目標(biāo)的獨(dú)立院校,在傳統(tǒng)的教學(xué)方法中,往往是將教學(xué)重點(diǎn)放在對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的講解,基本理論和公式,方法的證明及推導(dǎo)上,這樣的教學(xué)模式學(xué)生雖然能從課堂上掌握一些基本概念,理論及公式,但對(duì)這些知識(shí)的實(shí)際用途卻知之甚少,實(shí)際動(dòng)手操作的能力也很差,容易造成理論與實(shí)際脫節(jié),因而學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性也不高,甚至有些學(xué)生已經(jīng)產(chǎn)生厭學(xué)現(xiàn)象。為了改變這種現(xiàn)狀,可以借助數(shù)學(xué)建模課程的教學(xué)思想[3],將枯燥的概念,理論富于一些實(shí)際問題中,通過對(duì)一些簡單的實(shí)際例子的研究﹑分析﹑講解,歸納出基本概念及理論,再對(duì)基本概念﹑理論的進(jìn)一步分析,使學(xué)生了解到這些概念及理論方法的實(shí)際應(yīng)用,經(jīng)過“實(shí)際例子(問題)—— 數(shù)學(xué)解答—— 從過程中提煉出數(shù)學(xué)概念”的過程,這種方式更注重?cái)?shù)學(xué)概念引入的系統(tǒng)性,從多層面﹑多角度向?qū)W生介紹數(shù)學(xué)定義,有利于學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能的熟練掌握,從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,讓學(xué)生真正了解數(shù)學(xué)概念﹑理論的含義及應(yīng)用。例如:在講解無窮級(jí)數(shù)的概念時(shí),由于“無窮”概念比較抽象,一般學(xué)生很難理解,可以引入我國古代數(shù)學(xué)家的“一尺之棰,日取其半,萬世不竭”的例子,把其中的寓意羅列出來
講解,可得到一個(gè)數(shù)列:,,,……,……。然后提出問題,如果把每次得到的長度累加起來,最終結(jié)果如何?用啟發(fā)式的教學(xué)方法引導(dǎo)學(xué)生,將這無限多項(xiàng)逐項(xiàng)加起來,即,可以先轉(zhuǎn)變?yōu)橛邢揄?xiàng),即前面的項(xiàng)相加得到,即:。再令時(shí),如果的極限存在,即可得到無限多項(xiàng)相加的和,從而歸納出無窮級(jí)數(shù)的概念,并說明的極限值就是這無窮級(jí)數(shù)的和。這種講解方法比直接給出概念再舉例子學(xué)生更容易接受。
2.2 在教學(xué)方式上的改變
在教學(xué)方式上適當(dāng)開設(shè)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課,數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)主要是以應(yīng)用計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)軟件為主的教學(xué)方式,開設(shè)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課改變了以往一貫的黑板式的教學(xué)方法,一方面可為數(shù)學(xué)教學(xué)注入新的內(nèi)容,另一方面也可讓學(xué)生學(xué)會(huì)利用現(xiàn)代化工具去決解數(shù)學(xué)問題,一旦學(xué)生掌握了基本數(shù)學(xué)軟件,就可以自己去驗(yàn)證和計(jì)算課本上一些比較繁瑣的結(jié)論,減輕了不必要的大量的手工計(jì)算和死記公式的苦惱,使學(xué)生真正具有能學(xué)數(shù)學(xué)且能利用現(xiàn)代工具去運(yùn)用數(shù)學(xué)的能力。在實(shí)際的數(shù)學(xué)教學(xué)改革中,結(jié)合學(xué)院特點(diǎn),數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的主要開設(shè)了“Matlab”和“SAS”,主要培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用這兩種軟件去進(jìn)行一些復(fù)雜函數(shù)的計(jì)算,如:求極限,求積分及會(huì)用這些軟件進(jìn)行一些數(shù)據(jù)擬合及統(tǒng)計(jì)分析,對(duì)自己建立的一些數(shù)學(xué)模型會(huì)用軟件求解。通過幾年的連續(xù)嘗試鍛煉,在數(shù)學(xué)教學(xué)中開設(shè)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的確提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性,同時(shí)也提高了學(xué)生分析問題和解決問題的能力,為學(xué)校數(shù)學(xué)建模競賽培養(yǎng)了一批又一批的優(yōu)秀學(xué)生。
2.3 多媒體教學(xué)的引入
在教學(xué)模式上,適當(dāng)引入多媒體教學(xué),針對(duì)傳統(tǒng)單一的教學(xué)模式。積極運(yùn)用以計(jì)算機(jī)為核心的現(xiàn)代教育技術(shù)手段,將多媒體引進(jìn)教學(xué),不僅可以改善教學(xué)媒體,激發(fā)學(xué)生興趣,而且還可以改進(jìn)教學(xué)方式。高等數(shù)學(xué)課程內(nèi)容豐富,利用多媒體教學(xué),可以在有限的時(shí)間里增加信息量的同時(shí),開闊學(xué)生的視野,在引入數(shù)學(xué)模型時(shí),一般設(shè)計(jì)到的信息量很大,如:“投資組合問題”,“旅游地選擇問題”,“工作地選擇問題”等,傳統(tǒng)的板書很費(fèi)時(shí),利用多媒體,既節(jié)省教師板書的時(shí)間,又能保證學(xué)生全面的了解信息量,為此,專門制作了引入數(shù)學(xué)建模模塊的高等數(shù)學(xué)課程的全程多媒體課件,在該課件中,結(jié)合一些圖形,聲音和圖像,分析了模型產(chǎn)生的全過程,表達(dá)了重要的教學(xué)內(nèi)容,教師可以邊講,邊提問,邊演示和運(yùn)算,學(xué)生可以一邊聽,一邊看,一邊想和一邊回答問題,便于組織,提高了學(xué)生的課堂參入度,活躍了課堂氣氛。
2.4 開設(shè)課外興趣小組
為了能讓學(xué)生真正的領(lǐng)悟到數(shù)學(xué)的實(shí)際應(yīng)用,掌握運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)建立數(shù)學(xué)模型的過程,培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力,學(xué)院還專門開設(shè)了課外興趣小組,主要宗旨是讓學(xué)生利用課余時(shí)間組織活動(dòng)去發(fā)現(xiàn)生活中的實(shí)際問題,學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題后,通過組織提煉,形成數(shù)學(xué)問題,然后展開討論,尋求解決問題的方法。再把討論的結(jié)果拿去驗(yàn)證實(shí)際問題,在學(xué)習(xí)中也會(huì)拿出歷年優(yōu)秀建模論文給學(xué)生分析解讀,這樣做,一方面能夠加深對(duì)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)和理解,拓寬知識(shí)面,另一方面也讓學(xué)生學(xué)有所用,鍛煉學(xué)生思考問題和研究問題的能力。實(shí)踐證明,這種方法對(duì)提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率,提高學(xué)生數(shù)學(xué)綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力有著顯著的成效。
3 結(jié)語
以上是在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中融入數(shù)學(xué)建模思想和方法的幾點(diǎn)探討和實(shí)踐,盡管在實(shí)踐中取得了一定的成效,但是高等數(shù)學(xué)教學(xué)改革是一個(gè)系統(tǒng)工程,是一個(gè)長期的過程,需要各方面的努力,而對(duì)于數(shù)學(xué)教師來說,應(yīng)該在不斷實(shí)踐,不斷探索中豐富自己的知識(shí)水平和提高自身的教學(xué)水平,為全面推進(jìn)高等數(shù)學(xué)教學(xué)改革貢獻(xiàn)一點(diǎn)微薄的力量。
參考文獻(xiàn)
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[3] 李大潛.中國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽[M].高等教育出版社,2001.endprint