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[摘要]学习数学分析的目的除了微积分工具的掌握,还在于应用数学思想方法解决实际问题,将数学建模思想渗透到数学分析教学中,可提高学生应用数学知识和方法解决实际问题的能力,使数学建模意识成为学生思考问题的方法和习惯,进而培养学生的应用数学能力和创新思维。
[关键词]数学分析;数学建模;教学研究
传统的数学分析教学中,主要是讲解定义、定理证明、公式推导和大量的计算方法与技巧等,忽视了训练学生如何从实际问题出发提炼出数学模型,以及如何将数学分析的结果用来解决实际问题的环节,其后果是,学生越来越觉得数学枯燥无味,虽然学了不少的数学知识,但会“用数学”的凤毛麟角,实践表明,数学建模的教学与实践对培养学生观察力、想象力、逻辑思维能力以及分析、解决实际问题的能力起到了很好的作用,为此,要全面提高学生素质,培养有创新精神的复合型人才,还要在平时的数学分析教学过程中融入数学建模思想,起到“润物细无声”的作用。
一、教学现状分析
数学分析教学,就其内容而言是比较完备与定型的,数学分析是以讨论函数微积分为主要内容的一门学科,主要内容是函数、极限、连续、导数、微分、积分等,这些内容不仅是工科各专业课的理论基础及数学表达语言和工具,也是学生从基础教育思想向高等教育思想的过渡。
数学分析教学不仅仅是一门知识的传授和学习现代自然科学的工具,更主要的是以此作为提高学生的素质素养以及培养学生分析问题、逻辑思维和创新能力的一种手段和途径,这已是大多数教育工作者的共识,但是,过分强调这一点,导致在数学计划中加入越来越多和越来越细的内容,虽然有的学生严格按照老师的要求好好学习了,考试也许得了满分,但一旦碰到以数学为工具解决各种实际问题时,也会束手无策,不知从哪儿下手,怎样搞好数学分析教学,充分发挥数学在各科和实际生活中解决实际问题的重要作用,这是值得我们探讨的问题。
二、数学建模在教学中的作用
数学建模是一种数学的思考方法,是运用数学的语言和方法,通过抽象、简化建立能近似刻画并“解决”实际问题的一种强有力的数学手段,而通过对问题数学化、模型构建、求解检验使问题获得解决的方法称为数学建模方法,数学教学说到底实际上就是教给学生前人给我们构建的一个个数学模型和怎样构建模型的思想方法,以使学生能运用数学模型解决数学问题和实际问题。
多年来全国大学生数学建模竞赛的实践表明,数学建模对培养学生观察力、想象力、逻辑思维能力以及分析、解决实际问题的能力起到了很大的作用,但是限于竞赛的规模及对参赛水平的要求,参与数学建模竞赛的只是少部分学生,尽管许多院校每年也为学生开设数学建模选修课及数学建模培训班,但课程对学生数学知识要求较高,因此这些课程并不适合大众化教育,要全面提高大学生的素质,培养有创新精神的复合型应用人才,责任应该落在平时的传统数学课程,则数学分析就是一个非常理想的载体。
三、教学改革的建议
数学建模竞赛在培养学生的综合素质方面的效果是有目共睹的,怎样将这种培养综合素质的有效途径,通过平时的教育活动体现出来,许多院校在这方面进行了大胆的尝试,取得了较好的效果,下面针对以上提到的问题提出几点建议:
1.建模案例教学
在数学分析教学过程中,针对每一章、节内容有选择的列举一些数学建模案例,尤其在讲授微积分应用与结论证明时,更应多举一些典型数学建模案例。
2.辅助课程开设
在条件允许的情况下,在全校范围内将“数学建模”作为选修课常年开设,每次讲授或研究一个专题,师资设备更好的学校可以开设“计算机建模”选修课,突出数学的应用与建模能力的培养,突出数学算法的实现,提出计算机的作用,介绍一些数值的计算、最优化、概率统计及图论等基本知识,以Matlab數学软件为主,结合数学案例,解决建模和求解,提高学生数学建模能力的同时,提高学生的计算机水平。
3.课程内容调整
尽管数学建模不一定要太高深的数学知识,但是一定的知识积蓄是必要的,与数学建模密切相关的课程主要有常微分方程、运筹学、概率统计、数学实验等,在讲授数学分析时,针对不同专业可以有选择性地讲授这些知识,使低年级学生更早的接触数学建模的知识。
4.教学方式的改革
数学主要研究理想化的量化模式,学习数学必须具有建模的能力,所谓数学教学,实质是在学生的头脑中输入或构建各种数学模式,通过数学建模而学习数学,在数学分析教学中,采用课内课外相结合、讨论研究相结合、争论质疑相结合、个人与团体相结合等方式,打破师生界限,师生角色互换,利用现代化信息资源和计算机,提升学生创造性思维和综合素质。
四、结束语
创新是21世纪的主旋律,培养具有创新精神的人才是实施“科教兴国”战略的关键,而数学建模对于提高学生综合素质、培养创新精神与合作精神、促进高等数学学科建设和教学改革起着重要的推动作用,同时,数学建模也给我们传统的课程设置和教学以极大的冲击,我们每一个教育工作者应该积极面对挑战,从数学建模活动中探求如何调整和改革当前的数学分析教育教学模式的改革之路。
[关键词]数学分析;数学建模;教学研究
传统的数学分析教学中,主要是讲解定义、定理证明、公式推导和大量的计算方法与技巧等,忽视了训练学生如何从实际问题出发提炼出数学模型,以及如何将数学分析的结果用来解决实际问题的环节,其后果是,学生越来越觉得数学枯燥无味,虽然学了不少的数学知识,但会“用数学”的凤毛麟角,实践表明,数学建模的教学与实践对培养学生观察力、想象力、逻辑思维能力以及分析、解决实际问题的能力起到了很好的作用,为此,要全面提高学生素质,培养有创新精神的复合型人才,还要在平时的数学分析教学过程中融入数学建模思想,起到“润物细无声”的作用。
一、教学现状分析
数学分析教学,就其内容而言是比较完备与定型的,数学分析是以讨论函数微积分为主要内容的一门学科,主要内容是函数、极限、连续、导数、微分、积分等,这些内容不仅是工科各专业课的理论基础及数学表达语言和工具,也是学生从基础教育思想向高等教育思想的过渡。
数学分析教学不仅仅是一门知识的传授和学习现代自然科学的工具,更主要的是以此作为提高学生的素质素养以及培养学生分析问题、逻辑思维和创新能力的一种手段和途径,这已是大多数教育工作者的共识,但是,过分强调这一点,导致在数学计划中加入越来越多和越来越细的内容,虽然有的学生严格按照老师的要求好好学习了,考试也许得了满分,但一旦碰到以数学为工具解决各种实际问题时,也会束手无策,不知从哪儿下手,怎样搞好数学分析教学,充分发挥数学在各科和实际生活中解决实际问题的重要作用,这是值得我们探讨的问题。
二、数学建模在教学中的作用
数学建模是一种数学的思考方法,是运用数学的语言和方法,通过抽象、简化建立能近似刻画并“解决”实际问题的一种强有力的数学手段,而通过对问题数学化、模型构建、求解检验使问题获得解决的方法称为数学建模方法,数学教学说到底实际上就是教给学生前人给我们构建的一个个数学模型和怎样构建模型的思想方法,以使学生能运用数学模型解决数学问题和实际问题。
多年来全国大学生数学建模竞赛的实践表明,数学建模对培养学生观察力、想象力、逻辑思维能力以及分析、解决实际问题的能力起到了很大的作用,但是限于竞赛的规模及对参赛水平的要求,参与数学建模竞赛的只是少部分学生,尽管许多院校每年也为学生开设数学建模选修课及数学建模培训班,但课程对学生数学知识要求较高,因此这些课程并不适合大众化教育,要全面提高大学生的素质,培养有创新精神的复合型应用人才,责任应该落在平时的传统数学课程,则数学分析就是一个非常理想的载体。
三、教学改革的建议
数学建模竞赛在培养学生的综合素质方面的效果是有目共睹的,怎样将这种培养综合素质的有效途径,通过平时的教育活动体现出来,许多院校在这方面进行了大胆的尝试,取得了较好的效果,下面针对以上提到的问题提出几点建议:
1.建模案例教学
在数学分析教学过程中,针对每一章、节内容有选择的列举一些数学建模案例,尤其在讲授微积分应用与结论证明时,更应多举一些典型数学建模案例。
2.辅助课程开设
在条件允许的情况下,在全校范围内将“数学建模”作为选修课常年开设,每次讲授或研究一个专题,师资设备更好的学校可以开设“计算机建模”选修课,突出数学的应用与建模能力的培养,突出数学算法的实现,提出计算机的作用,介绍一些数值的计算、最优化、概率统计及图论等基本知识,以Matlab數学软件为主,结合数学案例,解决建模和求解,提高学生数学建模能力的同时,提高学生的计算机水平。
3.课程内容调整
尽管数学建模不一定要太高深的数学知识,但是一定的知识积蓄是必要的,与数学建模密切相关的课程主要有常微分方程、运筹学、概率统计、数学实验等,在讲授数学分析时,针对不同专业可以有选择性地讲授这些知识,使低年级学生更早的接触数学建模的知识。
4.教学方式的改革
数学主要研究理想化的量化模式,学习数学必须具有建模的能力,所谓数学教学,实质是在学生的头脑中输入或构建各种数学模式,通过数学建模而学习数学,在数学分析教学中,采用课内课外相结合、讨论研究相结合、争论质疑相结合、个人与团体相结合等方式,打破师生界限,师生角色互换,利用现代化信息资源和计算机,提升学生创造性思维和综合素质。
四、结束语
创新是21世纪的主旋律,培养具有创新精神的人才是实施“科教兴国”战略的关键,而数学建模对于提高学生综合素质、培养创新精神与合作精神、促进高等数学学科建设和教学改革起着重要的推动作用,同时,数学建模也给我们传统的课程设置和教学以极大的冲击,我们每一个教育工作者应该积极面对挑战,从数学建模活动中探求如何调整和改革当前的数学分析教育教学模式的改革之路。