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【摘 要】针对独立学院师生的特殊性,指出将数学建模的思想和方法融入教与学的教学模式对师生综合素质的影响。首先,该教学模式提高了教师的教学水平、科研能力等;其次,指出了进行数学建模对学生的创新能力、动手能力、协调能力等方面的影响。
【关键词】独立学院 数学建模 教学模式
数学建模是通过对实际问题进行合理的抽象、假设和简化,建立变量、参数之间的数学模型,并求解模型,最后用所求结果去解释、检验以及指导实际问题。我们希望将数学建模的这种思想和方法融入大学课程的教学中,这样不仅可以培养学生的数学建模意识和能力,增强学生的学习兴趣,提高学习效果,还可以推动教师日常教学方式的改进。将数学建模融入教学的教学模式,不仅可以使数学知识实践化,得到学生对知识原理的认同,而且能够使学生养成主动思考、主动学习的习惯。各独立学院对数学建模竞赛重视程度逐年提高,肯定了建模对数学学习和教学的促进。本文以东南大学成贤学院为例,探讨数学建模对独立学院师生综合素质的影响。
一、数学建模对独立学院教师综合素质的影响
独立学院成立的时间决定了学院以年轻教师居多,他们在教学理念、方式等方面有很强的可塑性,对新的教学方式有强烈的需求。融入数学建模思想和方法的教学模式作为新的教学手段,引起了年轻教师的兴趣。在探索思考的过程中,大大促进了教师素质的快速提高,对教学质量的掌控有了推进。
1. 数学建模促进独立学院教师教学方式的改变,提升教师的教学水平
独立学院的教师在面临教学任务较重、学生接受能力较差的情况下,往往沿袭着以往以教师为中心、以讲授为主线、以知识传授为目的的传统教学模式。而把数学建模思想和方法融入教学的方式,将传统的教学模式转化为以学生为中心、以问题为主线、以培养能力为目的的新型教学模式,这种新型教学模式已成为现今教师追求的主流教学方式。
教师要深入钻研教材,挖掘教材所蕴涵的各种信息,从中加以应用、推广,结合不同的专业选编合适的实际问题,创设问题情境,多安排学生身边的或具有专业性的问题,激发学生的求知欲,从学生感兴趣的实际问题出发自然而然的引入概念和方法,启发式的让学生利用引入时用的方法解决其他的一些实际问题,同时可以把数学建模解决实际问题的思想和方法不知不觉的传授给学生。例如,在介绍函数的最值时,可以选择会计专业中最大利润、最小投入、最大收益问题;土木专业中工程造价问题;等等。因此,在教学过程中要有意识的让学生在应用中学会知识,在学习知识中学会应用,培养学生学习知识、分析问题、解决问题的能力。
在教学中渗透数学建模思想,这对教师的要求很高。首先,教师要有扎实的基础知识和相关的专业知识;其次,教师在将课程内容完全呈现给学生的同时,必须注重数学建模思想的融入,这对教师的教学水平有很大的提高。
2. 数学建模提升独立学院数学建模教师的学习能力、科研能力等
数学建模也为教师提供了继续学习、继续突破的途径,比如计算机软件的应用、大型数学算法的学习和使用、可涉猎最新的数学应用的前沿领域,等等。在将实际问题转化为数学问题之后,往往需要运用maple、matlab、lingo、R语言等不断更新的现代数学工具来计算和解决较复杂的数学计算问题。教师在教与学的过程中能够深刻体会到数学和计算机的结合,可以解决理论和实际问题,增强自身的想象力、洞察力和创造力,提高自身的学习能力和科研能力。
二、数学建模促进独立学院学生综合素质的培养
教师在传授知识以及布置课外习题时,往往会潜移默化地将数学建模的思想和方法融入其中。那么,学生在学习过程中如何进行数学建模,数学建模对学生的综合素质又有怎样的益处,从以下几个方面进行分析。
1. 数学建模优化学生的基础知识结构,拓宽知识面,提升学生的创新能力
在数学建模中,除了要求学生掌握必要的基础知识之外,还要求他们有较广的知识面。因为数学建模的问题具有开放性、多样性等特点,一般来自于生物、化学、经济、金融、信息等各个学科领域和种种高科技甚至社会领域,如果要想解决这个问题,就必须掌握这个问题的背景知识。在基础知识很扎实、知识面较广的情况下,联想和发散思维的领域就会更加宽广,发现新问题、创造新方法、得出新结论的机会就越多,想象力就越丰富,创新能力就越强。因此,进行数学建模有助于巩固学生的基础知识,拓宽其知识面,提高其创新能力。
2. 数学建模培养学生的动手能力、自学能力
数学建模所要解决的实际问题,涉及的领域、范围较广,需要的信息量非常大。学生不可能对所有的问题都了解,要想解决这个问题,首先,学生必须通过图书馆、网络查询相关的文献资料,收集相关的大量信息,学习相关资料,以弄清题目的意思;其次,在解决问题时,有时要用到某些已有的或有用的数学模型的时候,还要会运用相关的资料,不能死搬硬套。这就在无形中提升了学生查找、学习、分析、运用资料的能力。
在数学建模过程中,不可避免的要完成大量的复杂的计算和图形、数据处理,这就要求学生能够熟练应用计算机的相关软件,解决实际问题。因此,数学建模可以促进学生学会利用计算机解决实际问题,提高自身的动手能力和学习能力。
动手能力还体现在学生论文的撰写能力上。学生在数学建模集训或竞赛中,最后能够体现三人合作成果的就是论文,它不仅要满足写作规范和写作要求,而且在论文中,逻辑表达必须清晰、语言表述必须流畅、数据推理必须精确,更重要的是能够把自己用数学方法解决实际问题的独特见解一目了然的在论文中呈现。这不仅培养了学生论文写作的能力,也为后面可能要做的科研工作奠定了基础。
3. 数学建模增强独立学院学生的团队合作意识,培养学生的协调能力
独立学院的学生思想活跃,喜欢参加一些团队活动,比如:书法、摄影、歌咏等等比赛,但是数学建模竞赛不同于以上的比赛。首先,数学建模是一个学术性较强的活动,学生必须有较扎实的理论基础等;其次,数学建模必须三个人同时参与,一般来说这三个人基本由来自不同专业、能力互补的学生组成。在数学建模过程中,三个人必须分工合作,取长补短,求同存异,共同完成数学建模竞赛的论文。因此,数学建模对于培养学生的团队合作意识,提高学生的协调能力起到非常重要的作用。
另外,学院可以成立数学建模协会,吸收学院数学建模爱好者,组织开展一系列活动,对会员进行数学建模的长期指导和经验交流以及培训,提高他们对数学建模的认识和团队合作意识。
4. 开办数学建模课,培养独立学院学生实践能力、创新能力和合作意识,增强学生研究新事物的兴趣
独立学院的学生在来校前就会有各种各样的考虑,希望自己在大学期间能够参与一些有深度的课程学习。鉴于此,在数学建模课上,教师除了要将系统的一些常见的模型、软件、方法和思想介绍给学生之外,还要有实际的问题让学生去思考,全面拓宽学生视野,促进学生对数学、计算机以及相关背景知识的学习和运用,培养学生将课堂理论转化为实践的能力,让学生充分发挥其最大的想象力和创造性,扩大学生的收益面。
独立学院的办学宗旨是将教学质量放在第一位,努力培养学习能力、应用能力和创新能力各方面都优秀的高层次应用型人才。文章中指出,将数学建模思想和方法融入应用型独立学院的教与学非常重要,这有助于增强独立学院在本科院校中的竞争力,提升教师的教学水平,增强学生在就业中的竞争力和优势等等。
【参考文献】
[1]徐敏.将数学建模的思想和方法融入高等数学教学。衡阳师范学院学报,2011(6):152-154.
[2]万里亚.将数学建模思想融入高等数学课程中的探讨.常州工程职业技术学院学报,2008(9):66-68.
[3]许伯生.开展大学生数学建模,培养学生创新能力。上海工程技术大学教育研究,2010(4):23-25.
[4]程红萍.数学建模竞赛在提高搞笑師生综合素质中的作用. 陕西教育,2011(1):98-99.
[5]邓通德.渗透数学建模思想的教学探讨. 国土资源高等职业教育研究,2009(6):31-32.
【关键词】独立学院 数学建模 教学模式
数学建模是通过对实际问题进行合理的抽象、假设和简化,建立变量、参数之间的数学模型,并求解模型,最后用所求结果去解释、检验以及指导实际问题。我们希望将数学建模的这种思想和方法融入大学课程的教学中,这样不仅可以培养学生的数学建模意识和能力,增强学生的学习兴趣,提高学习效果,还可以推动教师日常教学方式的改进。将数学建模融入教学的教学模式,不仅可以使数学知识实践化,得到学生对知识原理的认同,而且能够使学生养成主动思考、主动学习的习惯。各独立学院对数学建模竞赛重视程度逐年提高,肯定了建模对数学学习和教学的促进。本文以东南大学成贤学院为例,探讨数学建模对独立学院师生综合素质的影响。
一、数学建模对独立学院教师综合素质的影响
独立学院成立的时间决定了学院以年轻教师居多,他们在教学理念、方式等方面有很强的可塑性,对新的教学方式有强烈的需求。融入数学建模思想和方法的教学模式作为新的教学手段,引起了年轻教师的兴趣。在探索思考的过程中,大大促进了教师素质的快速提高,对教学质量的掌控有了推进。
1. 数学建模促进独立学院教师教学方式的改变,提升教师的教学水平
独立学院的教师在面临教学任务较重、学生接受能力较差的情况下,往往沿袭着以往以教师为中心、以讲授为主线、以知识传授为目的的传统教学模式。而把数学建模思想和方法融入教学的方式,将传统的教学模式转化为以学生为中心、以问题为主线、以培养能力为目的的新型教学模式,这种新型教学模式已成为现今教师追求的主流教学方式。
教师要深入钻研教材,挖掘教材所蕴涵的各种信息,从中加以应用、推广,结合不同的专业选编合适的实际问题,创设问题情境,多安排学生身边的或具有专业性的问题,激发学生的求知欲,从学生感兴趣的实际问题出发自然而然的引入概念和方法,启发式的让学生利用引入时用的方法解决其他的一些实际问题,同时可以把数学建模解决实际问题的思想和方法不知不觉的传授给学生。例如,在介绍函数的最值时,可以选择会计专业中最大利润、最小投入、最大收益问题;土木专业中工程造价问题;等等。因此,在教学过程中要有意识的让学生在应用中学会知识,在学习知识中学会应用,培养学生学习知识、分析问题、解决问题的能力。
在教学中渗透数学建模思想,这对教师的要求很高。首先,教师要有扎实的基础知识和相关的专业知识;其次,教师在将课程内容完全呈现给学生的同时,必须注重数学建模思想的融入,这对教师的教学水平有很大的提高。
2. 数学建模提升独立学院数学建模教师的学习能力、科研能力等
数学建模也为教师提供了继续学习、继续突破的途径,比如计算机软件的应用、大型数学算法的学习和使用、可涉猎最新的数学应用的前沿领域,等等。在将实际问题转化为数学问题之后,往往需要运用maple、matlab、lingo、R语言等不断更新的现代数学工具来计算和解决较复杂的数学计算问题。教师在教与学的过程中能够深刻体会到数学和计算机的结合,可以解决理论和实际问题,增强自身的想象力、洞察力和创造力,提高自身的学习能力和科研能力。
二、数学建模促进独立学院学生综合素质的培养
教师在传授知识以及布置课外习题时,往往会潜移默化地将数学建模的思想和方法融入其中。那么,学生在学习过程中如何进行数学建模,数学建模对学生的综合素质又有怎样的益处,从以下几个方面进行分析。
1. 数学建模优化学生的基础知识结构,拓宽知识面,提升学生的创新能力
在数学建模中,除了要求学生掌握必要的基础知识之外,还要求他们有较广的知识面。因为数学建模的问题具有开放性、多样性等特点,一般来自于生物、化学、经济、金融、信息等各个学科领域和种种高科技甚至社会领域,如果要想解决这个问题,就必须掌握这个问题的背景知识。在基础知识很扎实、知识面较广的情况下,联想和发散思维的领域就会更加宽广,发现新问题、创造新方法、得出新结论的机会就越多,想象力就越丰富,创新能力就越强。因此,进行数学建模有助于巩固学生的基础知识,拓宽其知识面,提高其创新能力。
2. 数学建模培养学生的动手能力、自学能力
数学建模所要解决的实际问题,涉及的领域、范围较广,需要的信息量非常大。学生不可能对所有的问题都了解,要想解决这个问题,首先,学生必须通过图书馆、网络查询相关的文献资料,收集相关的大量信息,学习相关资料,以弄清题目的意思;其次,在解决问题时,有时要用到某些已有的或有用的数学模型的时候,还要会运用相关的资料,不能死搬硬套。这就在无形中提升了学生查找、学习、分析、运用资料的能力。
在数学建模过程中,不可避免的要完成大量的复杂的计算和图形、数据处理,这就要求学生能够熟练应用计算机的相关软件,解决实际问题。因此,数学建模可以促进学生学会利用计算机解决实际问题,提高自身的动手能力和学习能力。
动手能力还体现在学生论文的撰写能力上。学生在数学建模集训或竞赛中,最后能够体现三人合作成果的就是论文,它不仅要满足写作规范和写作要求,而且在论文中,逻辑表达必须清晰、语言表述必须流畅、数据推理必须精确,更重要的是能够把自己用数学方法解决实际问题的独特见解一目了然的在论文中呈现。这不仅培养了学生论文写作的能力,也为后面可能要做的科研工作奠定了基础。
3. 数学建模增强独立学院学生的团队合作意识,培养学生的协调能力
独立学院的学生思想活跃,喜欢参加一些团队活动,比如:书法、摄影、歌咏等等比赛,但是数学建模竞赛不同于以上的比赛。首先,数学建模是一个学术性较强的活动,学生必须有较扎实的理论基础等;其次,数学建模必须三个人同时参与,一般来说这三个人基本由来自不同专业、能力互补的学生组成。在数学建模过程中,三个人必须分工合作,取长补短,求同存异,共同完成数学建模竞赛的论文。因此,数学建模对于培养学生的团队合作意识,提高学生的协调能力起到非常重要的作用。
另外,学院可以成立数学建模协会,吸收学院数学建模爱好者,组织开展一系列活动,对会员进行数学建模的长期指导和经验交流以及培训,提高他们对数学建模的认识和团队合作意识。
4. 开办数学建模课,培养独立学院学生实践能力、创新能力和合作意识,增强学生研究新事物的兴趣
独立学院的学生在来校前就会有各种各样的考虑,希望自己在大学期间能够参与一些有深度的课程学习。鉴于此,在数学建模课上,教师除了要将系统的一些常见的模型、软件、方法和思想介绍给学生之外,还要有实际的问题让学生去思考,全面拓宽学生视野,促进学生对数学、计算机以及相关背景知识的学习和运用,培养学生将课堂理论转化为实践的能力,让学生充分发挥其最大的想象力和创造性,扩大学生的收益面。
独立学院的办学宗旨是将教学质量放在第一位,努力培养学习能力、应用能力和创新能力各方面都优秀的高层次应用型人才。文章中指出,将数学建模思想和方法融入应用型独立学院的教与学非常重要,这有助于增强独立学院在本科院校中的竞争力,提升教师的教学水平,增强学生在就业中的竞争力和优势等等。
【参考文献】
[1]徐敏.将数学建模的思想和方法融入高等数学教学。衡阳师范学院学报,2011(6):152-154.
[2]万里亚.将数学建模思想融入高等数学课程中的探讨.常州工程职业技术学院学报,2008(9):66-68.
[3]许伯生.开展大学生数学建模,培养学生创新能力。上海工程技术大学教育研究,2010(4):23-25.
[4]程红萍.数学建模竞赛在提高搞笑師生综合素质中的作用. 陕西教育,2011(1):98-99.
[5]邓通德.渗透数学建模思想的教学探讨. 国土资源高等职业教育研究,2009(6):31-32.