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摘 要:本文通过对高职数学教学现状及改革的分析,提出在高职数学教学改革中应渗透数学建模的思想,介绍了在高职院校中渗透数学建模的必要性;并指出在数学建模过程中可培养,提高学生的素质和能力,从而对高职人才培养起到促进作用。
关键词:数学建模 高职数学 教学改革 能力 培养
中图分类号:G718 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2011)08(a)-0188-01
近年来,我国职业教育迅速发展,呈现出前所未有的勃勃生机。高等职业教育的目标是培养造就高级技术应用型人才,是以服务为宗旨,以就业为导向,因此我国高职教育属于职业技术教育,是培养高等技术应用型人才的教育,这也是高等职业教育强调的第一属性。随着国家对职业教育的高度重视和大力提倡,提高职业教育的教学质量势在必行。数学作为职业教育主要的基础课程之一,也应受到高度重视。
1 高职数学教学现状及改革目标
对于高职院校来说,数学课是经济管理、工程技术等专业的一门重要的专业基础课,是后续专业课学习的基础和工具.然而,高职院校普遍重视专业课教学与专业课实践,而轻视基础课教学.尤其对于专业基础课程的数学,课时不断压缩,存在课时少,内容多的矛盾。另一方面,受高校扩招等诸多方面因素的影响,高等职业教育生源素质已有所下降,部分学生在学习数学时存在着种种心理障碍;同时,从事数学课教学的教师,绝大多数是数学专业毕业,缺乏经济管理、工程技术等相关领域的专业知识,不了解数学知识在实际专业中的应用,教学内容没有实际问题的针对性。另外,高职数学的教材理论性较强,忽视了数学知识的应用和引申,没有突出专业性和实用性的特点。这些都反映出高职数学教学改革的迫切性。
高职教育要进行改革,需要从教学理念与目标、教学内容、教学方法和教学手段等方面入手,真正把教学质量置于素质教育的平台上,体现在高职数学课中,必须以“应用为目的,以必需够用为度”的教学原则,体现“联系实际,深化概念,注重应用,重视创新,提高素质”的特色,强调其应用性以及解决实际问题的能力。而作为联系数学理论和实际问题的桥梁和纽带的数学建模,正好适应了这一要求。可以通过建模活动,打破传统的注重理论学习、忽视数学知识应用的教学模式,进一步深化高职数学教学改革。
2 从提高数学应用性的角度在高职数学教学中渗透数学建模思想
2.1 什么是数学建模
数学模型是近些年发展起来的新学科,是数学理论与实际问题相结合的一门科学。它将现实问题归结为相应的数学问题,并在此基础上利用数学的概念、方法和理论进行深入的分析和研究,从而从定性或定量的角度来刻画实际问题,并为解决现实问题提供精确的数据或可靠的指导。数学建模是对于现实世界的一个特定对象,一个特定目的,根据特有的内在规律,做出一些必要的假设,运用适当的数学工具,得到一个数学结构;利用数学方法解决实际问题的一种实践。即通过抽象、简化、假设、引进变量等处理过程后,将实际问题用数学方式表达,建立起数学模型,然后运用先进的数学方法及计算机技术进行求解,从而解决实际问题。
2.2 在高职数学教学中渗透数学建模思想的必要性
首先,通过数学建模把学生学过的知识与周围的现实世界联系起来,有利于学生动手实践能力的培养。目前的数学教学中,大多是教师给出题目,学生给出计算结果。问题的实际背景是什么、结果怎样应用、这些问题都不是现行的数学教学能够解决的。数学建模是一个完整的求解过程,要求学生根据实际问题,抽象和提炼出数学模型,选择合适的求解算法,并通过计算机程序求出结果。在这个过程中,培养了学生的动手实践能力,有助于学生毕业后快速完成角色的转变。
第二,有利于学生知识结构的完善,一个实际数学模型的构建涉及许多方面的问题,问题本身可能涉及工程问题、环境问题、生殖健康问题、生物竞争问题、军事问题、社会问题等等,就所用工具来讲,需要计算机处理、Internet网、计算机检索等，因此数学建模有利于促进学生知识交叉、文理结合,有利于促进复合型人才的培养，另外数学建模还要求学生具有很强的计算机应用能力和英文写作能力．数学建模教会了学生面临实际问题时,如何通过搜集信息和查阅文献,加深对问题的理解,组建合理的数学模型。这个过程就是自主学习、探索发现的过程。“授人予鱼,不如授人予渔”。通过这样的训练,学生具备了一定的自我学习的方法和能力,这与现代社会要求人才具有终身学习的能力是相符合的。
第三，有助于学生创新意识和创新能力的培养。我国传统数学内容过多注重确定性问题的研究,采用的是满堂灌的教学方式。这种方法容易造成学生的“惰性思维”,难以充分展示学生的个性。而数学建模是通过大量生动有趣的实例来激发学生学习的兴趣和热情。数学建模不同于传统的解题方法,在建模过程中没有固定的模式、固定的答案,即使是对同一问题进行研究,其采用的方法和思路也是灵活多样的。建模没有最好,只有更好。从对实际问题的简化假设,到数学模型的构造,再到数学问题的解决,最后到模型在实际生活中的应用,无不需要创造性的思维和创新意识。通过数学建模,培养了学生的洞察力、想象力和创造力,提高了学生解决实际问题的能力。
第四,有利于学生团队精神的培养。高职学生毕业后,大多从事的是一线工作,都需要合作精神和团队精神。数学建模需要学生以团队形式参加,在建模的过程中全体同学充分的分工与合作,最后完成问题的解决。集体工作,共同创新,荣誉共享,这些都有利于培养学生的团队精神,培养学生将来协同创业的意识。任何一个参加过数学建模的学生都对团队精神带来的成功和喜悦感到由衷的鼓舞。数学建模的开展,可以使大学生在发挥创新思维能力、团队合作精神、计算机操作能力、文字表述能力、用数学知识和方法解决现实问题的能力等方面得到了全新的体验。
总之,数学建模所体现的创新思维意识、团队合作精神也正是我们这个时代所需要的,是高校数学课教师必须努力实现的目标，数学建模的开展为高校数学课教学指明了方向。“数学建模本质上是一种素质教育。”希望通过数学建模这种载体,一方面提高高职数学老师实践能力和计算机应用能力,将课堂理论教学与解决实际问题有机结合起来,让学生通过数学建模的学习和训练,使学生的视野得到开阔,观察现象、提出、分析、解决问题的能力得到培养,通过数学上的结论揭示在实际问题中的含义,从而达到改革现有教学内容体系、加强实践性教学,提高高职数学教学质量的目的。
参考文献
[1] 戴朝寿,孙世良.数学建模简明教程[M].高等教育出版社.
[2] 李乔祥.论数学建模竞赛对提高学生综合素质的作用[J].高等理科教育,2004.
[3] 姜启源.数学模型(第2版)[M].北京:高等教育出版社,1993.
[4] 韩中庚.数学建模方法及其应用[M].北京:高等教育出版社,2005.
[5] 李大潜.将数学建模思想融入数学类主干课程[J].中国大学教学,2006.
关键词:数学建模 高职数学 教学改革 能力 培养
中图分类号:G718 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2011)08(a)-0188-01
近年来,我国职业教育迅速发展,呈现出前所未有的勃勃生机。高等职业教育的目标是培养造就高级技术应用型人才,是以服务为宗旨,以就业为导向,因此我国高职教育属于职业技术教育,是培养高等技术应用型人才的教育,这也是高等职业教育强调的第一属性。随着国家对职业教育的高度重视和大力提倡,提高职业教育的教学质量势在必行。数学作为职业教育主要的基础课程之一,也应受到高度重视。
1 高职数学教学现状及改革目标
对于高职院校来说,数学课是经济管理、工程技术等专业的一门重要的专业基础课,是后续专业课学习的基础和工具.然而,高职院校普遍重视专业课教学与专业课实践,而轻视基础课教学.尤其对于专业基础课程的数学,课时不断压缩,存在课时少,内容多的矛盾。另一方面,受高校扩招等诸多方面因素的影响,高等职业教育生源素质已有所下降,部分学生在学习数学时存在着种种心理障碍;同时,从事数学课教学的教师,绝大多数是数学专业毕业,缺乏经济管理、工程技术等相关领域的专业知识,不了解数学知识在实际专业中的应用,教学内容没有实际问题的针对性。另外,高职数学的教材理论性较强,忽视了数学知识的应用和引申,没有突出专业性和实用性的特点。这些都反映出高职数学教学改革的迫切性。
高职教育要进行改革,需要从教学理念与目标、教学内容、教学方法和教学手段等方面入手,真正把教学质量置于素质教育的平台上,体现在高职数学课中,必须以“应用为目的,以必需够用为度”的教学原则,体现“联系实际,深化概念,注重应用,重视创新,提高素质”的特色,强调其应用性以及解决实际问题的能力。而作为联系数学理论和实际问题的桥梁和纽带的数学建模,正好适应了这一要求。可以通过建模活动,打破传统的注重理论学习、忽视数学知识应用的教学模式,进一步深化高职数学教学改革。
2 从提高数学应用性的角度在高职数学教学中渗透数学建模思想
2.1 什么是数学建模
数学模型是近些年发展起来的新学科,是数学理论与实际问题相结合的一门科学。它将现实问题归结为相应的数学问题,并在此基础上利用数学的概念、方法和理论进行深入的分析和研究,从而从定性或定量的角度来刻画实际问题,并为解决现实问题提供精确的数据或可靠的指导。数学建模是对于现实世界的一个特定对象,一个特定目的,根据特有的内在规律,做出一些必要的假设,运用适当的数学工具,得到一个数学结构;利用数学方法解决实际问题的一种实践。即通过抽象、简化、假设、引进变量等处理过程后,将实际问题用数学方式表达,建立起数学模型,然后运用先进的数学方法及计算机技术进行求解,从而解决实际问题。
2.2 在高职数学教学中渗透数学建模思想的必要性
首先,通过数学建模把学生学过的知识与周围的现实世界联系起来,有利于学生动手实践能力的培养。目前的数学教学中,大多是教师给出题目,学生给出计算结果。问题的实际背景是什么、结果怎样应用、这些问题都不是现行的数学教学能够解决的。数学建模是一个完整的求解过程,要求学生根据实际问题,抽象和提炼出数学模型,选择合适的求解算法,并通过计算机程序求出结果。在这个过程中,培养了学生的动手实践能力,有助于学生毕业后快速完成角色的转变。
第二,有利于学生知识结构的完善,一个实际数学模型的构建涉及许多方面的问题,问题本身可能涉及工程问题、环境问题、生殖健康问题、生物竞争问题、军事问题、社会问题等等,就所用工具来讲,需要计算机处理、Internet网、计算机检索等，因此数学建模有利于促进学生知识交叉、文理结合,有利于促进复合型人才的培养，另外数学建模还要求学生具有很强的计算机应用能力和英文写作能力．数学建模教会了学生面临实际问题时,如何通过搜集信息和查阅文献,加深对问题的理解,组建合理的数学模型。这个过程就是自主学习、探索发现的过程。“授人予鱼,不如授人予渔”。通过这样的训练,学生具备了一定的自我学习的方法和能力,这与现代社会要求人才具有终身学习的能力是相符合的。
第三，有助于学生创新意识和创新能力的培养。我国传统数学内容过多注重确定性问题的研究,采用的是满堂灌的教学方式。这种方法容易造成学生的“惰性思维”,难以充分展示学生的个性。而数学建模是通过大量生动有趣的实例来激发学生学习的兴趣和热情。数学建模不同于传统的解题方法,在建模过程中没有固定的模式、固定的答案,即使是对同一问题进行研究,其采用的方法和思路也是灵活多样的。建模没有最好,只有更好。从对实际问题的简化假设,到数学模型的构造,再到数学问题的解决,最后到模型在实际生活中的应用,无不需要创造性的思维和创新意识。通过数学建模,培养了学生的洞察力、想象力和创造力,提高了学生解决实际问题的能力。
第四,有利于学生团队精神的培养。高职学生毕业后,大多从事的是一线工作,都需要合作精神和团队精神。数学建模需要学生以团队形式参加,在建模的过程中全体同学充分的分工与合作,最后完成问题的解决。集体工作,共同创新,荣誉共享,这些都有利于培养学生的团队精神,培养学生将来协同创业的意识。任何一个参加过数学建模的学生都对团队精神带来的成功和喜悦感到由衷的鼓舞。数学建模的开展,可以使大学生在发挥创新思维能力、团队合作精神、计算机操作能力、文字表述能力、用数学知识和方法解决现实问题的能力等方面得到了全新的体验。
总之,数学建模所体现的创新思维意识、团队合作精神也正是我们这个时代所需要的,是高校数学课教师必须努力实现的目标，数学建模的开展为高校数学课教学指明了方向。“数学建模本质上是一种素质教育。”希望通过数学建模这种载体,一方面提高高职数学老师实践能力和计算机应用能力,将课堂理论教学与解决实际问题有机结合起来,让学生通过数学建模的学习和训练,使学生的视野得到开阔,观察现象、提出、分析、解决问题的能力得到培养,通过数学上的结论揭示在实际问题中的含义,从而达到改革现有教学内容体系、加强实践性教学,提高高职数学教学质量的目的。
参考文献
[1] 戴朝寿,孙世良.数学建模简明教程[M].高等教育出版社.
[2] 李乔祥.论数学建模竞赛对提高学生综合素质的作用[J].高等理科教育,2004.
[3] 姜启源.数学模型(第2版)[M].北京:高等教育出版社,1993.
[4] 韩中庚.数学建模方法及其应用[M].北京:高等教育出版社,2005.
[5] 李大潜.将数学建模思想融入数学类主干课程[J].中国大学教学,2006.