基于数学建模和大学数学教学改革的探索

2017-01-27石峻

科学中国人 2017年9期

关键词：建模数学知识教学内容

石峻

河套学院中等职业技术学校

基于数学建模和大学数学教学改革的探索

石峻

河套学院中等职业技术学校

现代大学教育中，以宽松的教学条件对学生管理，目的是提高大学生自主学习积极性。但是在实际教学当中，除专业学科外，对于基础性学科并未改善，所以大学教学需要加以改善。本文通过对大学数学教育现状进行全面分析，结合数学建模对改革的重要性，探索数学基于数学建模和大学数学教学改革的思路。

数学建模；大学数学；教育改革

数学建模是指采用数学语言来描述和解决实际问题的一种有效途径。建模是从实际数学问题出发，通过相应的数学语言，将较为抽象的数学问题运用合理的数学方式进行阐述和求证，从而将其转化为对现实问题的求证、解释和预测。目前建模方式主要运用于机械、工程等领域，数学建模还不成熟。

一、大学数学教育现状

在大学教学期间，数学是作为理工类大学各专业学习的重要基础课程，但是笔者从调查中发现，国内大多数学校专业课程教师普遍认为学生数学基础差，无法满足专业课程学习需求，甚至部分教师在进行专业课教学前还要为学生补充相关数学内容。造成这一现象的主要原因有以下几点。

其一是目前国内高校大学数学课程少、内容多，数学教师为完成教学任务会不断的拉快教学进度，课堂教学侧重与理论学习和题型讲解上。其二是多数数学教师在课程教学期间采用“概念学习——定理记忆——题型证明步骤——例题讲解——习题正确率反馈”的简单教学步骤，不注重培养学生数学知识的形成及概念的产生和思维过程。例题讲解阶段更是仅教授学生解题方式，对题目的运用大大忽视，让学生感觉“数学=做题”。其三是数学教学过于机械，对数学概念理解较片面，再加上师生之间学习上产生偏差，导致课后忘的现象发生。最后是教师并没有根据学生专业对其进行有效引导，学生不了解也不懂得大学数学知识的用途，在需要数学知识解决实际问题时无从下手，使得学生动手能力较差。上述问题都是影响大学数学教育质量的关键，长此以往不利于专业人才的培养。

二、建模和数学教学改革思路

数学建模时要与大学数学模式和教学内容相互融合，这样才能为学生建立教学与实际问题有效沟通的桥梁。搭建数学模型能够快速的帮助大学生提高对数学知识的理解与运用能力，使其充分的感受到数学知识的魅力，从而激发学生对数学深入探索的学习兴趣。此外还有助于培养学生数学意识和创新能力。在基于数学建模和大学数学教学改革中，可以通过以下几个方面同时进行。

（一）在大学数学课程中安排相关建模内容

在大学数学教学中渗入数学建模教学内容是最直接有效的。建模时可以引入相关数学最新研究成果，也可以是与学生生活息息相关的实际问题。比如机械设计相关参数计算问题。在课堂教学中，教师通过引导或组织学生学生进行探讨，让学生将所学理论知识运用到实际问题中。这不仅能够增强学生实践能力及对数学概念的应用性，在巩固知识的同时还进一步加深了对数学知识的理解。

（二）不断探索教学方式，提高学生积极性

在大学数学的教学过程中，数学建模并不是按照一种方式进行，可以根据不同专业领域、不同内容采取多种方式，比如启发式和案例式，多元化建模可以有效帮助改良大学数学教育中存在的灌输式教学方法，将单向的数学课堂教学转变为双向或多向互动交流。在数学课堂教学中引入数学建模内容后，既能活跃课堂气氛，又能调动学生数学学习的积极性，激发学生进一步对数学知识的掌握和运用。同时由于经济、科学技术等在不断更新和完善，所以大学数学教学内容不能一成不变。大学课堂教学不能与社会发展脱离，要紧随时代发展的步伐，及时调整教学内容，将教材内容和最新数学研究成果、课题、案例资料等相互结合。丰富课堂教学资源，提高数学建模质量，促进数学课程教学进度，增强数学解决实际问题的实用性，提高学生对数学学习的兴趣和探索欲。

（三）引入课堂教学，拓展教学内容

笔者对国内多所高校调查中发现，目前学生使用的教材多以概念、数学定理、推论证明、例题示范为主，数学逻辑性策略在物理应用上较多。因此大学数学教材内容必须扩宽教学层面，引入利用相应知识构建数学模型的实例，让学生对数学模型认识加强，提高数学知识为学生解决问题的实效性。但是目前国内没有数学建模方面的课题和研究方法，教师要将建模引入大学数学教学中，可以借鉴国外优秀案例或者通过在线教学的方式熟练掌握数学建模步骤和形态，融合教材内容及学生学习状况及不同专业领域。取长补短，将其完美融合到数学课程教学中，丰富教学内容和结构，提高学生学习效率。

（四）根据学生实际情况，改变教学管理不足的问题

在大学教学当中，数学课堂教学人数多、专业不一，所以教师不可能了解每位学生学习进度，日常学习状况也难以评定。随着互联网信息技术及通信技术的发展，这种传统的管理方式会逐渐被淘汰。在大学数学教学当中，逐步引入数学建模教学活动，能够有效帮助教师及时了解学生学习情况，将学生学习能力进行明确区分，这样教师才能及时调整教学计划，对学生进行针对性教学，全面提高教学质量。当然，建模引入大学数学教学当中，虽然能够提高教学质量，提升教学管理的效果，但同时也对教师教学能力提出不同的挑战。如何平衡建模内容和教学内容，成为教师必须要考虑的问题。