将数学建模思想融入高校数学课程的教学
2017-03-25何海阔
何海阔
(承德石油高等专科学校 计算机系,河北 承德 067000)
将数学建模思想融入高校数学课程的教学
何海阔
(承德石油高等专科学校 计算机系,河北 承德 067000)
从学习兴趣、教师成长、课程建设及数学课程的地位等方面阐述了将数学建模思想融入高校数学课教学的目的及意义,结合自身实际教学经验,提出了将数学建模思想融入高校数学课程教学的具体方法,如引入具体实例、专业案例和开展数学实践课程等,提高了学生解决实际应用问题的能力。
数学建模;高校;数学课程;教学
数学建模,是指通过对实际问题的抽象、简化、确定变量和参数,并应用某些“规律”建立起变量,参数间的确定的数学问题,求解该数学问题,解释、验证所得到的解,从而确定能否用于解决实际问题的多次循环,不断深化的过程。由此可以看出,数学建模实际就是用数学知识解决实际应用问题,要求具备较强的应用能力和实践能力,因而将数学建模思想融入高校数学课程教学,有助于学生发展思维,用数学思想、概念、方法消化吸收工程概念和工程原理、处理实验数据、求解数学模型、把实际问题转化为数学模型等。
1 数学建模对高职数学课程改革与课程建设的促进
1.1 数学建模提高了学生学数学用数学的兴趣
传统数学的教学枯燥无味,学生认为没有用,数学建模注重培养学生运用数学知识解决实际问题能力,这就让学生发现数学可以解决许多实际问题,发现数学的用处,从而提高了学习数学的兴趣,用数学解决实际问题的主动性。
1.2 数学建模竞赛促进了教师的成长
数学建模竞赛的辅导过程提升了教师用数学解决实际问题的能力,推动了教师开展数学建模方面的研究、申报了课题如《 基于数学建模的高职高等数学“教学做”一体化研究》、《基于Matlab开展数学建模教学的研究》;发表了论文如《数学建模在导数教学中的应用》、《数学建模思想融入常微分方程教学的探讨》等。
1.3 数学建模活动的开展提升了高职数学课程建设的水平
数学建模活动的开展在一定程度上促进了课程改革,促进了高职院校数学实验室建设,改善了教学环境。同时数学建模也为数学教师和专业课教师的联系创造了条件,相互的交流有助于课程建设水平的提升。
1.4 数学建模思想融入高职数学课程教学提升了数学课程的地位
数学建模思想融入到高职数学课程教学中提升了学生学习数学的兴趣,提高了学生用数学解决专业课程中有关问题的能力,同时数学建模使更多的教学管理者逐渐地不再认为数学无用了,提升了数学课程的地位。
2 数学建模思想如何融入到数学教学中
2.1 理论教学中引入具体实例
数学的概念都是很抽象的,在数学的教学中应该注重数学概念是如何从实际问题抽象出来的,例如在讲解导数概念的时候,要从实际的求几何曲线的切线斜率和变速直线运动的速度为切入点;从求曲顶柱体的体积来引入二重积分的概念。这样结合具体的实际背景,才能够让学生对抽象的概念理解和掌握。
2.2 理论教学中引入专业案例
在理论教学中,引入贴近专业的案例,用数学的知识解决专业中的实际问题,提升学生对数学建模的兴趣。以石油专业的学生为例,可以选择注水采油模型为案例。首先给出注水采油模型,向学生介绍涉及的概念,然后给出要解决的问题就是给水井注水后,提高油井的产油量,最好不提高油井的含水率!明确问题以后,就需要建立数学模型对模型进行相应假设,利用多元回归分析求解模型,得到注水量的优化模型。这种有针对性的专业案例教学,学生既能体会到学习过程中的数学知识,又能促进学生学习专业知识的兴趣和需求。
2.3 开设数学实践课程
2.3.1 课程的内容
以训练学生用数学解决实际问题的能力为目标,坚持自主性学习,做、学、教一体化教学,选择实际生活及本专业后续课程中的与数学练习密切的应用问题,内容选择的方法是,发动学生、数学教师和专业课教师从专业基础课教材中选择“与学生实际生活密切联系的应用性问题”和“与学生所学专业密切联系的应用性问题”作为实践课题。
2.3.2 课程的主要教学环节及模式
课程的主要教学环节:第一步,课前老师布置任务;第二步,学生自主学习寻求解决方案;第三步,在课上学生利用计算机数学软件对问题予以解决,教师进修辅导,得出解决方案;第四步,撰写实验报告。课程主要教学模式采用“抛锚式”。“抛锚式”教学模式的教学程序是:创设情境—确定问题—自主学习—协作学习—效果评价。教学中要注重过程性和学生的参与性,避免传统教学中只注重讲授知识。在实际构建模型的过程中,教师所起到的作用仅仅是给学生提出问题,解决问题靠的是学生自己,让学生在解决问题的过程中培养学习能力,不断提高搜集资料、分析处理数据以及将这些实际问题转化为数学问题的能力。
2.3.3 课程的成果载体——实践报告
高等数学实践课的成果载体就是实践报告,设计合理的实践报告,报告包括报告题目、关键词、摘要、问题重述、求解过程、求解结果、主要体会。
3 结语
高校数学教学中存在着重理论、轻应用的问题,数学建模能起将理论与实际应用相联系的作用。将数学建模的思想渗透到数学的教学中,一方面可以提升教学质量,一方面可以培养学生解决实际应用问题的能力。但是将数学建模融入高校数学课程教学的这个过程任重道远,需要数学教师在教学中不断地将理论教学和实践应用相结合,去不断探索、总结经验、不断完善。
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MathematicalModelinginMathematicsTeachinginColleges
HE Hai-kuo
(Department of Computer and Information Engineering, Chengde Petroleum College,Chengde067000, Hebei, China)
This paper expounds the purpose and significance of integrating mathematical modeling thought into college mathematics teaching from the aspects of learning interest, teacher growth, curriculum construction and the status of mathematics curriculum. Combined with the actual teaching experience, the paper puts forward the concrete methods of integrating mathematical modeling thought into college mathematics course teaching, such as introducing specific examples, introducing professional cases and developing mathematics practice courses.
mathematical modeling; colleges; mathematics course; teaching
2017-04-07
何海阔(1984-),女,河北隆化人,讲师,硕士,主要从事高等数学教学、数学模型研究工作,E-mail:hehaikuo@cdpc.edu.cn。
O13-42
A
1008-9446(2017)06-0073-02