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數學建模課程改革研究論文

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【摘要】提出數學建模的基本概念,透過考查獨立院校大學生數學建模競賽發展狀況,針對獨立學院人才培養目標以及學生的特點,從多個方面闡述獨立院校大學生數學建模教育存在的突出問題,在此基礎上,提出了獨立大學數學建模教學改革策略和方法。

數學建模課程改革研究論文

【關鍵詞】獨立院校;數學建模;改革

一、數學建模的基本概念

數學是在實際應用的需求中產生的,要描述一個實際現象可以有很多種方式,爲了實際問題描述的更具邏輯性、科學性、客觀性和可重複性,人們採用一種普遍認爲比較嚴格的語言來描述各種現象,這種語言就是數學。數學建模則是架於數學理論和實際問題之間的橋樑,數學模型是對於現實生活中的特定對象,根據其內在的規律,做出一些必要的假設,爲了一個特定目的,運用數學工具,得到的一個數學結構,用來解釋現實現象,預測未來狀況。因此,數學建模就是用數學語言描述實際現象的過程。

二、獨立院校數學建模課程現狀

大部分的獨立院校的數學建模工作純在一定的問題,主要體現在以下幾個方面:(一)學生方面的問題。獨立院校的大部分學生的數學功底差,對數學的學習興趣不大,普遍認爲數學的學習對自身的專業的幫助不大。從而更不願意接觸與數學有關的數學建模,對數學建模競賽的興趣不大。在獨立院校中,參加數學建模競賽的大都是低年級的學生,而這些學生的數學知識結構還不完整,他們往往參加了一屆數學競賽並未獲得獎項後就不願意再次參加。而高年級的同學忙於其他的就業考研等壓力,無暇參加數學建模競賽的培訓。(二)教資方面的問題。首先。傳統的教學是知識爲中心、以教師的講解爲中心。數學建模的教學要求教師以學生爲中心,培養學生學會學習的能力,發展學生的創新能力和創造能力。獨立院校外聘的老師常常對獨立院校的學生不夠了解,這直接影響到教學成果。其次,數學建模涉及的知識面廣,不但包括數學的各個分支,還包含了其他背景的專業知識。獨立院校的教師一部分是才從大學畢業不久的研究生,他們對於數學建模教學和競賽的培訓經驗不足,科研能力不是很強,對數學的各個分支的把控能力不強,對其他專業的瞭解不夠全面。(三)教學實施方面的問題。大學生數學建模競賽的目的決不僅僅是獲獎,更重要的是透過參加大學生數學建模競賽活動,促進高校數學教學改革,起到培養全體學生能力、提高全體學生素質的作用。獨立院校數學建模教學存在很多的問題。首先,大學數學建模教育在獨立院校中的普及性不夠。數學建模的宣傳力度不大,課程大多開在大一和大二的跨選課,這個時候學生的數學知識結構還不完整。其次就是教材的選取,數學建模的相關教材大都是爲了數學建模競賽而編寫的,對於獨立院校的學生來說,這些教材的難度係數大,涉及的知識面廣,遠遠超過了學生的接受能力。

三、改革的具體措施

(一)讓學生了解數學建模,培養學習數學建模的興趣。數學建模課程的開設有利於培養學生運用數學具體解決實際問題的能力,讓學生髮現學習數學的用處,改變學生學習數學的態度,提高學習數學的能力,認識到數學的意義和價值。獨立院校學生的數學基礎雖然比較差,但是學生的動手能力強。學校可以在多開展數學建模的講座和課程,讓學生了解數學建模。同時多向學生宣傳數學建模的成果。(二)在教學內容中滲透數學建模思想和方法。1.在日常數學教學中滲透數學建模的思想方法。傳統的數學教學重視的是知識的培養和傳輸,而忽視的是實際應用能力。教師的教學目標是使學生掌握數學理論知識。一般的教學方法是:教師引入相關的的基本概念,證明定理,推導公式,列舉例題,學生記住公式,套用公式,掌握解題方法與技巧。學生往往學習了不少的純粹的數學理論知識,卻不知道如何應用到實際問題中。數學建模課程與傳統數學課程相比差別較大,學校開設的數學建模跨選課及數學建模培訓班,對培養學生觀察能力、分析能力、想象力、邏輯能力、解決實際問題的能力起到了很好的作用。由於學校開設的數學建模課程大多是選修課程,課時較少,參選的學生也有限,數學建模的作用不能很好的向學生傳輸。高等數學中的很多內容都與數學建模的思想有關,因此,在大學數學課程的教學過程中,教師應有意識地結合傳統的數學課程的特點,將數學建模的思想和內容融入到數學課堂教學中。這樣既可以激發學生的學習興趣,又能很好的將突出數學建模的思想。2.數學建模與專業緊密聯繫,發揮數學對專業知識的服務作用。數學建模與專業知識的結合,不僅可以讓學生認識到數學的重要作用,在專業知識學習中的地位,還可以培養學習數學知識的興趣,增強數學學習的凝聚力,同時加深對專業知識的理解。透過專業知識作爲背景,學生更願意嘗試問題的研究。在學習中遇到的專業問題也可以嘗試用數學建模的思想進行解決。這有利於提高學生的`綜合能力的培養。3.分層次進行數學建模教育。大體說來獨立院校的數學建模課程的開設應該分成兩個階段:(1)第一階段:大學一年級,在這個階段,大部分學生對數學建模沒有了解,這時候適合開設一些數學建模的講座和活動,讓學生了解數學建模。同時,在日常的數學教學中選擇簡單的應用問題和改變後的數學建模題目,結合自身的專業知識進行講解,讓學生了解數學建模的一般含義。基本方法和步驟,讓學生具備初步的建模能力。(2)中級層次:大學二、三年級。在這個階段,學生基本具備了完整的數學結構,具有了基本的建模能力。這個時候應該開設數學建模專業課程,讓學生處理比較複雜的數學建模問題,讓學生自己去採集有用的資訊,學會提出模型的假設,對數據和資訊需進行整理、分析和判斷,並模型進行分析和評價,最終完成科技論文。

四、加強教學組織與學校管理

(一)提高數學教師自身水平。在數學建模教學過程中,教師扮演着重要的角色。教師水平的高低決定着數學建模教學能否達到預期的目的。數學建模的教學,不僅要求教師具備較高的專業水平,還要求教師具備解決實際問題的能力和豐富的數學建模實踐經驗。而獨立院校的教師部分教師是才畢業不久的研究生,缺乏實踐經驗。這就對獨立院校的的數學建模教學工作產生了很大的障礙。爲了提高教師的水平,可以多派青年教師進行專業培訓學習和學術交流,參加各種學術會議、到名校去做訪問學者等等。同時可以多請著名的數學專家教授來到校園做建模學術報告,使師生拓寬視野,增長知識,瞭解建模的新趨勢、新動態。青年教師還需要依據特定的教學內容、教學對象和教學環境對自己的教學工作作出計劃、實施和調整以及反思和總結。青年數學教師還必須更新教育理念,改變傳統的教學理念。只有不斷創新,努力提高自身素質,才能適應新的形勢,符合建模發展的要求。(二)選取合適的教材。數學建模教材使用也存在諸多不足之處。絕大部分高校教學建模課程採用的是理工類專業數學建模教材。這些教材主要涵蓋的數學模型的難度係數大。而獨立院校的學生的基礎薄弱,無法接收這些模型。在教學過程中,教師可以將具體的案例或是歷年的數學建模題目做爲教學內容。透過具體的建模實例,講解建模的思想和方法。一邊講解,一邊讓學生分組討論,提出對問題的新的理解和對魔性的認識,嘗試提出新的模型。(三)豐富建模活動。全面開展數學建模活動是數學建模思想的最重要的形式,它既使課內和課外知識相互結合,又可以普及建模知識與提高建模能力結合,可以培養學生利用數學知識分析和解決實際問題的能力,可以有效地提升了學生的數學綜合素質。學校可以定期的開展數學建模宣傳活動,擴大數學建模的知名度。學校還可以邀請有經驗的專家和獲獎學生開展建模講座,提高對數學建模的重視,積極的組織建模活動。實踐證明,只有根據獨立院校的自身特點和培養目標,對數學建模課程的教學不斷進行改革,才能解決獨立院校數學建模課程教學的問題,才能真正的讓學生喜歡上數學,喜歡上數學建模。

【參考文獻】

[1]李大潛.將數學建模思想融入數學主幹課程[J].中國大學教育.2006.

[2]賈曉峯等.大學生數學建模競賽與高等學校數學改革[J].工科數學.2000:162.

[3]融入數學建模思想的高等數學教學研究[J].科技創新導報.2000:162.

作者:李雙 單位:湖北文理學院理工學院