高職高專院校數(shù)學(xué)建模論文
時(shí)間:2022-10-29 10:27:13
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現(xiàn)如今,90后的大批學(xué)生已經(jīng)步入大學(xué)的校園。因受飛速發(fā)展的社會(huì)經(jīng)濟(jì)和先進(jìn)的文化思潮的影響,他們的思想觀念以及價(jià)值取向相對(duì)于“70后”、“80后”大學(xué)生發(fā)生了巨大的變化。進(jìn)入高職院校的90后學(xué)生們,不僅具有普遍90后學(xué)生的特點(diǎn),還存在著一些特有的問(wèn)題。他們主要是由高考錄取的第五批次以及“三校生”(中專,職高升入大專的學(xué)生)所組成。他們?cè)趯W(xué)習(xí)上存在學(xué)習(xí)興趣情緒化、基礎(chǔ)相對(duì)薄弱、學(xué)習(xí)習(xí)慣不好、自控力較差等問(wèn)題。然而面對(duì)這些學(xué)生普通高校的學(xué)生教學(xué)模式和方法是沒(méi)法解決高職高專學(xué)生的學(xué)習(xí)問(wèn)題的,而在數(shù)學(xué)學(xué)科的學(xué)習(xí)更是問(wèn)題突出。數(shù)學(xué)作為一門基礎(chǔ)學(xué)科,對(duì)學(xué)生的基礎(chǔ)有很高的要求,而高職高專的學(xué)生不僅基礎(chǔ)相對(duì)薄弱,對(duì)數(shù)學(xué)學(xué)科的學(xué)習(xí)興趣更是少之又少。
這就使得高職高專的數(shù)學(xué)老師要提出了新的教學(xué)手段和方法,在處理高職高專院校的學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的工作中需要積極探索新的教學(xué)模式,將抽象的數(shù)學(xué)知識(shí)與專業(yè)知識(shí)、生活之際相結(jié)合,進(jìn)而提高學(xué)生學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)的興趣,從而使教學(xué)活動(dòng)能夠順利的進(jìn)行。數(shù)學(xué)建模作為一個(gè)專業(yè)名詞并不陌生,它是一種數(shù)學(xué)的思考方法,是運(yùn)用數(shù)學(xué)的語(yǔ)言和方法,通過(guò)抽象、簡(jiǎn)化建立能近似刻畫(huà)并"解決"實(shí)際問(wèn)題的一種強(qiáng)有力的數(shù)學(xué)手段。數(shù)學(xué)模型一般是實(shí)際事物的一種數(shù)學(xué)簡(jiǎn)化。而數(shù)學(xué)建模的過(guò)程大致可以歸納為以下七個(gè)步驟:①對(duì)實(shí)際問(wèn)題的觀察、分析;②簡(jiǎn)化、抽象實(shí)際問(wèn)題并作出合理的假設(shè);③運(yùn)用數(shù)學(xué)方法確定模型,并明確變量和參數(shù);④根據(jù)規(guī)律來(lái)建立變量和參數(shù)間的數(shù)學(xué)關(guān)系;⑤運(yùn)用數(shù)學(xué)方法及軟件求解該數(shù)學(xué)問(wèn)題;⑥做合理的預(yù)測(cè);⑦驗(yàn)證結(jié)果正確與否。然而在各大高校中,更為老師和學(xué)生所熟知的是數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽。
自1992年由中國(guó)工業(yè)與應(yīng)用數(shù)學(xué)學(xué)會(huì)首次舉辦數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽以來(lái),全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽在各大高校如雨后春筍般蓬勃發(fā)展。到了1999年全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽正式設(shè)立大專組,而近10年來(lái)全國(guó)各個(gè)高職高專院校也相繼參與到大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽的比賽中來(lái)。我院近些年對(duì)數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽也是十分重視,在每年的比賽中都有一些成績(jī)優(yōu)異的小組獲得國(guó)家以及省內(nèi)的獎(jiǎng)項(xiàng),學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽的參與情況也頗為積極。去年,由基礎(chǔ)部主任及數(shù)學(xué)教研室的各位老師帶領(lǐng)的沈職院在2013年全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽大專組的比賽中共有20組進(jìn)行數(shù)學(xué)建模的培訓(xùn)和學(xué)習(xí),從中選出相對(duì)較好的10組參加了全國(guó)的競(jìng)賽,其中有2組獲得遼寧省二等獎(jiǎng),一組獲得遼寧省三等獎(jiǎng)。這個(gè)成績(jī)不僅為學(xué)院增得了榮譽(yù),也是學(xué)生提高了學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)及相關(guān)知識(shí)的興趣和信心。為了使這種高昂的情緒帶入到抽象的數(shù)學(xué)課堂中,將數(shù)學(xué)建模思想滲透到數(shù)學(xué)教學(xué)活動(dòng)中,越來(lái)越成為各個(gè)高職高專院校的數(shù)學(xué)教師所鐘愛(ài)的教學(xué)模式。
如何將數(shù)學(xué)建模滲透到數(shù)學(xué)教學(xué)中就成了老師們思考的問(wèn)題,下面我舉一個(gè)自己切身的例子來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。在一次講授傅里葉級(jí)數(shù)展開(kāi)式的課堂中,傅里葉級(jí)數(shù)的展開(kāi)一共分為三種類型:第一種是以為周期的;第二種是以為周期;第三種是復(fù)數(shù)形式的展開(kāi)式。在計(jì)算展開(kāi)式時(shí)運(yùn)用到大量的運(yùn)算以及在上學(xué)期學(xué)過(guò)的定積分的兩種運(yùn)算方法:湊微分法(也叫第一類換元積分)和分部積分法。由于學(xué)生在數(shù)學(xué)的運(yùn)算能力上不是很強(qiáng),對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的連貫性掌握也不是很好,所以運(yùn)算起來(lái)問(wèn)題百出,這使一些學(xué)生產(chǎn)生了厭煩的心理,他們認(rèn)為這種枯燥的數(shù)學(xué)運(yùn)算在實(shí)際中毫無(wú)用途所以有些同學(xué)干脆放棄不做了。面對(duì)這種情況,我在講授完第二種類型的展開(kāi)式后,沒(méi)有直接講授第三種類型而是給學(xué)生講了一下第三種類型的展開(kāi)式所運(yùn)用到的歐拉公式的來(lái)源,以及歐拉運(yùn)用此原理解決的實(shí)際問(wèn)題,即哥多斯堡七橋問(wèn)題:在哥尼斯堡的一個(gè)公園里,有七座橋?qū)⑵绽赘駹柡又袃蓚€(gè)島及島與河岸連接起來(lái)(如圖)。問(wèn)是否可能從這四塊陸地中任一塊出發(fā),恰好通過(guò)每座橋一次,再回到起點(diǎn)?歐拉于1736年研究并解決了此問(wèn)題,他把問(wèn)題歸結(jié)為如左圖的“一筆畫(huà)”問(wèn)題,證明上述走法是不可能的。學(xué)生積極主動(dòng)的參與到問(wèn)題的討論和探索中來(lái),在問(wèn)題解決后他們感觸頗深。他們意識(shí)到如此枯燥乏味的數(shù)學(xué)推理背后居然有那么多的際應(yīng)用,在接下來(lái)的學(xué)習(xí)中學(xué)生克服了繁瑣的運(yùn)算,對(duì)知識(shí)的掌握也很好。
使學(xué)生更好的掌握數(shù)學(xué)知識(shí)為以后的生活、工作服務(wù)是我們作為教師應(yīng)該履行的責(zé)任,也是作為高校教師應(yīng)盡的義務(wù)。將數(shù)學(xué)建模思想滲透到數(shù)學(xué)教學(xué)活動(dòng)中是使學(xué)生更好掌握知識(shí)的必由之路,學(xué)生在這種課堂教學(xué)模式下能更好的應(yīng)用數(shù)學(xué)、品味數(shù)學(xué)、理解數(shù)學(xué)和熱愛(ài)數(shù)學(xué),在知識(shí)、能力及素質(zhì)三方面迅速的成長(zhǎng)。可以毫不夸張地說(shuō),將數(shù)學(xué)建模滲透到數(shù)學(xué)教學(xué)活動(dòng)中是這些年來(lái)規(guī)模最大也最成功的一項(xiàng)數(shù)學(xué)教學(xué)改革實(shí)踐,是對(duì)素質(zhì)教育的重要貢獻(xiàn)。特別是借助于計(jì)算機(jī)及數(shù)學(xué)軟件技術(shù)的數(shù)學(xué)建模教學(xué)與競(jìng)賽活動(dòng)深受廣大學(xué)生、教師和社會(huì)的歡迎,也說(shuō)明了把數(shù)學(xué)建模的思想和方法融入數(shù)學(xué)教學(xué)確實(shí)是一種行之有效的素質(zhì)教育方法。
作者:曲袁超單位:沈陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院
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