数学建模思想融入数学教学

时间:2023-01-01 09:35:04 浏览量:

摘要:本文从数学建模思想融入数学教学重要性及数学建模思想融入数学教学方法两方面展开研究。数学建模思想融入数学教学的重要性体现在5方面:有利于培养学生创造力、洞察力、数学语言翻译能力、数学写作能力、良好的心理素质及团队合作精神。数学教学融入数学建模思想主要体现在数学概念教学、数学定理公式教学及应用题教学三方面。

关键词:建模思想;数学教学

中图分类号:TG76-4文献标识码:A文章编号:1671—1580(2015)12—0059—02

一、引言

随着计算机和数学软件的迅速发展,数学建模已经成为科学研究一种有效的工具。而有效的技术和方法一定会融入专门的技术人才培养的教学活动中。因此,数学建模思想融入数学教学成为必然。20世纪60年代,牛津大学的研究生开设了数学建模课程,几乎同时,欧美等发达国家将数学建模列入研究生、大学生及中学生课程。自1993年,国内一些高校陆续开设数学建模课程,开展了数学建模相关的系列活动。在国内,由于中、高考因素影响,数学教学围绕着考试展开,学生们在知识层面学了很多知识,记了很多公式,但是,在解决实际问题时却无从下手。在提倡素质教育的今天,关于数学学科教育,我们希望学生们能做到理论与实践相结合,即学生能用数学观点来思考问题,将数学的理论、公式具体化,灵活地应用于实际问题中,学到真正有用的数学。因此,数学教与学的矛盾特别尖锐,有必要将数学建模思想融入数学教学。

二、数学建模思想融入数学教学的重要性

目前,全国大学生数学建模竞赛活动受到国内外高等院校的关注。数学建模及数学实验课程已经成为国内各高校的选修课程,这使学生们不但能够从课本上学习到知识,还可以在建模竞赛的活动中灵活运用所学习的数学知识。数学建模的目的是培养学生应用数学解决问题的能力,数学建模所涉及的实际问题是复杂多变的,解决问题的途径和方法也是灵活多样的。数学建模融入数学教学有助于学生多方面能力的培养,具体体现在以下几个方面:

1.培养学生的创造力

我们要经过4个阶段完成数学建模论文,即分析问题、建立模型、求解模型及检验模型。数学模型的建立灵活性很大,所建立的模型不唯一。不同的建设条件,运用不同数学方法,建立的数学模型也不同,充分地发挥了学生们的想象力和创造力。

2.培养学生的洞察力

在建立模型的过程中,我们面对着各种各样的问题,很多复杂因素,要能很快抓住问题的要点。即从所提供的已知条件中,抓住数学的本质,使数学问题更加明确。

3.培养学生数学语言翻译能力

对于用自然语言描述的实际问题,建立数学模型时,需要将其表达为数学问题形式,并将数学语言编译成计算机程序,借助计算机进行数据处理、分析,并利用自然语言提出解决问题的方案或方法。因此,通过数学建模教学活动,学生们三种语言(自然语言、数学语言及计算机语言)的翻译及表达能力得到了充分的锻炼。

4.培养学生数学写作能力

完成一份数学建模试卷,论文要求按照规定的格式进行书写。在书写论文时,假设条件、数学模型的建立及模型求解,这一过程我们要表达清楚,文字表述、数学符号及标点符号的打印及排版都起着非常重要的作用。通过数学建模的训练,学生们数学写作的能力可以得到充分锻炼和提高。

5.培养学生良好的心理素质

数学建模所研究的问题均来源于现实生活和生产,涉及的知识面较广泛,将所研究的问题建立确切数学模型十分困难,需要我们对实际问题进行多次的研究和分析、抽象及简化,抓住其主要的因素,进行讨论分析,才能建立其数学模型。我们还需要应用数学软件对我们所建立的数学模型进行多次计算及模拟,才能使其达到比较符合需要的模型。数学建模过程是一个极其具有考验的过程,通过这个过程,不但培养了刻苦的学习态度,而且培养了学生们做事情能经得起失败考验的心态,增强学生们的心理承受能力。

6.培养学生团队合作精神

数学建模问题涉及的知识种类非常多,任务艰巨,而且要求学生们在规定的3天内完成,所以要求3人组队参赛。如果想在规定的时间内完成一份满意的答卷,组内成员要合理有效地分配任务,尽可能发挥每个人的潜能,组内成员之间要学会互相表达意见,虚心接受别人的建议。

三、数学教学融入数学建模思想方法

数学建模活动的主要目的在于提高学生们更好地将数学与计算机密切结合起来,提高解决实际问题的综合能力,培养学生们的综合数学素质。为了使更多学生从数学建模过程中受益,增强他们灵活运用数学知识,解决实际问题的综合能力,数学建模思想与数学教学相结合,刻不容缓。在数学教学中融入数学建模思想方法具体体现在以下几个方面:

1.数学概念教学中融入数学建模思想

由于数学概念是从实际问题中抽象、概括出来的,因此,对于数学概念的讲解,教师可以根据产生概念的背景、实例及过程入手,使学生体会到从实际问题出发,深入到数学概念的教学方式,切实体会到数学的应用价值,从而建立数学建模的意识。

2.数学定理公式教学中融入数学建模实例

在数学教学过程中,数学公式及定理内容是教学的难点,也是教学的重点。在教学过程中,学生们仅仅掌握公式及定理的内容是远远不够的,还要求掌握其应用。应用数学公式及定理内容的过程,激发了学生们学习数学的兴趣及热情。故在讲授定理及公式的教学过程中,我们可以选择与该定理公式相关的实际例子进行建模示范,做到理论联系实际,学生们更好理解公式及定理。

3.应用性例题教学中融入数学建模

数学教学目的是将数学知识加以应用,应用题既是较为简单的数学建模问题,也是考察学生应用数学知识解决实际问题能力的最基本方式。在各个章节中,选择具有应用背景的问题,引导学生进行问题分析,给出假设条件,建立数学模型,并对其进行求解,从而解决实际问题。在应用性例题教学中融入数学模型,有利于学生在教学中贯彻理论与实际相结合的原则,进而提高学生解决实际问题的数学能力。

四、结束语

面对21世纪知识经济的挑战,我国教育模式由应试教育、专业教育向素质教育转变,应培养学生的自主意识、效率意识、创新意识、竞争意识和民主意识。数学建模的过程就是“实践—理论—实践”的过程,数学建模过程是一个非常复杂的过程。在这个极具考验的过程中,学生们的认知能力、理解能力及抽象思维能力得到了发展,学生们的综合素质也得到了很大的提高。通过数学建模培养了学生们的创造力、洞察力、数学语言翻译能力、数学写作能力、良好的心理素质及团队合作精神。数学建模思想融入数学教学过程,为学生将来更好地适应社会打下了坚实的基础。

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