試論高等職業(yè)教育數學(xué)課程教學(xué)中數學(xué)建模的應用論文
隨著(zhù)社會(huì )進(jìn)步、科技創(chuàng )新和經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)結構的不斷調整，我國對高素質(zhì)高技能應用型人才的需求正在不斷擴大，高等職業(yè)教育的高規格人才培養顯得尤其重要。社會(huì )上各行各業(yè)的工作人員，需要善于運用數學(xué)知識和數學(xué)思維方法來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題，方能為公司贏(yíng)得經(jīng)濟效益和社會(huì )效益。面臨新教育態(tài)勢的壓力，面對數學(xué)基礎薄弱的學(xué)生，如何在有限教學(xué)期限內快速提升高職數學(xué)課的教學(xué)品質(zhì)，成為高職高等數學(xué)教學(xué)改革的焦點(diǎn)。
一、高等職業(yè)教育數學(xué)課教學(xué)現狀與分析
經(jīng)過(guò)查閱大量文獻資料、學(xué)生學(xué)情調研和教師座談研討，可以將目前高等職業(yè)教育數學(xué)課教學(xué)現狀歸因為課程特點(diǎn)、教師和學(xué)生三個(gè)方面。
1.數學(xué)課的特點(diǎn)。數學(xué)是一門(mén)與現實(shí)世界緊密聯(lián)系的科學(xué)語(yǔ)言和基礎的自然學(xué)科，其形式極為抽象。學(xué)生學(xué)到數學(xué)概念、方法和結論，并未掌握數學(xué)學(xué)科精髓，未使數學(xué)成為解決實(shí)際問(wèn)題的利器。
2.教師方面。課堂上，教師賣(mài)力的教授“有用”的理論和方法，但學(xué)生學(xué)得吃力且效果不佳�，F在，部分教師將實(shí)際生活中的鮮活例子融入數學(xué)課的教授，打破了數學(xué)教學(xué)體系和內容自我封閉的僵局，但有些教師將“數學(xué)教育是一種素質(zhì)教育”阻礙為抽象、深奧的課程，嚴重挫傷了學(xué)生學(xué)習的積極性。
3.學(xué)生方面。就高職生學(xué)情而言，生源大多來(lái)自高考第五批等錄取批次，普遍不曉得數學(xué)理性思維對人思維能力培養的重要性，高職生學(xué)習目標不明確，學(xué)習習慣尚未養成，學(xué)習動(dòng)力不足。此外，面對大量抽象符號和邏輯推理，形象思維強的高職生極易產(chǎn)生抵觸心理。上述分析表明，要想實(shí)現“數學(xué)教育本質(zhì)上是一種素質(zhì)教育，數學(xué)的教學(xué)不能完全和外部世界隔離開(kāi)來(lái)”，就需要改變數學(xué)教育按部就班的靜態(tài)教學(xué)現狀，創(chuàng )新教學(xué)模式，激發(fā)學(xué)生的主體參與意識，方能形成生動(dòng)、活潑、有趣的數學(xué)課堂。
二、數學(xué)建模在高等職業(yè)教育人才培養過(guò)程中的意義和作用
從公元前3世紀的歐幾里得幾何，開(kāi)普勒的行星運動(dòng)三大規律到近代的流體力學(xué)等重要方程，數學(xué)建模的悠久歷史可見(jiàn)一斑。
1.數學(xué)建模的橋梁作用。隨著(zhù)大數據時(shí)代的到來(lái)，大量數據爆炸性的涌入銀行、超市、賓館、機場(chǎng)的計算機系統，都需要進(jìn)行歸納整理、去偽存真、分析和匯總。因此，需要在實(shí)際問(wèn)題和數學(xué)方法兩者之間架設一個(gè)橋梁，這個(gè)橋梁就是數學(xué)模型。
2.數學(xué)建模思想融入高職數學(xué)課堂的意義。鑒于高等職業(yè)教育數學(xué)課教學(xué)現狀與分析，結合數學(xué)建模進(jìn)入高等院校數學(xué)課堂時(shí)機的日漸成熟，以及高等職業(yè)教育旨在培養高職生如何“用數學(xué)”而非“算數學(xué)”的目標，將數學(xué)建模思想融入高職數學(xué)課堂有著(zhù)積極肯定的意義。
(1)時(shí)機成熟。隨著(zhù)大型快速計算機技術(shù)及數學(xué)軟件的快速發(fā)展，早期大型水壩的應力計算、航空發(fā)動(dòng)機的渦輪葉片設計等數學(xué)模型中的數學(xué)問(wèn)題迎刃而解，數學(xué)建模與科學(xué)計算的完美結合成為數學(xué)科學(xué)技術(shù)轉化的主要途徑。計量經(jīng)濟學(xué)、人口控制論等新興的交叉學(xué)科為數學(xué)建模提供了廣闊的應用新天地。
(2)目標明確。數學(xué)建模的切入搭建了數學(xué)和外部世界的橋梁，解開(kāi)了數學(xué)課堂教學(xué)的困境，讓高職生以數學(xué)為工具去分析、解決現實(shí)生活中實(shí)際問(wèn)題的目標切實(shí)可行。面對工程技術(shù)、經(jīng)濟管理和社會(huì )生活等領(lǐng)域中的實(shí)際問(wèn)題，擁有敏銳洞察力的高職生面對現實(shí)問(wèn)題的挑戰，主動(dòng)好奇的參與到資料收集、調查研究過(guò)程中來(lái)，能夠擺脫慣性思維模式，敢于向傳統知識挑戰，嘗試多樣解題方式，不僅激發(fā)了學(xué)習動(dòng)機，提升了數學(xué)知識水平，更有助于學(xué)生創(chuàng )新精神和能力的培養，讓其在體會(huì )數學(xué)建模魅力和實(shí)用性的同時(shí)，滲透數學(xué)應用能力。
三、數學(xué)建模在高等數學(xué)教學(xué)中的應用實(shí)踐
學(xué)生走上工作崗位后，無(wú)形中會(huì )利用數學(xué)建模思想來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題。那么，如何有效的將數學(xué)建�！爸踩搿备邤嫡n程教學(xué)，則需要一系列科學(xué)合理有序的.教學(xué)改革方可取得成效。
(1)融入數學(xué)建模思想的高職特色教材。作為教學(xué)載體，高職數學(xué)教材應從應用性職業(yè)崗位需求出發(fā)，以專(zhuān)業(yè)為服務(wù)對象，以實(shí)踐操作為重點(diǎn)，以能力培養為本位，以素質(zhì)培養為目的撰寫(xiě)情境式案例驅動(dòng)的高職特色教材。
(2)構建服務(wù)專(zhuān)業(yè)的高職數學(xué)教學(xué)模式。以學(xué)校專(zhuān)業(yè)需求為服務(wù)出發(fā)點(diǎn)，制定專(zhuān)業(yè)特色鮮明的數學(xué)課程教學(xué)新體系，搭建課程的“公有”模塊和“選學(xué)”模塊，加強專(zhuān)業(yè)針對性。與服務(wù)專(zhuān)業(yè)類(lèi)似，對于不同年級、不同數學(xué)基礎學(xué)生的需求，提供個(gè)性化、分層化、系列化的教學(xué)內容，顯得尤為關(guān)鍵。
(3)培養數學(xué)應用意識的案例教學(xué)方法。歷屆全國大學(xué)生數學(xué)建模競賽參賽數量和規模的擴張使我們懂得：以熱點(diǎn)案例出發(fā)，能夠激發(fā)學(xué)生的求知欲，在求解過(guò)程中自然引出系列數學(xué)知識點(diǎn)，通過(guò)數學(xué)建模，讓學(xué)生體會(huì )數學(xué)是刻畫(huà)現實(shí)世界的數學(xué)模型，品味數學(xué)樂(lè )趣，趣化學(xué)習過(guò)程，強化數學(xué)知識應用意識，樹(shù)立學(xué)生主體意識并培養學(xué)生創(chuàng )新意識和能力。
(4)營(yíng)造數學(xué)應用意識的數學(xué)實(shí)驗氛圍。利用數學(xué)軟件，通過(guò)寥寥數行代碼解決曾經(jīng)無(wú)從下手的復雜問(wèn)題，必會(huì )吸引學(xué)生從耗費時(shí)間的復雜計算轉移到數學(xué)建模思想、數學(xué)方法的理解和應用，培養以數學(xué)和計算機分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，提高數學(xué)應用意識。
(5)指導學(xué)生參加全國大學(xué)生數學(xué)建模競賽。歷屆數學(xué)建模競賽從內容到形式，都是一場(chǎng)與真實(shí)工作環(huán)境接近的真刀真槍的歷練，要求學(xué)生團隊綜合運用數學(xué)及其他學(xué)科知識、使用計算機技術(shù)通過(guò)數學(xué)建模來(lái)分析、解決現實(shí)問(wèn)題。從“乘公交，看奧運”、“世博會(huì )影響力的定量評估”到“SARS的傳播”、“飲酒駕車(chē)”，這些開(kāi)放、挑戰性問(wèn)題，必然會(huì )提高學(xué)生的洞察力、想象力、創(chuàng )造力和協(xié)作精神。
四、數學(xué)建模在高等數學(xué)教學(xué)中的實(shí)踐效果
自20xx伊始，將數學(xué)建模和數學(xué)實(shí)驗引入高職數學(xué)課程教學(xué)中以來(lái)，學(xué)生主動(dòng)學(xué)習意愿增強，學(xué)習效果顯著(zhù)提升。效果主要表現實(shí)際問(wèn)題求解的多樣性和開(kāi)放性使得學(xué)生思維得以激活和解放，解題的自由使得互聯(lián)網(wǎng)應用達到最優(yōu)化。學(xué)院連續多年組織學(xué)生參加北京市高職高專(zhuān)大學(xué)生數學(xué)競賽多次獲得一、二、三等獎，在全國大學(xué)生數學(xué)建模競賽中獲得多項北京市一等獎，近兩年獲得國家二等獎2項、國家一等獎1項的佳績(jì)。經(jīng)過(guò)共同努力，應用數學(xué)基礎獲批為國家精品資源共享課。需要強調三點(diǎn)：首先，案例教學(xué)中要科學(xué)合理的訓練學(xué)生的“雙向翻譯”能力，要培養學(xué)生應用數學(xué)語(yǔ)言把實(shí)際問(wèn)題翻譯為明確的數學(xué)問(wèn)題，再把數學(xué)問(wèn)題的解翻譯成常人能理解的語(yǔ)言。其次，所有教學(xué)活動(dòng)要以學(xué)生為中心，并且離不開(kāi)教師煞費苦心精心設計的教學(xué)活動(dòng)，因為數學(xué)建模、指導數學(xué)實(shí)驗和輔導學(xué)生參加競賽需要教師掌握算法、優(yōu)化、統計、數學(xué)軟件、計算機編程等綜合能力，因而教師尤為關(guān)鍵。再者，學(xué)院領(lǐng)導對數學(xué)建模、數學(xué)實(shí)驗在人才培養過(guò)程中的重要性要有清晰充分的認識，才會(huì )有力度的支持數學(xué)教學(xué)改革。
五、結語(yǔ)
將數學(xué)建模思想和方法融入高職數學(xué)課程教學(xué)是一種先進(jìn)的教育教學(xué)改革理念，是提升高職數學(xué)教學(xué)品質(zhì)的關(guān)鍵，需要廣大教師踏踏實(shí)實(shí)的鉆研和工作，真正講好每一個(gè)案例，為培養具備數學(xué)應用意識的高規格人才而努力。
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