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數(shù)學(xué)建模的廣泛應(yīng)用已經(jīng)激起大學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和研究積極性,各個高職院校紛紛將數(shù)學(xué)建模思想融入數(shù)學(xué)課的教學(xué)中,對學(xué)生數(shù)學(xué)素養(yǎng)和專業(yè)素養(yǎng)的提高取得積極的效果。
一、高職院校數(shù)學(xué)建模工作的意義
(一)現(xiàn)代職業(yè)教育人才培養(yǎng)需求
2014年6月,《國務(wù)院關(guān)于加快發(fā)展現(xiàn)代職業(yè)教育的決定》(國發(fā)〔2014〕19號)明確指出:提高人才培養(yǎng)質(zhì)量,推進(jìn)人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新。現(xiàn)代職業(yè)教育的關(guān)于"實(shí)踐能力強(qiáng)、具有良好職業(yè)道德的高技能人才"培養(yǎng)目標(biāo),要求學(xué)生既具備扎實(shí)理論基礎(chǔ)知識和實(shí)踐操作能力,又具備數(shù)學(xué)應(yīng)用能力、創(chuàng)新能力、解決問題能力等職業(yè)核心能力。數(shù)學(xué)建模教育以其獨(dú)特的學(xué)習(xí)內(nèi)容和實(shí)踐方法培養(yǎng)學(xué)生必需的應(yīng)用能力和數(shù)學(xué)素養(yǎng),契合高技能人才的培養(yǎng)要求。因此,推進(jìn)數(shù)學(xué)建模教育,對改革人才培養(yǎng)模式影響深遠(yuǎn)、意義重大。
(二)職業(yè)核心能力提高的表現(xiàn)
數(shù)學(xué)建模是一個學(xué)數(shù)學(xué)、做數(shù)學(xué)、用數(shù)學(xué)的過程,注重獲取新知能力和解決問題的過程,體現(xiàn)學(xué)和用的統(tǒng)一。作為一種創(chuàng)造性活動,數(shù)學(xué)建模教育活動可以培養(yǎng)學(xué)生敏銳的洞察力、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)某橄罅?、?yán)密的邏輯思維、較強(qiáng)的創(chuàng)新意識,使學(xué)生在實(shí)踐活動中能夠發(fā)揮很好的作用。同時,數(shù)學(xué)建模又是一種量化手段,鍛煉學(xué)生知識應(yīng)用能力和實(shí)踐能力。數(shù)學(xué)建模思想的學(xué)習(xí)過程,是學(xué)生積極探索、求真務(wù)實(shí)、不畏艱辛、努力進(jìn)取的過程,他們在解決實(shí)際問題的同時,既可以學(xué)習(xí)科學(xué)研究的方法步驟,又能增強(qiáng)數(shù)學(xué)應(yīng)用和創(chuàng)新能力,進(jìn)而提高自身的全面素質(zhì)。
(三)高職數(shù)學(xué)改革的必經(jīng)之路
高職數(shù)學(xué)課程內(nèi)容曾存在"重經(jīng)典、輕現(xiàn)代,重連續(xù)、輕離散,重分析推導(dǎo)、輕數(shù)值計(jì)算,重運(yùn)算技巧、輕數(shù)學(xué)思想方法"的"四重四輕"現(xiàn)象,這與高職培養(yǎng)的高技能人才目標(biāo)不適應(yīng),所以,將數(shù)學(xué)建模思想融入數(shù)學(xué)課程是高職數(shù)學(xué)改革的必經(jīng)之路,因?yàn)樾碌慕虒W(xué)模式和教學(xué)內(nèi)容能有效地將數(shù)學(xué)知識體系拓展到技能體系中,有效地增強(qiáng)學(xué)生綜合應(yīng)用數(shù)學(xué)知識的能力。
二、高職院校數(shù)學(xué)建模工作的特征
近年來,許多高職院校正在將數(shù)學(xué)建模工作與貫徹落實(shí)素質(zhì)教育有機(jī)地結(jié)合起來,通過數(shù)學(xué)建模來提高學(xué)生的綜合素質(zhì)以及研究與實(shí)踐能力。
(一)競賽帶動課程建設(shè),活動鍛煉學(xué)生技能
1994年,由教育部高教司和中國工業(yè)與應(yīng)用數(shù)學(xué)學(xué)會共同主辦全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽。2004年前后,北京市高職院校紛紛開始參加這項(xiàng)競賽。每年一屆的競賽活動在大學(xué)生中受到關(guān)注與喜愛,數(shù)學(xué)建模很快以選修課的形式應(yīng)運(yùn)而生。目前,北京市的幾所國家示范校和骨干校每年每校都有大約100名學(xué)生報名參加數(shù)學(xué)建模選修課,每年大約有10支隊(duì)伍參加全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽。開展數(shù)學(xué)建模課程教學(xué)和參加全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽,基于數(shù)學(xué)建模思想進(jìn)行教學(xué)改革,能為探索數(shù)學(xué)建模教育和培養(yǎng)新型應(yīng)用型人才相結(jié)合開辟一種新思路、新模式。
(二)課題加強(qiáng)跨學(xué)科合作,科研提升師生能力
2008年以來,北京市高職院校紛紛開始組織學(xué)院數(shù)學(xué)建模競賽,賽題的設(shè)計(jì)把不同學(xué)科領(lǐng)域的專家和專業(yè)教師聯(lián)系到一起,加強(qiáng)跨專業(yè)的合作,促進(jìn)教學(xué)團(tuán)隊(duì)的建設(shè)。良效的研討機(jī)制可以提高教師的整體素質(zhì),逐步形成一支結(jié)構(gòu)合理、人員穩(wěn)定、教學(xué)水平高、教學(xué)效果好的指導(dǎo)教師梯隊(duì),培養(yǎng)一支緊密圍繞專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)需求、銳意改革創(chuàng)新的教師隊(duì)伍。
來自專業(yè)課或者生活實(shí)際的課題,可以引起學(xué)生濃厚的興趣和參與的積極性,使得他們通過查找資料、調(diào)查研究、抽象本質(zhì)、合理建模、軟件求解、驗(yàn)證實(shí)際等一系列科研步驟,培養(yǎng)科學(xué)研究、謹(jǐn)慎全面的學(xué)習(xí)態(tài)度,鍛煉合作創(chuàng)新、解決問題等職業(yè)核心能力。
(三)思想推動數(shù)學(xué)課改,實(shí)踐優(yōu)化教法設(shè)計(jì)
數(shù)學(xué)建模思想是"實(shí)際問題+實(shí)用方法+實(shí)驗(yàn)?zāi)M+實(shí)時檢驗(yàn)"的過程,其精髓在于用科學(xué)的方法解決實(shí)際問題,用合理的分析解釋事實(shí)現(xiàn)象。這不僅會改變教師向?qū)W生單向傳授的教學(xué)方式,還使教師的引導(dǎo)性、指導(dǎo)性與學(xué)生的積極性、主動性得到充分的結(jié)合,達(dá)到師生互動的良好效果。信息化的實(shí)驗(yàn)室授課,使得學(xué)生通過設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn),運(yùn)用數(shù)學(xué)技術(shù)操作計(jì)算機(jī)模擬,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)實(shí)際問題的解決,極大程度地調(diào)動學(xué)生主動學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的積極性,提升學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的成就感與信心。
三、高職院校數(shù)學(xué)建模工作的發(fā)展趨勢
(一)與現(xiàn)代職業(yè)教育特色相符,不斷優(yōu)化數(shù)學(xué)類課程結(jié)構(gòu)。開設(shè)微積分、數(shù)學(xué)建模、數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)等數(shù)學(xué)類課程,多元化、多角度地培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用意識。根據(jù)學(xué)生基礎(chǔ)和能力采用分層教學(xué),按專業(yè)培養(yǎng)方案要求進(jìn)行模塊化教學(xué),既符合學(xué)生的能力水平,又與不同專業(yè)有機(jī)結(jié)合。課程多元化,活動多樣化,數(shù)學(xué)建模思想應(yīng)成為貫穿數(shù)學(xué)類課程的應(yīng)用主線,使高職數(shù)學(xué)類課程一體化。數(shù)學(xué)建模的目的不僅是為了解決一些具體問題,也不僅為了給學(xué)生擴(kuò)充大量的數(shù)學(xué)知識,而應(yīng)普及學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)的意識,提高數(shù)學(xué)應(yīng)用能力。對于傳統(tǒng)數(shù)學(xué)教學(xué)模式,學(xué)生已經(jīng)厭倦,大部分學(xué)生提出的改變教學(xué)模式與考試方法的多年來的實(shí)踐顯示,全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽是數(shù)學(xué)知識和應(yīng)用能力共同提高的最佳結(jié)合點(diǎn),是啟迪創(chuàng)新意識和創(chuàng)新思維、鍛煉創(chuàng)新能力、培養(yǎng)高層次人才的一條有效途徑,是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性,培養(yǎng)他們主動探索、努力構(gòu)筑奮發(fā)進(jìn)取良好學(xué)風(fēng)及團(tuán)結(jié)協(xié)作精神的有力措施。
(二)以學(xué)生為中心,充分發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)能動性微積分、數(shù)學(xué)建模、數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)等數(shù)學(xué)類課程的教
學(xué)內(nèi)容可進(jìn)行模塊化,根據(jù)不同專業(yè)的實(shí)際需求進(jìn)行選學(xué),教學(xué)方法也可依據(jù)不同模塊采用不同的方式,以滿足學(xué)生的個體需求,激發(fā)學(xué)習(xí)積極性,幫助他們在自主探索和合作交流的親身體驗(yàn)中真正理解和掌握數(shù)學(xué)的知識與技能、數(shù)學(xué)應(yīng)用的思想與方法。教學(xué)設(shè)計(jì)可增加訓(xùn)練活動和實(shí)踐操作內(nèi)容,讓學(xué)生邊做邊學(xué),學(xué)以致用。貫徹"以能力為本位"、"以學(xué)生為中心"、"教學(xué)做一體"等高職教育理念,采用項(xiàng)目教學(xué)、案例教學(xué)、角色扮演等多種教學(xué)方法,使學(xué)生的綜合素質(zhì)在不斷參與和體驗(yàn)中提高。
(三)以信息化教學(xué)為載體,提高互動教學(xué)質(zhì)量信息化教學(xué)的蓬勃發(fā)展為數(shù)學(xué)建模實(shí)踐操作帶來革新的變化,重視運(yùn)用信息化教學(xué),不斷更新前沿的學(xué)習(xí)資源,把網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)作為學(xué)生分析問題和解決問題的強(qiáng)有力工具,使學(xué)生融入實(shí)際數(shù)學(xué)活動中去,體現(xiàn)"學(xué)以致用"的教學(xué)理念??鐚W(xué)科的教學(xué)內(nèi)容和現(xiàn)代教學(xué)案例要求教師須不斷學(xué)習(xí)新知識,更新教學(xué)理念,相互研討交流,不斷提升業(yè)務(wù)能力。利用信息化網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)平臺,教師共享不斷更新的案例、圖片、視頻等教學(xué)資源,與學(xué)生實(shí)時互動。豐富的教學(xué)視頻為學(xué)生提供補(bǔ)充學(xué)習(xí)的機(jī)會,充足的題庫也給學(xué)生準(zhǔn)備自我檢驗(yàn)的資源,信息化使學(xué)生的學(xué)習(xí)不拘泥于時間和空間,極大地滿足學(xué)習(xí)需求。
(四)以能力為本位,全面考評學(xué)生的"輸出"能力建立多元化的評價方法和以實(shí)踐能力為核心的評價體制,全面了解學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、實(shí)踐能力和自我提高程度,既可以激勵學(xué)生學(xué)習(xí),更能滿足學(xué)生探索和成功的需求,讓他們在實(shí)踐中給予重視。結(jié)合課堂中的應(yīng)用,在對數(shù)學(xué)建模學(xué)習(xí)評價時要關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)果,重視學(xué)生學(xué)習(xí)過程,考查數(shù)學(xué)知識的掌握,也要體現(xiàn)數(shù)學(xué)建模思想的運(yùn)用。
關(guān)鍵詞:數(shù)學(xué)建模競賽;數(shù)模文化;數(shù)學(xué)文化
作者簡介:謝海(1972-),男,廣西岑溪人,桂林理工大學(xué)理學(xué)院,講師,主要研究方向:智能計(jì)算和不確定性理論。(廣西桂林541004)
一、什么是數(shù)學(xué)建模
“不論是用數(shù)學(xué)方法解決哪類實(shí)際問題,還是與其他學(xué)科相結(jié)合形成交叉學(xué)科,首要的和關(guān)鍵的一步是將研究對象的內(nèi)在規(guī)律用數(shù)學(xué)的語言和方法表述出來,即建立所謂數(shù)學(xué)模型,還要將求解得到的結(jié)果返回到實(shí)際問題中去,這種解決問題的全過程稱為數(shù)學(xué)建模?!盵1]
二、我國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽發(fā)展現(xiàn)狀
大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽(MathematicCompetitioninModeling,簡稱MCM)1985年最先在美國出現(xiàn)。1989年,我國3校4隊(duì)大學(xué)生首次參加美國的數(shù)學(xué)建模競賽。借鑒美國數(shù)學(xué)建模競賽成功經(jīng)驗(yàn),我國于1992年開始舉辦全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽(ChinaUndergraduateMathematicalContestinModeling,簡稱CUMCM),每年一屆。
全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽參賽校數(shù)和隊(duì)數(shù)逐年持續(xù)增長,師生們參賽的熱情與日俱增,表明這項(xiàng)競賽具有良好的聲譽(yù),在高等院校和社會上的影響力越來越大,對學(xué)生的吸引力越來越強(qiáng),樹立了自己的品牌,使之成為全國高校規(guī)模最大的一項(xiàng)科技課外活動。
我國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽以全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽為核心,其他形式的競賽有:地區(qū)性建模競賽,如大學(xué)生數(shù)學(xué)建模邀請賽(原為華東地區(qū)數(shù)學(xué)建模競賽)、蘇北地區(qū)數(shù)學(xué)建模競賽、華中地區(qū)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模邀請賽;省市級建模競賽;校內(nèi)建模競賽;專業(yè)建模競賽,如電工數(shù)學(xué)建模競賽。
此外,我國參加美國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽的隊(duì)伍也在壯大,參加2008年美國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽(MCM)有849隊(duì),占總數(shù)的73%,參加交叉學(xué)科競賽(ICM)的有357隊(duì),占總數(shù)的94%。
總體上說,我國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽活動發(fā)展態(tài)勢良好,成效顯著。
三、大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽的成效
在全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽帶動下,我國各級各類大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽蓬勃發(fā)展,數(shù)學(xué)建模不僅僅是一項(xiàng)競賽,更是推動大學(xué)數(shù)學(xué)教育教學(xué)改革,提高大學(xué)生素質(zhì)的成功探索,取得了巨大的成效。
全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽組委會主任李大潛院士在分析數(shù)學(xué)建模之所以受到大學(xué)生追捧的原因時說:“數(shù)學(xué)建模及其競賽活動打破了原有數(shù)學(xué)課程自成體系、自我封閉的局面,為數(shù)學(xué)和外部世界的聯(lián)系在教學(xué)過程中打開了一條通道,提供了一種有效的方式。學(xué)生們通過參加數(shù)學(xué)建模的實(shí)踐,親自參加了將數(shù)學(xué)應(yīng)用于實(shí)際的嘗試,親自參加了發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造的過程,取得了在課堂里和書本上所無法獲得的寶貴經(jīng)驗(yàn)和親身感受,這必能啟迪他們的數(shù)學(xué)心靈,促使他們更好地應(yīng)用數(shù)學(xué)、品味數(shù)學(xué)、理解數(shù)學(xué)和熱愛數(shù)學(xué),在知識、能力及素質(zhì)三方面迅速地成長。可以毫不夸張地說,數(shù)學(xué)建模的教育及數(shù)學(xué)建模競賽活動是這些年來規(guī)模最大也最成功的一項(xiàng)數(shù)學(xué)教學(xué)改革實(shí)踐,是對素質(zhì)教育的重要貢獻(xiàn)”。數(shù)模教育及數(shù)模競賽活動有助于廣大教師轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念,改進(jìn)教學(xué)方法手段,不斷把數(shù)模思想和方法融入到大學(xué)數(shù)學(xué)主干課程中,促進(jìn)整個大學(xué)數(shù)學(xué)課程教學(xué)改革,并取得了豐碩成果。2001年、2005年兩屆高校國家級教學(xué)成果一、二等獎中,以數(shù)學(xué)建模、數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)為主要內(nèi)容的有11項(xiàng),占整個數(shù)學(xué)類的38%。在2003至2008年度國家級精品課程中數(shù)學(xué)類共有64項(xiàng),其中數(shù)學(xué)建?;驍?shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)共有9項(xiàng),占整個數(shù)學(xué)類的14.1%。數(shù)模競賽活動促進(jìn)了數(shù)模教育教學(xué),數(shù)模教育教學(xué)的深入展開反過來更好推動數(shù)模競賽活動健康開展。
很多學(xué)生用“一次參賽,終生受益”來描述他們參加全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽的切身感受。通過參與數(shù)模、走進(jìn)數(shù)模、體驗(yàn)數(shù)模,學(xué)生真切感悟到數(shù)學(xué)解決實(shí)際問題廣泛性和有效性,形成一種“學(xué)數(shù)學(xué)、愛數(shù)學(xué)、用數(shù)學(xué)”的良好氛圍。數(shù)學(xué)建模是數(shù)學(xué)走向應(yīng)用的必經(jīng)之路,是啟迪學(xué)生數(shù)學(xué)心靈的必勝之途,是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的極好載體,有利于提高學(xué)生綜合素質(zhì)。
四、數(shù)模競賽與數(shù)模文化
數(shù)學(xué)不僅是一門科學(xué),也是一種文化,即“數(shù)學(xué)文化”。所謂數(shù)學(xué)文化,是指數(shù)學(xué)作為人類認(rèn)識世界和改造世界的一種工具、能力、活動、產(chǎn)品,在社會歷史實(shí)踐中所創(chuàng)造的物質(zhì)財富和精神財富的積淀,是數(shù)學(xué)與人文的結(jié)合。全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽的“目的在于激勵學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的積極性,提高學(xué)生建立數(shù)學(xué)模型和運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)解決實(shí)際問題的綜合能力,鼓勵廣大學(xué)生踴躍參加課外科技活動,開拓知識面,培養(yǎng)創(chuàng)造精神及合作意識,推動大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)體系、教學(xué)內(nèi)容和方法的改革?!逼涓傎愖谥际恰皠?chuàng)新意識、團(tuán)隊(duì)精神、重在參與、公平競爭”。全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽的目的和宗旨充分反映了以數(shù)模競賽為核心的各種數(shù)模活動帶有濃郁的人文氣息,具有明顯的文化特征。數(shù)模競賽帶動了數(shù)模系列活動迅速展開,高校掀起數(shù)模熱,數(shù)模系列活動的人文色彩越來越濃厚,文化特征越來越明顯。數(shù)模競賽帶動數(shù)模系列活動,豐富數(shù)模文化基本的內(nèi)涵,拓展數(shù)模文化的表現(xiàn)形式。數(shù)模文化是數(shù)學(xué)文化的重要組成部分。在高校里,數(shù)模文化可以看作是數(shù)學(xué)文化與校園文化的綜合體。數(shù)學(xué)建模其實(shí)不是什么新鮮事物,而古而有之,歷史上一些著名數(shù)學(xué)模型一直沿用至今。公元前3世紀(jì)歐幾里德建立的歐氏幾何學(xué),就是對現(xiàn)實(shí)世界的空間形式所提出的一個數(shù)學(xué)模型。這個模型十分有效,后來雖然有各種重要的發(fā)展,但至今仍在使用。開普勒根據(jù)第谷的大量天文觀測數(shù)據(jù)所總結(jié)出來的行星運(yùn)動三大規(guī)律,后經(jīng)牛頓利用與距離平方成反比的萬有引力公式、從牛頓力學(xué)的原理出發(fā)給出了嚴(yán)格的證明,更是一個數(shù)學(xué)建模取得輝煌成就的例子。由此看出,數(shù)學(xué)建模具有豐富的文化底蘊(yùn)。
五、高校加強(qiáng)數(shù)模文化建設(shè)的若干思考
近年來,數(shù)模熱在高校里持續(xù)升溫,為宣傳數(shù)模、普及數(shù)模奠定良好基礎(chǔ)。數(shù)模文化雖然是數(shù)學(xué)文化的組織部分,但數(shù)模文化也自成體系、具有自身特色。因此,高校加強(qiáng)數(shù)模文化建設(shè)、充分挖掘數(shù)模的文化內(nèi)涵,具有重要的理論意義和現(xiàn)實(shí)針對性。高校加強(qiáng)數(shù)模文化建設(shè)應(yīng)認(rèn)真考慮以下幾個問題:(1)建設(shè)數(shù)模文化的定位是什么。建設(shè)數(shù)模文化應(yīng)著力提高大學(xué)生的數(shù)模素養(yǎng)、文化素養(yǎng)和思想素養(yǎng)。(2)如何確定有數(shù)模特色的數(shù)模文化基本內(nèi)容。數(shù)模文化內(nèi)容是十分豐富的,其基本內(nèi)容應(yīng)重點(diǎn)介紹數(shù)模史、數(shù)模思想、數(shù)模方法、數(shù)模精神、數(shù)模競賽、典型數(shù)學(xué)模型賞析等。(3)如何構(gòu)建形式多樣、喜聞樂見的傳播平臺。數(shù)模文化的傳播平臺應(yīng)形式多樣、富有吸引力且便于學(xué)生參與,如:可通過“數(shù)模文化周”、“數(shù)模文化周”、“數(shù)模文化長廊”、“數(shù)模墻報、板報”、“數(shù)模文化講座”、“數(shù)模論壇”、“數(shù)模網(wǎng)站”、“數(shù)模競賽”、“數(shù)模夏令營”等傳播數(shù)模文化。(4)如何將數(shù)模文化融入到數(shù)模教學(xué)及大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中去。將數(shù)模文化融入到數(shù)模教學(xué)及大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中去,能更加豐富數(shù)模課及大學(xué)數(shù)學(xué)的教學(xué)內(nèi)容。(5)能否開設(shè)“數(shù)模文化”課程。目前,全國有將近四十所高校將“數(shù)學(xué)文化”作為公共選修課進(jìn)行開設(shè),取得了較好的效果。由于數(shù)模文化本身就自成體系,因此在條件成熟的情況,應(yīng)該考慮能否也將“數(shù)模文化”作為公共選修課開設(shè)。
六、結(jié)束語
數(shù)模的文化功能目前還沒有充分發(fā)揮,因此,數(shù)模文化研究應(yīng)得到更多的關(guān)注,給予更高的重視。高校應(yīng)大力宣傳數(shù)模文化、建設(shè)數(shù)模文化,弘揚(yáng)數(shù)模精神,充分發(fā)揮數(shù)模的文化功能,更好地提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。
參考文獻(xiàn):
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【關(guān)鍵詞】數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn);數(shù)學(xué)建模;教學(xué)目標(biāo);教學(xué)內(nèi)容;教學(xué)方法
1. 前言
“全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽”活動自1992年引入我國以來,經(jīng)過20多年的發(fā)展,現(xiàn)已在大學(xué)生中取得了較高的知名度與廣泛的參與度。很多高校為了更好地開展這項(xiàng)活動,開設(shè)了形式多樣的數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)與建模類課程??梢哉f數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)與數(shù)學(xué)建模課程向廣大大學(xué)生展示了數(shù)學(xué)應(yīng)用的價值,提高了學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的積極性和主動性,對于高校數(shù)學(xué)教育工作有極大的促進(jìn)作用。
2、合理設(shè)定教學(xué)目標(biāo)
數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)與建模課的核心定位是一門實(shí)踐課程,最終目標(biāo)當(dāng)然還是落在實(shí)踐應(yīng)用上。在此過程中,知識目標(biāo)是讓學(xué)生掌握數(shù)學(xué)建模的基本概念、基本思想與方法;能力目標(biāo)是使學(xué)生具有一定的將實(shí)際問題數(shù)學(xué)化、抽象化,進(jìn)而建立數(shù)學(xué)模型,利用數(shù)學(xué)軟件包對數(shù)學(xué)模型進(jìn)行計(jì)算和求解的能力;素質(zhì)目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生用數(shù)學(xué)思維看待實(shí)際問題的意識,培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)。
3. 精心選擇教學(xué)內(nèi)容
在專科數(shù)學(xué)教育專業(yè)開設(shè)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)與建模課程,是對原有課程體系的完善和創(chuàng)新,基于學(xué)生的知識水平和學(xué)情分析,選擇合適的教學(xué)內(nèi)容和教材,是順利組織教學(xué),實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的關(guān)鍵。具體而言:
3.1 數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)與建模課程內(nèi)容
結(jié)合參加全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽活動的經(jīng)驗(yàn),在考慮專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)的前提下,陽江職業(yè)技術(shù)學(xué)院數(shù)學(xué)教育專業(yè)于2012年正式開設(shè)了數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)與建模這門課程。根據(jù)??茢?shù)學(xué)建模所涉及的主要知識點(diǎn),我們把這門課的主要內(nèi)容設(shè)定為:優(yōu)化模型、統(tǒng)計(jì)模型、評價模型、MATLAB基礎(chǔ)知識、LILNGO基礎(chǔ)知識、EXCEL基礎(chǔ)應(yīng)用等??紤]到這些知識是對原有課程體系的有益補(bǔ)充,我們將這門課設(shè)置為專業(yè)課,共72個學(xué)時,再考慮到學(xué)生的知識基礎(chǔ),我們將這門課設(shè)在大一第二學(xué)期。從近三年的實(shí)際教學(xué)情況來看,上述教學(xué)內(nèi)容基本上符合學(xué)生的實(shí)際水平,達(dá)到了預(yù)期效果。
3.2 教材選擇與教學(xué)方法
由于整體的參賽氛圍沒有本科院校熱烈,各高職院校似乎對于編寫適合于高職高專的數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)與建模教材缺乏熱情,導(dǎo)致目前市面上難以找到合適的教材。而絕大部分本科教材涵蓋的知識點(diǎn)較多,而且大部分模型都晦澀難懂,甚至還包含了大量的非數(shù)學(xué)領(lǐng)域的知識和方法,這些對于專科數(shù)學(xué)教育專業(yè)的學(xué)生來說,一般都超出了他們的理解范疇。照搬這類教材給對專科數(shù)學(xué)教育專業(yè)的學(xué)生而言往往難以接受,教師也難以駕馭。
基于上述實(shí)際情況,我們在第一年開設(shè)這們課程的時候,主要采取了講義的形式,輔以浙江大學(xué)出版社出版,宣明主編的《數(shù)學(xué)建模與數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)》。講義圍繞“優(yōu)化模型、統(tǒng)計(jì)模型、評價模型”三大主要模型類型展開,首先簡單介紹問題背景和基本研究方法,然后通過大量實(shí)例進(jìn)行講解。宣明主編的輔助教材《數(shù)學(xué)建模與數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)》則在MATLA應(yīng)用、LINGO應(yīng)用等方面提供了通俗易懂的案例演示。從實(shí)際教學(xué)情況來看,教材的把握上基本適應(yīng)了學(xué)生的水平,取得了良好的效果。
4.積極創(chuàng)新教學(xué)方法
數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)與建模課程是基于數(shù)學(xué)建模競賽活動而開設(shè)的,其教學(xué)過程自然以數(shù)學(xué)建?;顒訛檩d體,具體的途徑和教學(xué)方法可以描述如下:
4.1 用經(jīng)典案例激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣
專科數(shù)學(xué)建模內(nèi)容的重點(diǎn)之一是優(yōu)化模型,而優(yōu)化模型有很多經(jīng)典的案例,善于利用這些經(jīng)典案例,往往能有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。例如運(yùn)輸問題:從M個發(fā)點(diǎn)到N各收點(diǎn)運(yùn)輸貨物,每條線路有一個給定的運(yùn)費(fèi)標(biāo)準(zhǔn),求每個發(fā)點(diǎn)往收點(diǎn)的運(yùn)量,使得總運(yùn)費(fèi)最小。又如指派問題:P個人Q種泳姿,要求每種泳姿選一個人,每個人用一種泳姿,指派去參加游泳比賽,以取得最好成績(每個人使用某種泳姿時,都要耗費(fèi)給定的時間)。這樣的問題既有經(jīng)典而又易于掌握的答案,而且很容易推廣,學(xué)生學(xué)起來會覺得很有用,從而產(chǎn)生濃厚興趣。
4.2用靈活多樣的教學(xué)方法保證學(xué)生的學(xué)習(xí)效果
教師在講授具體的建模案例時,既要從實(shí)際問題出發(fā),講清楚問題的背景、建模的要求、建模的過程、模型的解釋和檢驗(yàn),又要明確問題的重點(diǎn),留給學(xué)生進(jìn)一步思考的空間。教師可以將集中講授與分組討論相結(jié)合,讓學(xué)生各抒己見,進(jìn)行討論式教學(xué)。至于講授和討論的時機(jī)和時間分配,教師可以靈活掌握。這樣靈活多樣的教學(xué)方法,使傳授知識變?yōu)閷W(xué)習(xí)知識、應(yīng)用知識,充分發(fā)揮了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性,有效地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。
4.3 用真正的競賽題檢驗(yàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)成果
數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)與建模課實(shí)質(zhì)是一門實(shí)踐課,因此,學(xué)以致用是這門課的核心要求。為了鞏固和深化課堂教學(xué)的內(nèi)容,真正提高學(xué)生的建模能力,就必須要進(jìn)行實(shí)際的建模訓(xùn)練。歷年數(shù)學(xué)建模競賽試題是很好的訓(xùn)練材料,教師可以選擇適當(dāng)難度的往年試題,讓學(xué)生按照競賽的形式,分好組,在特定的時間內(nèi),在數(shù)學(xué)建模實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行建模強(qiáng)化訓(xùn)練。并組織全班成員對訓(xùn)練論文進(jìn)行專題討論,讓同學(xué)們講述論文構(gòu)思、建模思想與方法。通過整體交流,讓大家互相學(xué)習(xí)、取長補(bǔ)短,達(dá)到共同提高的目的。
5、總結(jié)
總之,數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)與建模課程是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程,教師在教學(xué)過程中有很大的自由度和發(fā)揮的空間。教學(xué)相長,只要教師認(rèn)真?zhèn)湔n,認(rèn)真組織教學(xué),最后就一定能師生共同進(jìn)步。講授數(shù)學(xué)建模課教師不僅要求具備較高的專業(yè)水平,還必須具備豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和較強(qiáng)的解決實(shí)際問題的能力,因此作為教師,也需要不斷提高教師自身的水平來促進(jìn)數(shù)學(xué)建模教學(xué)。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞:數(shù)學(xué)建模;數(shù)學(xué)文化;教學(xué);財經(jīng)院校
作者簡介:黃鳳麗(1979-),女,廣西桂平人,廣西財經(jīng)學(xué)院信息與統(tǒng)計(jì)學(xué)院,講師;賴振丹(1979-),女,廣西桂林人,廣西財經(jīng)學(xué)院信息與統(tǒng)計(jì)學(xué)院,講師。(廣西 南寧 530003)
中圖分類號:G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)10-0140-02
因校制宜,培養(yǎng)科學(xué)基礎(chǔ)、實(shí)踐能力和人文素養(yǎng)融合發(fā)展的人才,既是新時期我國經(jīng)濟(jì)與社會發(fā)展對高校教學(xué)的呼吁,也是《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010—2020年)》的核心任務(wù)之一。財經(jīng)院校是培養(yǎng)經(jīng)濟(jì)管理人才的載體,培養(yǎng)具備數(shù)學(xué)知識、能用數(shù)學(xué)知識分析和解決經(jīng)濟(jì)管理中的問題、具有數(shù)學(xué)文化素養(yǎng)的現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)管理人才是新時期對財經(jīng)院校數(shù)學(xué)教學(xué)的要求。但我國財經(jīng)院校的數(shù)學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀令人擔(dān)憂:一方面我國財經(jīng)院校數(shù)學(xué)教師普遍只重視數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識的教學(xué),忽略引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)方法解決經(jīng)濟(jì)管理中的問題和進(jìn)行數(shù)學(xué)文化素質(zhì)的培養(yǎng),導(dǎo)致學(xué)生對大學(xué)數(shù)學(xué)的認(rèn)識存在誤區(qū),對數(shù)學(xué)沒有興趣;另一方面大量的數(shù)學(xué)方法和思想已經(jīng)滲透到經(jīng)濟(jì)管理中:運(yùn)用數(shù)學(xué)建立經(jīng)濟(jì)模型去尋求經(jīng)濟(jì)管理中的最佳方案,運(yùn)用數(shù)學(xué)方法組織、調(diào)度、控制生產(chǎn)過程,運(yùn)用數(shù)學(xué)處理數(shù)據(jù)來獲取經(jīng)濟(jì)信息等。[1]可見,我國財經(jīng)院校的數(shù)學(xué)教學(xué)模式已經(jīng)不適應(yīng)培養(yǎng)現(xiàn)代化的創(chuàng)新型經(jīng)濟(jì)管理人才的要求。在此背景下,探討適合“培養(yǎng)科學(xué)基礎(chǔ)、實(shí)踐能力和人文素養(yǎng)融合發(fā)展的人才”的財經(jīng)院校數(shù)學(xué)教學(xué)模式具有重要意義,“數(shù)學(xué)建模融入財經(jīng)院校數(shù)學(xué)文化教學(xué)”正是基于此意義下提出的一種教學(xué)模式。
一、數(shù)學(xué)建模融入財經(jīng)院校數(shù)學(xué)文化教學(xué)的理論探討
1.財經(jīng)院校需要數(shù)學(xué)文化教學(xué)
什么是數(shù)學(xué)文化?迄今為止,并沒有一個唯一的答案。綜合而言,數(shù)學(xué)文化是指人類在數(shù)學(xué)行為活動的過程中所創(chuàng)造的物質(zhì)產(chǎn)品和精神產(chǎn)品。物質(zhì)產(chǎn)品是指數(shù)學(xué)命題和數(shù)學(xué)語言等知識性成分,通俗來說就是數(shù)學(xué)科學(xué)技術(shù);精神產(chǎn)品是指數(shù)學(xué)思想、數(shù)學(xué)意識、數(shù)學(xué)精神和數(shù)學(xué)美等觀念性成分,通俗來說是指數(shù)學(xué)素質(zhì)。對于財經(jīng)院校的學(xué)生來說,他們從事的并不是數(shù)學(xué)專業(yè)的工作,更多的是從事經(jīng)濟(jì)管理類工作,他們參加工作以后,具體的數(shù)學(xué)定理和公式可能很少使用,而能夠讓他們受益的往往是在學(xué)習(xí)這些數(shù)學(xué)知識的過程中培養(yǎng)的數(shù)學(xué)素養(yǎng),但這又恰恰是他們有所欠缺的。這些數(shù)學(xué)素養(yǎng)包括:從數(shù)學(xué)角度看問題的出發(fā)點(diǎn),把實(shí)際問題簡化和量化的習(xí)慣,有條理的理性思維,邏輯推理的意識和能力等。[2]數(shù)學(xué)文化教學(xué)的理念提倡在數(shù)學(xué)教學(xué)中有意識地強(qiáng)調(diào)數(shù)學(xué)知識中蘊(yùn)涵的數(shù)學(xué)思想、精神,把數(shù)學(xué)文化融入數(shù)學(xué)教學(xué),實(shí)現(xiàn)提高學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)的一種教學(xué)模式。因此,財經(jīng)院校選擇數(shù)學(xué)文化教學(xué)理念符合財經(jīng)院校培養(yǎng)創(chuàng)新型經(jīng)濟(jì)管理人才的目標(biāo),符合時代的需求。
2.數(shù)學(xué)建模融入財經(jīng)院校數(shù)學(xué)文化教學(xué)的必要性
數(shù)學(xué)建模是用數(shù)學(xué)的語言(符號或圖形)和方法,通過抽象、合理簡化建立能刻劃或近似刻劃并解決實(shí)際問題的一種強(qiáng)有力的工具。數(shù)學(xué)建模的題目一般來自工程技術(shù)和管理科學(xué)等方面的實(shí)際問題,以論文的形式完成,論文包括模型的假設(shè)、建立與求解,計(jì)算方法的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),結(jié)果的檢驗(yàn)與分析,模型的改進(jìn)等方面。數(shù)學(xué)建模的過程中,可以與3位同學(xué)合作,利用網(wǎng)絡(luò)資料和各種文獻(xiàn)資料幫助理解與解決問題;同時,數(shù)學(xué)建模過程會涉及較多的數(shù)據(jù)處理和一些定量的分析,所以在解決問題的過程中將應(yīng)用計(jì)算機(jī)軟件和數(shù)學(xué)軟件。[3]簡而言之,數(shù)學(xué)建模是一個將抽象問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題、應(yīng)用綜合知識和軟件解決實(shí)際問題、團(tuán)結(jié)合作的一個過程,是學(xué)生獲取數(shù)學(xué)素質(zhì)的一個過程。
馬克思說過:“一種科學(xué)只有成功地運(yùn)用數(shù)學(xué)時,才算真正達(dá)到完善的程度?!苯陙?,數(shù)學(xué)文化在人文、社會、科技進(jìn)步等方面的成功滲透,更充分地證明了馬克思這一論斷的正確性。在計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)達(dá)、通過數(shù)據(jù)獲取經(jīng)濟(jì)信息的今天,數(shù)學(xué)與經(jīng)濟(jì)學(xué)的關(guān)系更是密不可分,可以說不懂?dāng)?shù)學(xué)、不會運(yùn)用數(shù)學(xué)就無法進(jìn)行經(jīng)濟(jì)研究。在我國,數(shù)學(xué)教師在數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識方面的教學(xué)水平毋庸置疑,對于財經(jīng)院校的學(xué)生而言,懂?dāng)?shù)學(xué)并不是他們的主要問題,缺乏運(yùn)用數(shù)學(xué)方法解決經(jīng)濟(jì)管理中的問題的能力才是他們一個顯著問題。數(shù)學(xué)建模可以給予財經(jīng)院校的學(xué)生更好地學(xué)會運(yùn)用數(shù)學(xué)的實(shí)踐機(jī)會。
綜述所述,數(shù)學(xué)建模融入財經(jīng)院校數(shù)學(xué)文化教學(xué)非常必要,對實(shí)現(xiàn)國家2010—2020年中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃目標(biāo)意義重大。將數(shù)學(xué)建模融入數(shù)學(xué)文化教學(xué)中是適應(yīng)時代要求,符合財經(jīng)院校培養(yǎng)人才目標(biāo)需要,有利于提高學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的積極性和綜合素質(zhì),啟迪創(chuàng)新意識和創(chuàng)新思維,培養(yǎng)主動探索、鍛煉創(chuàng)新能力,培養(yǎng)高層次的經(jīng)濟(jì)管理人才的一條重要途徑。
二、數(shù)學(xué)建模融入財經(jīng)院校數(shù)學(xué)文化教學(xué)的實(shí)踐探討
一種教學(xué)模式能否實(shí)施,關(guān)鍵在于是否有一個可行的措施和保障。本文從六個方面探討實(shí)施“數(shù)學(xué)建模融入財經(jīng)院校數(shù)學(xué)文化”教學(xué)模式的一些措施和建議,希望能夠拋磚引玉,有更多的學(xué)者和教師提出更多、更好的措施與建議。
1.學(xué)校明確數(shù)學(xué)文化教學(xué)目標(biāo)
學(xué)校教學(xué)目標(biāo)的選擇將會對本校的教學(xué)理念起著決定性的作用。學(xué)校只有明確數(shù)學(xué)文化教學(xué)的目標(biāo),并從政策上、經(jīng)費(fèi)上給予支持,打破“重科研,輕教學(xué)”的理念,建立激勵和保障機(jī)制,如對教學(xué)改革取得較好效果的教師在評職稱、年終考核等方面給予肯定,激勵數(shù)學(xué)教師提升教學(xué)能力,營造本校數(shù)學(xué)教師積極參與數(shù)學(xué)文化教學(xué)改革的氛圍,數(shù)學(xué)文化教學(xué)才能進(jìn)行實(shí)質(zhì)性的開展。
2.加強(qiáng)教師數(shù)學(xué)文化教學(xué)理念
教學(xué)目標(biāo)是否得以實(shí)現(xiàn),其關(guān)鍵的一個因素是教師的教學(xué)理念。教師在教學(xué)活動中扮演一個引導(dǎo)的角色,如果教師沒有對數(shù)學(xué)文化充分的理解,沒有強(qiáng)烈的數(shù)學(xué)文化教學(xué)意識,教師怎能引導(dǎo)學(xué)生獲取數(shù)學(xué)所蘊(yùn)含的數(shù)學(xué)素質(zhì)?因此,學(xué)??梢越M織數(shù)學(xué)教師進(jìn)行數(shù)學(xué)文化認(rèn)識的研討,以及對當(dāng)今社會發(fā)展趨勢和需要人才所具備的素質(zhì)的認(rèn)識,讓教師從本質(zhì)上意識到數(shù)學(xué)文化教學(xué)的必要性和緊迫性,強(qiáng)化教師的數(shù)學(xué)文化教學(xué)理念,以實(shí)際行動為數(shù)學(xué)課堂帶來新的改革氣息。
3.制定數(shù)學(xué)建模融入數(shù)學(xué)文化教學(xué)的教學(xué)大綱
對于部分教師而言,數(shù)學(xué)建模是比較難講授的一門課程。要在全校中開展數(shù)學(xué)建模融入數(shù)學(xué)文化教學(xué),首先要制定一份可行的教學(xué)大綱。這份大綱能夠指導(dǎo)教師掌握講授教學(xué)內(nèi)容的深度、寬度和教學(xué)時間的安排,幫助教師如何選擇適合的數(shù)學(xué)建模例子,達(dá)到融入數(shù)學(xué)文化教學(xué)的目標(biāo)。比如,指數(shù)模型、蛛網(wǎng)模型可以在函數(shù)和極限的知識中應(yīng)用;最優(yōu)批量、最優(yōu)價格模型等可以和導(dǎo)數(shù)與微分知識融合,等等。為此,學(xué)校可以挑選部分有豐富教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的教師和對數(shù)學(xué)建模研究較好的年輕教師,一起探討教學(xué)大綱的制定,在實(shí)踐中不斷完善和發(fā)展數(shù)學(xué)建模融入數(shù)學(xué)文化教學(xué)的教學(xué)大綱。
4.開設(shè)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課課程
數(shù)學(xué)中一些抽象的概念和結(jié)論,用語言難以表述清楚,學(xué)生不好理解。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,已經(jīng)可以利用計(jì)算機(jī)將數(shù)學(xué)的一些概念和結(jié)論通過圖形來體現(xiàn),讓學(xué)生在直觀的圖像中通過觀察來體會和理解數(shù)學(xué)的內(nèi)涵,更容易接受數(shù)學(xué)思想。同時,數(shù)學(xué)建模也需要利用相關(guān)計(jì)算機(jī)軟件和數(shù)學(xué)軟件解決問題。這些都可以通過數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課實(shí)現(xiàn)。因此,開設(shè)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課課程是數(shù)學(xué)建模融入數(shù)學(xué)文化教學(xué)的關(guān)鍵措施之一。同時,數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課與數(shù)學(xué)課堂理論課同步進(jìn)行效果會更顯著。
5.鼓勵和支持?jǐn)?shù)學(xué)教師學(xué)習(xí)相關(guān)經(jīng)濟(jì)管理知識與計(jì)算機(jī)軟件
財經(jīng)院校的數(shù)學(xué)教學(xué)目標(biāo)是培養(yǎng)具備綜合數(shù)學(xué)素質(zhì)的經(jīng)濟(jì)管理人才。因此,數(shù)學(xué)文化教學(xué)中應(yīng)強(qiáng)化數(shù)學(xué)與經(jīng)濟(jì)管理知識的結(jié)合,使學(xué)生充分感受數(shù)學(xué)知識的生動性和有用性。數(shù)學(xué)建模過程中,存在相當(dāng)多的是與經(jīng)濟(jì)管理有關(guān)的問題。如連續(xù)復(fù)利的計(jì)算模型,可有效提升學(xué)生應(yīng)用極限式于經(jīng)濟(jì)分析中的能力。但是大部分?jǐn)?shù)學(xué)教師都是從數(shù)學(xué)專業(yè)畢業(yè),缺乏經(jīng)濟(jì)管理知識,要數(shù)學(xué)教師參與經(jīng)濟(jì)管理相關(guān)的實(shí)踐,將有較大的困難。同時較多的數(shù)學(xué)教師,尤其是年紀(jì)較大的教師的計(jì)算機(jī)軟件操作能力不強(qiáng),而數(shù)學(xué)建模融入數(shù)學(xué)文化教學(xué)卻需要教師掌握相關(guān)軟件。要解決這一問題,學(xué)??梢怨膭詈椭С?jǐn)?shù)學(xué)教師通過進(jìn)修或培訓(xùn)等方式掌握相關(guān)經(jīng)濟(jì)管理知識和軟件操作能力。
6.積極參加全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽
鼓勵和支持學(xué)生積極參加高教社杯舉辦的全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽或其他的數(shù)學(xué)數(shù)模競賽,不僅可以讓學(xué)生將數(shù)學(xué)知識應(yīng)用于實(shí)踐,獲得一種成就感,更重要的是讓更多的教師和學(xué)生了解并參與到數(shù)學(xué)建?;顒又衼?,感受數(shù)學(xué)建模中所蘊(yùn)含的數(shù)學(xué)素質(zhì),師生能更深刻體會數(shù)學(xué)建模融入數(shù)學(xué)文化教學(xué)的意義。廣西財經(jīng)學(xué)院從2002年開始,每年堅(jiān)持參加高教社杯舉辦的全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽,取得了較好成績;廣西財經(jīng)學(xué)院的領(lǐng)導(dǎo)和師生更加關(guān)注數(shù)學(xué)建模,很多學(xué)生都希望自己有機(jī)會參加競賽。因此,學(xué)校把“數(shù)學(xué)建?!弊鳛橐婚T選修課列入學(xué)校的教學(xué)課程中,體現(xiàn)了學(xué)校對數(shù)學(xué)建模的重視。
三、結(jié)束語
雖然數(shù)學(xué)文化教學(xué)在我國尚處于以理論探討為主、實(shí)踐為輔的階段,但我國高校已普遍重視數(shù)學(xué)建模教育并有了較多的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),計(jì)算機(jī)軟件和數(shù)學(xué)軟件也開發(fā)得比較完善,如果教育管理者能在政策和費(fèi)用上支持與保障數(shù)學(xué)教學(xué)改革的開展,教育者在教學(xué)行動中實(shí)踐數(shù)學(xué)文化教學(xué)理念,數(shù)學(xué)建模融入財經(jīng)院校數(shù)學(xué)文化教學(xué)的教學(xué)模式將會在數(shù)學(xué)課堂上得到實(shí)踐和推廣,也將會使數(shù)學(xué)教學(xué)充滿活力,為培養(yǎng)具有綜合數(shù)學(xué)素質(zhì)的現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)管理人才作出重要貢獻(xiàn)。
參考文獻(xiàn):
[1]方延明.關(guān)于數(shù)學(xué)文化的學(xué)術(shù)思考[J].學(xué)科發(fā)展,2012,23(1).
關(guān)鍵詞:數(shù)學(xué)建模;力學(xué)實(shí)踐;科學(xué)思維;創(chuàng)新能力
數(shù)學(xué)模型是解決各種實(shí)際問題的過程,是將數(shù)學(xué)應(yīng)用于力學(xué)等現(xiàn)代自然科學(xué)的重要橋梁。數(shù)學(xué)建模不僅是數(shù)學(xué)走向力學(xué)應(yīng)用的必經(jīng)之路,而且也是科學(xué)思維建立的基礎(chǔ)。通過數(shù)學(xué)建模分析力學(xué)問題,將數(shù)學(xué)應(yīng)用于實(shí)際的嘗試,親歷發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造的過程,可以取得在課堂里和書本上無法獲得的寶貴經(jīng)驗(yàn)和親身感受,不斷深化科學(xué)思維,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和實(shí)踐能力。數(shù)學(xué)建模對力學(xué)教學(xué)思維的建立具有重要的指導(dǎo)作用。
一、數(shù)學(xué)建模與數(shù)學(xué)建模教學(xué)的發(fā)展
數(shù)學(xué)建模最早出現(xiàn)于公元前3世紀(jì),歐幾里得所寫的《幾何原本》為現(xiàn)實(shí)世界的空間形式構(gòu)建了數(shù)學(xué)模型??梢哉f,數(shù)學(xué)模型與數(shù)學(xué)是同時產(chǎn)生的。數(shù)學(xué)建模的發(fā)展貫穿近代力學(xué)的發(fā)展過程,兩者互相促進(jìn),相互推動。開普勒總結(jié)的行星運(yùn)動三大規(guī)律、牛頓的萬有引力公式、電動力學(xué)中的Maxwell方程、流體力學(xué)中的Navier-Stokes方程與Euler方程以及量子力學(xué)中的Schrodinger方程等等,無不是經(jīng)典的數(shù)學(xué)建模。1985年,美國開始舉辦國際大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽,至此數(shù)學(xué)建模的教育開始引起廣泛的重視。數(shù)學(xué)建模在我國興起并被廣泛使用是近三十年的事。從1982年起我國開設(shè)“數(shù)學(xué)建?!闭n程,1992年起舉辦全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽,現(xiàn)在已經(jīng)成為我國高校規(guī)模最大的課外科技活動。2002年,開展“將數(shù)學(xué)建模的思想與方法融入數(shù)學(xué)類主干課程”的教改實(shí)踐,2012年,《數(shù)學(xué)建模及其應(yīng)用》雜志創(chuàng)辦。
二、數(shù)學(xué)建模對力學(xué)教學(xué)的指導(dǎo)作用
1.數(shù)學(xué)建模是將數(shù)學(xué)應(yīng)用于力學(xué)實(shí)踐的必要過程
數(shù)學(xué)建模(MathematicalModeling)是通過對實(shí)際問題的抽象、簡化,建立起變量和參數(shù)間的數(shù)學(xué)模型,求解該數(shù)學(xué)問題并驗(yàn)證解,從而確定能否用于解決問題多次循環(huán)、不斷深化的過程。數(shù)學(xué)模型(MathematicalModel)是指為了一個特定目的,對于一個現(xiàn)實(shí)問題,發(fā)掘其內(nèi)在規(guī)律,通過積極主動的思維,提出適當(dāng)?shù)募僭O(shè),運(yùn)用數(shù)學(xué)工具得到的一個數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)。數(shù)學(xué)建模幾乎是一切應(yīng)用科學(xué)的基礎(chǔ),用數(shù)學(xué)來解決的實(shí)際問題,都是通過數(shù)學(xué)建模的過程來進(jìn)行的。而力學(xué)是應(yīng)用科學(xué)的一個重要分支,一種力學(xué)理論往往和相應(yīng)的一個數(shù)學(xué)分支相伴產(chǎn)生,如:運(yùn)動基本定律和微積分,運(yùn)動方程的求解和常微分方程,彈性力學(xué)及流體力學(xué)和數(shù)學(xué)分析理論,天體力學(xué)中運(yùn)動穩(wěn)定性和微分方程定性理論等。因此,有人甚至認(rèn)為力學(xué)應(yīng)該也是一門應(yīng)用數(shù)學(xué)。
2.數(shù)學(xué)建模是培養(yǎng)科學(xué)思維的基礎(chǔ)
科學(xué)思維是以科學(xué)知識為基礎(chǔ)的科學(xué)化、最優(yōu)化的思維,是科學(xué)家適應(yīng)現(xiàn)代實(shí)踐活動方式和現(xiàn)代科技革命而創(chuàng)立的方法體系。科學(xué)思維的其他重要研究者Dunbar立足心理學(xué)視角指出,科學(xué)思維過程是建構(gòu)理論、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、假設(shè)檢驗(yàn)、數(shù)據(jù)解釋和科學(xué)發(fā)現(xiàn)等階段中的認(rèn)知過程。這個過程與數(shù)學(xué)建模完全吻合,因此數(shù)學(xué)建模是培養(yǎng)科學(xué)思維的基礎(chǔ)。許多的力學(xué)家同時也是數(shù)學(xué)家,他們在力學(xué)研究工作中總是善于從復(fù)雜的現(xiàn)象中洞察問題本質(zhì),又能尋找合適的解決問題的數(shù)學(xué)模型,逐漸形成一套特有的思維與方法。數(shù)學(xué)建模不單單是對某個問題或是某類問題的研究和解決,更重要的是一種思維的培養(yǎng)??茖W(xué)思維的培養(yǎng)是科學(xué)素養(yǎng)的重要組成,是科學(xué)教學(xué)的核心內(nèi)容。
3.數(shù)學(xué)建模對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力具有重要作用
數(shù)學(xué)建模是一個分析問題和解決實(shí)際問題的過程,從數(shù)學(xué)理論到應(yīng)用數(shù)學(xué),再到應(yīng)用科學(xué),它為培養(yǎng)學(xué)生從實(shí)踐到理論再從理論回到實(shí)踐的能力,創(chuàng)造了十分有利的條件。數(shù)學(xué)建模的過程是一個不斷探索的過程,因此,數(shù)學(xué)建模競賽是培養(yǎng)學(xué)生綜合能力和發(fā)揮創(chuàng)新能力的有效途徑。創(chuàng)新可以是前所未有的創(chuàng)造,也可以是在原有基礎(chǔ)上的發(fā)展改進(jìn),即包含創(chuàng)造、改造和重組等意思。數(shù)學(xué)模型來源于錯綜復(fù)雜的客觀實(shí)際,沒有現(xiàn)成的答案和固定的模式,因此學(xué)生在建立和求解這類模型時,從貌似不同的問題中抓住其本質(zhì),常常需要打破常規(guī)、突破傳統(tǒng)。可以說,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力始終貫穿在數(shù)學(xué)建模的整個過程。在數(shù)學(xué)建模的過程中體現(xiàn)了知識的創(chuàng)新、方法的創(chuàng)新、結(jié)果的創(chuàng)新和應(yīng)用的創(chuàng)新。
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