摘 要: 數(shù)學(xué)建模作為現(xiàn)代應(yīng)用數(shù)學(xué)的一個(gè)重要組成部分,進(jìn)入高職高專(zhuān)院校的教學(xué)課堂,這一課程的開(kāi)展激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力、綜合應(yīng)用能力、團(tuán)結(jié)協(xié)作能力。
關(guān)鍵詞: 高職高專(zhuān)院校 數(shù)學(xué)建模 創(chuàng)新能力 綜合應(yīng)用能力 團(tuán)結(jié)協(xié)作能力
數(shù)學(xué)建模是利用數(shù)學(xué)方法解決實(shí)際問(wèn)題的一種實(shí)踐,即通過(guò)抽象、簡(jiǎn)化、假設(shè)、引進(jìn)變量等處理過(guò)程后,將實(shí)際問(wèn)題用數(shù)學(xué)方式表達(dá),建立起數(shù)學(xué)模型,然后運(yùn)用先進(jìn)的數(shù)學(xué)方法及計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行求解。
數(shù)學(xué)建模將各種知識(shí)綜合應(yīng)用于解決實(shí)際問(wèn)題中,是培養(yǎng)和提高學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識(shí)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力的必備手段之一。當(dāng)今世界,科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的控制,宏觀經(jīng)濟(jì)現(xiàn)象的研討,都離不開(kāi)數(shù)學(xué)建模,數(shù)學(xué)建模已成為現(xiàn)代社會(huì)運(yùn)用數(shù)學(xué)方法解決實(shí)際問(wèn)題的科學(xué)方法。它為科學(xué)研究提供了強(qiáng)有力的手段,使科學(xué)技術(shù)獲得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展,也為人類(lèi)社會(huì)的發(fā)展創(chuàng)造了巨大的物質(zhì)財(cái)富和精神財(cái)富。近年來(lái),數(shù)學(xué)建模教學(xué)逐漸進(jìn)入高職高專(zhuān)院校的教學(xué)課堂,這一課程的開(kāi)展培養(yǎng)了學(xué)生的思維能力、創(chuàng)新能力、協(xié)作能力,提高了教師的整體素質(zhì)。
一、數(shù)學(xué)建模激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,推動(dòng)了高職高專(zhuān)院校教學(xué)改革。
高等數(shù)學(xué)是數(shù)學(xué)建模的重要工具,數(shù)學(xué)建模思想的培養(yǎng)有利于激發(fā)學(xué)生對(duì)高等數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)興趣。高職高專(zhuān)院校的學(xué)生基礎(chǔ)相對(duì)較差,高等數(shù)學(xué)中一些抽象的概念、定理、性質(zhì)等對(duì)于這些學(xué)生來(lái)說(shuō)不易掌握,因而他們極易產(chǎn)生畏懼心理,失去學(xué)習(xí)興趣。教師在數(shù)學(xué)建模教學(xué)中可通過(guò)引入學(xué)生熟知的貼近現(xiàn)實(shí)生活的實(shí)例,用數(shù)學(xué)知識(shí)來(lái)解決,使學(xué)生體會(huì)到用數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程,使學(xué)生感到高等數(shù)學(xué)不再是枯燥、高深乏味的理論。微分方程是高等數(shù)學(xué)中不易掌握的一個(gè)章節(jié),如果教師在教學(xué)過(guò)程中滲透數(shù)學(xué)建模的思想,適當(dāng)介紹人口增長(zhǎng)模型、傳染病模型、經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)模型,就能使學(xué)生容易理解和掌握微分方程的基本概念和基本理論,使學(xué)生感到數(shù)學(xué)課堂不再枯燥無(wú)味,從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,教學(xué)效果也會(huì)有所改善,進(jìn)而推動(dòng)高職高專(zhuān)院校的教學(xué)改革。
二、數(shù)學(xué)建模有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。
高職高專(zhuān)院校培養(yǎng)的人才應(yīng)該是具有創(chuàng)新精神的創(chuàng)新型人才,即具有創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)造性思維和創(chuàng)新能力的人才。數(shù)學(xué)建模的題目通常是由工程技術(shù)和管理科學(xué)中的實(shí)際問(wèn)題簡(jiǎn)化加工而成的,沒(méi)有事先設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)答案,留有充分的余地供學(xué)生發(fā)揮聰明才智和創(chuàng)造精神。
教師可以將學(xué)生分成若干小組,提出一些問(wèn)題,讓學(xué)生到圖書(shū)館或上網(wǎng)收集信息,閱讀相應(yīng)的參考文獻(xiàn),相互討論,形成解決問(wèn)題的方案,計(jì)算出結(jié)果,并寫(xiě)成完整的論文,這樣可以使學(xué)生將各類(lèi)知識(shí)信息進(jìn)行創(chuàng)造性加工,產(chǎn)生新的思路和新的方法,大大培養(yǎng)他們的創(chuàng)新精神和學(xué)習(xí)熱情,同時(shí)也能提高他們分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力,使他們能夠根據(jù)不同的條件,從不同的角度,用不同的思路和方法去分析問(wèn)題和解決問(wèn)題,從而能夠更有效地從事將來(lái)的工作。
三、數(shù)學(xué)建模有助于提高學(xué)生的綜合應(yīng)用能力。
數(shù)學(xué)建模是對(duì)學(xué)生的一種綜合訓(xùn)練,學(xué)生要解決建模問(wèn)題,必須有足夠的知識(shí),并有將其抽象成數(shù)學(xué)問(wèn)題,以恰當(dāng)形式表達(dá)出來(lái)的能力,還要有較好的寫(xiě)作能力。參加數(shù)學(xué)建模的學(xué)生,需要學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)方面的課程,如高等數(shù)學(xué)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)、線性規(guī)劃、圖論、數(shù)值計(jì)算、微分方程、幾何理論、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊數(shù)學(xué)等。除了這些課程外,還要了解物理、生物、化學(xué)等相關(guān)專(zhuān)業(yè)的課程,更要熟悉計(jì)算機(jī)的使用,熟悉Mathematica軟件和Matlab軟件的操作。這不僅擴(kuò)大了他們的知識(shí)面,開(kāi)闊了他們的視野,而且培養(yǎng)了他們綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力。
四、數(shù)學(xué)建模有助于培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)結(jié)協(xié)作精神。
具有一定規(guī)模的數(shù)學(xué)建模問(wèn)題一般不能由個(gè)人獨(dú)立完成,因而數(shù)學(xué)建模的教學(xué)通常采取小組合作的形式,小組成員只有通過(guò)互相幫助、取長(zhǎng)補(bǔ)短、合作與交流才能順利完成建模問(wèn)題,這就要求學(xué)生具有團(tuán)結(jié)協(xié)作的素養(yǎng)。實(shí)踐證明,參加過(guò)數(shù)學(xué)建模的學(xué)生,畢業(yè)后能很快適應(yīng)社會(huì),融入到社會(huì)中去,數(shù)學(xué)建模為大學(xué)生的順利就業(yè)搭建了一個(gè)廣闊的平臺(tái)。
五、數(shù)學(xué)建模有助于提高教師的能力
在數(shù)學(xué)建模教學(xué)中,教師是關(guān)鍵,教師水平的高低直接影響數(shù)學(xué)建模教學(xué)能否達(dá)到預(yù)期的目的。講授數(shù)學(xué)建模的教師不僅要具備較高的專(zhuān)業(yè)水平,還必須具有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和很強(qiáng)的解決實(shí)際問(wèn)題的能力。為了提高教師的自身水平,教師可以參加各種學(xué)術(shù)會(huì)議,到名校去做訪問(wèn)學(xué)者,還可以請(qǐng)專(zhuān)家教授來(lái)做建模學(xué)術(shù)報(bào)告,了解科學(xué)發(fā)展前沿的新趨勢(shì)、新動(dòng)態(tài)。教師還需更新教育理念,不斷積累和更新專(zhuān)業(yè)知識(shí),只有這樣才能適應(yīng)新的形勢(shì),符合時(shí)代發(fā)展的要求。
綜上所述,在高職高專(zhuān)院校開(kāi)展數(shù)學(xué)建模教學(xué)非常重要,數(shù)學(xué)建模思想的培養(yǎng)可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)生的各種能力,它已成為現(xiàn)代應(yīng)用數(shù)學(xué)的一個(gè)重要組成部分。對(duì)學(xué)生進(jìn)行建模思想的培養(yǎng),對(duì)他們今后用數(shù)學(xué)方法解決實(shí)際問(wèn)題是一個(gè)必要的訓(xùn)練和準(zhǔn)備,能使他們具備成為社會(huì)有用人才必不可少的能力和素養(yǎng)。只有這樣,才能把素質(zhì)教育提高到一個(gè)新的水平。
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