摘 要:應(yīng)用數(shù)學(xué)在中職教育中占有重要地位,數(shù)學(xué)建模作為應(yīng)用數(shù)學(xué)的一種,在浙江中職數(shù)學(xué)課改中已經(jīng)作為必修課,凸顯了應(yīng)用數(shù)學(xué)的重要性。據(jù)此,筆者通過分析中職數(shù)學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀、建模思想與數(shù)學(xué)教學(xué)的關(guān)系,結(jié)合建模思想的理論和實踐,探究如何將建模思想融入中職數(shù)學(xué)教學(xué)之中,并提出了相關(guān)的教學(xué)方法。
關(guān)鍵詞:建模思想;中職;數(shù)學(xué)教學(xué);數(shù)學(xué)建模
作者簡介:趙清,諸暨技師學(xué)院。(浙江 紹興 311800)
中圖分類號:G712 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1671-0568(2018)17-0069-02
中職數(shù)學(xué)作為一門極其重要的必修課,直接影響學(xué)生專業(yè)知識的學(xué)習(xí)。尤其是對工科學(xué)生而言,大多數(shù)學(xué)理論和數(shù)學(xué)的計算方法直接關(guān)系到專業(yè)素質(zhì)的提升。但是,目前我國中職數(shù)學(xué)教育受到生源、教育模式、教育體系等各方面的限制,整體水平堪憂。中職在校生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)薄弱,加之對非專業(yè)課程的不重視,導(dǎo)致中職生的數(shù)學(xué)實踐能力不高。中職生作為重要的社會生產(chǎn)力和人力資源,國家和社會對他們的要求在不斷提高,如何讓中職數(shù)學(xué)教育與實踐和專業(yè)課程有效結(jié)合,提高學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)成績和對數(shù)學(xué)應(yīng)用的能力,是中職數(shù)學(xué)教師需要重點研究的課題。因此,本文根據(jù)教育改革的趨勢,針對中職數(shù)學(xué)教育改革,從中職數(shù)學(xué)教育的背景出發(fā),結(jié)合理論和實踐,對融入數(shù)學(xué)建模思想的中職數(shù)學(xué)教學(xué)的實踐活動進(jìn)行探究。
一、中職數(shù)學(xué)教學(xué)的現(xiàn)狀分析
數(shù)學(xué)是理工科專業(yè)的基礎(chǔ),在中職教育中有太多的專業(yè)會運用到數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識、專業(yè)理論和解決方法,例如數(shù)控、機(jī)械、電子電工等專業(yè)尤其突出;因此,在中職教育中數(shù)學(xué)這門課程占據(jù)著重要的地位??傮w來說,中職數(shù)學(xué)的教學(xué)還存在如下問題:
1.教學(xué)改革嘗試。新課改下,老師和學(xué)生應(yīng)該共同為教學(xué)主體,現(xiàn)階段很多中職院校已經(jīng)意識到教學(xué)改革勢在必行。經(jīng)調(diào)研發(fā)現(xiàn),很多中職院校已初步開啟了信息化教學(xué)模式,強調(diào)學(xué)生的主體作用;很多學(xué)校也編寫了屬于自己的校本教材,切合本校專業(yè)特色,強調(diào)學(xué)生對所學(xué)知識的意義建構(gòu),并用所學(xué)解決實際問題。先行者已經(jīng)嘗試將信息技術(shù)應(yīng)用到課堂中,課堂的教學(xué)效率比之前的傳統(tǒng)教學(xué)效率有明顯提升,為中職數(shù)學(xué)課堂教學(xué)注入了新的活力。
2.忽視師資建設(shè)。由于中職院校是一種以培訓(xùn)專業(yè)技能為主要職能的教育機(jī)構(gòu),在文化課程教師選拔和分配上或許有側(cè)重。中職數(shù)學(xué)教師隊伍大都擁有良好的教學(xué)能力,能夠適當(dāng)?shù)貎?yōu)化教學(xué)設(shè)計,但是卻鮮有適合中職數(shù)學(xué)教師的對口的繼續(xù)教育和培訓(xùn),不利于形成中職院校獨特的數(shù)學(xué)教學(xué)體系。
3.數(shù)學(xué)教學(xué)趨向與專業(yè)相結(jié)合。中職教育要求所有必修課要對專業(yè)課有一定的針對性。當(dāng)前中職院校使用的教材經(jīng)過不斷的調(diào)整和修改,數(shù)學(xué)課程與專業(yè)課程的結(jié)合越來越緊密,在教學(xué)設(shè)計上也越來越有側(cè)重。例如電子電工專業(yè),三角函數(shù)和向量的知識占比就比較多;針對建筑專業(yè)的學(xué)習(xí),數(shù)學(xué)老師為增強其三維空間感,在立體幾何課程上排課較多;而對于機(jī)械專業(yè)的課程設(shè)置,則適當(dāng)?shù)卦黾恿似矫鎺缀?,立體幾何等知識分量,而弱化了三角函數(shù)等知識點。
二、數(shù)學(xué)建模思想探究
1.數(shù)學(xué)建模。數(shù)學(xué)建模是人們通過深入調(diào)查研究、了解對象信息簡化假設(shè)和分析內(nèi)在規(guī)律的基礎(chǔ)上,用數(shù)學(xué)符號和語言做表述由定量的角度分析和研究一個實際問題的全過程。簡言之就是通過計算得到的結(jié)果來解釋實際問題,并接受實際的檢驗,來建立數(shù)學(xué)模型的全過程。數(shù)學(xué)建模最重要的思想,就是如何把實際問題抽象為數(shù)學(xué)模型。
2.數(shù)學(xué)建模思想與數(shù)學(xué)教學(xué)的關(guān)系。通過前文對數(shù)學(xué)建模的介紹不難看出,數(shù)學(xué)建模屬于應(yīng)用數(shù)學(xué)的一種,它是對實際操作的一種理論代替,同時也是一種數(shù)學(xué)的思考方法,是通過數(shù)學(xué)的語言和方法,經(jīng)過抽象、簡化建立能夠近似描述并解決實際問題的一種數(shù)學(xué)手段,這其中需要教師培養(yǎng)學(xué)生的抽象思維、簡化思維和審視思維的數(shù)學(xué)能力。浙江中職數(shù)學(xué)課改已經(jīng)將數(shù)學(xué)建模作為必修課程,注重學(xué)生思維能力的培養(yǎng)和解決問題的能力。簡而言之,數(shù)學(xué)建模思想的本質(zhì)是數(shù)學(xué)的應(yīng)用,這也是數(shù)學(xué)教學(xué)的最終目的。
3.融入數(shù)學(xué)建模思想在中職數(shù)學(xué)教育的必要性。數(shù)學(xué)建模實際上是聯(lián)系數(shù)學(xué)理論與實際的橋梁,它能夠解決實際工作和生活中的很多問題,但是學(xué)生往往不能正確運用,導(dǎo)致在學(xué)生感受不到其實用性。而在解決工程技術(shù)、預(yù)報與決策、最優(yōu)化方案等社會現(xiàn)象時又必須運用到數(shù)學(xué)理論,于是數(shù)學(xué)建模順應(yīng)而生,它能夠有效地把實際問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題,通過分析和計算得出結(jié)果并應(yīng)用于實際。數(shù)學(xué)建模思想就是要培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和解決問題的能力,這與中職數(shù)學(xué)教育的初衷不謀而合。因此,必須在中職數(shù)學(xué)教育中融入建模思想。
三、融入建模思想的中職數(shù)學(xué)教學(xué)策略
如何在中職教育數(shù)學(xué)教學(xué)實踐中融入數(shù)學(xué)建模思想,不僅是一次教學(xué)方式的改革,也是數(shù)學(xué)教育的革新,筆者立足自身實踐教育實踐,總結(jié)歸納了以下教學(xué)方法:
1.立足當(dāng)前,滲透建模思想。中職數(shù)學(xué)教學(xué)雖然在教材上存在這樣或那樣的不足,但是在當(dāng)前的大環(huán)境下,要想在數(shù)學(xué)教學(xué)中滲入建模思想,就必須讓教材和建模緊密結(jié)合起來;在學(xué)習(xí)立體幾何、數(shù)列、一次函數(shù)、二次函數(shù)、分段函數(shù)等問題時,教師可以通過分析相關(guān)的實際問題使學(xué)生了解建模思想;這時教師需要思考在某個章節(jié)可以引入哪個模型問題,例如在講到幾何中兩點公式后可以引入距離測量模型等等,通過滲透建模思想,讓中職學(xué)生在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中習(xí)慣運用建模解決問題。
2.注重建模技巧,選取合適的模型。前文提到了由于中職院校招生來源比較復(fù)雜,學(xué)生的文化基礎(chǔ)和學(xué)習(xí)能力參差不齊。因此,教師在教學(xué)過程中更要注意到這一點,在選用模型時注意學(xué)生的整體素質(zhì),貿(mào)然選用建模難度大的選題,可能會打擊學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性;要循序漸進(jìn),在學(xué)生逐步入門后再提升建模難度,讓學(xué)生學(xué)會復(fù)雜問題的處理方法。
3.經(jīng)典案例教學(xué),培養(yǎng)發(fā)散思維能力。在數(shù)學(xué)教學(xué)過程中可以挑選具有代表性的案例典型,將建模思想不斷滲透到數(shù)學(xué)教學(xué)中,通過對所遇問題進(jìn)行充分分析后,將復(fù)雜現(xiàn)象中的主要特征提煉出來,抽象為數(shù)學(xué)語言和符號,進(jìn)而給出解決方案。在這過程中需要老師引導(dǎo)學(xué)生打開思維方法,盡量多一些假設(shè),注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。如穿越公路的經(jīng)典案例:一條公路交通不太擁擠,以致人們養(yǎng)成“沖”過馬路的習(xí)慣,不愿走斑馬線,當(dāng)?shù)亟还懿块T不允許任意橫插公路,為方便行人,準(zhǔn)備在一些特殊地點增設(shè)斑馬線,讓行人可以穿越公路,并且還要保證行人的平均等待時間不超過15秒。那么,增設(shè)斑馬線需要考慮以下幾方面問題:①考慮問題的立場,機(jī)動車的利益和行人的利益哪個更重要?②公路情況:公路是否有彎道?間隔車道是否設(shè)有安全隔離帶?③車流情況:不同時間段車流密度的大小是多少?④行人情況:行人穿越公路的速度是多少?行人的密度多大?穿越公路者的性質(zhì)是什么?⑤車速情況:公路限速多少?⑥紅綠燈情況:相鄰紅綠燈距離是多少以及燈光變換的時間間隔是多少?本題的特點是機(jī)理復(fù)雜,斑馬線的設(shè)置受到較多隨機(jī)因素的影響,這也就需要學(xué)生在采用統(tǒng)計模擬建立數(shù)學(xué)模型解答本題時充分考慮各種干擾因素,并一一分析。在這個過程中通過運用數(shù)學(xué)建模思想,鍛煉了學(xué)生的發(fā)散性思維,改變了思考問題的方式,問題解答更有創(chuàng)新性。
4.充分運用信息化手段,讓學(xué)習(xí)更便捷。由于數(shù)學(xué)在建模的過程中會遇到很多計算的問題,大量的計算使學(xué)生感覺到枯燥和無趣。因此,教師在教學(xué)過程中要充分運用信息化手段教學(xué),讓科技給學(xué)習(xí)帶來便利和樂趣,同時可以讓抽象的事物更加直觀。如將手機(jī)和信息平臺相結(jié)合,開設(shè)微課堂和電子教材,同時通過手機(jī)APP完成課堂輔導(dǎo)和聯(lián)系,讓學(xué)生能夠通過日常生活中的空余時間完成學(xué)習(xí);加上智能手機(jī)和計算機(jī)強大的邏輯思維能力,能夠很好地為學(xué)生解答建模過程中的疑惑,使抽象的東西更加直觀。
綜上所述,建模思想在中職數(shù)學(xué)教學(xué)中的滲透和實踐,不僅符合當(dāng)前中職教育改革的總體方針,還能夠讓數(shù)學(xué)更加貼近生活和專業(yè),培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生創(chuàng)新思維、審視思維和解決問題的能力。實踐表明,將數(shù)學(xué)建模思想融入中職數(shù)學(xué)教學(xué)管理勢在必行,也是歷史賦予廣大教師的重要使命。
參考文獻(xiàn):
1.陳潔怡.職業(yè)中專數(shù)學(xué)建模初探[J].素質(zhì)教育論壇,2010,(7).
責(zé)任編輯 陳 莉