论高等数学教学中建模思想的运用(2)
作者:佚名; 更新时间:2014-05-01
为把数学建模的思想和方法融人高职高等数学课的教学中去,通常应在教材中增加一些有关数学建模的概述(包括例子),主要是讲述数学建模的全过程和生动的例子,这就要重视建模的过程。数学建模的全过程大体上可归纳为以下步骤:
1、对某个实际问题进行观察、分析(是否抓住主要方面);
2、对实际问题进行必要的抽象、简化,做出合理的假设(往往是很不容易的);
3、确定模型建立中的变量和参数;
4、根据某种“规律”(已知的各学科中的定律,甚至是经验的规律)建立变量和参数间确定的数学关系(明确的数学问题或在这个层次上的一个数学模型),这可能是一个非常具有挑战性的数学问题;
5、解析或近似地求解该数学问题。这往往涉及复杂的数学理论和方法,近似方法和算法;
6、数学结果能否展示、解释甚至预测实际问题中出现的现象,或用某种方法(例如,历史数据、实验数据或现场测试数据等)来验证结果是否正确(这也是很不容易的);
7、如果第6步的结果是肯定的,那么就可以付之试用;如果是否定的,那就要回到第1-6步进行仔细分析,重复上述建模过程。
总的说来,数学建模就是上述7个步骤的多次重复的过程。这里要强调的是,其中的每一点都要下足功夫,切不可马虎了事,不然模型结果就会有误。因此,要夯实高职学生的建模基础,挖掘他们的数学潜力。
(3)多做案例分析以提高学生的兴趣
多做案例分析,从实例出发来讲解可以大大提高学生的学习兴趣。一方面我们可以引用生活中有趣的数学模型来进行讲解,激发学生的好奇心,如椅子问题即“把椅子往不平的地面上一放,通常中有三只脚着地,放不稳,问需要挪动几次,才可以使四只脚同时着地呢?”、雨中行走问题即“人在雨中沿直线一处向另一处行走,雨的速度已知,问人行走的速度多大时才能使淋雨量最小?” 等;另一方面,可以按照“先应用—后理论”的模式,如我们在讲授常微分方程的时候可引入以下案例:
有一种影碟机原价为每台800元,甲、乙两家家电商场均有销售。甲商场采用如下方式促销:若买一台单价为780元,若买两台单价为760元,依此类推, 每多买一台则所买各台单价均减少20元,但每台最低价不低于440元;乙商场则一律都按原价的75%销售。如某单位需要购买一批此类影碟机,问去哪家家电商场购买花费较少?
在微分方程这一章中,第一次课就给学生引入这样的案例,虽然学生当时不会解,但学生会带着这个问题去主动寻找答案,并对数学产生浓厚的兴趣,在往后的知识学习中认真对待,用不着老师逼压。学生在寻找答案的过程中碰到困难自然会来找老师商量,这就完全将过去那种“要我学数学”变成了“我要学数学”。 “兴趣是最好的老师”,学生对数学有了兴趣就必能学好数学。 (4)其他的方法:开展建模知识讲座,尝试让学生多做一些开放题
目前高职院校还没有完全普及数学建模的课程教学,学生接触数学建模知识较少,一方面我们可邀请专家学者到校开展建模知识讲座,提高学生对数学建模的认识;另一方面针对高等数学教材中的习题涉及应用方面的问题较少,即使有,也是一些条件充分、答案确定的问题,可补充一些建模素材到习题中,让学生多做一些开放题,使学生在做习题、作业中渗透建模思想,这样不仅可以丰富教学内容,还可以给学生更大的思维空间,积极引导学生进行探索,使学生学习数学建模的全过程,培养了学生的创新能力。
三、结论
在现代经济社会里,数学应用几乎渗透到社会的每一个领域和学科,并发挥着实质性的作用。高等职业教育培养的是与普通高校不同的应用型人才,因此将数学建模教学活动融入高等数学的教学中,加强高等数学教学中建模思想的运用,这无疑是高职院校数学教学改革的一种有益尝试。其目的就是要培养既掌握基本的理论知识,又能运用理论知识解决实际问题,具有综合素质的复合型、实用型、技术型人才。而在这一项庞大而复杂的工程中,就需要数学教师在教学过程中更应加强数学中建模思想运用,注重培养学生应用数学的意识和能力,有意识地贯彻理论联系实际的原则,精心编拟并引导学生解决实际问题,有效地激发学生学习数学的兴趣,给学生准备许多启迪思维的素材,让学生切实体会到“数学有用、要用数学”,逐步增强学生数学建模的意识和能力。相信把建模思想彻底融入高职院校的高等数学中以后,各高职院校能培养出更多更高质量的符合社会需要的实用型人才。
参考文献:
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