數(shù)學(xué)建模課程融入本科數(shù)學(xué)教育的探討

1、數(shù)學(xué)建模課程融入本科數(shù)學(xué)教育的討論論文摘要:針對應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)實(shí)際，本文討論了將數(shù)學(xué)建模課程融入應(yīng)用型本科數(shù)學(xué)教育，闡述了數(shù)學(xué)建模教育的重要作用以及教學(xué)的現(xiàn)狀，最后說明了融入數(shù)學(xué)建模課程的可行性和必要性。關(guān)鍵詞:數(shù)學(xué)建模;應(yīng)用型本科;大學(xué)生;數(shù)學(xué)教育1數(shù)學(xué)建模教育在應(yīng)用型本科教育和師資隊(duì)伍建立中發(fā)揮著重要作用1.1可完善應(yīng)用型本科高校創(chuàng)新人才培養(yǎng)機(jī)制首先，從高校教學(xué)層面看，數(shù)學(xué)建模自身理論性與應(yīng)用性的優(yōu)勢是與生俱來的。而通過數(shù)學(xué)建模在教學(xué)中的研究與運(yùn)用，尋求在現(xiàn)實(shí)高校課程教學(xué)尤其是數(shù)學(xué)教學(xué)中數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的新方法、新思路，開啟根底學(xué)科教學(xué)新形式。其次，從高校培養(yǎng)層面看，在研究中借助數(shù)學(xué)建模在物理

2、、生物、經(jīng)濟(jì)等數(shù)學(xué)經(jīng)典案例來實(shí)現(xiàn)日常生活的浸透，從而使學(xué)生更好地掌握數(shù)學(xué)建模方式和解題方法，真正使研究一箭多雕。既培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)才能，又全面進(jìn)步思維才能，且鍛煉了理論動手才能的目的。最后，從高校人才開展戰(zhàn)略看，通過對基于數(shù)學(xué)建模活動平臺的創(chuàng)新人才培養(yǎng)形式的探究，在高校人才培養(yǎng)改革方面提出相關(guān)政策和建議。1.2數(shù)學(xué)建模教育能促進(jìn)應(yīng)用型本科教育目的的達(dá)成應(yīng)用型本科教育是以培養(yǎng)專業(yè)和應(yīng)用高素質(zhì)專業(yè)人才的消費(fèi)、建立、效勞和管理為主要任務(wù)。在應(yīng)用本科人才培養(yǎng)的過程中，高等教育的屬性說明了應(yīng)用本科數(shù)學(xué)課程建立的必要性。應(yīng)用屬性說明數(shù)學(xué)課程必須面向現(xiàn)實(shí)工作并解決現(xiàn)實(shí)問題。隨著教學(xué)與課程改革的推進(jìn)，本科數(shù)

3、學(xué)教學(xué)的應(yīng)用正在發(fā)生變化，旨在加強(qiáng)學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用才能。數(shù)學(xué)建模是現(xiàn)實(shí)問題和數(shù)學(xué)知識中間的紐帶。這是一種嚴(yán)謹(jǐn)、準(zhǔn)確、科學(xué)的方法來解決各種應(yīng)用問題。它是發(fā)現(xiàn)問題、解決問題、探究真理的工具。它可以有效地提升學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用才能和意識。數(shù)學(xué)建模教育可以專門培養(yǎng)具有以下六種才能的學(xué)生。1進(jìn)步邏輯思維才能與抽象思維才能；2增強(qiáng)大學(xué)生的社會適應(yīng)才能；3有助于提升自我學(xué)習(xí)才能；4培養(yǎng)學(xué)生互相協(xié)作的才能；5培養(yǎng)學(xué)生分析、歸納和解決現(xiàn)實(shí)問題的才能；6有助于進(jìn)步應(yīng)用型本科生的創(chuàng)新才能。2數(shù)學(xué)建模在應(yīng)用型本科院校教學(xué)的現(xiàn)狀目前，數(shù)學(xué)建模在應(yīng)用本科院校中的應(yīng)用存在以下的問題：第一，應(yīng)用型本科大學(xué)生根底薄弱

4、，入學(xué)分?jǐn)?shù)差異較大。他們邏輯判斷的才能以及他們理解和分析問題的才能相對較弱。在建立數(shù)學(xué)模型的過程中，經(jīng)常會遇到許多問題和難以解決的事情。第二，很多現(xiàn)有的數(shù)學(xué)建模材料都是一般或重點(diǎn)本科編寫的，沒有對應(yīng)于應(yīng)用本科型學(xué)生的講義課本和教學(xué)方案。應(yīng)用型本科教師有必要搜集、處理和整理已有的數(shù)學(xué)建模內(nèi)容，并根據(jù)應(yīng)用型本科學(xué)生的特點(diǎn)編寫新的教學(xué)方案和教材。第三，數(shù)學(xué)建模過程的不封閉性決定了高等數(shù)學(xué)各局部的內(nèi)容。但是，應(yīng)用型本科教學(xué)內(nèi)容少，教學(xué)內(nèi)容單一，難以開展數(shù)學(xué)建模教學(xué)。與一般本科生相比較，應(yīng)用型本科生也有顯著的特征：第一，學(xué)生思維靈敏。喜歡積極開拓思維和豐富的想象力。他們渴望學(xué)習(xí)實(shí)用技術(shù)和科學(xué)思想。第二，

5、擅長動手理論的特點(diǎn)。應(yīng)用型本科學(xué)生更喜歡動手操作課程，因此他們表現(xiàn)出更多的實(shí)用主義特征。第三，學(xué)生邏輯思維的離散性。在應(yīng)用型本科學(xué)院學(xué)習(xí)時(shí)，學(xué)生通常傾向于鄙視理論知識。對于理論方面的知識，他們不能長期專注于思維，而呈現(xiàn)出一種離散的狀態(tài)。3應(yīng)用本科數(shù)學(xué)教學(xué)將數(shù)學(xué)建模參加的可行性理論證明，將數(shù)學(xué)建模教育參加應(yīng)用本科數(shù)學(xué)課程是可行的。第一，首先，應(yīng)用本科教育培養(yǎng)應(yīng)用型人才，更加注重知識的實(shí)用性，這與數(shù)學(xué)建模的思想和目的相吻合。其次，應(yīng)用才能是應(yīng)用型本科生的軟實(shí)力，數(shù)學(xué)建模是培育數(shù)學(xué)運(yùn)用才能非常好的手段。最后，應(yīng)用型本科專業(yè)主要是理工科和金融財(cái)務(wù)管理專業(yè)，專業(yè)課程中的許多概念是經(jīng)典數(shù)學(xué)模型。這些都為“

6、整合提供了非常豐富的教學(xué)資源。第二，20年來大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽不斷開展，造就團(tuán)隊(duì)合作的創(chuàng)造力和團(tuán)隊(duì)精神。頑強(qiáng)的毅力顯示了獨(dú)特的優(yōu)勢和作用，獲得各界的普遍關(guān)注以及各級教育行政部門的支持，也得到了應(yīng)用本科學(xué)校的積極響應(yīng)。為了支持?jǐn)?shù)學(xué)建?；顒樱芏鄳?yīng)用型本科院校圍繞競賽組織開展了數(shù)學(xué)建模、數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)和數(shù)學(xué)建模培訓(xùn)、相關(guān)教育、討論研究和教育改革活動。同時(shí)，理論與理論相結(jié)合、探究性案例教學(xué)、開放式評價(jià)形式對教師探究教學(xué)改革也是一個(gè)很好的啟示。這些都為“一體化奠定了良好的教學(xué)根底。第三，雖然應(yīng)用本科數(shù)學(xué)的教學(xué)時(shí)間非常有限，但是今天隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速開展，Mathematica、Matlab等數(shù)學(xué)軟件可以很

7、容易地實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的計(jì)算。還可以使用電腦技術(shù)輔助教學(xué)來增加課堂內(nèi)容，提升課堂教學(xué)效果，從而贏得珍貴的“整合時(shí)間。更重要的是利用計(jì)算機(jī)等現(xiàn)代技術(shù)來探究新的形式來解決結(jié)論問題。簡而言之，電腦和相關(guān)軟件的普及為數(shù)學(xué)建模思想和方法的整合創(chuàng)造了良好的條件。4應(yīng)用本科數(shù)學(xué)教學(xué)將數(shù)學(xué)建模參加的必要性長期以來，數(shù)學(xué)教育以其特有的內(nèi)涵和形式，在育人、培養(yǎng)人的素質(zhì)方面發(fā)揮著非常重要的作用。應(yīng)用型本科數(shù)學(xué)教學(xué)必須積極滿足專業(yè)需要，滿足培養(yǎng)人才需要。數(shù)學(xué)來自現(xiàn)實(shí)，因此，數(shù)學(xué)建模思想和方法的整合將激活當(dāng)前停滯的應(yīng)用型本科數(shù)學(xué)教學(xué)改革，并將“帶活處于邊緣化的應(yīng)用型本科數(shù)學(xué)。作為改革的重點(diǎn)，“一致化的必要性和重要性是顯而易見的

8、。4.1通過數(shù)學(xué)建模培育高素質(zhì)的復(fù)合型人才21世紀(jì)是知識經(jīng)濟(jì)時(shí)代。社會前進(jìn)的關(guān)鍵是高質(zhì)量的創(chuàng)新復(fù)合人才。創(chuàng)新是知識經(jīng)濟(jì)的靈魂。培育高質(zhì)量的創(chuàng)新復(fù)合人才是時(shí)代給予高等教育的重要?dú)v史任務(wù)。數(shù)學(xué)素質(zhì)是高質(zhì)量創(chuàng)新復(fù)合人才科學(xué)技術(shù)文化素質(zhì)的重要組成環(huán)節(jié)，也是革新本領(lǐng)的重要根源。高校是培育人才的非常關(guān)鍵的戰(zhàn)場，要注重培育學(xué)生的數(shù)學(xué)功底。但是，現(xiàn)有的數(shù)學(xué)教學(xué)體制已不能滿足經(jīng)濟(jì)政治開展的需要，改革是非常有必要的。在這種新形勢下，以前的數(shù)學(xué)教學(xué)方法已不可以適宜大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)改革應(yīng)用的需求，教學(xué)形式及其對專業(yè)才能培養(yǎng)的影響也是人們關(guān)注的問題之一。數(shù)學(xué)模型是連接現(xiàn)實(shí)問題和數(shù)學(xué)問題的紐帶。因此，應(yīng)用型本科數(shù)學(xué)教學(xué)中表達(dá)

9、數(shù)學(xué)建模的思維和方法，讓學(xué)生在研究中提升數(shù)學(xué)樂趣，培育學(xué)生的數(shù)學(xué)思維素質(zhì)，進(jìn)步學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)處理現(xiàn)實(shí)問題的才能，是非常重要和必要的。4.2通過數(shù)學(xué)建模培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新思維創(chuàng)新思維包括許多詳細(xì)的思維方法，如類比思維、逆向思維、組合思維、非相似思維、非理性思維、趨同思維和發(fā)散思維。以下是對數(shù)學(xué)建模在改進(jìn)創(chuàng)新思維中的作用的詳細(xì)分析。第一，數(shù)學(xué)建?？梢灾笇?dǎo)學(xué)生從被動知識接收者到主動參加者和活潑的探究者。傳統(tǒng)教學(xué)的主要作用是過分強(qiáng)調(diào)教師，教師的主要工作是教授知識，告訴學(xué)生什么是對的，很少讓學(xué)生自己考慮，通過自己的研究找到正確的答案。這導(dǎo)致了一種保姆式和灌入式的教學(xué)理念，激發(fā)了學(xué)生的依戀心境，養(yǎng)成了怠懈的思

10、維定式，不利于學(xué)生的獨(dú)立思維和自我開展的將來之路。而數(shù)學(xué)建?？梢杂矛F(xiàn)實(shí)問題來引導(dǎo)學(xué)生的思路方向，通過解決現(xiàn)實(shí)問題，學(xué)生將漸漸地形成創(chuàng)新意識，從而激發(fā)創(chuàng)造性思維的靈感。第二，數(shù)學(xué)建?？梢约訌?qiáng)數(shù)學(xué)思維方法的教學(xué)。傳統(tǒng)教學(xué)只注重?cái)?shù)學(xué)運(yùn)算，無視了數(shù)學(xué)思維的引導(dǎo)。數(shù)學(xué)建模是理解和改造世界的根本技能，也是新概念、新系統(tǒng)和新方法的創(chuàng)新思維。數(shù)學(xué)建模主要是一些數(shù)學(xué)概念的實(shí)際背景，它主要是從大量事物中抽象概念和理論的演變過程中通過對典型問題的分析，讓學(xué)生掌握數(shù)學(xué)和方法，如微觀要素、局部線性化、優(yōu)化、迭代、轉(zhuǎn)換等，也可以使學(xué)生理解科學(xué)思維方法，以呈現(xiàn)、發(fā)現(xiàn)和解決問題，使他們從將來的生活得到幫助以成為一個(gè)合格的社會

11、主義建立者。第三，數(shù)學(xué)建?？梢约訌?qiáng)學(xué)生自我學(xué)習(xí)才能的培育。因?yàn)閿?shù)學(xué)建模教育是與傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)教育截然不同的，是放手讓學(xué)生在知識的海洋中暢游，教師只是知識的引導(dǎo)者，而不是傳授者，這樣學(xué)生的自我學(xué)習(xí)才能就得到了根本的提升。4.3使數(shù)學(xué)建模思想進(jìn)入應(yīng)用型本科數(shù)學(xué)課堂是現(xiàn)代數(shù)學(xué)開展的需要“群眾數(shù)學(xué)，“解決問題和“效勞主體作為數(shù)學(xué)教育開展的三大趨勢的影響仍在繼續(xù)。數(shù)學(xué)建模作為現(xiàn)實(shí)問題與數(shù)學(xué)知識之間的紐帶，是解決各種應(yīng)用實(shí)際的嚴(yán)謹(jǐn)、準(zhǔn)確、科學(xué)的方法。它可以有效地提升學(xué)生的數(shù)學(xué)運(yùn)用技能和數(shù)學(xué)應(yīng)變才能。從本質(zhì)上講，數(shù)學(xué)建模是“群眾數(shù)學(xué)“解決問題和“效勞主體三大趨勢的重點(diǎn)，是有效解決和促進(jìn)三大開展趨勢的有力途徑。參考文獻(xiàn)1馮寧.基于數(shù)學(xué)建模理論活動的數(shù)學(xué)課程教學(xué)J.教育與職業(yè),2021(6).2朱煥桃.數(shù)學(xué)建模教育融入高