STEAM視角下高職數(shù)學(xué)建模的教學(xué)研究

1、學(xué)校編碼 10390學(xué) 號(hào) 201719451018分類號(hào) G712.0密級(jí)真篥大學(xué)教育碩士專業(yè)學(xué)位論文STEAM視角下高職數(shù)學(xué)建模的教學(xué)研究指導(dǎo)教師：劉小輝副教授朱榮坤副教授陳智猛高級(jí)教師作者姓名：黃元臻申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士領(lǐng)域名稱：學(xué)科教學(xué)（數(shù)學(xué)）論文提交日期：2020年04月27日論 文 答辯日期： 2020年06月05日學(xué)位授予單位：集美大學(xué)學(xué)位授予日期：2020年06月19日答辯委員會(huì)主席：覃紅霞教授真篥大學(xué)教育碩士專業(yè)學(xué)位論文STEAM視角下高職數(shù)學(xué)建模的教學(xué)研究Teaching Research on Mathematical Modeling in HigherVocationa

2、l Colleges from the Perspective of STEAM作者 姓名： 黃元臻指導(dǎo)教師：劉小輝副教授朱榮坤副教授陳智猛高級(jí)教師領(lǐng)域名稱：學(xué)科教學(xué)（數(shù)學(xué)）學(xué)位授予單位：集美大學(xué)論文答辯日期：2020年06月05日學(xué)術(shù)誠(chéng)信聲明茲里交的學(xué)位論攵,是本人在導(dǎo)帥指導(dǎo)卜獨(dú)正進(jìn)行的研究工作及取 得的研究成果。除丈中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外,論文中不包含其 他個(gè)人或集體B經(jīng)發(fā)&或撰號(hào)過(guò)的研究成果。本人依法享仃和承擔(dān)由此論文產(chǎn)生的權(quán)利和責(zé)任。聲明人時(shí)間：（簽名）.成為嫉保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)聲明本人完全r解集美大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：學(xué)校 有權(quán)保留送交論文的復(fù)印件和磁盤,允許論文被查

3、閱和借閱,可以采用 影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編學(xué)（立論文o同意集關(guān)大學(xué)口j以 用不同方式在不同媒體上發(fā)表、傳播學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容作者（簽名）：巡云/建 導(dǎo)師（簽名）：小土長(zhǎng) 時(shí)間：為、$、（STEAM視角下高職數(shù)學(xué)建模的教學(xué)研究摘 要數(shù)學(xué)建模因其學(xué)科的交叉融合性和實(shí)踐操作性，被認(rèn)為是解決生活生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題的重 要工具，高職生掌握好數(shù)學(xué)建模能極大的幫助其提升應(yīng)用解決實(shí)際問(wèn)題的能力。國(guó)際上逐 漸興起的跨學(xué)科STEAM教育為高職數(shù)學(xué)建模教學(xué)提供了一條有效途徑，它幫助學(xué)生從科 學(xué)情境、技術(shù)手段、工程思維、數(shù)學(xué)知識(shí)以及藝術(shù)素養(yǎng)的角度解決生活生產(chǎn)的實(shí)際問(wèn)題， 因此具有教育研究和教育實(shí)踐的價(jià)值

4、。重新審視STEAM視角下數(shù)學(xué)建模的職業(yè)教育，可 為我國(guó)當(dāng)前高職數(shù)學(xué)建模教學(xué)提供一條新路徑。本文基于STEAM教育理念與數(shù)學(xué)建模課程的整合，選取泉州市某高職院校一年級(jí)智 能控制專業(yè)學(xué)生為研究對(duì)象，采用文獻(xiàn)資料法、問(wèn)卷調(diào)查法、訪談法、實(shí)驗(yàn)研究等研究方 法進(jìn)行探討高職階段數(shù)學(xué)建模教育。首先，對(duì)2010至2019年近10年的全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué) 建模競(jìng)賽試題進(jìn)行內(nèi)容分析，并對(duì)高職生進(jìn)行數(shù)學(xué)建模教學(xué)調(diào)查問(wèn)卷，結(jié)合高職一線教師 的訪談了解關(guān)于高職數(shù)學(xué)建模的教學(xué)現(xiàn)狀。其次，依據(jù)STEAM教育理念與數(shù)學(xué)建模課程, 提出教學(xué)目標(biāo)矩陣。而后提出了整合STEAM的數(shù)學(xué)建模課程設(shè)計(jì)，從而進(jìn)行課堂教學(xué)實(shí) 驗(yàn)研究，具體為選取

5、前測(cè)成績(jī)不存在顯著差異的班級(jí)作為實(shí)驗(yàn)班與對(duì)照班，對(duì)照班采用傳 統(tǒng)教學(xué)模式進(jìn)行教學(xué)，實(shí)驗(yàn)班采取STEAM理念進(jìn)行教學(xué)，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中始終保持無(wú)關(guān)變 量均相同，并在教學(xué)期間通過(guò)課堂觀察量表記錄高職生課堂學(xué)習(xí)行為。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后對(duì)實(shí)驗(yàn) 班與對(duì)照班進(jìn)行后測(cè)與教學(xué)滿意度問(wèn)卷，所得的問(wèn)卷數(shù)據(jù)、后測(cè)成績(jī)以及課堂觀察數(shù)據(jù)均 采用SPSS24.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與分析，進(jìn)而結(jié)合分析研究、學(xué)生后期訪談與學(xué)生期 末實(shí)訓(xùn)的工程產(chǎn)品提出教學(xué)建議。研究結(jié)論：實(shí)驗(yàn)班高職生進(jìn)行了三個(gè)月的融合STEAM理念的高職數(shù)學(xué)建模課程后， 高職生的表征簡(jiǎn)化、數(shù)學(xué)模型化以及發(fā)散性創(chuàng)新思維能力水平顯著提高，應(yīng)用水平能力進(jìn) 一步增強(qiáng)。教學(xué)滿意度

6、方面，實(shí)驗(yàn)班學(xué)生在學(xué)科興趣、學(xué)習(xí)活動(dòng)、創(chuàng)新思維、學(xué)習(xí)效果與 教學(xué)認(rèn)同度方面與對(duì)照班學(xué)生存在顯著性差異。課堂觀察方面，實(shí)驗(yàn)班學(xué)生在傾聽行為、 言語(yǔ)行為以及實(shí)踐行為方面存在顯著性差異，思考行為與無(wú)關(guān)學(xué)習(xí)行為不存在顯著性差 異。實(shí)驗(yàn)班學(xué)生的工程思維對(duì)工程產(chǎn)品的制作具有優(yōu)化作用?；谘芯拷Y(jié)論提出相應(yīng)的教學(xué)建議：跨學(xué)科選取教學(xué)內(nèi)容、適當(dāng)補(bǔ)充前置數(shù)學(xué)知識(shí)、 增強(qiáng)學(xué)生“長(zhǎng)思考”的能力、通過(guò)多元表征深入理解數(shù)學(xué)建模、深化工程思維與工程產(chǎn)品 間的聯(lián)接。關(guān)鍵詞：STEAM；高職生；數(shù)學(xué)建模；教學(xué)研究Teaching Research on Mathematical Modeling in HigherVocati

7、onal Colleges from the Perspective of STEAMAbstractMathematical modeling is considered to be an important tool to solve practical problems of life production because of its interdisciplinary integration and practical operation. Cross-disciplinary STEAM education, which is emerging in the world, prov

8、ides an effective way for mathematics modeling teaching in higher vocational colleges. It helps teachers to put scientific situation, technical means, engineering thinking, artistic sentiment and mathematical literacy in the situation of problems encountered by students, so it has the value of educa

9、tional research and educational practice. As a result, re-examining the mathematics modeling education in higher vocational colleges from STEAM perspective can be used fbr the present time in China A New Approach to Mathematical Modeling Teaching in Higher Vocational Education.Based on the integrati

10、on of STEAM education concept and mathematical modeling course, this paper selects the students of intelligent control major in the first grade of a vocational college in Quanzhou as the research object, mainly adopts the research methods of literature method, questionnaire method, interview method,

11、 experiment method and so on, and discusses the mathematics modeling teaching in higher vocational colleges. First of all, according to the content analysis of the national college students mathematical modeling competition in the past 10 years, and the teaching questionnaire fbr higher vocational s

12、tudents, combined with the interview of the first-line teachers in higher vocational education to understand the teaching status of mathematical modeling in higher vocational education. Secondly, according to the STEAM education idea and mathematics modeling course, the teaching goal matrix is put f

13、orward. And then put forward the STE of integration The AM mathematics modeling course design, thus carries on the classroom teaching experiment research, specifically selects two pre-test result does not have the significant difference class as the experiment class and the control class, the experi

14、ment class adopts the STEAM idea teaching method, the control class adopts the traditional teaching mode to carry on the normal teaching, always maintains the independent variable all the same in the experiment process, and records the higher vocational students classroom study behavior through the

15、classroom observation scale during the teaching period. At the end of the experiment, the post-test and teaching satisfaction questionnaires were carried out on the experimental class and the control class, and the data obtained from the questionnaire, the post-test results and the classroom observa

16、tion data were all carried out by spss24.0 statistical software According to the processing and analysis, and then combined with the analysis of research, students post-interview and students final training of engineering products to put forward teaching suggestions.Research conclusion: after three

17、months of integrating the STEAM concept of higher vocational mathematics modeling course, the representation simplification, mathematical modeling and divergent innovative thinking ability of higher vocational students improved significantly, and the ability of application level was further enhanced

18、. In terms of teaching satisfaction, there are significant differences between experimental class students and control class students in terms of subject interest, learning activities, innovative thinking, learning effect and teaching identity. In the classroom observation, there were significant di

19、fferences in listening behavior, speech behavior and practical behavior among the students in the experimental class, and there was no significant difference between thinking behavior and irrelevant learning behavior.The engineering thinking of the students in the experimental class can optimize the

20、 production of engineering products.Based on the research conclusions, the corresponding teaching suggestions are put forward: interdisciplinary selection of teaching content, appropriate supplement of pre-mathematical knowledge, enhancement of students ability of long thinking , in-depth understand

21、ing of mathematical modeling through multiple representations, and deepening the connection between engineering thinking and engineering products.Keywords： STEAM; Higher Vocational Students; Mathematical Modeling; Teaching Research TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark31 o Current Document 第一章緒論11.1研究背

22、景1 HYPERLINK l bookmark34 o Current Document 1.1.1高職生應(yīng)用能力的缺失與數(shù)學(xué)建模課程的矛盾1 HYPERLINK l bookmark38 o Current Document 1.1.2跨學(xué)科STEAM教育的興起1 HYPERLINK l bookmark41 o Current Document 1.2研究問(wèn)題21.3研究意義31.3.1培養(yǎng)高職應(yīng)用型人才3 HYPERLINK l bookmark48 o Current Document 1.3.2提供高職數(shù)學(xué)建模教學(xué)新路徑3 HYPERLINK l bookmark51 o Curre

23、nt Document 第二章研究基礎(chǔ)5 HYPERLINK l bookmark54 o Current Document 2.1概念界定52.1.1STEAM 教育52.1.2數(shù)學(xué)建模5 HYPERLINK l bookmark59 o Current Document 2.2 研究綜述6 HYPERLINK l bookmark62 o Current Document 2.2.1STEAM教育的研究綜述6 HYPERLINK l bookmark67 o Current Document 2.2.2數(shù)學(xué)建模的研究綜述8 HYPERLINK l bookmark70 o Current

24、Document 2.2.3 STEAM教學(xué)的研究綜述8 HYPERLINK l bookmark76 o Current Document 2.2.4數(shù)學(xué)建模教學(xué)的研究綜述10 HYPERLINK l bookmark81 o Current Document 第三章研究設(shè)計(jì)12 HYPERLINK l bookmark84 o Current Document 3.1研究目的12 HYPERLINK l bookmark87 o Current Document 3.2研究對(duì)象12 HYPERLINK l bookmark90 o Current Document 3.3研究方法12 HY

25、PERLINK l bookmark98 o Current Document 3.4研究過(guò)程13 HYPERLINK l bookmark101 o Current Document 第四章高職數(shù)學(xué)建模教學(xué)現(xiàn)狀的調(diào)查與分析15 HYPERLINK l bookmark104 o Current Document 4.1基于全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽試題的調(diào)查與分析154.2基于學(xué)生問(wèn)卷的調(diào)查與分析164.2.1學(xué)生問(wèn)卷信度與效度檢驗(yàn)16 HYPERLINK l bookmark111 o Current Document 4.2.2學(xué)生問(wèn)卷分析17 HYPERLINK l bookmark129

26、 o Current Document 4.3基于學(xué)生訪談的調(diào)查22 HYPERLINK l bookmark141 o Current Document 4.4基于教師訪談的調(diào)查與分析23 HYPERLINK l bookmark154 o Current Document 第五章STEAM視角下高職數(shù)學(xué)建模教學(xué)的實(shí)驗(yàn)研究26 HYPERLINK l bookmark157 o Current Document 5.1教學(xué)目標(biāo)矩陣設(shè)計(jì)26 HYPERLINK l bookmark167 o Current Document 5.2STEAM視角下數(shù)學(xué)建模教學(xué)設(shè)計(jì)265.2.1數(shù)學(xué)建模課程教學(xué)

27、設(shè)計(jì)26 HYPERLINK l bookmark164 o Current Document 5.2.2STEAM課程教學(xué)設(shè)計(jì)275.2.3整合STEAM的數(shù)學(xué)建模課程教學(xué)設(shè)計(jì)28 HYPERLINK l bookmark170 o Current Document 5.3教學(xué)活動(dòng)流程設(shè)計(jì)28 HYPERLINK l bookmark173 o Current Document 5.4實(shí)驗(yàn)前測(cè)295.5教學(xué)案例295.5.1教學(xué)活動(dòng)流程29 HYPERLINK l bookmark180 o Current Document 5.5.2教學(xué)目標(biāo)矩陣30 HYPERLINK l bookmar

28、k183 o Current Document 5.5.3教學(xué)過(guò)程31 HYPERLINK l bookmark189 o Current Document 第六章STEAM視角下高職數(shù)學(xué)建模教學(xué)的實(shí)驗(yàn)分析386.1實(shí)驗(yàn)后測(cè)分析386.1.1測(cè)試卷信度與效度檢驗(yàn)38 HYPERLINK l bookmark196 o Current Document 6.1.2后測(cè)相關(guān)性分析38 HYPERLINK l bookmark199 o Current Document 6.1.3后測(cè)各維度分析396.2教學(xué)滿意度問(wèn)卷分析406.2.1問(wèn)卷信度與效度檢驗(yàn)40 HYPERLINK l bookmark

29、206 o Current Document 6.2.2樣本T檢驗(yàn)分析40 HYPERLINK l bookmark209 o Current Document 6.3 課堂觀察量表分析42 HYPERLINK l bookmark212 o Current Document 6.3.1課堂觀察量表信度與效度檢驗(yàn)42 HYPERLINK l bookmark215 o Current Document 6.3.2 一級(jí)維度學(xué)習(xí)行為的統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)43 HYPERLINK l bookmark218 o Current Document 6.3.3二級(jí)維度學(xué)習(xí)行為的統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)44 HYPERLINK l

30、 bookmark221 o Current Document 6.4學(xué)生工程思維對(duì)工程產(chǎn)品的優(yōu)化作用45 HYPERLINK l bookmark228 o Current Document 6.5學(xué)生后期訪談45 HYPERLINK l bookmark237 o Current Document 第七章結(jié)論與建議47 HYPERLINK l bookmark240 o Current Document 7.1研究結(jié)論47 HYPERLINK l bookmark247 o Current Document 7.2教學(xué)建議47 HYPERLINK l bookmark255 o Curre

31、nt Document 致謝49參考文獻(xiàn)50附錄52在學(xué)期間科研成果情況57第一章緒論1.1研究背景1.1.1高職生應(yīng)用能力的缺失與數(shù)學(xué)建模課程的矛盾近些年來(lái)，職業(yè)教育被反復(fù)提及，國(guó)家先后出臺(tái)了一系列政策，加快現(xiàn)代職業(yè)教育體 系的發(fā)展。2019年國(guó)務(wù)院發(fā)布全國(guó)職業(yè)教育深化改革計(jì)劃（以下簡(jiǎn)稱“職教20條”）， 職教20條在職業(yè)教育投下震撼彈，文件中明確指出在國(guó)民教育體系中的職業(yè)教育與普通 教育具有同樣重要的地位，職教20條重新詮釋了我國(guó)教育體制中職業(yè)教育的重要性，標(biāo) 志著職業(yè)教育應(yīng)得到和普通教育同樣的重視1?，F(xiàn)在，有了必要的證明文件以及相應(yīng)出臺(tái) 的職業(yè)教育政策所組成的“組合拳”，職業(yè)教育必將迎來(lái)

32、一個(gè)蓬勃發(fā)展的井噴期。與迎來(lái)黃金時(shí)代不同，一方面與職業(yè)教育同步的數(shù)學(xué)課程等所謂的職業(yè)基礎(chǔ)課程也在 進(jìn)行同步。但此前高職數(shù)學(xué)課程仍然保留大量蘇聯(lián)時(shí)期職業(yè)教育中數(shù)學(xué)課程的影子，重基 礎(chǔ)知識(shí)，重解決問(wèn)題的過(guò)程，雖然目前高職階段以數(shù)學(xué)課程的“為學(xué)生，為專業(yè)服務(wù)發(fā)展” 為原則，但幾乎所有的學(xué)生，不論專業(yè)，不論學(xué)習(xí)的程度，數(shù)學(xué)課程的學(xué)習(xí)內(nèi)容或?qū)W習(xí)形 式千篇一律。雖然我們?cè)诮虒W(xué)目標(biāo)，內(nèi)容，實(shí)施，評(píng)價(jià)，提出過(guò)一些嘗試，探索，但在這 高職階段的數(shù)學(xué)課程達(dá)不到為“學(xué)生，專業(yè)服務(wù)的發(fā)展”的預(yù)期效果。因此，高職教育階 段數(shù)學(xué)課程被進(jìn)一步邊緣化，課時(shí)數(shù)受到擠壓就是最大體現(xiàn)，而學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)不能滿足 行業(yè)的專業(yè)需求，學(xué)生

33、“沒(méi)有學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)意義”的感受日益增強(qiáng)。1.1.2跨學(xué)科STEAM教育的興起目前，隨著職業(yè)教育發(fā)展和課程改革的深入開展，如何學(xué)好數(shù)學(xué)用以專業(yè)服務(wù)，是職 業(yè)教育中的一個(gè)重要問(wèn)題。數(shù)學(xué)建模是一個(gè)能實(shí)際解決生產(chǎn)生活問(wèn)題的工具，所謂數(shù)學(xué)建 模，它是根據(jù)生活生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題建立一個(gè)數(shù)學(xué)模型，并解決數(shù)學(xué)模型，基于該數(shù)學(xué)模型進(jìn) 而解決實(shí)際問(wèn)題的方法與工具，這就使得數(shù)學(xué)建模更側(cè)重于學(xué)習(xí)的數(shù)學(xué)知識(shí)是否會(huì)靈活運(yùn) 用于生產(chǎn)實(shí)際生活中。與此同時(shí)，研究者在借鑒國(guó)外職業(yè)教育課程的過(guò)程中，研究發(fā)現(xiàn)STEAM教育在美國(guó) 的浪潮在20世紀(jì)80年代開始,STEAM教育觀念與職業(yè)教育發(fā)展的特點(diǎn)深受一致。STEAM 跨學(xué)科教育的目的是培養(yǎng)藍(lán)

34、領(lǐng)工人，以適應(yīng)快速發(fā)展的新時(shí)代，提高自身的綜合素質(zhì)，加 深學(xué)生的跨學(xué)科認(rèn)識(shí)，培育技術(shù)技能型人才以適應(yīng)新時(shí)代發(fā)展，這與我國(guó)職業(yè)教育的目標(biāo) 高度契合。在跨學(xué)科STEAM教育理念下，學(xué)生們不僅可以學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識(shí)與數(shù)學(xué)模型求解 過(guò)程中所形成的邏輯思維，還可以讓學(xué)生在跨學(xué)科間發(fā)現(xiàn)各學(xué)科的耦合聯(lián)系，甚至可以習(xí)得職業(yè)教育中工程設(shè)計(jì)的流程與工程思維。研究文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，20世紀(jì)80年代美國(guó)政府基于提高學(xué)生綜合素質(zhì)的愿景，STEAM教育 孕育而生，幾十年來(lái)各國(guó)研究者對(duì)STEAM教育的熱情依舊不減，近40年STEAM教育的 發(fā)文量趨勢(shì)如圖1-1,但國(guó)內(nèi)第一篇以STEAM教學(xué)為主題的文獻(xiàn)至2014年才開始，如圖 1-2O因

35、此，如何更好的借鑒STEAM教育理念以服務(wù)我國(guó)的高職教育，值得我們進(jìn)行研究。1,500-1,250-1,000-750-500-250-圖1-1近40年STEAM教育的發(fā)文趨勢(shì)圖1.750-200圖1-2 STEAM教學(xué)的發(fā)文趨勢(shì)圖1.2研究問(wèn)題2019年教育部發(fā)布的全國(guó)職業(yè)教育深化改革計(jì)劃中明確指出，高等職業(yè)教育階段 接受的專業(yè)知識(shí)，技能和職業(yè)道德需要轉(zhuǎn)為一個(gè)職業(yè)或解決生產(chǎn)勞動(dòng)間的實(shí)際問(wèn)題，而這 恰恰與數(shù)學(xué)建模的本質(zhì)特征一致，因此如何在高職數(shù)學(xué)課堂上教會(huì)學(xué)生運(yùn)用好數(shù)學(xué)建模這 一工具是我們思考的一個(gè)問(wèn)題。既然數(shù)學(xué)建模是如此有用的數(shù)學(xué)工具，為何不在高職數(shù)學(xué)課程中加大數(shù)學(xué)建模課程的 課時(shí)量呢？雖然

36、數(shù)學(xué)建模工具有用并且有效，但由于數(shù)學(xué)建模要求學(xué)習(xí)者的前置學(xué)習(xí)基礎(chǔ) 較高，當(dāng)前高職院校設(shè)置相關(guān)教程偏少，教師水平參差不齊，致使幾乎沒(méi)有高職院校單獨(dú) 的開設(shè)數(shù)學(xué)建模課程。對(duì)比數(shù)學(xué)建模教育與STEAM教育，我們發(fā)現(xiàn)，STEAM教育與數(shù) 學(xué)建模教育有很高的相似性，它們都以能實(shí)際解決生產(chǎn)生活問(wèn)題為目標(biāo)，但STEAM教育 更接“地氣” 一些，它培養(yǎng)學(xué)生在跨學(xué)科之間進(jìn)行科學(xué)的探索與邏輯思維的形成，因而， 如何借鑒STEAM教育以此更好的培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)建模的能力，這是我們研究的問(wèn)題。以上問(wèn)題，可以通過(guò)借鑒STEAM教育讓數(shù)學(xué)建模課程在高職階段真實(shí)的落地后，以 此為高職數(shù)學(xué)建模課程提供必要的認(rèn)知經(jīng)驗(yàn)和認(rèn)知途徑，為

37、學(xué)生數(shù)學(xué)建模能力更好落實(shí)和 實(shí)施提供有利依據(jù)，同時(shí)能更好地執(zhí)行立德樹人的教育基本任務(wù)。L3研究意義1.3.1培養(yǎng)高職應(yīng)用型人才我國(guó)職業(yè)教育的課程改革從未止步，目的是調(diào)整職業(yè)教育課程標(biāo)準(zhǔn)和課程計(jì)劃，改革 現(xiàn)有課程開發(fā)系統(tǒng)使之更適合學(xué)生，并使其完善。利用來(lái)源于美國(guó)的STEAM教育，研 究嘗試將STEAM跨學(xué)科的教育方式與解決生活生產(chǎn)實(shí)際的工具數(shù)學(xué)建模相融合，圍繞提 升高職生應(yīng)用能力為核心，由此對(duì)高職生應(yīng)用能力的培養(yǎng)和提升是顯而易見的3。STEAM教育研究在中國(guó)還處于起步階段，大部分工作還停留在對(duì)國(guó)外STEAM教育 發(fā)展的概述、教育內(nèi)涵的表達(dá)，對(duì)STEAM教育課堂教學(xué)實(shí)施的研究相對(duì)較少，STEAM教

38、 育在高職階段的數(shù)學(xué)建模教育研究尚屬空白。而職業(yè)教育作為中國(guó)高等教育的一個(gè)重要分 支，將STEAM教育與高職階段教育相結(jié)合顯然具有重要意義。本研究嘗試將跨學(xué)科的 STEAM教育理念落實(shí)到數(shù)學(xué)建模課堂教學(xué)中，旨在對(duì)上述空白提供經(jīng)驗(yàn)支持，并相信在 職教20條的影響下，相關(guān)研究者能加快數(shù)學(xué)建模與STEAM教育的課程結(jié)合研究。1.3.2提供高職數(shù)學(xué)建模教學(xué)新路徑在我國(guó)目前的高職教育階段中，數(shù)學(xué)建模被用來(lái)解決生產(chǎn)和生活實(shí)際問(wèn)題的這一實(shí)用 工具被嚴(yán)重忽視。盡管一系列的專業(yè)型數(shù)學(xué)建模材料建設(shè)已逐漸開展，但傳統(tǒng)的教學(xué)方法 仍然阻礙數(shù)學(xué)建模課程的實(shí)施，高職生沒(méi)有以達(dá)到預(yù)期的效果。傳統(tǒng)單一的教學(xué)方法使數(shù) 學(xué)建模不

39、能提供數(shù)學(xué)的經(jīng)驗(yàn)來(lái)解決相關(guān)專業(yè)的實(shí)際問(wèn)題，導(dǎo)致高職生無(wú)法在意識(shí)層面應(yīng)用 專業(yè)知識(shí)和客觀科學(xué)的思維邏輯用以解決生活生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題，從而使高職生的數(shù)學(xué)情感與 學(xué)習(xí)行為產(chǎn)生負(fù)面的影響。本研究旨在對(duì)如何提高高職數(shù)學(xué)建模學(xué)習(xí)成效，并結(jié)合跨學(xué)科 的STEAM教育理念，增強(qiáng)高職生的職業(yè)應(yīng)用能力，為一線教學(xué)的數(shù)學(xué)教師提供認(rèn)知經(jīng)驗(yàn) 與方法路徑?，F(xiàn)階段，中國(guó)的國(guó)情正處于發(fā)展中階段，大力培養(yǎng)應(yīng)用型人才是提高中國(guó)綜合國(guó)力的 重要手段，而職業(yè)教育是應(yīng)用型人才培養(yǎng)的基礎(chǔ)。STEAM注重跨學(xué)科教育，將學(xué)生所學(xué) 的知識(shí)與生活之間架起社會(huì)聯(lián)系，如果我們能夠汲取國(guó)外STEAM教育理念的經(jīng)驗(yàn)，與符 合國(guó)情的教育環(huán)境相融合，推進(jìn)跨學(xué)科

40、間、科學(xué)與社會(huì)的融合，才能夠真正的達(dá)到培養(yǎng)職 業(yè)應(yīng)用型人才的目標(biāo)?；诋?dāng)前的國(guó)情和學(xué)情，要使職業(yè)教育的發(fā)展更進(jìn)一步，學(xué)習(xí)和吸 取優(yōu)秀的國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的教育經(jīng)驗(yàn)，是十分有必要的。當(dāng)前，高職學(xué)生輕視數(shù)學(xué)建模教育， 忽略工程教育，此與社會(huì)對(duì)應(yīng)用型人才的需求存在很大的差距與矛盾，而STEAM教育有 助于縮小缺失應(yīng)用型人才的困境，通過(guò)借鑒STEAM教育理念可以使學(xué)生在掌握?qǐng)?jiān)實(shí)的基 礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí)打破學(xué)科間的壁壘，提升高職生職業(yè)應(yīng)用的能力，為未來(lái)社會(huì)的發(fā)展培養(yǎng)出 更多的應(yīng)用型人才，迎接未來(lái)社會(huì)的挑戰(zhàn)。第二章研究基礎(chǔ)2.1概念界定2.L1STEAM 教育1986年美國(guó)發(fā)布本科科學(xué)、數(shù)學(xué)和工程教育的研究報(bào)告，報(bào)告

41、中提出跨學(xué)科教育 集成的綱領(lǐng)性建議，STEAM教育孕育而生，由此在美國(guó)形成一套跨學(xué)科、多層次、重應(yīng) 用能力的一門綜合教育理念Um。STEAM教育對(duì)美國(guó)課程和評(píng)價(jià)、職業(yè)教育、基礎(chǔ)教育、 學(xué)生職業(yè)應(yīng)用能力與學(xué)生適應(yīng)力等方面都產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響可。進(jìn)入21世紀(jì)，美國(guó) Georgette Yakman 教授及其團(tuán)隊(duì)提出，將 Science （科學(xué)）、Technology （技術(shù)）、Engineering （工程）、Mathematics （數(shù)學(xué)）和Art （藝術(shù)）這一跨學(xué)科融合稱為“STEAM”教育，從 而建構(gòu)了初步的跨學(xué)科、多層次、以培養(yǎng)受教育者綜合素質(zhì)的STEAM教育框架A綜上，本研究將STEAM教

42、育總結(jié)為一種教育方法，即從科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)、 藝術(shù)等五個(gè)方面出發(fā)，進(jìn)而培養(yǎng)全方面綜合素質(zhì)人才的的教育方法。2.1.2數(shù)學(xué)建模（1）模型模型的本意為基于物理比例而制成的結(jié)構(gòu)，透過(guò)物理的或虛擬的性能目標(biāo)所闡述通過(guò) 裝置構(gòu)成的物體的結(jié)構(gòu)的外在表現(xiàn)形式。它具有與原型替代相似的特性，以簡(jiǎn)化系統(tǒng)或過(guò) 程，摘要和類比圖這個(gè)概念代表了系統(tǒng)分析問(wèn)題，邏輯，算法和數(shù)學(xué)關(guān)系序列El。（2）數(shù)學(xué)建模數(shù)學(xué)建模的原理與方法中對(duì)數(shù)學(xué)模型的理解為，數(shù)學(xué)模型是數(shù)學(xué)實(shí)際問(wèn)題的詳細(xì) 說(shuō)明，概括為一種數(shù)學(xué)表達(dá)式的結(jié)構(gòu)或類似的語(yǔ)言9】。數(shù)學(xué)百科全書將數(shù)學(xué)模型表達(dá)為客觀世界的大致描述，所述數(shù)學(xué)模型是意識(shí)外界， 是預(yù)測(cè)和使用數(shù)學(xué)符號(hào)

43、解釋客觀世界的有力工具。徐利治認(rèn)為“數(shù)學(xué)模型”是對(duì)生活生產(chǎn) 實(shí)際問(wèn)題的概括或者說(shuō)是一種問(wèn)題模型化的數(shù)學(xué)解法，將問(wèn)題數(shù)學(xué)模型化，這樣不僅有利 于對(duì)生活生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題的解決，同時(shí)也有利于提升解決者的應(yīng)用能力水平mi。數(shù)學(xué)建模的原理與方法一書中提出，通常數(shù)學(xué)建模的過(guò)程需要經(jīng)過(guò)多次反復(fù)驗(yàn)證， 即追求實(shí)際問(wèn)題的數(shù)學(xué)化表達(dá)，將實(shí)際問(wèn)題簡(jiǎn)化，抽象，建立初步的數(shù)學(xué)模型las。姜啟 源等認(rèn)為：一個(gè)數(shù)學(xué)模型是根據(jù)內(nèi)部規(guī)則具體做一些必要的假設(shè)，運(yùn)用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)工具對(duì) 現(xiàn)實(shí)世界進(jìn)行客觀性描述，并通過(guò)對(duì)特定對(duì)象，特定目的進(jìn)行數(shù)學(xué)化的表達(dá)MLS。綜上，本研究將數(shù)學(xué)建模歸納為對(duì)一個(gè)或多個(gè)生活生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題的數(shù)學(xué)抽象，通過(guò)數(shù)學(xué)語(yǔ)言

44、的表達(dá)，數(shù)學(xué)模型化的方式和手段，進(jìn)而解決生活生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題的工具，并最終解 決生活生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題16。2.2研究綜述2.2.1STEAM教育的研究綜述（一）STEAM教育國(guó)外研究現(xiàn)狀STZM：A Framework forEducation Acrossthe DisciplinesSTM =Science & Technologyinterpreted throughEngineering & the Arts,all based inyife-lony Mathematical elements. HolisticX1970年代以來(lái)，美國(guó)就開始探索跨學(xué)科融合課程，美國(guó)全國(guó)教育學(xué)會(huì)試圖通過(guò)多科學(xué)

45、 融合亦或是跨學(xué)科融合的形式以此來(lái)增強(qiáng)學(xué)生在綜合應(yīng)用能力上的提升切。1983年美國(guó)政 府發(fā)布國(guó)家處于危機(jī)中教育改革勢(shì)在必行的教育報(bào)告，報(bào)告中首次提出了整合科學(xué)、 技術(shù)、社會(huì)和數(shù)學(xué)（Science, Technology, Society and Maths,簡(jiǎn)稱 STMS）的主張。與 此同時(shí)，美國(guó)學(xué)者Georgette Yakman經(jīng)過(guò)研究和實(shí)踐凹，在STEM教育中加入了 A元素” （Art,即藝術(shù)），進(jìn)一步提出STEAM的概念并構(gòu)建了跨學(xué)科的課程模型2。,如圖2-1所 示。進(jìn)入21世紀(jì)，由美國(guó)政府牽頭，組織各類教育機(jī)構(gòu)與學(xué)校進(jìn)行開發(fā)多學(xué)科整合課程。IntegrativeMuhidiseipl

46、ina 尸STEMDiscipline / /ContentSpecific圖2-1 STEAM跨學(xué)科課程整合模型STEAM跨學(xué)科課程整合模型分為五層。根據(jù)學(xué)生日常的學(xué)習(xí)情況，最底層為具體的 科學(xué)、工程、技術(shù)、數(shù)學(xué)與藝術(shù)各個(gè)獨(dú)立的學(xué)科。第二層為邏輯層，邏輯層強(qiáng)調(diào)幫助學(xué)生 在各個(gè)獨(dú)立學(xué)科之間找到學(xué)科之間的邏輯關(guān)系，跨學(xué)科的邏輯關(guān)系既能培養(yǎng)學(xué)生知識(shí)的融 合能力，同時(shí)作為第三層模型的邏輯支撐。第三層為模型層，所謂模型層，就是將獨(dú)立學(xué) 科模型化，學(xué)生通過(guò)模型化后的學(xué)科，可以更好的掌握各獨(dú)立學(xué)科之間邏輯聯(lián)系與知識(shí)要點(diǎn)。第二層為整合層，將科學(xué)、工程、技術(shù)、數(shù)學(xué)與藝術(shù)跨學(xué)科整合，幫助學(xué)生找到各學(xué) 科模型的耦

47、合點(diǎn)，通過(guò)學(xué)科模型耦合點(diǎn)的構(gòu)建，學(xué)生逐步通過(guò)方法論的集成觀點(diǎn)看待解決 生活生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題。最頂尖為應(yīng)用層，掌握了跨學(xué)科的STEAM的方法論后，通過(guò)解決生 活生產(chǎn)實(shí)際的相關(guān)問(wèn)題，以此提高學(xué)生應(yīng)用水平的能力。Rhode Island School of Design為了顯示世界STEAM教育的情況，把世界相關(guān)的 STEAM項(xiàng)目添加到STEAM互動(dòng)地圖中，以便對(duì)世界各國(guó)對(duì)STEAM教育的交流網(wǎng)。美 國(guó)WolfTrap學(xué)院授予150萬(wàn)美金的一部分，專門用于培訓(xùn)和安置藝術(shù)家進(jìn)入幼兒園和幼稚 園教室。隨著STEAM教育的快速發(fā)展，為了增強(qiáng)國(guó)家的科技競(jìng)爭(zhēng)力，韓國(guó)引進(jìn)STEAM 教育理念，韓國(guó)教育部于2011年

48、頒布了搞活整合型人才教育(STEAM)方案，方案 中提出在韓國(guó)的小學(xué)和中學(xué)的學(xué)習(xí)階段融入STEAM理念，希望能夠?qū)崿F(xiàn)有效整合學(xué)科內(nèi) 容，以此提高韓國(guó)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力23。2012年英國(guó)政府為了給各個(gè)中小學(xué)實(shí)施有效的STEAM 課程，提出融入本土元素的STEAM課程實(shí)施方案。同年，澳大利亞政府為完善本國(guó)的人 才儲(chǔ)備培養(yǎng)，對(duì)復(fù)合型人才教育示范學(xué)校進(jìn)行STEAM課程扶持，以此推動(dòng)開展復(fù)合型人 才教育活動(dòng)。STEAM教育國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀截止2019年12月，在中國(guó)CNKI數(shù)據(jù)庫(kù)中共檢索出有關(guān)STEAM教育”相關(guān)文獻(xiàn) 851篇，具體年份載文統(tǒng)計(jì)如下表2-1, 2018年教育部首提探索“STEAM教育”新模式，

49、至此有關(guān)“STEAM教育”的相關(guān)文獻(xiàn)才快速增長(zhǎng)網(wǎng)伽。表2-1 CNKI “STEAM教育”年度載文統(tǒng)計(jì)表年份2013201420152016201720182019文獻(xiàn)數(shù)量561544110224447占比0.58%0.71%1.8%5.1%13.0%26.3%52.51%截至目前國(guó)內(nèi)對(duì)STEAM教育的研究主要集中于以下四個(gè)方面：一是關(guān)于STEAM教 育的歷史發(fā)展研究；二是STEAM教育理念研究；三是針對(duì)STEAM教育與核心素養(yǎng)的融 通研究；四是STEAM的課程研究。張峻峰在STEAM課程實(shí)施的有效載體一文中對(duì)美國(guó)近三十年來(lái)的STEAM教育 理念進(jìn)行歷史化階段性概括SI。趙閃在STEAM教育探

50、析一文中對(duì)STEAM教育理念 在我國(guó)基礎(chǔ)教育階段實(shí)行的原因進(jìn)行了策略分析助。王娟在“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代STEAM教 育應(yīng)用的反思一文中首次提出STEAM教育應(yīng)符合各國(guó)的國(guó)情與學(xué)生的身心發(fā)展階段， 由此提出STEAM教育的本土化課程教學(xué)模式，作者認(rèn)為STEAM教育可以利用互聯(lián)性的 資源對(duì)當(dāng)前課程進(jìn)行深加工從而達(dá)到STEAM教育的目標(biāo)WK傅騫在當(dāng)創(chuàng)客遇上STEAM 教育一文中提出創(chuàng)客教育需要多學(xué)科融合教育，而STEAM教育恰好可以改變當(dāng)前創(chuàng)客 教育的單學(xué)科教育模式29。蔡婕在基于創(chuàng)客教育的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才培養(yǎng)模式研究中一文 中提出，利用STEAM教育的多學(xué)科知識(shí)體系構(gòu)建學(xué)生的綜合素養(yǎng)，從而提高學(xué)生對(duì)創(chuàng)業(yè)

51、的敏感度3。曾國(guó)文在STEMA教育理念在初中語(yǔ)文教學(xué)中的應(yīng)用一文中提出，文科 類學(xué)科亦可以結(jié)合STEAM教育進(jìn)行課程教學(xué)，例如語(yǔ)文科目也可以結(jié)合STEAM教育理 念從而提高中學(xué)生的文學(xué)素養(yǎng)DU。黃紅娟老師在基于親子互動(dòng)式發(fā)現(xiàn)的STEAM化教學(xué) 模式一文中提出，將STEAM多學(xué)科融合理念嵌入到幼兒教育活動(dòng)中去，從而建立符合 幼兒身心發(fā)展的教學(xué)活動(dòng)El。通過(guò)對(duì)相關(guān)文獻(xiàn)的梳理和概述，總結(jié)得出STEAM教育有推進(jìn)培養(yǎng)學(xué)生在解決生活生 產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題的能力，STEAM教育可以幫助學(xué)生提高綜合素養(yǎng)，但將STEAM教育理念與 高職數(shù)學(xué)建模相融合的研究偏少，由此進(jìn)一步說(shuō)明將STEAM教育與數(shù)學(xué)建模課程相融合 有助

52、于高職生的職業(yè)應(yīng)用能力發(fā)展。2.2.2數(shù)學(xué)建模的研究綜述數(shù)學(xué)建模是將客觀實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行數(shù)學(xué)模型化，通過(guò)簡(jiǎn)化問(wèn)題、構(gòu)建模型、確定變量和 參數(shù)，根據(jù)客觀需求在參數(shù)間建立邏輯聯(lián)系，并求解該數(shù)學(xué)模型，解釋、分析、驗(yàn)證所得 到的解，是一個(gè)不斷深化的過(guò)程。歸納相關(guān)文獻(xiàn)，數(shù)學(xué)建模是一種解決生活生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題 的量化手段，是一種具有創(chuàng)造性的思維活動(dòng)DI。王焯暉在其文章中表示，通過(guò)一些數(shù)學(xué)建 模案例科發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)建模能極大的發(fā)展學(xué)生的多向思維活動(dòng)，以此推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與進(jìn) 步Ml。大學(xué)生數(shù)學(xué)建模一書中指出，數(shù)學(xué)建模有利于培養(yǎng)一個(gè)合格的社會(huì)公民所必需的 數(shù)學(xué)素養(yǎng)，它能幫助公民更好的利用數(shù)學(xué)建模這一工具來(lái)認(rèn)識(shí)科學(xué)的客觀世

53、界，以此樹立 正確的社會(huì)科學(xué)價(jià)值觀。在許多需要用數(shù)學(xué)建模解決實(shí)際生活生產(chǎn)的問(wèn)題實(shí)例中，高職生 的應(yīng)用水平顯然是不足以解決實(shí)際問(wèn)題的，從而顯示出數(shù)學(xué)建模對(duì)當(dāng)前高職生職業(yè)應(yīng)用水 平的重要作用。數(shù)學(xué)建模指導(dǎo)一書中提出，建模是工具，數(shù)學(xué)是方法，用數(shù)學(xué)的角度來(lái)看待客觀 世界可以培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的世界觀與價(jià)值觀。當(dāng)前學(xué)生掌握的數(shù)學(xué)知識(shí)并不足以支撐他們求 解決客觀存在的實(shí)際問(wèn)題，這并非是學(xué)生數(shù)學(xué)能力的缺失，而是學(xué)生缺乏對(duì)客觀實(shí)際問(wèn)題 建模的能力。因此，提升高職生的數(shù)學(xué)建模能力水平有助于提升高職生的職業(yè)應(yīng)用能力水 平。2.2.3 STEAM教學(xué)的研究綜述我國(guó)各級(jí)各類學(xué)校嘗試開始STEAM課程的數(shù)量少之又少，故大量

54、的STEAM教學(xué)相 關(guān)研究集中在美國(guó)STEAM課程的翻譯與引進(jìn)，因而相較于STEAM教育的研究文獻(xiàn)，涉 及STEAM教學(xué)的相關(guān)文獻(xiàn)數(shù)量更加稀少。截止2019年12月，研究者在中國(guó)CNKI數(shù)據(jù) 庫(kù)上以“STEAM教學(xué)”為主題進(jìn)行檢索共搜索到相關(guān)文獻(xiàn)289篇，具體年份載文統(tǒng)計(jì)如 表2-2。通過(guò)查閱相關(guān)“STEAM教學(xué)”的文獻(xiàn)后發(fā)現(xiàn)，相關(guān)主題文獻(xiàn)幾乎均為參考美國(guó)的STEAM課程的文獻(xiàn)。表2-2 CNKI “STEAM教學(xué)”年度載文統(tǒng)計(jì)表年份201420152016201720182019文獻(xiàn)數(shù)量1482180175占比0.35%1.5%3.0%7.3%30%57.85%通過(guò)整合相關(guān)教學(xué)文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，在S

55、TEAM教學(xué)過(guò)程中，教師僅僅作為實(shí)際問(wèn)題的呈現(xiàn) 者與科學(xué)情境的創(chuàng)設(shè)者，不再是傳統(tǒng)課堂教學(xué)的主導(dǎo)者，教師是問(wèn)題的提供者，學(xué)生才是 問(wèn)題的解決者，學(xué)生在解決問(wèn)題的過(guò)程中通過(guò)交流、反思、分享來(lái)解決客觀實(shí)際問(wèn)題35，36。 老師在教學(xué)中所起到的作用是在學(xué)生學(xué)習(xí)困頓的過(guò)程中給予必要性的輔助與支撐，在學(xué)生 的最近發(fā)展區(qū)給予工程思維或技術(shù)手段的幫助，從而使學(xué)生充分發(fā)揮自身的主動(dòng)能動(dòng)性與 思維創(chuàng)造性?；谙嚓P(guān)文獻(xiàn)，總結(jié)如下三種STEAM課程教學(xué)方式：基于問(wèn)題教學(xué)、基于 設(shè)計(jì)教學(xué)以及基于項(xiàng)目的教學(xué)。（一）基于問(wèn)題的教學(xué)方式基于問(wèn)題的學(xué)習(xí)是通過(guò)真實(shí)的生產(chǎn)生活問(wèn)題入手，以解決實(shí)際問(wèn)題為目標(biāo)，強(qiáng)調(diào)學(xué)生 發(fā)散性思維能力

56、以促進(jìn)學(xué)生職業(yè)應(yīng)用水平能力提高的教學(xué)方式。第一、教師提供生活生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題，教師前期對(duì)問(wèn)題不提供任何幫助；第二、學(xué)生在跨學(xué)科的知識(shí)體系下做出對(duì)問(wèn)題解決的初步構(gòu)想并尋求相關(guān)的解決方 法；第三、教師提供必備的知識(shí)儲(chǔ)備用以學(xué)生解決問(wèn)題使用；第四、學(xué)生在教師的必要幫助下，通過(guò)跨學(xué)科的方法、技術(shù)嘗試解決問(wèn)題；第五、解決問(wèn)題后，學(xué)生相互之間進(jìn)行分享與交流。（二）基于設(shè)計(jì)的教學(xué)方式基于設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)是通過(guò)培養(yǎng)學(xué)生的工程思維與工業(yè)設(shè)計(jì)的能力，以此來(lái)增強(qiáng)學(xué)生的工 程素養(yǎng)、數(shù)學(xué)素養(yǎng)的教學(xué)方式I。學(xué)生不是簡(jiǎn)單地在課堂上進(jìn)行片面式的探究就能得到解 決，學(xué)生要運(yùn)用工程思維對(duì)實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行工業(yè)設(shè)計(jì)，通過(guò)模型的建構(gòu)、數(shù)據(jù)的挖掘、數(shù)

57、學(xué) 知識(shí)的應(yīng)用，以此解決實(shí)際問(wèn)題的教學(xué)方式38】。第一、教師根據(jù)真實(shí)問(wèn)題提出問(wèn)題解決的設(shè)計(jì)方案，使學(xué)生對(duì)設(shè)計(jì)任務(wù)有一個(gè)初步的 了解；第二、學(xué)生根據(jù)教師提供的設(shè)計(jì)方案和自身的知識(shí)儲(chǔ)備提出各自的問(wèn)題解決設(shè)計(jì)方 案，學(xué)生之間進(jìn)行廣泛的交流與探討；第三、學(xué)生通過(guò)交流與討論后得出自己的問(wèn)題解決方案，通過(guò)相關(guān)技術(shù)、數(shù)學(xué)方法、 工程設(shè)計(jì)等手段與方式解決問(wèn)題；第四、學(xué)生相互之間進(jìn)行廣泛并且有效的交流與分享，并通過(guò)交流與分享以此培養(yǎng)學(xué) 生的創(chuàng)新意識(shí)與批判性思維的能力。（三）基于項(xiàng)目的教學(xué)方式基于項(xiàng)目的教學(xué)方式更多的是基于當(dāng)前已有成功的案例所總結(jié)的項(xiàng)目類型進(jìn)行課堂 教學(xué)3刃。華東師范大學(xué)趙中建教授團(tuán)隊(duì)提出對(duì)基于項(xiàng)

58、目的教學(xué)方式QI。第一、教師應(yīng)為學(xué)生提供了融入真實(shí)生活生產(chǎn)情境的體驗(yàn)；第二、利用學(xué)生對(duì)科學(xué)、技術(shù)、工程與數(shù)學(xué)的真實(shí)體驗(yàn)，進(jìn)一步加深對(duì)問(wèn)題的理解。 教師提供貫穿課堂教學(xué)的整個(gè)過(guò)程，提供科學(xué)、數(shù)學(xué)、藝術(shù)和工程思維設(shè)計(jì)的支持。令學(xué) 生面對(duì)富有挑戰(zhàn)的問(wèn)題項(xiàng)目，始終有積極樂(lè)觀的心態(tài)。第三、項(xiàng)目解決的過(guò)程中，需要同學(xué)間的通力協(xié)作與支持。第四、基于項(xiàng)目學(xué)習(xí)的設(shè)計(jì)過(guò)程是一個(gè)可測(cè)量的目標(biāo)，教師需要對(duì)學(xué)生在項(xiàng)目的過(guò)程 進(jìn)行形成性評(píng)價(jià)與終結(jié)性評(píng)價(jià)，以幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)自身的優(yōu)點(diǎn)與不足，增強(qiáng)自我應(yīng)用能力的 提高。2.2.4數(shù)學(xué)建模教學(xué)的研究綜述（一）國(guó)外相關(guān)教學(xué)研究丹麥學(xué)者DeChenne和Dacol認(rèn)為數(shù)學(xué)建模的教學(xué)可以

59、采用二分法，即將課堂一分為二, 一半是針對(duì)問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型化，另一半為利用數(shù)學(xué)知識(shí)進(jìn)行模型求解I?！?。二分法教學(xué)的 優(yōu)勢(shì)在于可以讓學(xué)生通過(guò)熟悉的數(shù)學(xué)知識(shí)之間對(duì)實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行求解，有助于學(xué)生對(duì)問(wèn)題的 理解。Roberta Y博士認(rèn)為數(shù)學(xué)建?？刹捎枚喾址ㄟM(jìn)行課堂教學(xué)。多分法教學(xué)是將課堂教 學(xué)內(nèi)容依據(jù)模塊化的知識(shí)切割成好幾個(gè)小模塊，例如概念教學(xué)、辨析教學(xué)、公式教學(xué)等若 干教學(xué)小模塊。多分法的教學(xué)優(yōu)勢(shì)在于將數(shù)學(xué)模型進(jìn)行模塊化教學(xué)，學(xué)生通過(guò)完成教師布 置的一級(jí)一級(jí)的任務(wù)從而達(dá)到構(gòu)建數(shù)學(xué)模型的能力42。德國(guó)學(xué)者Pasqualotti Adriano認(rèn)為數(shù)學(xué) 建?？刹捎谜n程間并入法進(jìn)行課堂教學(xué)，即跨學(xué)科內(nèi)容教學(xué)

60、Ml。課程間并入法的優(yōu)勢(shì)在于 通過(guò)科學(xué)情境將多學(xué)科進(jìn)行融合，使學(xué)生通過(guò)跨學(xué)科的知識(shí)聯(lián)系進(jìn)而解決數(shù)學(xué)建模的問(wèn) 題。（二）國(guó)內(nèi)相關(guān)教學(xué)研究宋乃慶教授在高師院?！皵?shù)學(xué)建模”課程教學(xué)研究中重新界定了高師院校開設(shè)數(shù) 學(xué)建模課程的目標(biāo)與性質(zhì)，構(gòu)建了問(wèn)題假設(shè)、講授、合作探究、討論交流相結(jié)合的課程教 學(xué)模式，提出了模塊化、程式化、漸次遞進(jìn)的教學(xué)方法Hl。李明振教授在數(shù)學(xué)建模課程 研究一文中提出根據(jù)大學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)與認(rèn)知發(fā)展規(guī)律，以此幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)了解、掌握、 運(yùn)用的學(xué)習(xí)流程WK兩位學(xué)者從高等教育層面剖析了數(shù)學(xué)建模的教學(xué)特點(diǎn)。查閱文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn), 數(shù)學(xué)建模教改的相關(guān)論文更多集中在本科生的教育階段，研究范圍較少涉及到高職