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浅谈数学建模思想融入数学教学的重要性

发布时间:2015-12-13 11:42

摘 要:高等数学在教学过程中教学内容多,教学课时较少,理论性强,具有较高的抽象性。学生在学习过程中感到枯燥无味,很多学生认识不到学习数学的重要性。况且传统的数学教学中强调更多的是知识的传授,注重教给学生一套从定义、公理到定理、推论等逻辑体系,着力培养学生严谨的科学精神,忽略了数学应用能力和个性的培养,忽略了学习兴趣的激发。而数学建模思想是把现实中的实际问题加以提炼,通过合理的假设抽象为数学模型,并能够求出模型的解,验证模型的合理性,并用该数学模型所提供的解来解释实际问题。为了让学生学好数学、学活数学,我们应该:(1)注重培养学生发散、联想、应用和创新型的数学思维;(2)教会学生用数学语言描述问题、建立数学模型;(3)训练学生的分析和阐释问题的技能以及使用计算机进行科学计算的能力,使学生具有分析问题、解决问题的综合实践能力。所以在数学教学实践中提出“来源实际→数学描述、知识、模型、方法→回归实际”的教学模式是很必要的。

关键词:高等数学 教学改革 数学建模

  首先我谈一下数学建模在高等数学教学中的重要作用:
一、数学建模融入数学教学中可激发学生学习数学的兴趣
  由于数学建模是社会生产实践、医学领域、经济领域等生活当中的实际问题经过适当的简化、抽象而形成的某种数学结构或几何问题,它体现了数学应用的广泛性,所以老师在教学过程中利用所学的数学知识引导学生积极参与到数学建模实例中,可以使学生感受到数学的生机与活力,感受到数学的无处不在,感受到数学思想方法的无所不能,同时也体会到学习高等数学的重要性。如我们在高等数学中极限的章节里的讨价还价问题、经济数学中的边际分析与弹性分析问题、各种教材中提到的函数极值问题的实际应用的例子,实际上都是数学建模的问题。数学建模融入数学中教学可以充分调动了学生应用数学知识分析和解决实际问题的积极性和主动性,学生充满了把数学知识和方法应用到实际问题之中去的渴望,把以往教学中常见的"要我学"真正的变成了"我要学",从而激发了学生学习数学的兴趣和热情。
二、数学建模融入数学教学中可培养学生的创新能力
  开展数学建模教学可以培养学生多方面的能力:①培养学生综合应用数学知识及方法进行分析、推理、计算的能力。在数学建模过程中需要反复应用数学知识与数学思想方法对实际问题进行分析、推理和计算,才能得出解决实际问题的最佳数学模型,寻找出该模型的最优解。所以在建模过程中可使学生这方面的能力大大提高。②培养学生的创造能力、联想能力、洞察能力以及数学语言的表达能力。由于数学建模没有统一的标准答案,方法也是灵活多样的,学生针对同一问题可从不同的角度、利用不同的数学方法去解决,最终寻找一个最优的方法,得到一个相对来说最佳的模型,所以有利于发挥学生的创造能力。而对一个实际问题在建模过程中能否把握其本质,抽象概括出数学模型,将实际问题转变成数学问题,需要敏锐的洞察力和数学语言的表达能力。另外,不同的实际问题,在同一知识水平下可以建立相同或相似的数学模型来解决。这需要学生在建模时能够做到触类旁通,充分发挥联想能力。数学建模的过程是发挥学生联想、洞察、创造能力的过程,同时也是将实际问题用数学语言表述的过程。③培养学生团结合作精神,交流、表达的能力。建模过程中学生每人的思想必须通过交流才能达成一致,其结果还要用语言表达清楚。好的想法、大胆的创新,如果不表达出来是不会被人们所理解和接受的。
三、数学建模思想融入教学的途经
  数学建模思想可以在概念的讲授中渗透;数学建模思想可以在定理的证明中渗透;数学建模思想可以在作业的布置中渗透;数学建模思想可以在考试中渗透;数学建模思想还可以在习题中渗透给学生,习题课是教学环节中不可缺少的一部分。通过老师的讲解,使学生对所学知识得以巩固,提高解题能力。在传统的的习题课中我们只讲解教材上提到的一些习题,涉及到应用的问题很少,有也是答案和结果确定的一些问题。这很大程度上遏制了学生创新能力的发展。为此,我们应该选一些好的、能解决实际问题的案例,启发学生自己发现问题并用已有的知识解决实际问题。这样学生不仅可以掌握数学建模的思想而且可以巩固所学的知识。我们可以对某些例题、习题进行改编成应用问题:也可以有选择性地补充一些与所讲内容相关的数学建模问题,提高学生学习数学的积极主动性。
     高等数学的作用表现在为各专业后续课程的学习提供必要的数学知识,培养各专业学生的数学思想与数学修养,全面提高大学生的创新思维和应用能力。只有把数学建模思想融入数学教学中,才能调动学生学习数学的积极性,培养学生的创新能力,才能实现提高学生综合分析问题的能力和实现使用现有数学知识能力的最终目标。


参考文献
  【1】刘来福、曾文艺编著 《数学模型与数学建模》   
         北京师范大学出版社
  【2】韩中庚编著   《数学建模方法及应用》 
         高等教育出版社   2009年出版
  【3】康旭升,赵雅囡 编著  《数学建模》   高等教育出版社

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