将数学建模思想渗透到数学教学中的几点做法

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  【摘 要】数学建模思维、建模能力的培养是一个长期的、逐渐渗透的过程,通过案例教学、数学实验、数学竞赛等方式能够促进学生建模思想的形成。
  【关键词】案例教学;数学试验;数学竞赛
  数学建模是一种用数学的思维思考问题,用数学的语言描绘问题,用数学的方法解决问题的一种有效方法,在当今高等教育中的作用和地位越来越突出,是训练逻辑性思维和开放式思维的有效途径,是培养学生创新意识的重要手段。目前,如何将建模思想渗透到日常教学工作中是一个亟待解决的问题。下面是笔者的几点具体想法。
  一、开设建模选修课无法从根本上解决建模思想的培养
  数学建模的重要性已经得到了人们的普遍认识,有利于学生综合能力的长久发展,因此,很多学校都开设了数学建模选修课,希望通过这种形式的課程将建模思想教会给学生。而事实证明效果不明显,只是通过一些学时的具体演练是无法将建模思想融入学生思维中的,它需要一个相对长时间的积累耦合,使学生逐步形成应用数学的思维习惯。建模选修课受到授课学时和人数的限制,无法从根本上解决建模能力的培养问题。
  二、培养建模能力的几点看法
  (一)以案例教学形式还原知识的产生过程
  任何一项数学知识的产生都源于生产实践,数学发生的过程都伴随着生动鲜活的背景,所以它不应该是枯燥和过于抽象的。我们现在的教学经常是在呈现数学理论的严密推演,而忽略了生动活泼的历史背景,致使很多学生对数学的印象就是难,不易理解,觉得没有用。所以,培养学生建模思想的一个主要关键是还原知识的产生过程,让学生知道数学知识是怎么来的。例如:曲率是一个非常重要的概念,在机械制造等很多方面都会涉及到曲率的应用。通过下面形式的介绍,给学生留下了深刻的印象。
  1.问题的引入
  已知机床生产某种机件,其截面是抛物型的,现用铣刀进行抛光打磨,选择哪种型号的铣刀合适?
  显然铣刀的选择决定于曲线的弯曲程度,确切的说决定于曲线上弯曲程度最大的点。如何描述曲线的弯曲程度?弯曲程度与哪些因素有关?继续下面的讨论。
  2.问题的分析解决
  通过还原知识产生的过程,能够让学生理解并接受所学理论。
  (二)开设数学实验课程
  数学建模的实施过程离不开计算机软件的应用,学生在日常学习中对常用软件和计算机处理技术接触很少,开设数学实验课程,传授基本数学软件包的使用是必要的,如:Spss,Lingo,Maple,Mathematica,Matlab等等。通过数学试验教会学生解决复杂数学计算的方法,能够提高学生利用计算机和科技技术成果的能力。
  (三)参加建模竞赛,多方交流学习
  数学建模需要学生掌握很多数学方面的知识,如统计学、最优化、神经网络、计算方法、模糊数学等等,除此之外还有一些专业的知识需要学生自己去采集和处理,这些处理信息数据的方法是多样的,作为交流和学习的平台,建模竞赛是一个最好的选择,通过竞赛不仅可以收获优质信息,更重要的是可以和优秀的思想接触,更好地提升自己的水平。
  【参考文献】
  [1]许仙云,杨永清.突出数学建模思想 培养学生创新能力[J].大学数学,2007.23(4):136-140
  [2]徐茂良.在传统数学教学中渗透数学建模思想[J].数学的实践与认识,2002.32(4):702-704
  [3]朱士信.如何在大学数学课堂教学中培养学生创新思维[J].大学数学,2003.19(3):30-32
  (基金项目:黑龙江省高等教育教学改革项目(SJGY20170311)。)
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