试论高数教学中数学建模思想的融入

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  摘 要:对于高等教育的学生来说,数学模型确实存在着一定的难度,却能够更有效地加强学生思辨能力,培养科学、健康的数学思维,对其未来数学问题的解决和个人的社会发展,都将起到至关重要的作用。因此,有必要对建模进行研究。本文试对高等数学教学中数学建模思想的融入进行分析。
  关键词:高数数学;数学建模;融入
  在高等数学教育中,建模无疑是教学中的重大难题。问题在于学生在中学阶段所学习的数学多不涉及模型,仅采取通用模型解决逻辑问题,但是,高等数学的要求却更加明确,迫使学生必须在抽象概念中开发和引用。
  一、数学建模思想的具体内涵
  众所周知,很多数学问题都是抽象的,特别是高等数学,所以,当解决这类问题时,要寻求一种具象化的手段才能够保证解决者不会进入思维误区,这一手段就是建模。建模并不是新型方式,在数学问题解决中,关键在于思维,建模就是思维的衍生体,换个方面来理解,当复杂的解题思维出现时,人类的大脑既要处理数据信息,又要在固定的逻辑下推进,这会提高发生错误的几率。
  二、融入数学建模思想的重要作用
  数学建模思想是可以简化数学解题的方式,同时能够降低解题的难度,这对于我国高等教育的数学教学有着不容忽视的意义。首先从教育现状来看,在高等教育中,数学无疑是教育难度最大的学科,很多有能力继续进修的学生,都因数学成绩不理想而被拒之门外,而帮助学生建立数学建模思想,有助于直接提升数学成绩;其次,对于学生个人而言,其吸收能力已经被传统教学弱化,知识的积累存在难度,借助建模可以启发学生的数学思维,提升解题能力;最后,建模作为数学文化的实践体,具有更加广泛的现实意义,对于学生长期的社会发展有着客观的作用。
  很多院校在教育模式上采取了模型案例学习模式,笔者却提出了融入建模思想,二者在教育方式和手段上有着本质差异。现代高等教育虽然比高中教学的气氛要更加宽松,但是,学生仍旧有着一定的学业压力,在现有的教学内容中添加大量的模型和案例,可能会造成学生学业负担,而且,过多的案例教学会导致学生数学思维的简化。所以,笔者认为以思想融入代替模型积累的方式,更为适合当前的高等教育氛围和环境。
  三、促进数学建模思想与高等数学教学相融合
  1.概念与实际相结合
  很多学生认为数学是抽象的,事实上,数学是用来解决现实实际问题的基本工具,只是学生并没有社会化,所以无法认识到数学在社会行为中的应用。但是,大学生无法利用数学解决现实问题,并不意味着理应暂时不去学习相关内容。笔者认为,提升学生学习兴趣的最好方式,就是让其认识到如何才能够通过数学解决实际问题,仅学习概念,再用概念思维解决概念性的问题,对于学习者而言并不具备意义,因此,需要在教学中有效地引入实际问题,让学生清醒、深刻地认识到数学问题的实际意义,再借由实际层面树立建模思想,最终帮助学生建立真正的数学解题能力。
  2.深入挖掘应用建模教育价值
  帮助学生掌握一种工具并不困难,但是,让学生可以真正地应用,却是现代教育的一大难题。数学建模仅仅是用来解决数学问题的一种工具,很多非数学专业的学生都能够掌握,不过无法实现灵活地应用。教师应当借助例题对最值进行抽象化,启发学生的解题思维,并在思维建立的基础上逐渐引入更多的例题,使学生得以更好地认识最值问题,直至熟练地掌握方法。在这一过程中学生也将拥有最值问题的建模基础。
  3.以步骤和思想作为教学核心
  建模能力的关键在于步骤准确、简洁以及思想上的正确。教师培养学生建模能力的过程中,首先要树立正确的思想,让学生认识到建模是解决手段,而不是数学问题的简化手段,以免学生胡乱使用;其次是步骤的训练,让学生在不断实践中找到掌握建模步骤的固有逻辑;最后是个别简化指导,一些学生由于陷入了思想误区,造成了建模步骤十分复杂,教师应帮助其进行简化。
  高等数学一直是大学生的学习障碍,笔者认为主要原因在于不得其法,因此,本文从建模层面上进行分析,以简化数学问题处理方式为最终目标,帮助学生在解决数学问题时快速找到适合的方式,并有效提升解题的效率和准确率。
  参考文献:
  [1]谭 莉.高数教学中数学建模意识及方法的养成[J].延安职业技术学院学报,2014(02).
  [2]史鹏军.将数学建模思想融入高数课堂的案例分析[J].考试周刊,2015(09).
  (作者单位:中国人民解放军空军勤务学院基础部数学教研室)
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