數學建模思想舉例范文
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篇1
將數學建模思想融入高職數學教學中具有重要的實際意義.高職數學老師將數學建模的思想引入數學教學中,可以用來培養學生的數學建模意識和數學建模能力以及運用數學建模的方法解決現實生活問題的能力.高職教育在人才培養過程中具有工具性和基礎性的作用,因此,在教學的過程中應該堅持適度地融入數學建模思想,培養學生的建模意識,提升建模能力,在指引學生進行實際應用的過程之中,重視對能力的培養,將實際生活中的問題作為載體,對傳統使用的教材進行改革.教師在對公式、原理和概念教學的過程中,應該向學生滲透相關的數學建模思想和數學建模方法,尤其是在對導數、極限和積分等概念進行闡述的時候,應該將新的數學問題向以往解決過的問題進行轉化.
一、數學建模思想的闡述和意義
我們通常所說的“數學建?!本褪窃诮鉀Q現實世界中的問題時,運用數學理論及工具構建出一個數學的模型,這個模型的本質是一種數學結構,可以是若干數學式子,還可以是某種圖形表格,能夠用來解釋現實對象的特性和狀態,推測對象事物的未來狀況,提供人們處理事物的決定策略以及控制方案.數學建模的思想就是對數學的應用思想,將其融入高職數學教學中,充分體現了數學的真正價值——從現實出發再應用于現實.
在高職數學教學中融入建模思想,有利于激發學生的數學學習興趣,讓學生在解決問題的同時,發現自己數學知識的欠缺,從而回到課堂尋求數學知識,這樣循環反復不僅促進了數學教學,更提升了學生的實際應用能力和動手能力.數學建模中涉及的問題往往是多種多樣的,解決方法也是新奇個性的,將其思想融入數學教學是對學生的創新能力的鍛煉與激發,使得課堂更加豐富多彩,教學更加熱情積極.
二、建模思想的培養策略
1豐富數學教學內容,突出數學思想
對于高職院校的數學教學要融入數學建模思想,就要對教學的具體內容作出必要的變通,在教學數學的理論時,轉變以往重視推導證明的教學過程,在推導的過程中不必追求過高的完整性和嚴密性,將教學的重點移向基本概念的深入理解,熟練掌握和應用技術、技巧與方法.針對各個專業的特征,設置有側重點的數學課程.如理科方面的電子電氣專業,就可以多重視學生的微分、極限、重積分變換等教學;在經濟方面的專業應強調如數理統計學、線性代數學以及線性規劃學的教學內容,而且在微積分方面最好簡略;計算機類型的專業就可以適當增加像離散數學的教學內容.總體上強調實際應用價值高的教學部分,同時增添教學素材,融入新的技術來開闊學生的觀念.
2培養建模意識,用建模的思想指導課程
高職數學教學的數學建模思想要從灌輸意識開始,和以往教學略有不同的是,要在教導學生學習基本數學知識技巧時,用數學建模的思想指導他們理解概念,認識本源.很多問題都可以用建模去講解,比如最優化、最值問題、導數問題、極限問題、微分方程問題、線性規劃問題等.
這就要求我們高職數學老師要精心設計課程教學方案,充分發揮數學建模的思想,培養學生的建模意識.如老師在講解《函數》一章時,不能按照以前的方法只講解函數是一種關系,而要在其基礎上賦予它更新的內容,以數學建模的思想,將函數公式應用到實際問題中,這樣讓學生能夠有更深的理解,開闊學生的思維.舉例如下:
給出一個函數式子:s=12gt2.
這是一個描述不同變量之間的聯系而建立起來的函數關系,我們在教學中就可以構建具體的數學模型,這就是自由落體在整個運動過程中的下降距離s和時間t之間存在的函數關系,經過這樣的簡單設計之后再講解給學生,會使教學的積極性有很大改善,也會使這種建模思想慢慢植入學生以后的學習之中.
3提升建模能力,將建模的思想融入學生的習題
注重培養學生“數學模型的應用能力”和“數學模型的建立能力”.能力培養重點放在平時學生的數學習題設計上,可以使用“雙向翻譯”的培養方式,這就要在講解習題之前做好準備工作,在課堂上為學生講解清楚概念的來源、公式的實際內涵和可用的幾何模型,舉例說明它們之間可以轉換,從而布置“翻譯”習題,培養建模能力.例如,可以出類似下面的習題:
函數關系式f(x,y)=(x-2)2+y2+x2+(y-1)2,請說明函數所能表示的具體含義,并求其最小值.在做具體解答的時候學生會尋找課堂所學,找出答案.這就是通過翻譯激發其建模能力,對于這個問題就是求算一動點與兩定點之間的距離之和,學生自然在求算最小值時聯系實際尋找到兩定點的中點就是最小的值所在點,從而簡單地解決問題.也可以給出實際問題而不是公式,讓學生去求解,以達到“雙向翻譯”,增強數學建模能力.
4增設數學實驗的教學,將數學軟件納入學習之中
高職數學教學中大部分都是微積分,具有抽象性和復雜性的特征,不容易求算和解決,學生在課堂上學習到的知識和方法的所用之處少之又少.作為高職院校,學生學習數學的目的是應用所學去處理實際問題數學軟件在微積分的學習中可以起到很大的作用.對于一些微積分中的問題,教師可以運用實驗來指導教學,這樣既可以使實踐大為縮減,更能使學生學習理解的程度加深,還能應用數學軟件Matlab及Mathematica使復雜的求算不再困擾學生,在數學教學上是很大的進步,充分體現數學建模思想的重要作用.
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1.1數學模型應與現行教材相結合
教師應事先研究在各個章節中可以引入哪些相關模型問題,如:在講到極限計算時,可以引入復利、連續復利和貼現模型,不僅可以讓學生了解一些經濟名詞,而且還可以讓他們深入理解這些經濟名詞背后的數學原理.對于沒有線性代數基礎的學生,若引入投入產出分析模型,很明顯就不合適了.數學教師在教學的過程中要經常滲透建模意識,通過教師應用舉例,學生可以從各種模型中領悟到數學建模使用的廣泛性和數學學科的實用性.近幾十年來,隨著科學技術的發展和社會的進步,數學這一重要的基礎學科迅速地向自然科學和社會科學的各個領域滲透,并在經濟建設、工程技術及金融管理等方面發揮出越來越明顯,甚至是舉足輕重的作用.“高技術本質上是一種數學技術”的觀念,已為越來越多的人所認識和接受.
1.2各種軟件的使用
高校課堂教學過程中,現代教育技術以及各種數學軟件已經廣泛使用.首先,教師將多媒體教學與傳統的板書教學有機結合,使其優勢互補.利用多媒體制作一些動畫,如旋轉多面體的旋轉過程、正態分布圖像等,使學生對抽象的數學符號、數學概念有直觀形象的認識.其次,模型的求解需要借助于一些軟件,如LINGO、MATLAB、SPSS等.事實上,我們手中現有的軟件也可以起到類似作用,例如,EXCEL軟件,這是大家都比較熟悉的,在求解簡單的統計學的檢驗模型時,完全可以使用EXCEL,而不需要專業的統計學軟件.這就需要教師們會使用一些相關軟件.
2數學建模思想對學生的促進
2.1數學建模思想有助于激發學生學習數學的興趣
數學一門比較枯燥的基礎學科.興趣是學好數學的關鍵,有興趣才有渴求,有渴求才有動力,有動力才有成功.尤其對于大一的學生來說,他們剛剛進入大學校門,對于大學的認知是全新的,對于知識是渴求的.他們大部分都是認真的,希望與老師一起走進數學的海洋,與老師一起學習、共同進步.因此,高校數學教師要善于發揮數學教師的特長、優勢、氣質來吸引學生,從而培養學生的學習興趣.在數學教學過程中引入數學模型,不僅豐富了數學教學內容,還使數學與實際生活聯系更加密切.如:人口增長預測、奧運公交路線設計、世博會效果評價、產品定價等實際問題,可以采用不同的教學形式,把實際問題轉化成數學問題,建立了數學理論通向數學模型的橋梁,從而激發學生學習數學的興趣.
2.2數學建模思想有助于培養學生多方面的能力
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關鍵詞:小學;數學模型;培養策略
構建數學模型是重中之重,通過模型的構建能更好的教育學生。通過學生對于模型的運用了解到相關的原理,在激發學生興趣之中完成對于事物的思考,將抽象轉化為具象,從而增強自身的學習能力。
一、小學數學建模的本質
實際上,建構數學模型的想法在很久之前就被提出,而且被運用到各種場合。在學生的后期學習中,都會遇到需要運用數學建模的方式來解決問題的情況。低年級的數學建模的目的主要在于激發學生的興趣,增強學生的主動性,在充分發揮自身能力的同時,依據相關數學模型思想的知識,從而提出解決問題的辦法,也就是“探索—問題—模型—應用”這個連貫的步驟。在這個步驟之中,學生可以充分發揮自己的主觀性,參與到整個的教學活動中。許多老師認為,數學課很難上的活靈活現,氣氛熱烈,傳授知識也比較單調,只能一板一眼的傳授基礎的定理,而教師自身也缺乏讓學生能夠在快樂中學習到知識的能力,所以數學模型的出現毫無疑問成為了現在最熱門的教學方式。構建數學模型不僅可以使學生喜歡數學,而且能夠使學生了解到一些更為深刻的東西。實際上,數學與身邊的環境是息息相關的,只要學生開始體驗到這種緊密的聯系,學生就會主動學習,與其教會小學生一道題的解題答案,不如教給他們解題方式。必須要明確的是,學習的最高目標是貼合到實際之中,學習為生活服務,在貼合實際的過程中,學生可以構建數學模型去解決問題,從而促進數學的發展。只有從社會生活中發現問題,才能構建出新的數學模型,社會生活中的問題就好像構建數學模型的動力和源頭,促使人們更高效率的解決問題。從這個角度來看,在低年級的時候,教師就應該培養學生的構建數學模型的思維,這在現代的小學教育中發揮著越來越重要的作用。從整體上來說,這是對傳統教學的一個創新,取其精華去其糟粕,實際上更加貼合目前中國的小學教育現狀。
二、小學數學模型思想的培養策略
從以上討論我們可以發現,構建數學模型對現代低年級教育的好處幾乎是無處不在,培養學生的數學模型思維成了目前小學教育工作的重中之重。究竟如何全面培養構建數學模型的思維方式,提高學生的解決問題的能力,筆者從以下幾個角度來分別闡述,主要有以下幾種方式:第一,要為學生設置建模情境,培養學生建模興趣一般來說,不同年齡階段的人興趣愛好也有所區別,這要求教師要正確認識小學生的心理狀態和興趣所在。通常情況下,由于小學生擁有的社會經驗較少,為了使其更容易進入所設置的情境,教師應力求情境設置貼近生活。舉例來說,當講解數學中常見的“相遇問題”時,可以請兩名學生直接演繹中題目中所說場景,讓他們有了直接的感受和體會之后,再來思考和討論這個問題。這樣,當教師講解時,學生便會更加易于理解和接受。第二,讓學生直接參與到建模過程中自從新課程改革后,學生們的主動性、參與性被提到了新的高度。事實上,學生的主動參與性在很大程度上直接決定了教師的教學效果。因此,教師在教學過程中,要學會充分調動學生的主動參與性。
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[關鍵詞]高中數學 新課程標準 建模教學
一、研究背景
2003年4月出版了《普通高中數學課程標準(實驗)》,根據新標準對數學本質的論述,“數學是研究空間形式和數量關系的科學,是刻畫自然規律和社會規律的科學語言和有效工具?!迸c這種現念相對應,在課程設置上,新標準將數學探究與建模列為與必修、選修課并置的部分,著重強調教學活動之外的數學探究與建模思想培養。因此,可以說《普通高中數學課程標準》是我國中學數學應用與建模發展的一個重要里程碑,它標志著我國高中數學教育正式走向基礎性與實用性相結合的現代路線。
二、數學探究與建模的課程設計
根據新標準的指導精神以及高中數學教學的總體規劃,本文認為高中數學探究與建模的課程設計必須符合以下幾個原則:
1.實用性原則。作為刻畫自然規律和社會規律的科學語言和有效工具,數學探究與建模課程設計必須以實用性為基本原則。這里實用性包括兩個方面的含義:其一是以日常生活中的數學問題為題材進行課程設計,勿庸質疑,這是實用性原則的最核心體現;其二是保持高中數學的承續作用,為學生未來的工作和學習提供數學探究和建模的初步訓練,這要求課程設計的題材選取必須與高等教學體系和職業需求體系保持一致。如果說,第一層含義體現了數學應用的廣泛性和開放性,那么第二層含義則更多體現了數學應用的針對性。
2.適用性原則。適用性原則體現的是數學訓練的進階過程,它要求高中數學探究與建模課程必須適應整個高中數學課程體系的總體規劃和學生的學習能力。首先,題材的選取不能過于專業,它必須以高中生的知識水平和知識搜尋能力為界進行設計。這一點保證了數學探究與建模的可操作性,不至于淪為絢麗的空中樓閣或者“艱深”的天幕。再者,題材的選取也不宜過于平淡,正如課程的名稱所示,該課程設計必須注重學生學習過程中的探索性。素質教育的一個核心思想是培養學生的探索精神和創新意識,適用性必須包容這樣的指導精神,即學習的過程性和探索性。
3.思想性原則。正如實用性原則所指出的,課程設計必須為學生未來的工作和學習提供數學探究和建模的初步訓練。但教育理論同時也指出“授人以魚不如授人以漁”,對數學探究和建模的研究思想的把握將給予學生終生的財富,而非某個特殊的案例和習題。這就要求課程設計的過程中必須提煉出一些具有廣泛應用基礎的一般性模型和理性分析思路,只有在這樣的數學訓練中學生才能有效掌握數學思想、方法,深入領會數學的理性精神,充分認識數學的價值。
筆者總結了幾類重要的教學題材,按照數學分析原理可以有:最優化建模(如校車最優行車路線)、均衡問題建模(如市場供求均衡)、動態時間建模(如折現問題)。另外,按照不同應用領域可以分為自然科學應用探究與建模(如計算機程序的計算次數)、社會科學應用探究與建模(如金融數學應用)和日常生活應用探究與建模(如球類運動過程中的數學分析)。而按照高中數學教學的總體設計,數學探究與建模又可以分為函數與不等式類建模、數列建模、三角建模、幾何建模和圖論建模。事實上,不同標準的分類具有很大的重疊性,但這樣的分類對學生形成數學分析的理性思路具有很大的促進作用。下面,本文以銀行存貸為例對高中數學探究與建模課程設計進行舉例分析。
三、示例設計:“我的存折”
眾所周知,現代經濟生活離不開金融,個人理財已經成為個人生活中最重要的一環之一。高中生作為即將步入社會(高等教育部門)的重要群體必須學會如何支配和規劃他們自己的個人理財生活。因此,選取具有實際應用價值的銀行存款作為高中數學探究與建模課程的題材是恰當和有意義的。“我的存折”將以高中生的個人零花錢(壓歲錢)為題材進行設計,假設小明每個月將有10元的零花錢剩余,銀行提供的月存款利率為2.5%。如果小明將高中三年所有的剩余零花錢都及時存入銀行,那么他畢業的時候能得到多少錢?
分析與模型建立:實際上這是一個整存整取問題,其適用的數學知識是數列理論。首先,可以給出這個問題的一般公式:設每月存款額為P元,月利率為r,存款期限為n個月,第i個月初存入的P元期滿的本利和為Vi(i=1、2、3、…),則:V1=P+P×r×n=P(1+nr)/V2=P+P×r×(n-1)=P[1+(n-1)r]/V3=P+P×r×(n-1)=P[1+(n-2)r]/……/Vn=P+P×r=P(1+r)/因此,期滿時的本利和A=∑i=1…nVi,將上面的計算公式代入并整理可以得到/A=∑i=1…nVi=P[n+(1+2+3+…+n)r]=Pn[1+(n+1)r/2]/由此可以看出A有兩部分組成,第一部分是本金Pn,第二部分是利息Prn(n+1)/2,而整個模型建立過程事實上是一個等差序列的求和。根據“我的存折”中給定的數據,P=10、r=2.5%,n=36(不考慮閏月等因素),代入計算公式可以求出小明高中畢業時可以得到:A=10×36[1+(36+1)×2.5%/2]=526.5/對這526.5元進行分解,可以得到本金為360(Pn),利息所得為166.5(Prn(n+1)/2)。
以上是基本的分析,在實際教學過程中,可以對此進行擴展,進一步提高學生思考和探究的興趣與能力。比如可以考慮利息每年一結算,結算利息進入復利過程;也可以考慮不同金融服務產品(不同期限不同利率)的最優存款策略等。
總之,新課程標準研制正朝著以人為本的方向努力,它注重對學生深層次生活的現實關照,盡量把課程與學生的生活和知識背景聯系起來,鼓勵學生主動參與、積極思考、互相合作、共同創新,使他們獲得數學學習的自信和方法。數學探究、數學建模與數學文化是與必修、選修課并置的部分,新標準要求高中階段至少安排一次數學探究和建模活動,其目的在于提倡一種多樣化的學習方式,這一點應特別引起我們的重視,數學探究和數學建模不僅被視為一項活動,它更應該是一種能夠被靈活運用的思想。
參考文獻:
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關鍵詞:建模思想;反比例函數;人教版;研究方法;函數
中圖分類號:G622 文獻標識碼:B 文章編號:1002-7661(2016)07-205-01
一、在對反比例函數的學習認識中,要首先研究了解其概念
就反比例函數概念而言,通俗來講,一般而言,如果說兩個變量的每一組對應值的乘積都是一個不為0的常數,則可以就說這兩個變量成反比例。其形式可以寫為y=k/x(k為常數,k≠0,x≠0),當這個函數關系成立時,該函數就叫做反比例函數。相比較一次函數,二次函數,反函數有它自己的特征和概念,二次函數的函數是二次的,而反比例函數的函數是一次的,一次函數是另外的一種函數。
在教學過程中,把建模思想運用到教學過程中,對學生的教育可以對比記憶、繪圖記憶,努力融入數學思想,這樣可以更好的把握反比例函數的概念,理解的也可以更深刻。
二、利用數學的建模思想,研究反比例函數的圖像,然后再根據圖像判斷其性質,這對數學的學習和研究使很有必要的
研究反比例函數,來研究其性質和圖像的特征和函數的單調性,根據反比例函數的概念和函數的表達式來研究其單調性。
根據反比例函數的表達式,描點來畫其圖像,可以看出反函數的圖像是一條雙曲線,從圖像上來看,可以發現它是關于原點對稱,由奇偶函數的概念可知反函數是奇函數。
而一次函數的圖像是一條直線,二次函數的圖像是一條拋物線,根據每個函數的表達式的不同,每種函數的圖像也不相同,當然,其性質也不可能相同。反比例函數是九年義務教育中學的最后一種函數,同學們通過對其他函數的學習,對這一類函數多少已經有些了解,了解如何去研究這一類函數的性質,去研究這一類函數的圖像,在教學過程中,融入數學中的建模思想,親手自己畫圖像,并且研究圖像,通過與一二此函數的對比研究和反復記憶,來更深刻的理解和明白反比例函數,加深對反比例函數的進一步的研究,更深刻地理解和記憶反比例函數。
三、在反比例函數的學習過程中,要充分將建模思想融入進去,并且能夠根據實際情況來舉例研究,這樣對反比例函數本身的學習會有很大的幫助,對理解也會有很大的幫助
建模思想是數學研究中一個很重要的思想,也是在學習中對學習和知識的研究和掌握很有幫助的一種思想,學習反函數的過程中,充分運用建模思想,在學習完其基本知識后,再出一些相關的題目,或者根據生活中的一些情況進行講解,這對反函數的認知有很大的幫助。
實時的針對反比例函數出一些題目,例如,根據性質如何來判斷它是哪一種函數,或者,告訴學生們某一函數的表達式,讓他們來判斷是什么函數,說明其性質,并且能夠準確的畫出圖像。性質、圖像、表達式之間能夠靈活的轉換是學習函數、弄明白函數的一個重要的方法,一個重要的要求,這也是在數學中建模思想的要求,是數學建模思想中一項很重要的思想,即建模思想中的模型分析和模型檢驗。
四、數學學習中,還有很重要的一項要求即要列出重點,強調重點,這是一項很重要的工作。當然,對于反比例函數的研究與學習,也是一樣的
數學建模是一種數學的思考方法,是運用數學的語言和方法,通過抽象,簡化建立能近似刻畫并解決實際問題的一種強有力的數學手段。所以在學習中要強調一些很重要的東西,比如說函數性質等,在反比例函數中,要突出強調其表達式,反比例函數的性質,關于原點對稱,是奇數函數,并且重點研究一下它的圖像,讓同學們可以明白哪部分是重點,如何學習,并且要好好的學習記憶。建模思想本身就是數學類的思想,強調重點、重點記憶更是學習的一個重要手段。所以,在研究中,要把建模思想很好的融入進來。
總之,當今時代的發展,建模思想早已是數學中很重要的思想,對于九年義務的教育,對于反比例函數的學習,要掌握其概念、表達式、性質和特點,數學本身就是一門很枯燥的學科,過多的都是理論化的東西,將建模思想融入學習,對掌握反比例函數是很有幫助的,也是很有必要、很重要的。
參考文獻:
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[4] 劉 軍;從反比例函數的易錯題談函數的學習[J];數理化解題研究(初中版);2014年05期
篇6
1.微積分在概率統計中的應用舉例
筆者所探討的主要問題中涉及的是N個朋友隨機地圍繞圓桌就坐,則其中有兩個人一定要坐在一起(即座位相鄰)的概率為多少?或是將編號為1,2,3的三本書隨意地排列在書架上,則至少有一本書自左到右的排列順序號與它的編號相同的概率為多少?從5個數字1,2,3,4,5中等可能地,有放回地連續抽取3個數字,試求下列事件的概率:“3個數字完全不同”“3個數字不含1和5”“3個數字中5恰好出現兩次”“3個數字中至少有一次出現5”
2.微積分在概率統計中的應用說明
上面只是為說明問題而假設的一個例子,在教學過程中,可以根據講解的具體內容適當地引進一些小模型,引導學生進行較為深入的分析.例如,在講解閉區間上連續函數的三個定理的相關內容時,就可以相應地介紹一些數學模型,以使看似抽象復雜的問題更加容易被學生理解.通過解決問題的講解,使學生深刻地體會到數學在實際問題解決當中所發揮的重要作用.根據課本中相關的數學理論,結合現實生活中的具體問題,開展數學建模教學,可以使學生對于新數學概念的接受變得更加輕松.社會在進步,時代在發展,在素質教育備受關注的當今,作為數學老師,有責任也有義務對現行的數學教學方式開展深入的探討和研究.
例如,在微積分中我們常常會用到評價模型,教師可以舉例來說明情況,由于我們運用的主要是專家的隱性知識對系統要素進行相對重要性判斷,不同的評審人員對不同影響因素的度量值是有差異的,為了得到各個評審人員所給出的W的相似性和關聯性,我們對其中的相似的程度進行矩陣計算,設相似系數為R,多層次之間的個別相似值分別為Ri和Rj,則Ri與Rj組成的相似系數之間的矩陣為:
3.結 論
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關鍵詞:導數;優化;應用問題;建模
中圖分類號:G633.6文獻標識碼:A文章編號:1671―1580(2013)11―0036―02
人教A版選修2-2的1.4節是《導數在生活中的優化問題舉例》?!皟灮瘑栴}”是現實生活中常碰到的問題,比如速度最快、距離最小、費用最低、用料最省、效率最高等。而解決此類問題的方法多樣,學生較為熟悉的是線性規劃問題、二次函數最值問題或結合函數圖像解決最值。本節課的教學目標是:1.通過生活中的優化問題的學習,使學生體會導數在解決生活中的優化問題的廣泛作用和強大實力,促進學生全面認識數學的科學價值、應用價值和文化價值;2.通過實際問題的研究,促進學生分析問題、解決問題以及數學建模能力的提高,突出導數的應用研究。本節課的難點主要有兩個:難點之一是數學建模問題;難點之二是學生的“用導數求函數最值”知識是否扎實。教材主要在最值、利潤、最大容量三個方面舉例說明,這三道題雖然都來自實際生活,但內容相對陳舊,而且有些問題用導數過于牽強,不能很好地吸引學生眼球。
比如例題1,海報版面尺寸的設計問題,雖然與同學平時生活聯系比較緊,但從目標函數來看,S(x)=2x+512x+8x>0,只要有點不等式知識的學生都會毫不猶豫地選擇均值不等式快速簡潔求解,而此處再考慮用導數去求解,顯然繁瑣,沒有必要。對于例題2,利潤最大化的問題,材料比較新穎,但所選擇的模型――球形的飲料盒,在現實生活中基本上是不存在的。而實際上,現實生活中的飲料盒,大多都是方形(紙盒)和圓柱形的(易拉罐),因此我想能不能從中選擇一個更合適問題切入呢?
認真思考后,發現課本P37習題A組作業第3題其實就是這樣一個很好的問題:圓柱形金屬飲料罐容積一定時,它的高和直徑應該怎樣選擇,才能使得所用材料最???這道題與實際生活可能更符合些,但問題不夠新穎,如果直接選用此題作為例題,可能不能有效地激發學生的學習興趣和探究欲望。而新課程數學教學的理念提倡以探究為主要方式,讓學生體驗數學發現和創造的歷程,因此,直接把這道題來組織教學,就無法充分體現素質教育與課程改革的思想。
根據參考書對這道作業題的引申:某種圓柱形飲料罐的容積一定,且上下底面的厚度為側壁厚度的兩倍,當圓柱的高與底面直徑之比為何值時,用料最???答案是2:1。受此啟發,我猜想:本題的生活原形是否就是我們常喝的可樂易拉罐呢?帶著猜想,我測量了易拉罐的尺寸,結果易拉罐的高和底面直徑的比幾乎就是2:1。于是,結合教材,我對教學內容做出了如下設計:
導入:1.簡要復習回顧應用題的一般解題程序:審題,建模,求解,反饋。2.以前學過的常用的數學模型:函數,方程,不等式,數列,線性規劃等。3.導數求解最值的基本步驟。
設置問題情景:師:“我今天帶來了一罐可樂,不過不是請大家喝的,它與我們今天要學習的內容有關。我們先來看一段材料。”(多媒體展示)目前我們年產易拉罐超過50億只,每只易拉罐約重15克,試想,如果在生產過程中,每只易拉罐能省1克材料,則全國每年可節省5000噸的材料,就可節省資金上億元。
師:“因此,大家不要小看這區區1克的材料,如果你能對易拉罐的設計進行優化,讓每只易拉罐的重量減少1克,不僅能節省大量的資源,還能產生巨大的經濟效益。現在我就請你來當一回設計師,給易拉罐的形狀做一回設計?!?/p>
(多媒體展示)例1.假設某種易拉罐是標準的圓柱形,在容積一定的前提下,如何確定它的高與直徑,才能使它的用料最???
(評述)通過這樣的改編,讓學生直接感受到數學來自生活,又應用于生活和生產實踐,可以培養學生應用數學的意識,激發學生學習數學的興趣。而該問題情景是從學生熟悉的身邊事物易拉罐出發提出問題,可以引起學生對結論迫切探究的欲望,從而充分發揮學生的主觀能動性。
應用性問題是教學中的難點,也是高考的熱點問題之一,高考題對于每一個學生都具有很強的挑戰性。結合幾何中優化問題的主線,我設置了例題2:(2006年江蘇高考題19)請你設計一個帳篷,它下部的形狀是高為1米的正六棱柱,上部的形狀是側棱長為3米的正六棱錐,試問當帳篷的頂點O到底面中心O1的距離為多少時,帳篷的體積最大?
最后,我對本節課做了總結:1.生活中的優化問題本質都是一樣的,都是用數學的方法來解決實際問題,都有相同的解題程序,即審題、建模、解模、反饋。2.解題的關鍵是建立目標函數,包括選擇適當的參數,建立函數關系式,給出函數的定義域。3.學習了導數之后,在解優化問題時,我們又多了一種有效的方法。4.注意常用數學思想的應用,如化歸思想、換元思想。5.留下一道題作為課后思考:在甲、乙兩個工廠,甲廠位于一直線河岸的岸邊A處,乙廠與甲廠在河的同側,乙廠位于離河岸40 km的B處,乙廠到河岸的垂足D與A相距50 km,兩廠要在此岸邊合建一個供水站C,從供水站到甲廠和乙廠的水管費用分別為每千米3a元和5a元,問供水站C建在岸邊何處才能使水管費用最???
素質教育的核心就是創新教育,這已然成為全社會的共識。要培養學生的創新意識、創新精神,首先就要求教師具有創新精神,要能科學、合理、正確地使用好教材,提高課堂效率,發展學生的思維能力,我想這也是每個中學教師都所面臨的共同挑戰。
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篇8
――Case in Mathematics Education
Yu Hongli; Hu Hongping
(Xi'an University of Arts and Science,Xi'an 710065,China)
摘要: 高等教育改革,必須面向社會需要,實施以創新精神、實踐能力和科學研究能力為重點的素質教育。實踐證明,在數學教育專業學生中,開展研究性學習,開設數學試驗,全程滲透數學建模思想,對挖掘學生潛能,培養學生創新意識、實踐能力,數學應用能力有顯著作用。
Abstract: The reform of higher education must be faced the social needs, implement quality education focused on innovative, practical ability and scientific research capability. Practice shows that, research study, mathematics experiment, mathematical modeling thought plays an significant role for mining potential of students, training awareness of innovation, practice ability and application ability of mathematics.
關鍵詞: 實踐 創新 教學
Key words: practice;innovation;teaching
中圖分類號:G42文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2011)27-0145-02
0引言
高等教育的本質功能不僅僅是知識的灌輸與堆積,更為重要的是教會學生學以致用的能力,使之掌握創新的思維方法和實踐技能,成為充滿現代思維和智慧具有扎實基礎和強勁競爭力的復合型人才?!秶抑虚L期教育改革和發展規劃綱要》也明確提出,要“支持學生參與科學研究,強化實踐教學環節”。因此,高等教育改革,必須面向社會需要,實施以創新精神、實踐能力和科學研究能力為重點的素質教育。多年來高校教育教學改革在持續推進,廣大師生已經開始轉變多年延續下來的陳舊的“以繼承為中心”的單純知識灌輸的教育思想,逐步樹立起以“創新”為中心的新型教育觀和人才觀。本著這樣的理念,為進一步充分發揮數學學科在培養學生實踐與創新能力方面的教育功能,探索出適合我院實際情況,又符合高等教育改革發展需求的數學教學改革新舉措,我們在充分調研、研究學習的基礎上,在數學教育專業學生中,開展了研究性學習、數學實驗,全程滲透建模思想等教學實踐研究,取得了顯著的效果。
1開設研究性學習,培養學生創新意識,提高學生自主學習能力
研究性學習并不是一個新鮮事物,傳統的研究性學習是指一種普遍存在的學習方式。而狹義的研究性學習是指學生基于自身興趣,在教師指導下從自然現象 社會現象及生活中選取確定研究專題,并在研究過程中主動地收集資料,獲取信息,研討分析,解決問題的學習活動。我們所進行的正是這種狹義的研究性學習。其目標是使學生獲得親身參與研究探索的體驗,學會分享與合作,培養學生提出問題、分析問題和解決問題的能力,培養學生收集、分析和利用信息的能力,培養科學研究的興趣、態度和社會使命感。它是一種基于項目的學習類型,強調尊重不同的觀點和交流協作。我們具體采用"專題研究+合作學習"的模式,在《初等數學研究》、《數學教育學》、《數學解題研究》等課程中開展了研究性學習。在教學中,分為以下五個步驟:①立題。教師根據課程內容特點、學生實際情況,與學生充分研討,制定出合理、科學、適合學生實際的研究性課題。并針對每一個課題寫出了課題價值判斷、課題推行步驟。②查找資料。學生成立課題研究小組,充分調研。③研究討論。在充分調研的基礎上,研究本課題,探討出初步結論。④形成報告。⑤成果交流。
通過“專題研究+合作學習”的學習模式,學生在課題研究過程中主動地獲取與應用知識和技能,多方面思考、研究并解決問題,使其基礎知識和專業知識得到強化與鞏固,正真激發了學生的創新精神、探索精神,學生的實踐能力和使其終身受用的自主學習能力也會得到不斷提高。在終身教育思潮和學習型社會的大背景下,這種能力顯得尤為重要。其次,在研究性學習過程中,學生通過獨立學習,親自實踐,自主性得到前所未有的發揮,學習主體地位得到充分的體現,獨特個性和能力得到了全面的尊重;通過與他人的合作,學會理解和尊重他人,發現和欣賞他人優點,形成團隊協作意識;通過深入調查和研究自然與社會問題,培養對社會的強烈責任心和使命感,形成積極向上的人生態度。這些對學生實踐能力的提高也有很大幫助。
2開設數學試驗、挖掘學生潛能,提高學生實踐能力
大學數學課程,無論是數學專業的《數學分析》、《高等代數》、《解析幾何》、等課程,還是非數學專業的《高等數學》等課程,主要是由教師傳授知識,側重于從理論層面上理解問題,通過舉例證明,從而接受知識,很多知識點是抽象的概念。而數學實驗課則可通過學生自己動手和觀察,變抽象為具體,通過具體的實例,親身體驗學習的過程,去“重新發現”這些知識。近幾年,我們利用Z+Z、 Mathematica等數學軟件在《初等代數研究》、《初等幾何研究》、《數學分析》、《高等代數》等課程中適時、適當增設數學實驗環節。開設的實驗分為 2 類:一類是演示性的,是把學生不易理解的結論(包括概念、命題等)通過數學實驗設計動畫揭示其實質,加深學生對這些內容的理解并逐漸達到靈活運用;另一類是探究性的(包括學生自行設計實驗),即對一些數學問題或學生還不知道結論的數學問題借助數學實驗進行探究,得到相應的結論。通過數學實驗,提高了學生學習數學的興趣,加深了對數學知識的理解,培養學生的探究意識,也激發了學生應用這些軟件探究實際問題的興趣,學生的動手實踐能力得到提高。
3滲透數學建模思想、培養學生"學數學、用數學"的意識,提高數學應用能力
數學建?;顒邮悄壳叭珖咝R幠W畲蟮恼n外科技活動。絕大多數的學校都是把數學建模教學課程與大學的數學專業課程徹底的分離開來,進行獨立教學。但事實上,對學生的理性與心智的培養,除了通過專門的數學建模課程的教學以外,在大學的各類數學課程的教學中都可以進行,也應該把數學建模思想的教育加入大學數學課程的教學中,教會學生學習科學應領會知識的精神意義,這將有助于學生深入到科學的理性維度之中,培養他們學術精神和應用意識。
本著這樣的思想,在這次改革實踐中,我們設想從大一到大四逐步滲透數學建模思想并付諸實踐。具體做法如下:①在數學課程教學中,結合課程內容,介紹科技、經濟、金融和管理中的數學模型與應用案例,向學生揭示數學的重要性,提高學生對數學建模思想的認識。②教師帶領學生,完整經歷解決具體問題的過程,幫助學生初步領會數學建模思想的要點,掌握數學建模的方法,領會其精髓。③在日常教學中滲透建模思想的做法,如在在緒論課中引入模型,拓寬學生視野,激發興趣;在例題設置中選取有實際意義的問題。通過以上這些做法,一方面,使低年級的學生更早的接觸數學建模的知識,接受數學建模思想的訓練,提高計算機應用能力,對數學模型的建立和計算有了基本的認識和了解。為我校學生參加全國大學生數學建模競賽奠定基礎。另一方面,使學生體會數學知識在實際中的運用,初步掌握從實際問題中提煉數學內涵的方法。這不僅可提高學生的數學應用意識及解決實際問題的能力,而且對于激發學生創新意識,挖掘學生創造潛能,培養學生的創新思維和能力具有良好的效果。
4總結與反思
通過不斷的教學實踐,我們所采取的措施在實際中得到了良好的效果。
4.1 學生的實踐能力、創新意識大大提高通過對學生的回訪,學生普遍認為,這些教學改革給他們帶來的最大變化是:①挖掘了創新潛能,創新能力得到鍛煉和提高;②溝通和合作能力得到提高;③收集信息和處理加工信息的能力得到提高;④培養了實事求是、尊重他人想法的科學態度;⑤獲得了親身參與科研的情感體驗。
4.2 促進了教師的專業發展我們所進行的新舉措改變了以往傳統的教學方式,極大地激發了教師的教學熱情,無論是研究性學習,還是數學實驗,數學建模,都要求教師有扎實的專業知識和寬廣的知識面,在實踐不斷深入的過程中,教師的專業素養、教學藝術和水平都得到了極大地提高。
篇9
關鍵詞:數學建模 應用意識 創新能力
一、在中學數學教學中培養建模意識的實證分析
1. 可能性證明
在日常生活中,有許多問題如抵押貸款買房、企業利潤最大化、購物、旅游及生產的方案選擇問題等,都可能利用中學數學基礎知識,建立初等數學模型來加以解決。下面以一個具體的實例說明在中學數學教學中數學建模的應用及培養數學建模意識的可能性。
例:怎樣設計易拉罐的高和底面半徑的比例,使易拉罐用料最省。
模型假設:為簡化討論,我們把它設為一個正圓柱體,且上底的厚度為其它部分厚度的3倍(由于易拉罐上底的強度必須要大一點才能保證打開)。其相應的變量和參數為:
v――罐裝飲料的體積
r――半徑
b――制罐鋁材的厚度
p――制造工藝上必須要求的折邊長度
h――圓柱高
乎與上述計算完全一致!還可以把折邊這一因素考慮進去,然后得到相應的數學模型,并求解之,最后看看與實際的符合程度如何。
模型推廣:本問題中我們的研究對象僅僅是易拉罐,實際上生活中還有很多類似易拉罐的問題,如啤酒瓶、裝洗發水的瓶子、口杯等,因此我們完全可以將此模型推廣到容積為V(V可任?。┑娜我庑螤畹娜萜?,甚至可以推廣到質量為M的任意形狀的罐體。由此可見,對于類似易拉罐的情況,該模型具有極為廣泛的應用性,我們都可以通過該模型求得很多圖形的最優設計。
2. 必要性分析
美國數學教育家熊菲爾德有一個很值得思考的數學測試題:“一艘船上載了75頭牛,32頭羊,問船長幾歲?”這樣一道題目居然有學生做出來了:75-32=43歲。為什么會有這樣可笑的答案出現呢?我想原因在于如今考試幾乎成了學生學習數學的唯一目的,所學的數學知識與日常生活以及其他學科知識聯系太少,使學生缺乏將數學應用于實際的意識。
在近幾屆國際數學教育大會中,“問題解決、模型化和應用”被列入了幾個主要的研究問題之一。在我國普通高中新的數學教學大綱中,也已明確提出要“切實培養學生解決實際問題的能力”,要求“增強用數學的意識,能初步運用數學模型解決實際問題,逐步學會把實際問題歸結為數學模型,然后運用數學方法進行探索、猜測、判斷、證明、運算、檢驗,使問題得到解決”。因而,現在的中學數學教學也正從過去純粹的數學理論教學逐漸轉變為貼近實際生活的應用數學教學,而數學建模正是數學應用的源泉,是新課程改革的突破口,因此在中學數學教學中培養學生數學建模意識已勢在必行。
二、掌握數學建模方法,培養數學建模意識
1. 數學建模與數學建模方法
所謂數學模型,是指對于現實世界的某一特定研究對象,為了一個特定的目的,根據特有的內在規律,做出一些必要的簡化假設,運用適當的數學工具得到的一個數學結構。數學結構可以是數學公式、算法、表格、圖示等。數學中的許多基本概念,大都是以各自相應的現實原型作為背景加以抽象出來的。許多數學公式、方程式、定理等,都是一些具體的數學模型。例如,指數函數就是一個數學模型,很多數學問題甚至實際問題都可以轉化為指數函數來解決。而通過對問題數學化、構建模型、求解檢驗使問題獲得解決的方法稱之為數學模型方法。具體地講,數學模型方法的操作程序大致上為:
2. 培養數學建模意識
怎樣把一個生產、生活中的實際問題,經過適當的假設、加工、抽象表達成一個數學問題――數學建模,進而選擇合適的正確的數學方法來求解,這是應用數學知識解決實際問題的關鍵所在。這不但要求學生有一定的抽象能力,而且要有相當的觀察、分析、綜合、類比能力。當然學生這種能力的獲得也不是一朝一夕的事情,這需要把數學建模意識貫穿在教學的始終,也就是要不斷地引導學生用數學思維的觀點去觀察、分析和表示各種事物關系、空間關系和數學信息,從紛繁復雜的具體問題中抽象出我們熟悉的數學模型,進而達到用數學模型來解決實際問題的目的,使數學建模成為學生思考問題的方法和習慣。
三、培養數學建模意識的基本途徑
1. 結合學生的實際水平,分層次逐步推進。在中學數學教學活動中,教師應根據可接受性教學原則,結合學生的認知水平,選擇貼近學生實際的問題,培養學生對數學建模的興趣,發展學生數學應用能力。同時,我們的數學建模教學不應拘泥于形式,我們應選擇緊貼生活及社會實際的典型問題,從課本中挖掘應用實例,深入分析,逐漸滲透數學建模思想,使學生從過去的“聽數學”轉變到“做數學、用數學”。
2. 充分挖掘教材,將數學模型生活化。數學教學的改革,更加注重數學的應用性,強調從生活實際出發,以學生知識為出發背景,提取出數學問題。因此,我們可以利用現行的數學教材,向學生介紹一些常用的、典型的基本數學模型,如函數模型、方程模型、不等式模型、數列模型、概率模型、幾何模型、幾何曲線模型等。如在指數函數的教學中,我們可以將y= 與細菌繁殖、人口增長、物質衰變、地震強度等相聯系,隨自變量x算術地增長a、2a、3a、…、na、…,因變量y幾何地增長 那么它們之間存在著指數函數關系 ??傊?,我們要在數學教學中不斷滲透數學建模的思想,同時讓學生初步學會將數學模型生活化,體會到數學模型的實用性,從而激發學生去應用數學建模的興趣;同時,我們在教學中應該增強更具廣泛應用性部分內容的數學,如導數、統計、概率、線性規劃、系統分析與決策。
3. 理論聯系實際,將生活問題數學模型化。在理論聯系實際時,我們應結合課堂教學和學生的實際水平,注重聯系那些既對學生走向社會適應未來生活有所幫助,又對學生的智力訓練有價值的內容。比如高三的導數知識,在生活中的應用例子隨處可見。如“在公園里當游船劃到岸邊時服務員用繩子拉船靠向岸邊時,問船的速度及加速度與繩速的關系怎樣”這種“拉船靠岸”的問題,再如學校中的食堂存糧最優問題等等都是導數應用的極好例子。
結束語
數學建模是體現數學解決問題和數學思維過程的最好的載體之一。在教學中,應堅持學生為主體,發揮學生的主觀能動性,讓學生在學習過程中自覺地構建數學建模意識,從單純的解題技巧和證明中解放出來,讓學生學習真正的數學,認識數學是活生生的數學,是與生活密切相關的。從而讓數學建模意識順著知識的活水,注入學生的肌膚,化為信念,成為學生終身享用的財富。只有這樣,才能使我們的數學教育真正從應試教育走上素質教育的正確軌道。
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篇10
【關鍵詞】農村中職生;非正式群體;輔導策略
在中職校中,經常能夠發現學生“三五成群”的現象。他們平時同進寢室,同到班級,一起打球運動,一起吃飯,放假一起回家,經常約定時間一起玩耍、娛樂,甚至實訓都要同一組……這些根據自己的情感和興趣愛好自發形成的群體,就是非正式群體。中職生非正式成員之間交往帶有明顯的感彩。非正式群體的形成,主要原因在于學生有各種不同的需求,且這些需求在正式群體組織內無法滿足。中職生交往圈子、群體關系,與本身的學習、生活經歷密切相關。農村中職生除了具備同齡人的基本交往需求外,又因為畢業即面臨就業,學習、社會競爭壓力的存在,都對非正式群體的出現產生更直接、更深刻的影響。
農村中職生非正式群體的存在,一般具有以下一些特點:大都自發形成,三五組合,人數不多,有一個或多個頭頭;成員性情相近,興趣相似;交往頻繁,活動具有自主性和民主性;信息來源渠道雜,消息傳遞快,對信息的反應迅速;成員整合爆發力強,可塑性大,穩定性差,行動短期一致性。非正式群體具有兩面性,處理得好,可以彌補班級正式活動和教育不足,促使非正式群體與學校班級教育要求、與學生個性發展的要求相適應;處理不當,則會抵消學校正式教育的努力,干擾學生成長。正確對待農村中職生非正式群體并實施有效的教育是建設良好班集體的重要環節,為引導農村中職生非正式群體發揮積極作用,班主任應注意以下四個策略:
一、正確認識,正面扶持
教育者要正確認識非正式群體是客觀存在,積極型的非正式群體與班級目標是基本一致的,非正式群體成員間可以互相學習、借鑒,可以增長知識,溝通感情,成員之間互相幫助,對班級工作起到了補充作用。班主任充分利用非正式群體成員之間在協調合作,提高教育效率方面的優勢,順利完成班級工作。一般來說,班集體的活動目標、組織形式、獎懲制度、教師的教育措施越不合理,消極型非正式群體越容易形成。因此中職生非正式群體的出現、發展、作用與教育工作的方式、方法、過程存在緊密的關系。
對積極型非正式群體應給予支持和保護,班主任要多鼓勵,使這些群體的積極活動正常化,以支持其健康發展。如對專業愛好型、生活互助型、體育鍛煉型、業余愛好型等良好型伙伴關系,班主任要多加支持,保護其積極性,為其開展的活動提供可能的場地、資金、時間,并給予精神上的鼓勵??梢砸龑Ц嗟膶W生加入,并適時促使其向正式社團轉化。如成立的興趣組、足球隊、腰鼓隊、攝影組、宣傳組、歌詠會等各種課外興趣小組,一旦他們取得了成績,公開在班級、年級宣傳、表揚,把表現好的非正式群體樹為典型?!鞍駱拥牧α渴菬o窮的”,利用學生身邊非正式群體有血有肉的典型先進模范教育學生,遠比班主任講大道理說教要有效的多。
二、營造氛圍,以長補短
對積極向上的非正式群體應該以鼓勵為主,但是,農村中職生畢竟人際交往經驗不足,社會閱歷不深。少數農村中職生由于個人、家庭、學校等原因,他們的學習、生活習慣、表現等并不盡如人意,成為被輕視、厭煩、冷遇和遺忘的角落。毫無疑問他們是自卑的,但他們也希望受到老師、同學的關注、表揚,也希望享受成功的喜悅。當這些需求得不到滿足,有的因不滿而“成群結伴”,有的甚至去街頭“兄弟”中尋找同情。這一類的學生如果教育不當容易使班集體分化成多個小派別,影響團結,甚至“內外勾結”形成惡劣影響。班主任要深入現實,防微杜漸,對這類群體不能讓他們拉幫結派、交往過密,也不能簡單排斥,即使出現問題也應該各個擊破。
學生生活在班級氛圍中,同學、老師的輿論和情感就是中職生學校生活的重要氛圍。良好的氛圍有利于學生的成長,老師、同學“歧視”性的言行舉止、敵視的目光可能造成學生的心理陰影。班主任要營造積極向上的班級氛圍,設法把他們吸引到豐富多彩的活動中。要發現他們的長處,把他們推到為班級爭光的前臺,讓他們在眾目睽睽下享受成功,獲得尊重,產生自豪感,從而從內心深處觸動這些學生去改變,去努力。每個學生的心靈深處都希望能夠被老師、同學認可。作為一名教育者,就要盡可能地給學生一個位置、一個希望,讓他們覺得自己有能力也有可能通過自己的努力獲得大家的認可,引導其在和諧的班級風氣中健康成長,從而產生班級歸屬感。
三、抓住核心,以點帶面
非正式群體中的核心人物往往具有被其他成員所佩服的性格或認可的能力,是公認的代表,在群體中有很強的號召力,甚至能主導群體活動走向。因此有效發揮核心人物的影響,能夠幫助班主任更高效的管理好班級。做好了核心人物的工作,其他成員的工作往往也就迎刃而解了。對于核心人物,如果他同時是班團正式組織中的骨干,要旗幟鮮明地提要求、壓擔子,使其明辨是非,做好其他成員的教育引導工作。對于那些雖不在學校社團、班級中擔任職務,但素質高、能力強的核心人物,要曉之以理,動之以情,鼓勵他們完成班級的一些工作,并帶動其成員為班集體服務。對部分在學生中造成不良影響的核心人物,要努力做好溝通和說服工作,解決其合理需求,切不可滿足其無理需求。教育轉化這類核心人物的工作要耐心、細致、有條理、不急不躁找準契機,消除其對立情緒,然后再委以“重任”,并采取相應的措施幫助其完成任務,使他在成功的的鼓勵下順利轉變。只要他們有了積極的轉變,就可以影響其他人,起到“教好一個人,帶好一批人”的教育效果。事實證明,核心人物轉變了,整個非正式群體的性質就會隨之變化。
四、擅作橋梁,聯動反饋
離開了良好的家庭教育和社會環境,孩子在學校受到的教育,到了家庭就可能“一筆勾銷”,到了社會就“固病發作”。孩子極易受家庭的影響,要使班級教育工作達到預期目的,必須加強家庭和學校的聯系。班主任要勤于溝通、反饋,積極爭取家長的理解、關心、配合和支持,家長和老師形成一股教育合力。既不能阻止學生交往,又要有效引導學生正確交往,讓非正式群體成員走進家庭,讓非正式群體活動樂于在陽光下出現。人具備社會性,中職生非正式群體的形成絕不應無視其生活背景,結合社區的區域特點和學校實際,積極參加社區綜合治理,加強與社區的橫向交流,凈化育人環境。班主任多引導非正式群體參加社區志愿活動,讓學生有機會在社會環境下驗證、發展自己的非正式群體交往。
學校教育在一定程度上是封閉的,但班主任對農村中職生非正式群體的輔導卻處于一個開放環境中,針對農村中職生非正式群體的輔導工作同時具備挑戰性和必要性。在工作中班主任必須因勢利導、扶正祛邪、點面結合、擅于溝通,使非正式群體成為學生個體發展、升華品德、能力培養、知識學習、了解社會的教育場所,促使班級內各種非正式群體與班集體的發展協調一致。
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【作者簡介】
劉菊美(1969-),女,籍貫:江蘇泰州,職稱:中學高級教師,主要研究方向:教育教學。
葉青(1973-),男,籍貫:江蘇泰興,職稱:高級講師,主要研究方向:教育教學。
(基金項目:本文系江蘇省職業技術教育學會2015-2016年度立項課題《農村中職生非正式群體管理實踐研究――以江蘇省高港中等專業學校為例》成果,課題編號:XHDY2015033)
(作者單位:江蘇省高港中等專業學校)
【摘 要】建模思想的應用是提高教學效率、調動學生學習氛圍的主要教學手段。目前,大多數高校還沒有意識到建模思想在高等數學教學中的較大的影響力,在教學中仍采用陳舊的教學觀念、傳統的教學手段,為了優化教學質量,需要我們重新認識建模思想。本文針對高等數學教學現狀,提出將建模思想應用在高等數學教學中的有效措施,從而提高高等數學教學質量。
【關鍵詞】建模思想;高等數學教學;應用;思考
引言
近年來,越來越多的學科和專業在其人才培養方案中增加開設了高等數學課程,高等數學課程的設立為進一步發展學生思維,深化數學知識,滿足社會各個行業的需求提供幫助。在學習過程中,絕大多數大學生均反映高等數學知識難度過大,認為學習的目標除了通過考試再無其他,學生在課堂上的學習氛圍較為沉悶、對高等數學的學習絲毫沒有興趣。而建模思想的涉及可以簡化問題,幫助學生理解知識,認識知識的現實背景和應用,提高對高等數學的學習興趣,強化創新能力。
1.高等數學教學的現狀
1.1教學觀念陳舊化
現階段的高等數學教學中,教師過于重視如何提高學生的計算能力、思考能力以及邏輯思維,并且一味按照課本中的教學進程。數學本是一門讓人新奇、充滿活力的課程,但是由于教學觀念的陳舊,沒有在教學中穿插數學知識轉化為實際應用的實例,讓學生在工作中不知如何解決數學類問題,不能取得更好的工作效率,此外,教學觀念的陳舊化會讓學生對教師講解的內容失去興趣,學習高數變得更加吃力。
1.2教學手段簡單化
目前,存在部分高等數學教師在講堂上仍然全程采用粉筆書寫教學的方式,現階段正處于講求速率的社會,用粉筆板書的教學手段不僅會減慢教學速度、過程耗費力氣,還會造成一種枯燥的學習氛圍。處于大學階段的學生,已經聽過無數節用粉筆授課的課程,所以這種單一枯燥的教學手段無法調動學生的積極性。計算機、多媒體等教學手段提供了多渠道多視角的信息輸入,可以為枯燥的教學氛圍添加新的動力,強化教學速率,所以采用新的教學手段是十分重要的。
1.3教學方法傳統化
優秀的教學方法可以起到事半功倍的作用,所以教學方法是否合理直接影響著學生的學習成績。一般高等數學教師采用的教學方法是根據課本教學順序進行的,即“由定義到定理”、“由例題到練習”,這種按部就班的教學方法不僅無法為學生營造積極、活躍的學習氣氛,還會降低學生獨立思考問題的能力。教師應該努力嘗試新穎的教學方法,讓學生主動參與其中,提出問題解決問題,從而達到讓學生積極學習、理論聯系實際解決問題的目的。
2.建模思想
簡單來說,建模思想就是通過抓住問題中相關的數學特征,來建立適當的數學關系,將抽象問題具體化、實際問題數學化,利用數學中的公式、圖表等進行解答的一種思想,模型的建立向我們詳細地展示了理論與實際相互轉化的過程。建模思想對建立者的創新能力、實踐與應用能力、數學基礎掌握能力、轉化能力以及建立模型能力均有著較高的要求,還需要建立者不斷提高自己。
3.建模思想應用在高等數學教學中的重要意義
3.1為高等數學教學注入新的活力
建模思想在高等數學教學中的應用會一改傳統教學方式的枯燥,為高等數學教學注入新的活力。教師根據學生學習高數的實際情況,選擇合適的習題建立數學模型進行講解,然后給出相似的習題,讓學生當堂練習,以感受數學模型的相同與不同之處。此外,數學模型的建立會讓學生產生新奇感,激發學生的好奇心,在感受數學模型的同時還能提高對高等數學的學習興趣。
3.2提高學生的創新能力
建立數學模型可以激發學生的創新意識,提高學生的創新能力。傳統的教學方式注重對理論的講解,而建模思想在高等數學中的應用著重于如何解決實際問題。數學建模的應用可以讓學生進行分析實際問題的解題思路以及適當的數學關系,在建模的過程中,學生可以有足夠的時間來發揮自己的能力,這樣學生既會享受解決問題帶來的喜悅,也會大大激發其創新能力,多次的建模練習也會幫助學生學會如何利用數學知識解決實際問題,增強其運用知識的能力。
3.3幫助學生理解高等數學知識點,降低學習的難度
高等數學中的知識點本就難度較大,再加上大一的學生剛剛經歷過學習壓力過大、學習氛圍緊張的高中階段,大學生活的輕松自在讓學生自動放松學習意識,所以感覺學習高等數學就是難上加難。數學模型的建立可以將復雜問題簡易化,以更直觀的方式將高等數學問題的解題思路展現在學生的面前,幫助學生解決問題,理解高等數學中的知識點,降低學習的難度,提高對高等數學學習的信心。如設計節水洗衣機時,首先需要建立模型,利用目標函數求得積分下限,從而解決問題。
4.將建模思想應用在高等數學教學中的具體措施
4.1上好引入建模思想的第一節課
在高等數學教學中,往往第一節課的效率起到決定性作用,在第一節高等數學課堂上引入模型思想既可以給學生以深刻的印象,又可以調動學生的積極性。通過對大學生的調查,結果顯示80%的學生并不知道學習高數的用途,所以教師需要在高數的第一節課中對學習高等數學的作用進行主要介紹,可以利用實際問題建立數學模型,利用高數知識進行解決,將理論與實際相結合。教師可提出與我們生活息息相關的實例,如解決存款問題等,改變學生對高數的看法,從而提高學生對高數的學習效率。
4.2將建模思想應用在公式中
公式是高等數學教材中重要的組成部分,也是學生學好高數必須掌握的內容。為了提高教師的教學效果,教師在課堂上除了加強學生對計算技巧的提高之外,還應結合建模思想來降低解題難度,活躍課堂氣氛。為使學生能充分理解建模思想在公式中的應用,徹底理解并應用公式,教師可以舉例說明,如人口問題中的人口增長Logistic模型。
4.3以建立數學模型的方式講解例題
利用建模思想解決例題,是將公式與理論知識向實際問題轉化的橋梁,通過學生對例題的解題思路是否可行以及解題速度,可以看出學生對本章理論知識掌握的情況。教師在每章內容結束時,需要利用一節課的時間引導學生解答例題,教師需要結合學生的學習情況以及專業方向選取適當的例題,通過不斷地進行建立模型、解決問題,提高學生對建模的應用以及解題速率。
4.4組織學生積極參加數學建模競賽
一般情況下,參加競賽可以提高學生的獨立思考能力、競爭意識。學校可組織學生積極參加數學建模競賽,其目的是給學生提供實踐的機會,讓其體會數學建模在我們日常生活中的應用,在解決問題的過程中實現獨立思考,在與眾多同學競爭的同時意識到自己的不足,然后進行改之,從而不斷提高自己的實力。
5.結語
高等數學教學中主要培養學生將理論知識應用在實際問題中的能力,建模思想的應用幫助學生理解高等數學知識,降低學習的難度,提高探索與應用的能力。目前,建模思想在高等數學教學中的應用還存在一些不足之處,還需要各個高數教師在教學中不斷探索以及學生在課堂上的配合,打造一套優秀的教學方法幫助學生在今后的工作中取得優勢。
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