摘 要:大专高等数学课是整个专业课程的基础,在教学过程中应该着重强调实用性并且提高学生发现问题、分析问题和解决问题的能力,它要求教师在教学过程中做出适当的改变,合理利用建模思想,从而引导学生慢慢建立思考问题的数学模型,所算出的结果可以帮助实际问题的解决,所以,在教学过程中引入建模的思想,能够加强学生的数学教育,使学生对学习产生兴趣,提高学生利用数学模型分析问题、解决问题的能力。
关键词:建模;高等数学;教学
大专高等数学课程是大专课程中一门重要的基础课程,其可以让学生掌握数学工具,培养学生的数学素养,是学生知识框架的结构和基础,在学生后续的课程中或者将来从事的某种工作中可以提供必要的数学基础和计算能力,其在传授知识、培养能力和提高学生综合素质等方面有着十分重要的作用。数学建模就是指在分析和研究一个实际问题的时候需要从定量的角度来考虑,这就需要人们查阅相关的资料,掌握要解决问题的各种信息,经过抽象、简化、假设、引入变量等过程后,运用数学符号和语言,使实际问题转化为数学公式,然后接受实际问题的考验。由此可见,在大专高等数学的教学过程中,恰当地引入建模思想可以提高教学质量。
一、数学建模的基本思想
爱因斯坦曾经说过:“学校的教育目标是培养独立思考和独立工作的人。”一个学生从学校毕业以后,不论是从事新的工作还是继续从事科学研究事业,肯定会遇到新的问题和任务,这时就需要学会先从实际问题中找出相应的数学问题,接着预算出可能会出现的结果,然后找出能够解决实际问题需要的数学工具。这种最自然朴素的思想就是数学建模的基本思想。数学建模基本上是利用方程、分析、统计、图论、运筹等常用的数学方法,大多数问题都要用到计算机计算数值和作图,有时可能会用到计算机模拟。
二、高等数学中的数学建模思想
数学学习是对人逻辑思维的一种良好训练,数学对发展人的思维能力有着显著的作用,现代社会要求培养的人才拥有丰富的知识,要有分析问题和解决问题的能力。这样就要求其是一个思维能力较强的人。在这种基础上,数学作为一门基础性课程,传授一些现有的知识是远远不够的,更重要的是要培养学生发现问题、调整思想、把知识转化为自己的思维计算出结果的能力。
三、建模思想在高等数学教学中的作用
1.改变学生被动接受的形式,有效激发学生的学习兴趣
数学建模本身就是解决实际问题的过程。在传统的高等数学教学中,对学习数学专业的学生严格强调定量证明和抽象逻辑的思维,对于学生解决问题的能力没有作出过多的要求;对于非数学专业的学生通常只要求全套用书上的公式和会做繁琐的计算,对数学理论方面没有过多强调严谨性。所以,在教学过程中融入建模思想,这样就改变了传统的教学方法,教师成了引导者,学生就成了学习的主导,教师和学生之间相互合作,这样可以更顺利地完成教学任务。
2.有效促进课堂教学效果
高等数学中有许多概念的部分,例如导数、积分、微分、极限方程和级数等,都是从客观问题中寻找数学模型加以运用。如果在教学过程中仅仅讲授这些概念,学生就会觉得枯燥无味,起不到上课的目的。相反的,如果教师从概念的实际原型自然地带入授课中,这样学生会觉得这不是枯燥的概念,而是有一定实际意义的内容,并且和实际生活有着相应的关联,从而让学生从内心接受这样的概念,自然而然地学习这些概念。高等数学中还存在一些定理,这些定理一般都是经过简化处理过后才出现在教材上,所以学生在学习这些定理的时候并不知道这些定理的由来,学习这些定理的时候会感觉较为困难。在教学时引入建模思想,就相当于将定理的条件作为模型的假设,接着教师根据事先想好的问题情境带领学生一步步地寻找定理的结论。
3.促进师生关系的和谐
在数学建模教学过程中,形成教师引导学习的现象,学生自主学习的方式,教师不再是单方面传授知识的教学方式,而是帮助学生进行所需信息的探索、收集和整理以便解决问题,然后分享自己的经验之谈,融入学生中,成为学生的一份子,和学生一起探索、交流和讨论,并且共享自己探究的结果,从学习过程中体会成功的喜悦和失败的挫折感。在整个教学过程中,老师仅仅是参与者和协作者,老师和学生之间建立的是平等融洽的师生关系,并且双方的交流也增多了,从而就能提高教学的效果。
在大专高等数学课程教学过程中,引入和加强数学建模的思想尤为重要,这样不仅能从根本上激发学生学习的兴趣,而且给学生提供了很多逻辑思维上的素材。教师只要在教学过程中坚持不断地向学生引入数学建模的思想,就可以让学生觉得学习数学不是那么困难,而且教师自己也在教学过程中提高了教学的质量,同时这也是提升教学水平的良好途径。
参考文献:
曲铁华.教师学与教学论[M].东北师范大学出版社,2006.