数学建模课程改革范例6篇

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数学建模课程改革

数学建模课程改革范文1

【关键词】数学建模;数学实验;创新能力;微课;翻转课堂

随着大学生数学建模竞赛的不断开展,各高校也越来越重视数学建模和数学实验课程的教学工作,并通过围绕该赛事组织本校的预赛等工作,大力推广数学建模的参与面.分析历年来大学生数学建模竞赛赛题,可以发现近年的赛题有如下一些特点:题目的难度逐年升高,对数学知识的要求超出书本范围;问题越来越接近解决生活中遇到的实际问题,题目应用性很强;题目中常常会出现大数据,这些数据的处理和合理应用直接影响题目的求解;题目经常是命题专家的课题的一部分或简化,要求有一定的专业背景知识;解决问题的手段与计算机的联系也越来越密切,数学软件的使用趋于普遍,对学生的计算机能力要求越来越高;问题的综合性要求较高,对学生的数学应用能力和创新能力也要求更高.

一、当前数学建模和数学实验课程的特点及不足

目前已有的数学建模和数学实验的教学工作,主要是针对典型的教学案例,讲授如何建立适当的数学模型的理论知识,以及分析问题和解决问题的过程.教学中,教师还是以电子课件的课堂讲授为主,学生的实验活动主要是在课外完成,练习作业也基本以较为简单的题目为主,学生难以获得系统的、全面的训练.因此,数学建模与数学实验课程传统的教学内容、教学手段、教学方法与近年数学建模竞赛和学生对竞赛辅导的要求的距离较大.学生在面对大学生数学建模竞赛的真题时,普遍感觉题目较难,难以下手;很多学生在建模的过程中有一些好的想法,但是由于数学软件基础较弱,难以实现自己的算法.同时,由于这两门课程通常分期开设,加之学时有限,使学生很难把两门课程有效地联系起来.

二、数学建模与数学实验课程改革内容

(一)教学形式多样化

1.高等代数和数学分析等数学主干课程的教学中,要融入数学建模和笛实验的内容,增加一些简单建模的例题,强调运用数学知识解决实际问题的教学.

2.我校每年举办多次数学建模系列讲座,对更多的学生进行数学建模启蒙教育,宣传数学建模的基本思想,激发了学生们对数学建模的兴趣.

3.同时,基于微课的翻转课堂模式,开设数学实验和数学建模公共选修课,系统介绍数学建模的基本内容和数学软件的功能,培养学生的数学建模能力.

4.每年组织开展1次校内数学建模竞赛、2次建模夏令营,选拔优秀学生参加全国大学生数学建模竞赛和美国大学生数学建模竞赛.2016年获得美赛二等奖3项、国赛一等奖1项、国赛二等奖6项、国赛省一等奖11项.目前我校数学建模成绩在吉林市名列前茅.

5.从数学建模和数学实验出发,为学生开设创新实验,建立数学建模工作室,鼓励学生申请数学建模的大学生创新项目,培养优秀学生的数学建模的素养和能力.

(二)教学内容多样化

1.结合课程的特点,在数学主干课程中穿插具有建模思想的例题.例如,在常微分方程课程中,增加对汽车碰撞模型的介绍.这类教学主要是让学生了解和体会数学建模的基本思想和基本概念,激发学生应用数学知识解决问题的兴趣.

2.数学建模讲座可以选取某种模型,使学生全面理解模型的适用范围、典型特征、建模及求解过程.通过对该模型比较深入的理解,能了解数学建模的全过程,能举一反三.

3.数学建模和数学实验的选修课可以比较系统地讲授常用的数学模型的基本知识,介绍一种数学软件的使用.通过该课程的学习,使学生能比较系统地了解数学建模的基本过程,掌握数学建模的基本技能,能运用数学模型解决较为简单的实际问题.

(三)将数学建模与数学实验课程合并

将数学理论知识、数学建模的思维方法与数学实验融为一体,充分体现了数学的应用价值.

1.学生在学习各种典型案例的同时,可以利用数学软件及时开展实验.这样既弥补了单独开设的缺点,又在一定程度上节省了课时,效果也有了明显改观.

2.合并后的课程强调淡化理论,特别注重学生实践动手能力的培养.

3.教学方式采用的是分专题的案例教学法,比如,在数据处理专题中,会介绍数据拟合、插值、线性回归和非线性回归分析的相关案例以及实验工具.

4.课程宗旨就是让学生通过课程学习,在分析问题,应用数学方法原理建立数学模型,并综合应用计算机技术解决实际问题的能力培养上有质的飞跃.

(四)考核方式多样化

本着以学生为主体,以能力考查为中心,以提高教学质量为根本的理念,我们对课程的考核方式进行了改革,具体的成绩评定方案如下:

1.平时成绩占最终成绩的10%;

2.实验课考核占最终成绩的30%;

3.实践论文(模型+求解+排版)占最终成绩的60%.

总体看,新的考核方式更看重实践环节的考核.这里的实践有两层含义:一是学数学,用数学,尝试解决一些生活实际问题;二是上机实践,要求熟练掌握各种基本的数学软件工具,并能辅助学生对实际问题进行探究和求解.

数学建模课程改革范文2

【摘 要】高等数学课程教学改革一直是高等教育教学改革的一个重要分支,由于计算机专业本身的特点以及在数学建模中的广泛运用,本文提出了一些以数学建模为切入点的计算机专业高等数学教学改革的建议。

关键词 高等数学;数学建模;数学实验;教学改革;分层教学

中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1671-0568(2015)08-0038-02

20世纪90年代,很多人在思考“把什么样的高等教育带进21世纪”这样一个重大问题,得出一个结论:高等教育的改革,教育思想观念改革是先导,体制改革是关键,教学改革是核心。

应用型本科教育是培养适应生产、建设、管理及服务第一线需要的德、智、体全面发展的技术(复合)应用型人才。为了适应各个技术领域和职业岗位对人才素质的需要,必须培养学生具备诸多方面的能力,其中数学素质是不可缺少的。《高等数学》是应用型本科院校一门重要的基础理论课,也是一门重要的工具课,在培养学生的抽象概括能力、逻辑思维能力、运算能力方面的独特作用,是其他课程无法替代的,也是后续专业基础课程和专业课程重要的铺垫。除此之外,数学作为一门最基础的学科,所取得的成就已成为高科技时代赖以进一步发展的重要基础,数学本身的发展为各科学领域的发展提供了强大的支持。正由于数学在当代科学地位的巨大变化,以及与当代科学技术的高度融合,使得全面提高学生的数学素质、加强对数学综合应用能力的培养,成为新世纪实现高等教育根本目标的重要内容和高等数学教学改革的基本方向。

2000年7月,第九届国际数学教育大会(ICME-9)在日本召开,主题是21世纪数学教育的机遇、任务和挑战。本次会议对数学教育的现代化手段和计算机辅助教育、课程及教材的改革等多个专题进行了讨论。本次大会就各国关注的问题,也是21世纪数学教育改革的重点问题达成共识。关于数学教育理念,可以概括为三句话:人人需要数学;人人都应学有用的数学;不同的人应当学不同的数学。从而对数学的认识从工具的、技术的层面上提高到文化的层面上。这对我国的数学教育改革很有启发,特别是在儒家传统文化和现今的考试文化背景下重新审视数学教育的功能和任务是很有帮助的。

一、计算机专业高等数学课程和教学改革的必要性

进入21世纪以来,由于计算机的飞速发展,使计算机的应用得以向一切领域渗透,各行各业越来越依赖计算机。作为应用科学的计算机科学,它的算法和理论与数学密切相关,数学为计算机科学提供了强有力的理论支持,离开了数学的支持,计算机科学将失去发展的动力。我们可以看到在计算机科学技术领域里,很多学术带头人都出身于数学专业或接受过严格的现代数学教育。这是因为大多数学基础好、数学修养深的人善于提出新课题,喜欢有挑战性的工作,具有创造精神和创新能力。所以,在计算机教育中必须加强数学的教育,特别是高等数学的教育,可以说高等数学教育是计算机教育的基石。

但当前不少应用型本科院校高等数学教学模式陈旧,教学中仍未摆脱一些传统教学模式的弊端。具体表现在:教学方法单一,常采取“一张嘴,一支粉笔,一块黑板”进行满堂灌的讲授方式,没有充分运用现代化教学手段;在认识上,不少教师不熟悉高等数学与计算机专业基础课和专业课的联系以及在这些课程中的作用,只能就数学而讲数学,不能从专业的角度自然地引出数学问题并进行讲授;在教学内容上,现阶段所使用的教材,在数学理论上篇幅过多,与计算机相关的实际应用太少,很少有学校根据本校的实际情况编写和使用专门的计算机高等数学教材;考试模式和成绩评价体系陈旧,课外实践教学活动单调,缺乏创意。这些问题都与应用型本科教育培养目标的定位不相符,与计算机相关人才满足职业岗位的要求相脱离。基于这种现状,计算机专业高等数学课程和教学改革就变得非常必要和刻不容缓了。

二、数学建模与数学实验

当需要从定量的角度分析和研究一个实际问题时,人们就要在深入调查研究、了解对象信息、做出简化假设、分析内在规律等工作的基础上,用数学的符号和语言作表述,也就是建立数学模型,然后用通过计算得到的结果来解释实际问题,并接受实际问题的检验。这个建立数学模型的全过程就称为数学建模。

数学模型(Mathematical Model)是一种模拟,是用数学符号、数学式子、程序、图形等对实际课题本质属性的抽象而又简洁的刻画,它或能解释某些客观现象,或能预测未来的发展规律,或能为控制某一现象的发展提供某种意义下的最优策略或较好策略。数学模型一般并非现实问题的直接翻版,它的建立常常既需要人们对现实问题深入细微的观察和分析,又需要人们灵活巧妙地利用各种数学知识。

不论是用数学方法在科技和生产领域解决哪类实际问题,还是与其他学科相结合形成交叉学科,首要的和关键的一步是建立研究对象的数学模型,并加以计算求解(通常借助计算机)。数学建模和计算机技术在知识经济时代的作用可谓是如虎添翼。

“数学实验”是近几年数学教育界常提起的一个名词,泛指学生在教师指导下用计算机和数学软件学习数学。这项新事物是继数学建模之后对数学教学体系、内容和方法改革的又一尝试。1998年清华大学、北京大学、北京师范大学共同组织了一个课题组,开始数学实验课的实践,并于1999年在清华大学举办数学实验讲习班,这项教改实验得到了来自全国约100所院校的130多位教师的充分肯定,同年,国内一连出版了好几本数学实验教材,到目前为止,不少学校已经或准备开设这门课程。

三、计算机专业高等数学课程和教学改革的几点思考

从大环境来看,高等数学的改革在全国很多高校如火如荼的进行中,也取得了一些很好的成效。其中改革的核心就是将高等数学与实际应用和专业需求相结合,一些新的教学方法和手段、课程标准、与各专业相结合的教材应运而生。笔者在教学实践中对计算机专业高等数学课程教学改革有一些思考如下。

1.教材改革。当前,很多本科院校计算机专业使用的高等数学教材都是普通高等学校工科教材。从数学的角度来说,大部分内容是详细的、经典的,但与计算机专业内容和教学有关的几乎没有,这就大大降低了高等数学在计算机相关专业的作用。

笔者认为,应当积极开展调研,组建计算机数学课程改革协同机制,高数教师应加强与计算机专业教师的沟通与交流,通过成立计算机专业数学课程改革小组,以此突破改革的瓶颈,从学生实际和专业需求出发,以实用为原则,了解专业、工作实践对数学课程的需求,着手研发应用型本科计算机专业《计算机数学》教材。对于这项工作,有条件的院校可自主完成,也可以是同类型的几所院校合作完成。

2.教学内容改革。在实际的教学过程中,高等数学教师往往过分强调运算技巧和证明,忽视了对现代数学素质所内涵的特性的描述,忽略了对具体问题的概括,更缺少对高等数学本身所蕴含的计算机算法思想的分析和阐述。这就导致不少计算机专业的学生认为高等数学的学习对本专业用处不大。对于同样的一个知识点,高数老师仅从数学角度去分析,学生不能将其运用到实际算法当中去,导致计算机相关课程老师得将同样的数学概念从另外的角度重新阐述,将数学的方法过渡到计算机算法中去,这种学习与运用之间、学科之间脱节的现象相当普遍。

举个例子,在导数这一章的学习中,高数老师对导数的几何意义仅提出:曲线在点(x0,f(x0))处的切线斜率等于该点处的导数值,并给出在点x0处切线方程和法线方程的求法。但实际对于计算机专业的学生来说,所直接需要的是由导数几何意义引伸的递推关系式。如果高数授课教师在这一节的学习中作进一步阐述:由导数几何意义,在一定条件下,适当选取初始值可得到一点列{xi},该点列由(该式在数学上称为牛顿递推公式)给出,且存在极限,x*为方程f(x0)=0的根。这对于学习算法语言的学生来说,是很容易利用典型的迭代思想将其转化为算法语言中的牛顿迭代公式,从而大大提高了高等数学和计算机专业课程的融合度。

除此之外,许多高校的实践证明,数学建模和数学实验是培养学生思维素质,提高学生应用数学工具解决实际问题的应用能力和创新能力的有效方式,加之计算机在数学建模和数学实验中广泛运用,以及计算机专业本身的特点,很有必要在高等数学教学中增设数学建模和数学实验相关内容,充分发挥计算机专业学生的作用。

3.分层教学。近些年,高校招生规模逐步扩大,导致学生个体差异越来越大,数学基础参差不齐,如果对每个学生的教学内容和教学要求都一样,显然会出现有些学生“学有余力”,而有些学生会“力不从心”。怎样解决这个扩大招生和现行教学模式的矛盾呢?笔者认为可以从两个方面入手:

第一,分层次开设高等数学课程:基础层次和提高层次,条件较好的院校和设立与各专业相结合的扩展层次。基础层次的教学内容要以确保满足各专业对数学的需要为依据;提高层次是针对准备继续深造或所学专业对数学有更高要求的学生设置的,充分考虑考研大纲的要求,增设一些现代数学的思想、方法或一些研究前沿的东西;扩展层次由于与专业或实际问题联系密切,其教学内容的确定可由相关专业老师和高数老师共同商定。

第二,将学生分成几个层次。分层综合考虑三大因素:①数学基础:依照学生的入学分级考试成绩、高考成绩和中学时期的数学竞赛成绩;②个人志愿:充分考虑学生个人的兴趣爱好;③专业方向:根据专业对数学的需求作适当的调整。对各个层次的学生分别开设上面提到的相应层次的高等数学课程。

总之,计算机专业的高等数学课程和教学改革是一项庞大的系统工程,不能一蹴而就,需要教师和学生的共同参与,也需要数学教育工作者长期不懈的探索和努力,任重而道远。不过笔者认为,由于计算机专业本身的特点,与数学建模和数学实验相结合应该是计算机专业高等数学课程和教学改革的一个很好的切入点。

参考文献:

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[2]程馅,马锦锦.浅谈高等数学在计算机教育中的作用[J].电脑知识与技术,2007,20(40),592-592.

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[4]王新社,凌凤彩,赵梅琳.计算机专业高等数学的教学与改革[J].周口师范高等专科学校学报,2002,19(2):17-18.

[5]杨宏林,丁占文,田立新.关于高等数学课程教学改革的几点思考[J].数学教育学报2004,13(2):74-76.

数学建模课程改革范文3

关键词:高职院校;数学课程;教学大纲;定位与改革

数学是高等高专所设置的专业中一门重要的基础课,涉及文科类的部分专业和理工科类的所有专业,但数学作为一门基础课,按国家对高职高专的课程标准,基础课实用和够用的原则,高职院校的数学课程在现行的标准下,在整个课程体系中如何定位,课程设置及教学内容、教学方法如何改革,这些问题将对各专业的建设和教学质量产生直接影响。

一、高等数学在课程体系中的定位

高职教育的培养目标决定了数学教学以能力为本位的原则,高等数学教学要以应用为目的,以必需够用为度,把培养学生应用高等数学解决实际问题的能力与文化素养放在首位。高等数学在课程体系中的定位要把握以下五个方面:

1、需要对传统的高等数学教学模式进行适当取舍和更新,突破原有的学科体系,形成新的实用性较强的教学体系。

2、高职数学的教学应淡化严格的数学认证,强化直观形象的几何说明,弱化复杂的计算技巧,减少缺乏一般性解题规律、运算量大的习题,强调结论与公式的应用。

3、要紧密结合专业课程进行教学内容的改革,教学内容应结合各专业课程的需求,突出培养专业人才的能力,体现以必需够用为度的原则。

4、注重教学内容的实践性,要将数学内容变更为生产实际中存在的问题,通过实践性教学的方式,体现出数学为其它学科服务,为实践所用的原则。

5、数学改革要从思维方式的改革入手,要让数学知识体现出对学生思维能力训练和培养的特点。

二、高等数学的课程设置及教学内容安排

课程和教学内容体系改革是高职教学改革的重点和难点,要按照突出应用性、注重实践性的原则重置课程结构,更新教学内容。目前在教学内容与课程设置上我们初步采用的构建高职数学内容体系“2+3”模块结构的教学思路,效果明显,即对高等数学内容进行二维横向设置与三维纵向构建,形成两个横向模块和三个纵向模块。

两个横向模块:指通用模块与专用模块。通用模块内容涵盖高职各专业必需的基础知识,其理论性相对较高,基础要宽,内容以够用为度。专用模块供不同专业选用,其内容根据专业需要来设置,突出针对性和实用性,采用的是“组合式,小而灵”的形式,以便在必要时融入到专业课中,满足不同专业的需要。

三个纵向模块指预备知识模块、基础模块、扩展模块,是对横向模块分三个层次的设置。

预备知识模块是针对高职学生数学基础参差不齐这样一个基本事实而设置的,主要包括集合、区间、绝对值及其运算性质、函数、不等式、解析几何、三角函数等内容,目的是使每个学生通过预备知识的学习顺利过渡到基础模块的学习。

基础模块(可称基础数学)面向全体学生,为必修模块,以微积分学、常微分方程、空间解析几何与向量代数、无穷级数的基本概念、简单计算、实用数学思想及一般的数学方法为基本内容,教学重点应放在对数学概念实质的理解掌握及其应用分析和应用方法上,注重对学生数学能力和思维能力的培养。应根据学生的基础状况,合理选择教学内容,例如,有关函数极限的语言定义及证明的内容可删去不讲;对难度较大的基础理论可不进行论证,只作几何说明;应删减一些繁琐的求导和积分运算,以适量的例题和习题为依据,对学生进行数学方法、基本技能技巧的训练和计算能力的培养,同时应立足应用,突出强调数学概念与实际问题的联系。

扩展模块(可称工程师数学)为选修模块,面向相关专业或学有余力准备继续深造(如专升本)的学生开设,其内容包含线性代数、概率论与数理统计、计算方法、拉普拉斯变换等基础知识以及对必修模块内容的补充与提高。同时,根据不同专业的要求,对数学内容进行标准设定,例如测量专业与采矿专业就同一数学内容而言,也有不同程度的学习要求。

三、数学教学改革的思路

1、拓宽知识面,降低理论要求

高职院校高等数学课的主要作用是应用,在内容选择上知识面宜宽,而对每一个知识点的要求宜浅,为学生在今后的学习工作中利用数学知识解决问题提供尽可能宽厚的基础。对每一个知识点的教学应淡化理论推导,强调其中朴素的数学思想方法,并尽量以直观解释的方式进行讲解,既要降低难度,又要达到对定义、定理充分理解的目的。

2、强化数学应用能力的教学

数学应用的观点是高职高等数学教学的主导思想和和教学重点,在教学过程中,要利用各种机会启发学生的应用意识,要从概念的引入到定理公式的建立、从例题到习题多选择一些自然科学、工程、经济以及日常生活方面的实际问题,通过示范例题和习题让学生尽可能多地接触到高等数学在实践中的应用,领悟建立数学模型的思想方法,初步培养学生分析、解决问题的能力,激发学习兴趣和积极性,为教学注入新的活力。

3、注意启迪学生思维与能力的培养

数学教学的本质是师生共同的思维活动,调动学生积极思考,开发、培养与发展学生的思维能力是数学教学的重要目标。教师要用教学语言沟通师生之间的思想,点燃学生思维的火花,引导学生的思维与教师的思维产生“共振”。对教材上比较难以理解、踊跃性大的内容应找出特点,突出难点,结合运用点,使学生的思维顺理成章,不致阻塞、徘徊。

4、精讲多练,提高计算能力

计算能力的培养和计算技巧的训练应该说是两个不同的教学概念,在教学过程中不要求学生做技巧高、难度大的习题,并不等于不要培养计算能力,高等数学的重要功能之一就是培养学生的基本运算和推理能力。因此,在弱化较复杂的计算技巧,减少缺乏一般性解题规律、运算量大的习题的前提下,对基本的微积分公式和方法则应要求学生下工夫记忆与掌握。经常训练学生在短时间完成数量较多而难度不大的计算题,有助于帮助学生理解、强化记忆。结合分层教学,可将题目分成三类,一是必做题,要求所有学生当堂在短时间内完成;二是作业题,精选一些有代表性、难度中等的题目,要求学生按格式工整完成;三是选做题,要有一定的难度,综合性较强,可由学生讨论完成或在习题课上解决。

5、 注意渗透当今世界科学领域的新思想、新方法和新知识

高等数学与当今世界上许多最新知识、最新科技有密切的联系,教学中如果能有机地与当今世界的最新知识、最新方法、最新思想联系起来,不仅可使大学高等数学焕发出活力,还可以激发学生的学习兴趣,拓展学生的视野,更重要的是还可以使学生从中探讨出许多有价值的东西。

6、加强学生创新意识的培养

具有创新意识与能力是21世纪社会发展对人才的要求,也是素质教育的重点。高职数学教学不能只停留在单纯向学生传授必要的解决实际问题的知识和手段以及培养数学能力这一层面上,更应该注重培养学生主动探究的精神和创新意识。要引导学生去了解一些数学规律的发现过程,鼓励学生的独立见解,在解题教学中应给学生创设观察的情境和思考的余地,给学生发表观点的机会,积极引导鼓励学生质疑、争辩、讨论,通过批判性思维的训练加强学生创新意识的培养。

7、积极探索新的教学模式

数学实训课作为一种新的教学模式,已成为当今教学改革的一个新的亮点。数学实训课把数学知识、数学建模和计算机应用三者融为一体,一方面可使学生掌握常用数学软件的应用,另一方面可使学生通过应用数学软件更好地掌握高等数学的基本概念,把数学与应用问题相结合,通过构建数学模型解决实际应用中的问题。另外,利用功能强大的数学软件进行求导数、积分、解微分方程、解线性方程组、把函数展开成幂级数等复杂运算,可大大减轻用传统方法进行数学计算的负担。数学教学改革另一个亮点是采用传统与现代相结合的教学模式,把多媒体教学与传统教学的优势有机地结合起来,优势互补,利用多媒体能准确生动、高效地传递信息的功能,可以弥补传统教学节奏慢、效率低的不足,而简单、快节奏、不利于思维训练的多媒体教学也需要传统教学加以补充。

[参考文献]

[1]裴亚枫.高等职业教育中高等数学课的定位[J].山东商业职业技术学院学报,2003,(3).

数学建模课程改革范文4

关键词:教学改革;数学史;数学建模

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)38-0040-02

《高等数学》课程是高校最重要的公共课程之一。其重要的原因不仅在于在高等数学课上可以学到一些数学思想和知识,也为其他课程的学习打好基础,更重要的是通过学习数学可以培育人的理性思维和思辨能力。按当今的科技水平来看,数学已经从科学的幕后走到前台,成为人们获取新知识不可缺少的工具,是进行创新的必备手段。然而面对庞杂的教学内容和枯燥的教学形式,怎样扭转数学教学效果低下的局面,一直是数学教学改革研究的热点。很多数学教育研究者在教学模式、教学方法、教学内容上都做了广泛的探讨,本文主要针对教与学的过程展开探讨,以数学史作为高等数学课程教学过程发生之前、以数学建模作为《高等数学》课程教学过程发生之后来进行教学改革的突破口,以此来丰富教学过程,提高教学质量。

一、当前《高等数学》课程教与学的过程中存在的问题

从总体上说,不论理工类还是文史类的学生,均对《高等数学》课程学习兴趣低下,对习题训练持排斥态度,缺乏钻研精神,补考率居高不下。近年来的考研数学分数的整体水平逐年下降,也是这一现状的直接反应。在学生方面,只有极少数学生是因为基础较差,确实是因为学习上有一定的困难;而大部分的同学是由于对课程的内容缺乏学习兴趣、对知识的直观应用没有了解,从而产生畏难情绪,导致不及格。教师方面,在调动学生的积极性和学习的目的性上,他们大部分采用传统的引入—推导—举例的方法,没有有效和持久的调动学生的学习兴趣。直接使得《高等数学》课程呈现出课程难懂、教师难教、学生难学的三难现象,最终导致学生对这门课程考试及格率低下。此外,由于《高等数学》课程学时多,基础性强,开课时间在大一,所以对学风、后续课程、综合素质都产生重要的影响。具体来说,从教与学的过程来看,《高等数学》课程有如下两个难题:一是在教学过程发生之前,对《高等数学》课程中概念和方法的产生、发展缺乏必要的了解,没有接触到数学产生初期和发展过程中的不断涌现的奇闻异事和思维变化,从而没有激起学习的兴趣,导致没有主观的学习诉求[1]。当前,《高等数学》课程由于课时相对不足,很多教师在授课时总是直截了当地针对教学计划的重点和难点开展教学,没有在学生的兴趣上做好足够的铺垫,导致学生的学习缺乏主动性和可持续性。二是在知识点的教学结束后没有相应的应用性指导,没有直观的、现实的模型来诠释相应知识点,从而使学习的目的性缺失,导致继续学习和钻研精神的匮乏。在教学过程中,大部分课堂讲授都以计算或证明结束教学,使得知识没有载体和灵魂。比如:在理解函数的连续性概念时,多数学生仅停留在一个极限等式上[2,3]。

二、《高等数学》课程教与学的过程中产生问题的原因

从教师层面来说,一是开始实施教学过程时没有激起学生足够的学习兴趣。受高中数学学习中做大量习题的影响,很多大一新生习惯性地认为,数学是很枯燥和困难的学科,主观上就对学习数学产生排斥的心理,对学习产生了消极的影响。教师在此过程中要以学生为出发点,丰富教学内容,激发学生的学习兴趣。二是教师在教学过程中没有找到协调好学习难度和学习兴趣,没有找到将枯燥内容生动化的载体,没有将学习的困难进行转化。比如,很多老师习惯性以抽象对抽象,以概念解释概念,没有具体化和生动化的过程,从而使原本困难的学习过程更加困难。三是教师在教学过程结束后没有巩固知识的实践性。为了突出教学计划中的重难点,部分教师在教学中所举的示例都是以计算和证明为主,很难在现实中找到影子。从而导致学生产生学习的盲目性,对后续课程的学习产生致命的影响。从学生层面来说,一是学生在课堂学习之前没有激发自身的求知兴趣。他们在心底认为数学是枯燥的,没有通过了解数学的历史人物和故事来激发学习热情。在人类历史长河中,数学一直起着重要的作用。从结绳记事到分形几何,其中许多数学历史故事并不比历史、政治故事逊色,学生如果能够很好地去了解数学历史的话,他们就能从中激起巨大的学习兴趣。二是学生在课堂学习中没有找到生动的载体,将学习的枯燥进行转移。一种有效的载体能很好协调学习的枯燥和学习兴趣之间的关系。当前学生学习中认为最困难的是推理的繁杂和计算的枯燥,如果从中能引入一种好的载体,就会让学习的过程变得丰富多彩。三是学生在课堂学习结束后没有联系实践来进行巩固。很多同学根本没有意识到这个问题,以为所学的就是计算和证明,认为所学的知识和生活隔的太远。从而导致很多同学在毕业实习的时候思维死板,有理论而不知道如何应用。

三、以数学史和数学建模来突破《高等数学》课程教学改革

在教与学的过程产生之前,通过数学史来提高和激发学生的学习兴趣。数学史中有关数学概念和体系在发生、发展过程中,某些思想的产生和碰撞引发的故事可以使学生产生浓厚的学习兴趣。在数学各分支的发展史上,都存在着重大的转折期,各个转折期都存在激烈的思想碰撞。以转折期为重点,通过有选择地介绍突破口,有利于激发学生的创造思维。同时,学生通过对数学史的了解,将认识到科学创新的道路是不平坦的,先辈们常常凭数学的直觉做出各种猜想,然后加以证实。通过对数学史的了解,同学们会了解数学家们开创性的思维活动的真实记录,这正是培养学生思维能力和学习兴趣的最好教材。基于以上认识,在教学中渗透数学史的教育是非常有必要的,也是必不可少的。

在《高等数学》课程体系中,绝大多数的定义、定理均与实际应用有关。在具体的知识点的教学过程结束以后,通过实际生活中具体的数学模型来巩固学习知识,明确学习的目的性,为学生进一步深入学习打造坚实的基础。数学模型是一门实践性和应用性很强的课程,它是联接数学与实际问题的桥梁。对数学模型而言,数学是工具,解决问题是目的[4],学生通过对实际问题的分析和简化,在已经掌握的知识中选择最合适的数学工具,建立数学模型、搜集数据并进行计算。数学建模本质上是一种创造性工作,对培养学生学习的目的性和创新能力非常有益。从更高的角度上看,将数学模型引入《高等数学》课程教学,对学生将来参加工作,解决实际问题具有非常重要的意义。许多高校的实践证明,数学建模是培养学生的思维素质,提高学生应用数学工具解决实际问题的应用能力和创新能力的有效手段。

参考文献:

[1]赵卿敏.实施面向21世纪教学内容和课程体系改革计划的回顾与思考[J].中国大学教学,2000,(3):20-23.

[2]李大潜.素质教育与数学教学改革[J].中国大学教学,2000,(3):9-11.

数学建模课程改革范文5

关键词:数据库课程;实践教学;MOOC;翻转课堂

DOIDOI:10.11907/rjdk.161910

中图分类号:G434

文献标识码:A文章编号:16727800(2016)010018302

0引言

在教育信息化快速发展的大数据时代,开放共享的教育资源和教学理念逐渐成为教育热点 [1]。大规模开放式网络课程MOOC(massive open online courses)是开放式教育领域的一种新型教学模式,是通过互联网散布的开放式大规模课程,具有大规模的教学资源和分布式学习伙伴,体现了从单纯的课堂教学资源到开放式共享教学资源的转变,得到越来越多媒体、企业、学校的关注。近年来推出并开设了许多具有特色的MOOC课程,取得了较好效果[2]。

1MOOC对传统教育模式的影响

1.1MOOC特点

大规模开放式网络课程MOOC(massive open online courses)最显著的特点就是大规模、开放式和在线。其中,大规模表现在分布式学习伙伴人数上。传统教学中,学习伙伴一般局限于一个班级或多个班级,人数几十到几百人,而一门MOOC课程的学习伙伴少则成百上千人,多则上百万人,规模相当庞大。开放式主要表现在资源对所有人开放,在世界上任何地方只要能够接入互联网,都可以观看、学习和使用MOOC平台提供的课程资源。在线表现在学习者必须在网络上完成学习过程,任何时间地点都可以通过网络访问MOOC的课程资源,不受时间和空间限制。所以,MOOC挑战并颠覆了传统的教学模式,其巨大的在线开放式教学资源给高等教育带来了机遇与挑战[3]。

1.2MOOC对传统教育的冲击

MOOC的出现对传统教育冲击很大。传统教育集中在教室或者机房进行,授课过程以教师为主,教学方法以“填鸭式”教学为主,学生是被动地接受知识,不利于创新能力的培养。MOOC的每门课程都有教师和学习伙伴互动,学习者互相交流讨论,改变了教师为主角的模式,学生主动参与学习过程,激发了学习积极性。只要能接入互联网,就能在任何时间任何地点访问MOOC课程资源,无需在规定的时间和地点与固定的学习伙伴一起学习,可以根据个人情况进行自助学习,极大方便了不同学习需求。

2数据库课程实践教学改革重要性

数据库技术是信息系统的核心技术,近年来,数据库技术和计算机网络技术相互渗透、相互促进,已成为当今计算机领域发展迅速、应用广泛的技术[4]。数据库技术学了要掌握基础知识、基本原理和相关技术外,实践能力培养是不可或缺的部分,因此,数据库课程实践教学非常重要,只有通过有效的实践教学环节才能帮助学生深入理解并掌握数据库相关知识和技能。

MOOC的兴起,用新思想和新方法对传统的数据库课程实践教学进行改革十分重要。传统的实践教学是安排学生在专门的实验室,在规定时间内完成教师布置的实践任务,无论是否掌握相关实践内容,时间一到必须离开实验室,这种传统的实践教学不能对学生进行个性化教育,不利于学生能力的提高。在MOOC理念下,对数据库课程实践教学进行改革,有助于正确理解计算和计算机,更好地揭示表象背后的核心问题,揭示不同现象之间的共同本质,提高教学质量。

3基于MOOC的数据库课程实践教学改革

3.1改革思路

MOOC让学生可以对不同高校相同课程进行分析比较,选择最优的课程资源进行学习,没有掌握的地方可以反复多次观看视频,习题可以反复练习,通过时间表直接跳到感兴趣的内容。在开放共享环境下,优质课程不断涌现,对教师也提出了更高要求。手段落后、理念陈旧的课程将被淘汰,教师必须不断学习,提高教学水平和教学能力。

数据库课程在线实践主要包括建立在线题库、在线评测等。在线评测模块包含用户注册和管理、题库管理、实时评测和在线提交功能。在线评测模块能根据学习者提交的操作数据实时进行实践内容的检查和评测,实现差异化教育。

MOOC平台还可以基于大数据分析,全面跟踪并掌握每个学习者的个性特点和学习行为习惯,更好地满足个性化学习需求。利用MOOC教学资源后,教师的工作量会大大减少,工作效率大幅提高。学生能从被动接受知识转变为主动学习,随时随地利用互联网访问、观看、学习和使用全世界优质的教学资源,为终身学习打下基础。

3.2改革方法

以翻转课堂为切入点进行教学方法改革。翻转课堂教学是MOOC课程的特征[6]。学生主要通过观看网上优质的MOOC教学资源,先行掌握相关知识点,然后通过和学习伙伴讨论,参加教师主导组织的重难点问题研讨,再在MOOC平台上参加相应的课程实践。通过翻转课堂,改变了传统的教室讲授、课后复习模式,学生能充分利用MOOC教学资源,完成自主学习。

数学建模课程改革范文6

关键词 数控技术 工作过程 教学做 教学模式

中图分类号:G424 文献标识码:A

1 “教学做”一体化教学模式的内涵

“教学做”一体化的教学模式就是将教学场所直接设在实训室,师生双方边教边学边做,理论和实践交替进行,直观和抽象交错出现,理中有实,实中有理,突出学生动手能力和专业技能的培养,充分调动和激发学生学习兴趣的一种教学方式。“教学做”一体化教学模式强调教学做三者的有机统一和高度融合,以实现推进深层次工学结合的探索与实践,其主要内涵体现在“做中学”与“学中做”两个层面。

2 数控专业“教学做”一体化的改革必要性

多年来,我国职业技术教育在教学理念、教学方法上习惯向学历教育看齐,各类职业院校在教学中将理论教学与实践教学分开,会出现了学习理论知识的时候学生不知道用在哪里,如何用;到了实践的时候理论知识又忘记了,教学效果不佳。传统的教育思路已经不能适应现代职业技术教育发展要求。数控技术教学要培养和造就一批高质量、高素质的技能型专业人才,因此必须转变传统思路,树立新的教学理念。“教学做”一体化教学模式可以很好地解决“教学做”三者之间的关系,提升学生知识与技能的掌握,因而职业教育推行“教学做”一体化是非常必要的。

3 “教学做”一体化教学模式的构建

3.1 课程体系的重构

“教学做”一体化的教学模式改革要将要将原先陈旧的课程体系进行改革,以更好地适应人才培养的目标。课程体系改革是提高教学质量的核心,也是教学改革的重点和难点。课程体系改革首先是知识结构内容的改革,遵循理论课程体系以“必须、够用”为原则,削枝强干,删繁就简,增加与专业能力培养密切相关且应用广泛的课程。尤其是对数控机床、数控编程与加工技术、数控机床调试与维修、Master Cam等专业核心课程应与专业紧密型合作企业进行深入讨论,共同设计。同时为了及时准确地了解和掌握区域数控技术应用人才的需求变化,使培养的数控技术应用人才更加符合企业人才需求,我院每年进行专业调研,并根据企业人才的需求变化进行了一定的调整,不断优化人才培养方案,使其较好地贴近了毕业生岗位的需求实际。

3.2 学习情境的设计

学习情境是教学过程方案的设计,要将学习领域转换为学习情境,需要教师对学院条件、学生的认知规律、教学过程进行分析,并根据专业培养目标,进行学习情境的设计。我院数控专业实行课程负责人制度,即每门课程拥有一名课程负责人和多名任课教师,他们成为该课程的教学团队。一起承担课程的教学设计、改革和教学。比如数控编程与加工技术这门课程,课程负责人带领团队重点要解决三个环节的内容:(1)教:设计并制定 “教学做”一体化实施的教材、教具及课件等。(2)学:设计并制定与教材相配套的“教学做”一体化实习对象、设备、工具、材料等。能够做到“做中学”和“学中做”,借助这些载体让师生进行互动,激发学生的学习兴趣,培养学生良好的职业素质、技能和解决问题的能力,让学生在边学边练过程中学会专业技能。(3)做:联系专业紧密型合作企业,制定要有适合“教学做”一体化实施的专业对口的实习产品,数控编程与加工技术这门课程设置的综合零件即为紧密型合作企业的真实产品。通过真实产品的加工,来检验学生的专业知识和技能的掌握情况是否达到用人单位的需求。

在教学做的过程中,要制定一套“教学做”一体化相适应的考核模式,在教学中实行过程化考核。期末考核可以是校内考核,也可以是上级主管部门劳动技能鉴定专家组考核,按比例计入综合成绩。如数控编程与加工技术要求通过数控车中级工考核,而“数控机床调试与维修”这门课要求通过加工中心装调与维修中级工考核。

3.3 教学方法的改进

好的教学方法是“教学做”一体化教学效果的有力保障,要想培养出高素质高水平的数控专业技能型人才,就必须在教学方法上进行探索。传统的教学方法有的已经不适应现代高等职业教育,必须进行改革。我院数控专业进行课程责任人制度后,课程的教学归课程团队负责。在每周的交流学习时间里,团队常常就某课程的教法学法进行讨论,交流经验,真正将现在常用的项目教学法、任务驱动法、讨论法、演示法、发现法、实验法、探究法等教学方法恰如其分地应用于课程合适的部分,不生搬硬套、墨守成规,而是要因地制宜、随机应变。

3.4 “双师”队伍的建设

拥有一支高素质、高水平的师资队伍,才能培养出符合社会需求的高技能复合型人才。数控专业的教师则要求更高,由于数控机床有不同厂家的数控系统,即便同一厂家生产的系统,其版本不同编程加工、调试维修的方法也不尽相同。因而要求从事数控技术教学的专职教师,应该达到“双师型”标准,在操作技术水平上,至少应该达到数控高级工技术等级或技师等级,至少能熟练操作两种以上的数控机床。要达到这一目标,我院制定相应的师资培训计划和保障措施,保证数控专业教师的专业知识的更新和技能水平的提高。

4 “教学做”一体化教学模式的实施

我院数控技术专业从2009年推行“教学做”一体化教学模式,在专业建设、人才培养、教学管理、师资建设等方面取的了长足进步。学生对于专业知识和技能的掌握情况更加理想,用人单位对毕业生的认可度显著提高。学院为鼓励和规范“教学做”一体化教学模式的发展,制定一系列的管理制度,如详细的教学管理制度、健全的教学考核制度、专业建设考核制度和激励机制等。

5 结束语

实施“教学做”一体化的教学模式是高等职业教育教学改革的必由之路,是促进高职教育教学质量不断提高的重要措施。“教学做”一体的教学模式改革涉及课程体系构建、课程开发、教学内容和教学手段、教学组织和管理等方面,是一项系统工程。为此,在探索和实施的过程中要不断地发现问题,解决问题,不断地完善教学模式。

参考文献

[1] 周虹.以工作过程为导向,设计数控技术专业课程方案[J].科技信息,2008(1):198-200.