数学建模知识点范例6篇

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数学建模知识点

数学建模知识点范文1

这是一种让学生通过多种释疑解难的尝试活动,将所学知识应用于解决实际问题的一种教学形式.这种方法特别注重培养学生的自学能力、探究问题的能力和创新思维能力,为学生终身学习奠定了基础,能够在“授之以鱼”的同时“授之以渔”.

高等职业教育的培养目标是为生产服务和管理第一线培养实用型人才,根据这个目标,高职数学课程的一个重要的任务,就是培养学生用数学原理和方法解决实际问题的能力.为此,在高职高等数学教学过程中,可以采用让学生主动参与教学过程的探究式教学法.其次,原本在微积分中的极限、导数、单调区间与极值、定积分等内容已经成为高中数学的基础知识,学生容易出现因为学过而轻视,还是不能真正理解的情况.因此,有必要通过一些探究式的设问,引导学生重新构建这些概念,以便于更好地理解.下面主要探讨探究式教学模式在高职机电类高等数学教学中的实践.

通过对我院2009、2010、2011级高职机电类开设高等数学课程的学生数学基础的调查分析,了解学生中学时对极限、导数、定积分等内容的掌握情况,分析整理新课改后学习高等数学所缺的内容,编写了基于问题解决的探究式教学的讲稿,并进行教学实践.

1.高职机电类高等数学的教学内容与探究式教学的方式

2.基于问题解决的探究式教学的实践

在高等数学教学中,通过设计合理的教学情境,通过探究式的设问,引导学生构建数学概念、定理和解题方法,让学生形成真正的、深刻的、灵活的理解,使数学知识中蕴含的思维方法转化为学生思考问题的工具.

(1)基于语义探究

有些数学概念可以“顾名思义”.通过挖掘数学概念、定理名称背后的含义,让学生探究概念、定理的详细内容.例如,邻域、最值定理、零点定理等,均能从字面含义探究详细内容.

(2)基于推理探究

实行新课改后,学生们基本上都没有学过反三角函数,而在高等数学的学习过程中,经常会涉及反三角函数的各类运算.在有限的课时内,无法详细介绍反三角函数的相关知识,只能教会学生从三角函数相关知识入手,利用反函数的性质进行推理,自我探究反三角函数的相关知识.

(3)基于公式探究

由于数学概念的抽象性和逻辑性特征,使得众多的数学概念符号化、公式化.因此在高等数学的教学中,应该注重学生数学语言运用能力的培养,引导学生利用数学公式来探究数学概念.例如极限的概念、连续的概念、导数的概念等的教学,都可以借助几何图形,通过探究式的设问,引导学生分析推理出概念表达式,在公式的基础上探究数学概念语言.

(4)基于图形探究

几何图形具有直观性.中值定理揭示了函数在某区间上的整体性质与函数在该区间内某一点的导数之间的关系,是用微积分学知识解决应用问题的基础,同时也是学生较难理解的内容.在教学中,可以通过探究式的设问,引导学生通过观察函数图形得出一些结论,再将这些结论整理成为罗尔定理的条件和结论,在分析探究中让学生完成定理的构建和证明过程.

(5)基于例题探究

有些例题的求解,包含了利用已有知识、加入特殊方法、分析推理探究出新方法的过程.例如复合函数求导法则、第一换元积分法、拉普拉斯变换等,都可以从例题的分析求解入手,通过探究式的设问,引导学生自己探究新方法.

(6)基于思想探究

定积分体现了“近似代替,累加求和”的思想,是定积分应用的思想根源.在教学中,可以基于定积分思想让学生探究求不规则图形面积、旋转体体积、弧长、变力做功等问题的方法.

数学建模知识点范文2

关键词:机电一体化 专业 理实一体化 教学模式

目前,国内研究“一体化”教学的文献大多关注某门课程的一体化教学实施,却忽视了课程之间的联系,导致课程之间相互割裂,不能形成集群效应,未能形成合力,严重削弱了一体化教学模式的整体效益。为此,研究与实践专业层面的“理实一体化”教学模式,有着很强的理论和现实意义。

1、教学模式

教学模式是构成课程和作业、选择教材、指导教学活动的一种计划或范型,是在一定教学思想或教学理论指导下建立起来的较为稳定的教学活动结构框架和活动程序,具有联系教学理论与实践的中介作用和教学模式方法论的重要意义。

教学模式通常分为传递-接受、自学-指导、引导-探究、情境-陶冶、示范-模仿、概念获得、自主学习、现象分析、合作学习等多种类型。现代职业教育教学模式又可分为:以学科为中心的教学模式、以能力为中心的教学模式、以活动为中心的教学模式、以问题为中心的教学模式、以个性为中心的教学模式等五种主要类型。其中,自学-指导、引导-探究、情境-陶冶、示范-模仿等教学模式对现代职业教育模式的发展影响较大。

2、“理实一体化”教学模式

我国职业教育通过借鉴国外教学模式,在现代教学模式的研究中主动引进现代科学技术的新理论、新成果,逐步形成了产教结合模式、产学研结合模式、五阶段周期循环、理实一体化等教学模式。其中,理实一体化教学模式经过高职院校的广泛实践,已发展成为较为完善的教学模式,被高职教育广为采纳。

“理实一体化”教学模式是现代化信息技术与建构主义教学理论相结合的产物。它以“情境-陶冶”教学模式为基础,利用现代教育技术,将自学-指导、引导-探究、示范-模仿等多种模式相融合,形成了理论知识讲解和实践操作并重的教学模式。具有如下特点:

(1)符合职业教育的教学规律。职业教育培养技能型人才的本质决定了职业教育不同于普通教育的培养途径。实施“教、学、做一体化”教学打破了“以教师为中心,以教室为阵地”的传统教学模式,强化实训实习的教学功能,并与企业、行业紧密结合,走产学结合的道路,这是职业教育特有的重要规律。

(2)符合职业教育对象的特点。大部分高职学生的认知特点是形象思维长于逻辑思维,实践学习长于理论学习,动手能力长于动脑能力。用传统的教学方式讲授专业课,教学效果较差。理实一体化教学模式将理论与实践融于一体进行组合教学,形象、直观,使学生由被动接受变为主动认知。

(3)符合教学过程高效优化的要求。首先,教学信息的传递具有同步性,将知识传授、技能训练和能力培养融于一体,并进行了有机组合,同步进行;其次,保证了教学信息的同一性,避免学生在认识和实践环节的不一致,为教学过程最优化提供了保障。

3、“理实一体化”教学模式实践

我院机电专业建设课题组依据专业人才市场需求调研结果,结合实践教学经验,分析认为:专业层面的“理实一体化”是课程层面“理实一体化”的上位概念,既要通过理实一体化课程得以实现,又与其有所不同,是针对专业特点和核心岗位能力的“教、学、做,理实一体化”。主要包括:课程体系一体化、教学设计一体化、教学场地一体化、师资队伍一体化、教学评价一体化等内容。为此,课题组从机电一体化专业定位入手,通过探索与实践工学交替人才培养模式,形成了较为成熟的专业层面的“理实一体化”教学模式。

3.1 机电一体化技术专业定位

(1)机电一体化技术专业特色。机电一体化技术不是微电子、计算机、信息与机械等技术的简单叠加,而是在信息论、控制论和系统论基础上建立起来的应用技术,是指机械与电工电子及电气控制方面的一体化。机电一体化技术的学科交叉性、融合性,决定了它的复杂性,也对专业建设和职业教育实施的各环节,如开发人才培养方案、课程体系构建、教学模式应用、教学评价与监控等,提出了更加复合的要求。

(2)机电一体化技术专业定位。课题组依据对陕西国防职教集团内的西安东风仪表厂、西安203所、204所、205所等企事业单位调研的数据,从职业岗位能力分析入手,调整专业方向和优化人才培养方案,使其较好地贴近毕业生岗位需求实际。专业定位为“以电为主、以机为辅,机、电、计算机三能互补”,确定了以机电一体化设备的操作、安装、调试和维修为专业核心岗位,以自动生产线运行管理、机电一体化设备销售与售后技术服务、系统设计与技术改造为专业扩展岗位的职业岗位群。

3.2 课程体系一体化

数学建模知识点范文3

一、新疆地方高校数学建模的发展现状

(一)低年级大学生对数学建模知识认识欠缺

大学数学是理工类院校的重要基础课程,对专业课程起到了不可或缺的支撑作用,大学数学课程理论性强,新疆地方高校的学生本身学习起来就比较吃力,教师教学中更是无暇讲述和普及数学建模的思想和方法,所以相当一部分学生感到数学建模既神秘又高不可攀。

(二)新疆地方高校学生数学基础薄弱,大学数学课程的教学和专业学习存在脱节

受地域限制,新疆地方高校学生大部分来自于新疆各地州,包括汉、维、哈、柯、蒙等少数民族,数学基础参差不齐,相比较内地高校数学基础水平存在一定差距,学生学习数学兴趣不高,缺乏主动性,疲于应付考试,因此参加数学建模竞赛学生的比例比较低,导致理论知识与专业应用严重脱节,直接影响理工类专业学生的专业能力和培养质量。

(三)数学教学过程中,疏于数学教学建模思想和方法的渗透和培养

数学教学中渗透数学建模的思想和方法,要求授课教师不仅要有扎实的数学功底,而且还要有广博的知识面和丰富的数学建模经验。但实际教学中,由于课时的紧缺和教师专业方向的限制,完全仅限于所授课程知识的讲解,忽视了渗透数学建模的思想和方法对学学数学课程的促进作用,尤其忽视其对数学理论知识和专业知识的贯通作用。

(四)新疆地方高校对数学建模教学的重视和投入有待提高

自2012年以来,大部分新疆地方高校开始向应用型高校转型,工、农、医等应用型学科专业便成为各新疆地方高校的发展重点,在资金有限的状况下,数学类等基础学科便面临一个尴尬的境地,尤其是对数学建模的教育教学热情有所退却。但笔者以为,越是在向应用型高校转型之际,加强对数学类基础学科的投入,尤其重视数学建模思想和方法的渗透才能保障应用型学科高质量发展和新疆地方高校向应用型高校顺利转型。

二、新疆地方高校大学数学教学中融入数学建模思想和方法的建议与思考

(一)根据学生层次合理调整教学内容的侧重点

新疆地方高校大学生的多民族性、数学基础不等性特点对大学数学授课老师的经验水平提出更高要求,不但要了解学生的知识水平、民族学生的思维方式,还需要清楚中学数学的授课内容和欠缺知识点。根据本人近年民族教学的体会,结合学生入学成绩和知识层次教学中将新疆地方高校学生分为三个层次:1.“民考民”和“双语”学生,该层次学生入学成绩相对较低,汉语言水平不高,并且数学基础较差,该层次学生在大学数学授课中应侧重于对中学数学知识的补充和巩固,否则大学数学的知识和理论学生是无法理解的,而对大学数学的知识点就要侧重于基本概念、基本定理、基本方法的掌握与理解,那么对该层次学生进行数学建模思想和方法的融入,就要选择部分中学知识点和大学数学中较易理解掌握的知识点典型例题由浅入深,循序渐进的进行讲授。2.“民考汉”学生,该层次汉语言水平非常好,入学成绩也不错,与汉族学生混合编班,数学基础相比较同班汉族学生还是有差距,但该部分学生学习努力、态度端正,是任课教师需要重视的团体,可以偶尔选择晚自习辅导时间或其他时间对他们进行专门辅导,选择一些典型例题,由浅入深的进行数学建模的思想和方法的培养,从而也能激发他们的学习积极性,使之逐步赶超同班汉族同学。3.其他学生,新疆地方高校该层次学生主要来自于新疆各地州,入学成绩一般,数学知识差别不大,但基础知识还需要补充,个别的知识点,部分学生中学就没有学过,例如:参数方程、极坐标方程,反三角函数等知识点,但这些内容在大学数学教学中却是比较重要的知识点。

(二)在大学数学的日常教学中,改进教学方法和教学手段,有针对性的融入数学建模的思想和方法

能够适时选择授课知识点,针对学生所学专业讲述新课,同时融入数学建模思想和方法,例如:在“高等数学”第六章定积分的应用章节中,讲授利用“微元法”解决做功、水压力、引力等问题时,对物理学和工程类相关专业讲述数学建模思想和方法便是不错选择。例如:蓄水池抽水问题(如图1,图2)上图便是实际授课中课件,完全是定积分的内容,但这些例题具有非常典型的数学建模思想和方法,(1)题目符合实际生活问题,具有数学建模题型特点,完全是生活中的问题;(2)具有理工科专业特点,属于做功和热能问题;(3)解题过程本质就是数学建模的思想和方法,分析问题,建立数学模型,确定解题方法,给出结果,分析结果。只需经常性通过类似问题的讲解,使学生理解数学建模的主要过程:模型准备、模型假设、模型建立、模型求解、模型分析、模型检验和模型应用,学生不仅掌握数学建模思想和方法,而且认识到大学数学对于专业课学习的重要性[1]。大学数学教学中渗透数学建模思想和方法,归纳起来应注意以下几点:(1)要循序渐进,由简单到复杂,逐步渗透。(2)应选择密切联系学生专业、易接受、有趣味性、实用性的数学建模内容。(3)在教学中列举建模案例时,仅仅是让学生学习数学建模思想和方法的初步、举例等少而精,忌大而冷,否则会冲击了大学数学理论知识的学习,因为没有扎实的理论知识,也谈不上应用。(4)大学数学教学中,恰当的处理好理论与应用的关系,应该清楚理论和应用是相辅相成的。扎实的理论是灵活应用的基础,而广泛的应用又促进对理论的深刻理解[2]。

(三)组织鼓励各专业学生参加大学生数学建模竞赛,培养创新型人才

为了广泛开展数学建模活动,促进学风建设,提高学生学习兴趣和创新能力,自2007年开始,我校开始组织学生参加“全国大学生数学建模竞赛”,经过近十年的学习与摸索,形成了我校特色的大学生数学建模竞赛培训模式,经大学数学任课老师推荐和动员,不同专业学生报名后,培训工作分为三个步骤进行:每年4月至6月的建模竞赛初级培训、暑期集训和赛前强化。三个阶段培训内容均以数学知识模块化,分别由相应专业方向老师进行包干培训。知识模块主要分为初等数学模块、运筹学模块、概率统计模块、方程模块等。初级培训阶段主要培训理论知识,补充巩固不同专业学生大学数学理论知识;暑期集训阶段主要讲述不同模块的典型例题,促进理论知识的理解和灵活应用;赛前强化主要是选例题,让学生自己实践练习,进行赛前仿真模拟比赛。对参加过“全国大学生数学建模竞赛”的学生,我们经过统计发现:(1)参加过该竞赛培训和实践比赛的学生,在各自专业的学习过程中,专业课知识学习能力和应用能力明显高于其他同学,尤其毕业论文和设计的完成质量高于其他同学;(2)参加过该比赛的学生在此后的学习热情明显高涨,萌生继续深造提高的愿望,并且开始主动备战参加考研,考研成功率也高于其他同学;(3)该比赛中的各类生活科研问题,也激发了学生的创新性。大学生数学建模竞赛中的赛题大都为生活和科技中的热门问题和前沿科学问题,具有一定的科研前瞻性,经过该竞赛的洗礼,激发了这些参赛同学的创新能力,很多同学在比赛后仍继续研究比赛中的该问题,并把问题作为自己的毕业论文和毕业设计,并能高质量的完成,甚至有同学以此为出发点,申报了“大学生创新创业训练计划项目”,锻炼了大学生的科研能力和创新能力。结语随着社会的发展、科技的进步,数学已经不再是抽象的理论,其应用已深入到人类生活的各个方面,科学技术数学化、数学应用普及化已成为一种趋势,许多自然科学的理论研究实际就是数学研究,就是数学建模以及数学理论的探讨。一个国家的国民素质,很大程度上是体现在其数学素质上,数学是思维的体操,数学是科学的研究工具,数学建模是架于数学理论和实际问题之间的桥梁[3]。数学建模活动的开展促进了新疆地方高校的学风建设,提高了新疆大学生的综合素质。我校的数学建模组织活动、日常教学中的数学建模思想的渗透手段、规范的数学建模管理、方式多样的培训方案、学生参与的科研活动等已然逐步形成了新疆地方高校的数学建模思想和方法的渗透模式。新疆地方高校的特殊性也给新疆地方高校的教学模式提出了挑战,如何根据自身的特点搞好数学建模教学工作,是一项具有探索性的实践研究,本文仅是一个初步研究,还有很多问题需要深入的思考和实践。

作者:刘福国 马燕 单位:昌吉学院数学系 昌吉市回民小学

参考文献:

[1]晁增福,邢小宁.将数学建模融入大学数学教育的研究与实践[J].ConferenceonCreativeEducation.2012:1136-1138.

数学建模知识点范文4

[关键词] 初中数学 建模 教学

[中图分类号] G633.6 [文献标识码] A [文章编号] 1674 6058(2016)17 0021

一、初中数学建模教学方式的重要性

在初中数学教学工作的开展过程中,建模这种方式能够让学生更加立体直观的认识到数学课程教学内容的思想和意义,对于学生更好地理解所学知识有着重要的帮助.初中数学教学中,比较常见的几种建模类型有:方程(组)模型,不等式(组)模型,函数模型,几何或三角模型,统计模型,概率模型等.

通过构建数学模型,能够让教师在教学水平上有所提升,数学教学工作的开展,需要从多个角度培养教师的教学能力,教学的手段和教学水平是体现一个教师教学能力的重要指标,教师的教学手段能否更加适应教学需求,这一点是从多个角度展现的.因此,在具体的教学工作开展过程中,教师个人的建模能力,对于教学效果的实现来讲有着重要意义.所以,在教学工作的开展过程中,通过构建数学模型,有针对性地对数学教学工作进行建模构造,提高建模能力,对于教师个人教学能力的培养也是有非常重要的引导意义.

二、初中数学建模教学中存在的问题

当前在初中数学的教学工作开展过程中,建模教学对于教师教学能力的开闸发挥着重要的影响.但是,就目前的情况来看,教师的建模教学工作整体还存在着一定的不足.

首先,教师对于建模教学的认识不够深入,建模教学这种教学手段的运用效果并没有完全推广和实现.究其原因,很重要的一点在于,很多教师在教学工作中对于建模教学的实践应用比较少.教师教学采用何种教学方式,在很大程度上会影响到教师的教学设计,在一定程度上也会影响教学进度.同时,从建模教学这种教学手段的特点上来讲,通过这种手段进行教学,还会在很大程度上考验教师个人对知识的把握效果.因此,建模教学对于初中数学工作而言是一次比较大的教学考验.一些教师对于数学建模教学的认识不够到位,认为建模教学的效果一般,不能够取得良好的教学效果.同时,认为建模教学这种方式会耗费大量的教学时间,对于建模教学的理解存在偏见.因此,在具体的教学工作开展中,很多教师不喜欢运用建模教学方式.同时,对于这种教学的认知存在偏见,运用起来也就存在一些不足,制约了教学效果.

其次,建模教学在数学中的应用还表现在一般层次,教师建模能力存在一定的不足,学生对于建模教学方式的理解也面临着影响.很多教师在建模教学的过程中对于模型的构建可行性论证不到位,采用的建模方式和具体的知识之间存在偏差.学生对于建模知识的理解也存在着一定的不足,这突出表现在,学生对于教师所设计的模型的理解不够到位,影响了学生的学习能力的发挥

三、做好初中数学教学建模教学的对策分析

在当前初中数学教学工作的开展过程中,数学建模是数学教学工作开展的一个重要方法和重要途径,如何做好数学建模,如何提升数学建模对于数学教学的意义,这对于数学教师工作的开展有着重要的影响,综合分析当前初中数学建模教学的现状,未来,数学建模教学工作的开展可以从几个方面发展.

数学建模知识点范文5

课程是高校教育教学活动的载体,是学生掌握理论基础知识和提高综合运用知识能力的重要渠道,学生创新能力的形成必定要落实在课程教学活动的全过程中。“数学建模”是一门理论与实践紧密结合的数学基础课程,课程的许多案例来源于实际生活,其学习过程让学生体验了数学与实际问题的紧密联系。数学建模课程从教学理念及教学方法上有别于传统的数学课程,它是将培养学生的创新实践能力作为主要任务,利用课程体系完成创新能力的培养。由于课程教学内容系统性差,建模方法涉及多个数学分支,课程结束后还存在着学生面对实际问题无从下手解决的现象。通过深入研究课程教学体系,将传授知识和实践指导有机结合,实施以数学建模课程教学为核心,以竞赛和创新实验为平台的新课程教学模式。

一、数学建模课程对培养创新人才的作用

(一)提高实践能力

数学建模课程案例主要来源于多领域中的实际问题,它不仅仅是单一的数学问题,具有数学与多学科交叉、融合等特点。课程要求学生掌握一般数学基础知识,同时要进一步学习如微分方程、概率统计、优化理论等数学知识。这就需要学生有自主学习“新知识”的能力,还要具备运用综合知识解决实际问题的能力。因此,数学建模课程对于大学生自学能力和综合运用知识能力的培养具有重要作用。

(二)提高创新能力

数学建模方法是解决现实问题的一种量化手段。数学建模和传统数学课程相比,是一种创新性活动。面对实际问题,根据数据和现象分析,用数学语言描述建模问题,再进行科学计算处理,最后反馈到现实中解释,这一过程没有固定的标准模式,可以采用不同方法和思路解决同样的问题,能锻炼学生的想象力、洞察力和创新能力。

(三)提高科学素质

面对复杂的实际问题,学生不仅要学会发现问题,还要将问题转化为数学模型,利用数学方法和计算软件提出方案用于解释实际问题。由于数学建模知识的宽泛性,需要学生分工合作完成建模过程,各成员的知识结构侧重点有所不同,彼此沟通、讨论有助于大学生相互交流与协作能力的培养,最终的成果以科学研究论文的形式体现,科学论文撰写过程提高了学生科学研究的系统性。

二、基于数学建模课程教学全方位推进创新能力培养的实践

(一)分解教学内容增强课程的适应性

根据学生的接受能力及数学建模的发展趋势,在保持课程理论体系完整性和知识方法系统性的基础上,教学内容分解为课堂讲授与课后实践两部分。课堂教师讲授数学建模的基础理论和基本方法,精讲经典数学模型及建模应用案例,启发学生数学建模思维,激发学生数学建模兴趣;课后学生自己动手完成课堂内容扩展、模型运算及模型改进等,教师答疑解惑。课堂教学注重数学建模知识的学习,课后教学重在知识的运用。随着实际问题的复杂化和多元化,基本的数学建模方法及计算能力满足不了实际需求。课程教学中还增加了图论、模糊数学等方法,计算机软件等初级知识。

(二)融入新的教学方法提高学生的参与度

1.课堂教学融入引导式和参与式教学方法。数学建模涉及的知识很多是学生学过的,对学生熟悉的方法,教师以引导学生回顾知识、增强应用意识为主,借助应用案例重点讲授问题解决过程中数学方法的应用,引导学生学习数学建模过程;对于学生不熟悉的方法,则要先系统讲授方法,再分析講解方法在案例中的应用,引导学生根据问题寻找方法。此外,为了增强学生学习的积极性和效果,组织1~2次专题研讨,要求学生参与教学过程,教师须做精心准备,选择合适教学内容、设计建模过程、引导学生讨论、纠正错误观点。

2.课后实践实施讨论式和合作式教学方法。在课后实践教学中,提倡学生组成学习小组,教师参与小组讨论共同解决建模问题。学生以主动者的角色积极参与讨论、独立完成建模工作,并进行小组建模报告,教师给予点评和纠正。对那些没有彻底解决的问题,鼓励学生继续讨论完善。通过学生讨论、教师点评、学生完善这一过程,极大地调动了学生参与讨论、团队合作的热情。同时,教师鼓励学生自己寻找感兴趣的问题,用数学建模去解决问题。

3.课程综合实践推进研究式教学方法。指导学生在参加数学建模竞赛、学习专业知识、做毕业设计及参与教师科研等工作中,学习深入研究建模解决实际问题的方法,通过多层次建模综合实践能提高分析问题、选择方法、实施建模、问题求解、编程实践、计算模拟的综合能力,进而提高创新能力。

(三)融合多种教学手段,提高课程的实效性

1.利用网站教育平台实施线上课堂教学。线上教学要选取难易适中,不宜太专业化,便于自学,并具有与课堂教学承上启下功能,服务和巩固课程的需要的内容,利用互联网云教育平台,学习多媒体课件、教学视频,及通过提供的相关资料来学习。教师还可通过网站问题、解答疑难、组织讨论,学生通过网站学习知识、提交解答、参与讨论。学生能更有效地利用零散时间,培养自我约束、管理时间的意识和能力。

2.充分利用多媒体课件与黑板书写相结合的课堂教学手段。根据课堂教学要求,规划设计制作课件与黑板书写的具体内容,同时连接好线上的学习成效推进课堂教学。课件主要介绍问题背景、分析假设、建模方法、算法程序和模型结果,而模型推导和分析求解的具体过程,则通过板书展示增加了课堂教学的信息量,也促进学生消化理解难点和技巧。

3.指导学生小组学习的课后教学手段。指导学生以学习小组为单位开展建模学习与实践活动,提倡不同专业学生之间的相互学习、取长补短,通过学习与讨论增强学生自主学习的意识和能力。数学建模过程不是解应用题,虽然没有唯一途径,但也有规律可循,在小组学习中发挥团队力量、提高建模能力。

(四)构建多层次建模问题,培养学生创新能力

案例选择、教学设计、知识衔接是数学建模在创新型人才培养中的关键。

1.课堂教学建模问题。课堂教学通过应用案例讲解有关建模方法,所选问题包括两类:一是基本类型,围绕大学数学课程主要知识点的简单建模问题,如物理、日常生活等传统领域中的建模问题,学生既能学习建模方法又能感受数学知识的应用价值;二是综合类型,涵盖几个数学知识点的综合建模问题,如SAS的传播。问题要有一定思考的空间,且在教师的分析和引导下学生能够展开讨论。

2.课后实践建模问题。课后学生要以学习小组为单位完成教师布置的数学建模问题。问题要围绕课堂教学内容,难易适当,层次可分,以便学生选择和讨论。同时,问题还要有明确的实际背景,能将数据处理、数值计算有机结合起来。另一方面,鼓励学生学会发现日常生活和专业学习中的建模问题,引导学生提出正确的思考方向,帮助学生给出解决问题的方案。

(五)组织多元化过程考核,注重学习阶段效果

1.课堂内外考试与网上在线考试相结合的过程考核。教师按照教学要求将考试可以分解两种形式:课堂内结合应用案例组织课堂讨论,通过学生参与情况实施考核;课堂外针对基础知识可实施在线测试,对综合知识点设计一定量的大作业,根据学生完成情况实施考核,也允许学生自主选题完成大作业。

2.课程教学结束的综合考核。课程综合考核重点在于测试学生知识综合运用能力,可以采取两种形式之一。一是集中考试法,试题包括有标准答案的基础知识、课堂讲授的建模案例、完全开放的实际问题;考试采取“半开卷”形式,即可以携带一本教材,但不能与他人讨论。二是建模竞赛实践的考核法。数学建模选修课期间刚好组织东北三省数学建模联赛和校内数学建模竞赛,鼓励学生参加竞赛,依据竞赛论文实施考核。

在考核成绩评定上,采用综合计分方式,弱化期末考核权重,加大过程考核分量,注重过程学习,提高考核客观性。

(六)教学团队建设

数学建模知识点范文6

关键词: 高等数学 概念教学 思想渗透 应用能力培养

《高等数学》是各大院校非数学专业学生的数学类主干课程。一直以来,在高等数学的教与学中,存在若干误区。一方面,教师在讲台上不遗余力,全身心地投入。另一方面,众多学生抛出了数学无用论的语调,认为学习数学根本就没有什么用途与前途,对日后的工作、就业、生活无太多的帮助与作用,认为大学数学、高等数学不需要花太多心思与精力去学习,因为其离自己很远,更有学生形成了学习高等数学无用论的错误观念。

数学建模在近几十年的应用越来越广泛,是数学知识在各个领域运用的最典型的体现。在抽象、严密的数学理论知识与实际应用的一些问题之间架起了桥梁,起到了纽带的作用。数学建模的运用反映了数学的各科知识,又解决了实际问题。越来越多的教师在各个基础学科的教学中开始渗透与运用建模的思想和方法。著名的院士李大潜说过,要将数学建模、数学模型的一些理论、方法、观念、思维和大学数学的一些课程相结合,相融合、相渗透。安排具体的实践课程,构建具体的实践案例应用于实际教学过程。这对于学生提高课堂的参与性、互动性、主动性,对于学生在快乐、愉悦、实际的环境中体会数学的美、数学的乐趣、数学的应用价值,对于学生通过数学与生活的实际结合领会数学知识、学习高等数学相关内容,由此培养学生解决实际应用问题的能力有非常大的促进与推动作用。下面将分类别从几个方面说明数学建模思想在高等数学各个知识点领域的渗透与运用。

1.在高等数学的概念教学中渗透数学建模思想

高等数学的概念教学是大学数学教学中的难点与重点,大学数学学习不同于中学阶段的数学学习,中学数学教学侧重于理解,需要大量的练习辅助。而大学数学教学很多知识点的学习,更侧重的是对于概念的理解与运用,掌握与延伸。譬如,高等数学中的一个模块线性代数的学习,线性代数的线性相关性、线性无关等概念,更侧重的是定义的掌握与性质的理解。而这些,在传统的教学课堂上,学生是不太容易理解和掌握的,甚至学生有的时候不知道你在说什么,讲什么,为什么。因此,具有实际背景的实践与实际应用实例会让学生更有兴趣,对于所学的知识有求知欲,特别是如果能在学习环节穿插或引用这些模型的思想,那就更是恰到好处,事半功倍。

举个实例:在学习介值性定理的时候,对于连续函数,如果在一个连续的区间端点处的函数值异号,则在其区间内部一定存在一个点,这个点的函数值等于零。数学分析或者高等数学以至考研入学试题中经常会出现运用介值定理(或称根的存在性定理)命题。可是很多同学在学习的时候会问:介值性定理到底有什么用,除了能用来解题外,在实际生活中有应用吗?在经典的数学建模教学中,有一个模型:椅子能在不平的地面上放稳吗?这个模型运用的是基本的函数思想,将椅子能在不平的地面上放稳的问题转化为一个与实际应用密切相关的数学问题,最后运用函数的介值性定理解决问题。这就是一个非常好的在日常的概念与知识体系教学中融入数学建模思想的例子。当然,并不是所有的概念都一定要附和一个相关联的数学模型,这不是我们的目的与教学的正确方法,应该有选择性地穿插、引用经典的,或者在授课过程中,根据课堂的气氛、学生反映、学生对知识掌握的程度适当、适时、适度地渗透数学模型的教学,达到有机、合理、互进式的整合。

2.在应用型知识与问题教学中渗透数学建模思想

在高等数学学习中,很多科目的学习本身就与实践有着紧密联系,譬如常微分方程、概率等的学习,我们在学习过程中本身就会接触很多实际问题。只不过这些问题或作业或练习的目的是为了教材上知识点的逻辑推理与运用的掌握。在相关教学环节,教师应该全面而充分地了解与把握教材中相关问题的应用背景,让学生了解并知晓这些问题的实用价值。对于一些本身就涉及与关联实际生活或相关应用领域的例题和习题,通过引导、通过对这些问题的实际探讨,使学生深刻体会到这其中所用的数学知识、方法和思想,同时结合各学科学生所学专业的实际问题,如物理、化学、生物、经济等学科的实际背景,渗透数学建模思想。例如在讲解高等数学的变化率的时候,可以结合实际生活中的经济现象,在经济管理专业的课程中,引入蛛网模型及相应的敏感度分析,让学生与自己的学科相联系,加深对问题的理解,进一步拓宽知识面。又如,对工科学生讲变力做功时,就要用到定积分知识的数学建模,对于管理专业的学生,在安排生产、车辆调度时要应用到线性规划模型。这样结合学生所学专业的实际问题渗透数学建模思想,使数学知识直接应用于学生今后的专业学习中,有效地调动学生学习的积极性,极大地提高学生应用数学知识解决实际问题的能力。

3.在教学与课后作业环节适度运用数学软件

多媒体的教学手段在现代教学中起到了不可或缺的推动作用。课堂上的多媒体教学对教师的教与学生的学起到明显的促进与提升作用。学生学习环境的改善与学习相关资源的丰富、教学的硬件的提高为我们在日常的课堂教学中或课堂之后的学生的个人学习生活中进行数学建模思想的渗透与潜移默化的应用提供了现实的可能。在国外,很多学生并不会算复杂无比的算式,但他们会娴熟地运用电脑软件辅助课后学习,在学习与软件使用的过程中发现相关的规律并更好、更深刻地理解了所学知识。如,在讲解一些导数、方程、函数、我们可以借助软件描绘相关的图形、动态演示相关的变化过程,通过这样一些建模与模型的主动渗透的意识主动性地借助于便捷、形象、生动的客观软件载体深化学习,更好地提高对实际问题的转化与解决能力。

综上,高等数学教学是大学学习数学教学中的最基础最重要的一环,学好这门基础课程对于掌握相关数学基础知识及后续课程的学习有着非常重要的作用。教学的一个重要任务是培养学生运用数学解决实际问题的能力。数学建模在建立和处理相关数学问题的过程,实际上就是将相关的数学理论知识应用于实践解题过程。任课老师应该在平时的日常教学组织管理中有意识地体现相关的数学模型、数学建模的思想,在教学过程中着力培养学生相关的数学模型意识,提高学生的兴趣,强化求知意识,潜移默化地培养学生应用数学知识的能力、实践及创造的能力。这对于培养新一代应用型大学生有很重大的现实意义。

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