谈农业大数据应用的数学教学改革思考

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谈农业大数据应用的数学教学改革思考

大数据技术与应用是新一轮科技革命和产业变革的核心驱动力之一,已在多个领域发挥其重要作用。其中,农业数据应用主要集中在农业生产领域信息采集、存储、处理、运算及决策指导等方面,为加速推进我国传统农业向现代农业转型升级注入强大动力。大数据技术背后,数学形式化演算所体现的辩证统一为大数据应用提供了强大的理论支撑。乡村振兴战略实施背景下,如何让数学教育赋能农业大数据应用这一时代问题值得各方学者深思。值得庆幸的是,持续加强对大数据交叉复合型人才的培养及农业大数据应用关键技术的攻关,统筹抓好数学教学改革与数学在农业大数据场景中的应用,已经成为启蒙学者的重要关切。

农业大数据获取包括实时采集、已有接入等来源方式,其数据容量大、类型多样,且数据与数据之间相互关联又层层递进。在数据获取实践中,实时采集需要通过卫星、无人机等遥感技术对数据进行抓取,而已有接入则主要通过探测、传输等物联网设备对数据进行监测,但无论哪种来源方式均应建立在扎实的数学功底之上,因为数据的筛选、分类及整合是建立在数学与统计决策科学基础之上,只有这样才能为后续数据处理及利用做好铺垫。数学在处理高度集中且价值密度较低的数据信息方面优势明显,若将数学知识应用到数据采集和预处理过程中,工作效率将会得到极大提升。基础教育、职业教育及高等教育均应围绕数学在大数据中的应用构建新型数学教学模式,并就现有数学教学方案进行进一步提炼和创新。教师要格外注重从理论研究向应用研究转变,以数学学科为基础,加强与计算机、经济学等学科的融合,为学生打造新型数学教学环境。

农业大数据处理在于实现农业基础数据的价值最大化,因此需要对海量数据进行深度分析,并构建产量、风险预测或绩效评价模型,从而为农业生产带来科学指导。而上述模型多基于相关性分析、灰色关联分析、回归分析等数学分析方法,由此建设可视化管理系统。可见,数学方法能有效协助农业大数据的深度挖掘,未来还将持续带动农业大数据应用技术的革新。而数学教学的核心就在于应用数学思想和方法解决实际问题,在农业大数据应用处理技术不断发展的当下,数学教学改革应努力适应大数据应用对数学教学发展的强烈需求,让数学成为真正推动科学技术发展的动力。数学教学应在传统教学模式基础上增设“数学实验”,在强化学生掌握数学理论知识的同时,通过综合性实验项目培养学生的创新精神和实践动手能力。以中学数学教学为例,中学可积极引入校外资源,将农业大数据应用场景引入课堂,让学生体验用数学知识分析、处理、提炼大数据并服务农业生产全过程,从而培养学生用数学所学解决乡村发展实际问题的能力。这既是达成基础教育数学教学目标的捷径,也将为我国乡村振兴战略实施输入新鲜血液。

总体来看,目前我国基于农业大数据应用的数学教学理论与方法研究尚处在初级阶段,从教好数学到用好农业大数据还有很长的路要走。乡村振兴视野下,数学教学也在不断适应农村发展新环境、把握乡村建设新要求、满足农民幸福新期待。但在大数据蓬勃发展的新形势下,基于农业大数据应用的数学教学优化策略探究仍需持续推进。其中,经吉林人民出版社于 2021 年 6 月出版的《数学课堂教学模式研究与应用》一书对数学教学改革提供了一些方法论的指导。该书从数学学科教学的模式构建与具体应用入手,以数学教学相关概念为基础,引入了数学教学模式的建构理论,并对传统数学教学模行了反思。该书选取了层级互动、翻转课堂、任务驱动、PBL 教学、体验式教学、信息技术教学等教学模式类型,强调以数学应用为指向进行教学改革。其与时代共振,与农业大数据应用场景相契合,或对指明农业大数据助力乡村振兴战略实施未来人才培养方向产生积极作用。

作者:何静 亓永忠 罗萍 单位:福建省泉州市培元中学