數(shù)學(xué)建模問(wèn)題范文
時(shí)間:2024-01-09 17:46:46
導(dǎo)語(yǔ):如何才能寫(xiě)好一篇數(shù)學(xué)建模問(wèn)題,這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn),歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文,供你借鑒。
篇1
作為一名高中生,筆者比較喜歡數(shù)學(xué),學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的根本目的是要應(yīng)用到國(guó)家的建設(shè)中去,為國(guó)家的強(qiáng)大服務(wù)。學(xué)習(xí)過(guò)程中,要使數(shù)學(xué)課程中應(yīng)用意識(shí)落到實(shí)處,一個(gè)重要的舉措就是對(duì)數(shù)學(xué)建模的認(rèn)識(shí)。數(shù)學(xué)建模就是用建立數(shù)學(xué)模型來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題的方法,也就是把實(shí)際的抽象問(wèn)題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問(wèn)題來(lái)建立模型,然后求解該數(shù)學(xué)問(wèn)題,并檢驗(yàn)修正。在中學(xué)主要有下面幾類常見(jiàn)的數(shù)學(xué)建模問(wèn)題,現(xiàn)分析如下。
1 從離散的點(diǎn)狀數(shù)據(jù)建立數(shù)學(xué)函數(shù)模型(即函數(shù)圖像擬合法)
這類問(wèn)題以統(tǒng)計(jì)為前提 ,特別是隨著時(shí)間或其他因素而漸變的量,從分散的數(shù)據(jù)中,建立帶有參數(shù)的函數(shù)模型,并進(jìn)行參數(shù)求解,可以對(duì)未知的(國(guó)民生產(chǎn)總值等)進(jìn)行預(yù)測(cè)。例1:某新建成的服裝廠的產(chǎn)量。該廠從去年九月份開(kāi)始投產(chǎn),并且前4個(gè)月的產(chǎn)量分別為3.5萬(wàn)件,3.7萬(wàn)件,3.8萬(wàn)件,3.88萬(wàn)件。由于產(chǎn)品質(zhì)量好款式新穎,因此前幾個(gè)月的銷售情況良好。該廠廠長(zhǎng)碰到了一個(gè)難題:為了制定企業(yè)生產(chǎn)計(jì)劃,需要估測(cè)今后幾個(gè)月的產(chǎn)量。從函數(shù)關(guān)系角度去研究,把月份看作橫坐標(biāo),產(chǎn)量看作縱坐標(biāo),建立坐標(biāo)系,將以上數(shù)據(jù)抽象為數(shù)對(duì)(1,3.5)(2,3.7)(3,3.8)(4,3.88),并在平面直角坐標(biāo)系中表示出來(lái)。
用幾個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)找出與之相近的模擬函數(shù),利用函數(shù)模型來(lái)解決該實(shí)際問(wèn)題,如圖1所示。
設(shè)開(kāi)始生產(chǎn)后的第x個(gè)月份服裝廠的產(chǎn)量為y萬(wàn)件。
方案1:建立模型:(直線型擬合法)。選用一次函數(shù),因?yàn)橐淮魏瘮?shù)最簡(jiǎn)單,它是直線型的。我們的模擬函數(shù)是:y=kx+b(k≠0)。求解參數(shù):代入(1,3.5),(2,3.7)得到方程組
k+b=3.5 (1)
2k+b=3.7 (2)
求得k=0.2,b=3.3,此時(shí)y=0.2x+3.3。驗(yàn)證:代入 (3,3.8),(4,3.88),發(fā)現(xiàn)該函數(shù)模型與實(shí)際情況擬合度過(guò)低,因此應(yīng)舍棄該模型。
方案2:建立模型:(拋物線型擬合法)。選用二次函數(shù),因?yàn)檎劬€顯然不是直線,二次函?凳俏頤鞘煜さ某<?的曲線函數(shù)。我們的模擬函數(shù)是:y=ax2+bx+c(a≠0)。求解參數(shù):代入(1,3.5),(2,3.7),(3,3.8)得到方程組:
a+b+c=3.5 (3)
4a+2b+c=3.7 (4)
9a+3b+c=3.8 (5)
解方程組得: a=?0.05, b=0.35,c=3.2。生產(chǎn)月份與產(chǎn)量之間的關(guān)系為:y=?0.05 x2+0.35x+3.2。驗(yàn)證:當(dāng)x=2時(shí),y=?0.05 x2+0.35x+3.2=3.8 與實(shí)際情況(x=2時(shí),y=3.88)有所偏差,而且根據(jù)二次函數(shù)性質(zhì),其對(duì)稱軸為x=3.5,當(dāng)x(代表生產(chǎn)月份)>3.5時(shí)y(代表該月產(chǎn)量)為減函數(shù),y值不斷減小,直至y=0,顯然這與”產(chǎn)品質(zhì)量好,服裝款式新穎,因此前幾個(gè)月的產(chǎn)品銷售情況良好”的實(shí)際情況不相符合,無(wú)法正確預(yù)測(cè)后面幾個(gè)月的服裝產(chǎn)量,因此應(yīng)舍棄該模型。
2 從等量關(guān)系出發(fā)建立方程模型或不等式模型
對(duì)現(xiàn)實(shí)生活中廣泛存在的等量關(guān)系,如增長(zhǎng)率、儲(chǔ)蓄利息、濃度配比、工程施工及人員調(diào)配、行程、核定價(jià)格范圍、盈虧平衡分析等問(wèn)題,則可挖掘?qū)嶋H問(wèn)題所隱含的數(shù)量關(guān)系可列出方程(組)轉(zhuǎn)換為,轉(zhuǎn)化為不等式(組)的求解或目標(biāo)函數(shù)在閉區(qū)間的最值問(wèn)題。
2 從圖形問(wèn)題中建立數(shù)學(xué)模型
這類數(shù)學(xué)建模問(wèn)題在實(shí)際生活中較常見(jiàn),比如求周長(zhǎng)、面積、體積等的最大值、最小值問(wèn)題。我們可以結(jié)合相關(guān)的幾何公式,建立相應(yīng)的函數(shù)模型。在實(shí)際工作中,諸如遇到工程定位、邊角余料加工、拱橋計(jì)算、皮帶傳動(dòng)、修復(fù)破殘輪片、跑道的設(shè)計(jì)與計(jì)算等應(yīng)用問(wèn)題,涉及一定圖形的性質(zhì)常需建立幾何模型,轉(zhuǎn)化為幾何問(wèn)題求解,見(jiàn)圖2。
例2:半徑為r的圓木鋸成橫截面為矩形的木料,怎樣鋸法才能使橫截面的面積最大?
篇2
一、融入程度問(wèn)題
如果數(shù)學(xué)建模的精神不能融合進(jìn)數(shù)學(xué)類主干課程,數(shù)學(xué)建模的精神是不能得到充分體現(xiàn)和認(rèn)可的.?dāng)?shù)學(xué)建模思想的融入宜采用漸進(jìn)的方式,力爭(zhēng)和已有的教學(xué)內(nèi)容有機(jī)地結(jié)合,充分體現(xiàn)數(shù)學(xué)建模思想的引領(lǐng)作用.為了突出主旨,也為了避免占用過(guò)多的學(xué)時(shí),加重學(xué)生負(fù)擔(dān),對(duì)數(shù)學(xué)課程要精選數(shù)學(xué)建模內(nèi)容[1]11.將數(shù)學(xué)建模融入概率統(tǒng)計(jì)等課程教學(xué)時(shí),要注重?cái)?shù)學(xué)建模思想和精神的引入,不能為數(shù)學(xué)建模而建模,不能打斷教學(xué)的正常進(jìn)展.這就要求教師在教學(xué)中一定要結(jié)合具體的概率統(tǒng)計(jì)內(nèi)容來(lái)設(shè)計(jì)如何滲透數(shù)學(xué)建模的思想和精神,在有效完成概率統(tǒng)計(jì)的教學(xué)的同時(shí),提高學(xué)生的數(shù)學(xué)建模能力和數(shù)學(xué)應(yīng)用意識(shí).
二、師資匱乏和教師數(shù)學(xué)建模能力問(wèn)題
成功的前提條件.然而,有關(guān)調(diào)查表明情況并不樂(lè)觀,文獻(xiàn)[9]對(duì)數(shù)學(xué)建模教學(xué)的現(xiàn)狀進(jìn)行了調(diào)查和分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)建模教學(xué)存在著一個(gè)明顯的問(wèn)題就是師資缺乏:有4位以上“數(shù)學(xué)建?!敝髦v教師的學(xué)校僅占30%;相當(dāng)一部分學(xué)校(15%)僅有1位任課教師;有些學(xué)校上課的學(xué)生的總?cè)藬?shù)達(dá)到400人以上,卻只有1~2位任課教師.師資的匱乏直接影響著數(shù)學(xué)建模融入概率統(tǒng)計(jì)的教學(xué).其次,是教師數(shù)學(xué)建模能力有待于提高的問(wèn)題.盡管這些年來(lái)數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽在我國(guó)開(kāi)展的較為普遍,然而許多高校大部分教師并沒(méi)有參與到數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽中來(lái)[9]149,這不僅從側(cè)面說(shuō)明了許多教師對(duì)數(shù)學(xué)建模和數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽仍然缺乏了解,而且也間接地說(shuō)明了許多教師的數(shù)學(xué)建模能力有待于提高.為提高教師數(shù)學(xué)建模能力,解決師資匱乏問(wèn)題,教師要積極地參與數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽的培訓(xùn)和指導(dǎo).通過(guò)對(duì)學(xué)生進(jìn)行培訓(xùn)和指導(dǎo),教師才能積極主動(dòng)地學(xué)習(xí)和掌握數(shù)學(xué)建模知識(shí),教師在培訓(xùn)中與學(xué)生一起做一些數(shù)學(xué)建模實(shí)際問(wèn)題,親身體會(huì)數(shù)學(xué)建模過(guò)程.同時(shí),教師要結(jié)合自己的研究方向,將自己的專業(yè)知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際問(wèn)題中去,通過(guò)解決實(shí)際問(wèn)題不斷提高自己的數(shù)學(xué)建模能力和水平,加深自己對(duì)數(shù)學(xué)建模的了解和認(rèn)識(shí).
三、缺少數(shù)學(xué)建模案例問(wèn)題
我國(guó)現(xiàn)行大多數(shù)概率統(tǒng)計(jì)教材的內(nèi)容是經(jīng)過(guò)反復(fù)錘煉,精益求精,嚴(yán)格遵循定義、定理、例題、習(xí)題等模式,將數(shù)學(xué)學(xué)科的抽象性和邏輯的嚴(yán)謹(jǐn)性體現(xiàn)得淋漓盡致,盡管存在著不少的應(yīng)用實(shí)例,但是這些例子基本上都是為了使學(xué)生掌握所學(xué)內(nèi)容而設(shè)計(jì)的,大同小異,并且許多案例落后于時(shí)代,好的案例更是少之又少.好案例的缺乏使得學(xué)生失去了許多了解和接觸數(shù)學(xué)建模思想和方法的機(jī)會(huì).缺少好的數(shù)學(xué)建模案例問(wèn)題的原因很多,首先,將數(shù)學(xué)建模融入概率統(tǒng)計(jì)教學(xué)的開(kāi)展時(shí)間較短,仍然處于嘗試階段,案例開(kāi)發(fā)跟不上;其次,教師缺少數(shù)學(xué)建模意識(shí)和數(shù)學(xué)建模能力有待提高是導(dǎo)致體現(xiàn)數(shù)模案例缺少的一個(gè)重要原因.第三,有些教師不注意收集和整理體現(xiàn)數(shù)學(xué)建模的概率統(tǒng)計(jì)相關(guān)的資料和案例.因此,如何結(jié)合概率統(tǒng)計(jì)的內(nèi)容設(shè)計(jì)體現(xiàn)數(shù)學(xué)建模思想和方法的應(yīng)用實(shí)例,值得探索.實(shí)際上,體現(xiàn)數(shù)學(xué)建模思想方法的概率統(tǒng)計(jì)案例的缺乏也為教師提供了一個(gè)發(fā)展數(shù)學(xué)建模能力和提高教學(xué)水平的機(jī)會(huì),也就需要教師在概率統(tǒng)計(jì)教學(xué)中,根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和實(shí)際問(wèn)題,結(jié)合自身理解和學(xué)術(shù)研究,設(shè)計(jì)出既能促進(jìn)概率統(tǒng)計(jì)教學(xué),又能體現(xiàn)出數(shù)學(xué)建模思想的案例.此外,教師應(yīng)積極查詢學(xué)術(shù)期刊上刊登的相關(guān)資料[10-11],參加數(shù)學(xué)建模和概率統(tǒng)計(jì)的研討會(huì),關(guān)注社會(huì)熱點(diǎn)焦點(diǎn)問(wèn)題,主動(dòng)開(kāi)發(fā)獲得相關(guān)的應(yīng)用實(shí)例.
篇3
應(yīng)用題是數(shù)學(xué)的重要組成部分,在數(shù)學(xué)中占有重要的位置,同時(shí),也是數(shù)學(xué)教學(xué)的重點(diǎn)與難點(diǎn),因此,轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)教學(xué)模式,應(yīng)用問(wèn)題―建模―應(yīng)用教學(xué)模式開(kāi)展教學(xué)十分重要,是提高數(shù)學(xué)教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵,闡述問(wèn)題―建模―應(yīng)用教學(xué)模式,研究問(wèn)題――建模――應(yīng)用教學(xué)模式在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用具有重要價(jià)值。
1 問(wèn)題――建模――應(yīng)用教學(xué)模式概述
“問(wèn)題――建模――應(yīng)用”教學(xué)模式的理論指導(dǎo)是問(wèn)題教學(xué)理論,通過(guò)提出問(wèn)題,思考問(wèn)題,建立模型等流程能夠促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí),提高學(xué)生合作能力,促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)探究,將實(shí)際問(wèn)題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問(wèn)題,在建立數(shù)學(xué)模型的情況下發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性與積極性,促使學(xué)生自主利用數(shù)學(xué)知識(shí)與技能解決問(wèn)題[1]。利用“問(wèn)題――建模――應(yīng)用”教學(xué)模式展開(kāi)教學(xué)具有重要的意義,第一,能夠提升學(xué)生的綜合應(yīng)用能力,促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí),主動(dòng)思考。“問(wèn)題――建模――應(yīng)用”教學(xué)模式的關(guān)鍵就在于問(wèn)題與應(yīng)用,通過(guò)分析問(wèn)題,總結(jié)問(wèn)題,可以促進(jìn)學(xué)生思考,活躍學(xué)生思維,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行建模與應(yīng)用,能夠提升學(xué)生的綜合能力與實(shí)際應(yīng)用能力,為學(xué)生今后的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。第二,使學(xué)生掌握有效的學(xué)習(xí)方法,養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。小學(xué)時(shí)期是學(xué)習(xí)的關(guān)鍵時(shí)期,也是學(xué)生學(xué)習(xí)習(xí)慣養(yǎng)成的關(guān)鍵時(shí)期,在此時(shí)期教授學(xué)生有效的學(xué)習(xí)方法,使學(xué)生掌握學(xué)習(xí)方法,有助于學(xué)生今后數(shù)學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí),使學(xué)生養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣,提高學(xué)習(xí)效率與質(zhì)量。
2 問(wèn)題――建模――應(yīng)用教學(xué)模式的應(yīng)用
2.1 提出問(wèn)題
在小學(xué)數(shù)學(xué)應(yīng)用題解題過(guò)程中,提出問(wèn)題,認(rèn)真審題是解題的基礎(chǔ)。通過(guò)提出問(wèn)題、認(rèn)真審題可以獲取應(yīng)用題中的有效信息,根據(jù)有效信息建立模型,找到解題的關(guān)鍵,因此,提出問(wèn)題,認(rèn)真審題十分重要[2]。提出問(wèn)題、認(rèn)真審題需要做到以下幾點(diǎn),第一,審題需要掌握一定的方法,抓住題目中的重要內(nèi)容,以便了解題意,準(zhǔn)確找到解題的有利條件,從而為解答應(yīng)用題做好準(zhǔn)備。第二,審題必須認(rèn)真,小學(xué)生容易分心,教師可以要求學(xué)生用鉛筆將題目中的數(shù)字以及有用的信息標(biāo)注出來(lái),以便快速進(jìn)行解題,準(zhǔn)確了解題意。例如,一道應(yīng)用題是一根繩子長(zhǎng)10米,第一次截去2米。第二次截去5米,問(wèn)繩子還剩幾米?在審題時(shí),教師可以要求學(xué)生將10米、2米、5米都用鉛筆標(biāo)注出來(lái),以免落下信息,以便保證審題的準(zhǔn)確性,為解題打好基礎(chǔ)。
2.2 合作交流,自主探究
自主探究及自己思考,?ττ錳獾男畔⒔?行整理,自己進(jìn)行審題,抓住應(yīng)用題中的重要內(nèi)容,合作交流指小組成員互相交換意見(jiàn),提出自己的看法與建議,共同學(xué)習(xí),共同探討,提高學(xué)習(xí)效率與質(zhì)量,通過(guò)合作交流、自主探究,可以實(shí)現(xiàn)“問(wèn)題――建模――應(yīng)用”教學(xué)模式的有效應(yīng)用,達(dá)到理想的教學(xué)效果。合作交流,自主探究需要做到以下幾點(diǎn),第一,引導(dǎo)學(xué)生帶著問(wèn)題獨(dú)立思考,促進(jìn)學(xué)生自主解決問(wèn)題,提升學(xué)生自主探究能力。學(xué)生自主思考,能夠鍛煉小學(xué)生大腦,促進(jìn)學(xué)生大腦發(fā)育,提升學(xué)生思維能力與思考能力,為學(xué)生獨(dú)立解決問(wèn)題創(chuàng)造條件[3]。第二,根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)、學(xué)習(xí)能力、學(xué)習(xí)態(tài)度,恰當(dāng)安排學(xué)習(xí)合作小組,促進(jìn)學(xué)生合作學(xué)習(xí)、合作交流,提升學(xué)生的合作能力以及學(xué)習(xí)能力。
2.3 建立模型
問(wèn)題解決是數(shù)學(xué)應(yīng)用題答題的核心,建立模型是解決問(wèn)題的關(guān)鍵,因此,建立模型,解決問(wèn)題十分重要,通過(guò)自主探究與合作學(xué)習(xí),學(xué)生已經(jīng)掌握了解題的大體思路,掌握了解題策略,建立模型就是實(shí)現(xiàn)具體實(shí)際問(wèn)題到數(shù)學(xué)問(wèn)題的轉(zhuǎn)化,對(duì)實(shí)際問(wèn)題實(shí)施數(shù)學(xué)模型建立。建立數(shù)學(xué)模型需要做到以下幾點(diǎn),第一,為學(xué)生進(jìn)行必要的指導(dǎo),幫助學(xué)生總結(jié)解題思路,實(shí)現(xiàn)模型的建立。小學(xué)生還處于形象思維階段,對(duì)一些抽象問(wèn)題難以理解,自己建立模型,總結(jié)知識(shí)十分困難,因此,教師需要進(jìn)行必要的指導(dǎo),幫助學(xué)生建立模型,解決問(wèn)題,形成自己的問(wèn)題解決模式,提高學(xué)生問(wèn)題解決能力。第二,在模型建立過(guò)程中,需要將知識(shí)內(nèi)容與生活實(shí)際以及學(xué)生感興趣的新鮮的事物相聯(lián)系,調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,幫助學(xué)生建立聯(lián)系,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力與效率。
2.4 拓展變式,靈活應(yīng)用
應(yīng)用題的題型多變,但是解題思路以及中心思想是相似的,在利用“問(wèn)題――建模――應(yīng)用”教學(xué)模式時(shí)需要對(duì)知識(shí)進(jìn)行靈活的應(yīng)用與轉(zhuǎn)變,拓展變式,培養(yǎng)學(xué)生靈活應(yīng)用、舉一反三的能力,促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí),增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。數(shù)學(xué)知識(shí)點(diǎn)與生活密切相關(guān),在聯(lián)系實(shí)際時(shí),需要注意變式與擴(kuò)展,對(duì)知識(shí)進(jìn)行靈活的應(yīng)用,以免學(xué)生形成模式化的固定思維,阻礙學(xué)生思考創(chuàng)新,影響學(xué)生今后問(wèn)題的解決。
篇4
關(guān)鍵詞:數(shù)學(xué)建模;問(wèn)題驅(qū)動(dòng);數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽;課程教學(xué)改革
中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2012)03-0143-03
《數(shù)學(xué)建?!氛n程具有知識(shí)面廣、形式多樣、教學(xué)難度較大等特點(diǎn)。因此,一般認(rèn)為數(shù)學(xué)建模的教學(xué)是一個(gè)不斷學(xué)習(xí)、不斷提高、不斷探索和改革的過(guò)程。我們?cè)趶V東工業(yè)大學(xué)《數(shù)學(xué)建模》課程的具體教學(xué)實(shí)踐過(guò)程中的指導(dǎo)思路是:以培養(yǎng)學(xué)生對(duì)現(xiàn)實(shí)世界建立數(shù)學(xué)模型的能力為目標(biāo),以學(xué)生通過(guò)自學(xué)和查閱相關(guān)資料解決實(shí)際問(wèn)題為目的來(lái)組織教學(xué)工作。李大潛院士曾指出“數(shù)學(xué)教育本質(zhì)上是一種素質(zhì)教育,《數(shù)學(xué)建?!返慕虒W(xué)及競(jìng)賽是實(shí)施素質(zhì)教育的有效途徑”。數(shù)學(xué)建模課程和競(jìng)賽為我校大學(xué)生提供了一個(gè)運(yùn)用數(shù)學(xué)、學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)、提高數(shù)學(xué)綜合素質(zhì)的平臺(tái),該項(xiàng)活動(dòng)對(duì)提高學(xué)生的合作精神、解決問(wèn)題的能力和自學(xué)能力都有很多的幫助。然而,目前傳統(tǒng)的課堂授課模式過(guò)分注重教師的主體作用,忽視了學(xué)生自我探究能力和自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng),壓抑了學(xué)生的主動(dòng)性和積極性。要改變這種現(xiàn)狀,就必須改革現(xiàn)有的課堂教學(xué)狀況,探索培養(yǎng)、引發(fā)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的新型教學(xué)模式。美國(guó)神經(jīng)病學(xué)教授Howard Barrows于1969年創(chuàng)立了基于問(wèn)題和項(xiàng)目的學(xué)習(xí)(Problem Based Learning,簡(jiǎn)稱PBL)理念教學(xué)法,這是一種全新高效的教學(xué)方法,是以問(wèn)題驅(qū)動(dòng)為中心的教學(xué)模式。近年來(lái),這種理念在澳大利亞的維多利亞大學(xué)、美國(guó)samford大學(xué)、丹麥的奧爾堡大學(xué)等世界知名大學(xué)得到廣泛重視和應(yīng)用推廣,并呈現(xiàn)出不同的形式和多元化的發(fā)展特色。在我們國(guó)家這種教學(xué)理念目前主要實(shí)踐在醫(yī)學(xué)、市場(chǎng)營(yíng)銷、生物化學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、畢業(yè)論文的寫(xiě)作等領(lǐng)域過(guò)程。在數(shù)學(xué)教學(xué)中還很少有人使用這種方法,因此,探索這種教學(xué)理念在《數(shù)學(xué)建?!氛n程中的實(shí)踐具有重要的理論價(jià)值和實(shí)際意義。
一、《數(shù)學(xué)建?!方虒W(xué)現(xiàn)狀及問(wèn)題
我校是以工科學(xué)生為主體的省屬重點(diǎn)高校,很多工科院校的大學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)公共課程的重要性認(rèn)識(shí)不足,對(duì)數(shù)學(xué)公共課在他們后續(xù)學(xué)習(xí)專業(yè)課的重要性不夠了解。因此逐步提高我校工科大學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)公共課的認(rèn)識(shí)水平,加強(qiáng)培養(yǎng)他們的數(shù)學(xué)綜合素質(zhì)已經(jīng)十分必要了。令人高興的是廣東工業(yè)大學(xué)的大學(xué)生們對(duì)《數(shù)學(xué)建?!氛n程和數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽活動(dòng)有著非常濃厚的興趣和積極性,且已經(jīng)有不少學(xué)生在比賽中獲得了不俗的成績(jī)。因此,加強(qiáng)數(shù)學(xué)建模教學(xué)和數(shù)學(xué)建模培訓(xùn)對(duì)我校學(xué)生有著重要意義。目前,廣東工業(yè)大學(xué)數(shù)學(xué)建模課程教學(xué)和數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽活動(dòng)分為三個(gè)模塊:數(shù)學(xué)建模A,主要針對(duì)數(shù)學(xué)專業(yè)的學(xué)生;數(shù)學(xué)建模B,主要針對(duì)非數(shù)學(xué)專業(yè)的專業(yè)選修課;數(shù)學(xué)建模公共選修課,專業(yè)面向全校對(duì)數(shù)學(xué)建模感興趣的學(xué)生。另外還為應(yīng)用數(shù)學(xué)學(xué)院的學(xué)生開(kāi)設(shè)了“數(shù)學(xué)建模實(shí)驗(yàn)”與“數(shù)學(xué)建模課程設(shè)計(jì)”的相關(guān)課程,逐步形成了理論與實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)模式。由于《數(shù)學(xué)建?!氛n程的教材一般有多個(gè)知識(shí)單元構(gòu)成,知識(shí)的跳躍性較強(qiáng),因此,我們?cè)?jīng)的教學(xué)方法是安排三個(gè)老師,每個(gè)老師分別負(fù)責(zé)講授自己數(shù)學(xué)的專業(yè)領(lǐng)域,這樣做的好處是能充分發(fā)揮老師的專業(yè)特長(zhǎng),讓學(xué)生了解到該專業(yè)方向的最新國(guó)內(nèi)外動(dòng)態(tài)和進(jìn)展。然而這樣做給我們對(duì)學(xué)生的考核造成了一定的難度,我們?cè)?jīng)嘗試過(guò)閉卷、開(kāi)卷和交論文考查等多種方式,這樣考核方式各有各的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)。如何才能找到更好的教學(xué)和考核方式,這是我們一直在具體的教學(xué)實(shí)踐中不斷探索和努力的方向。這幾年我們一直把問(wèn)題驅(qū)動(dòng)教學(xué)法的思想融入我們的數(shù)學(xué)建模教學(xué)活動(dòng)中,已經(jīng)取得了初步的成效,這種方式能既考查到學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力,又能讓學(xué)生自己動(dòng)手解決自己感興趣的問(wèn)題,雖然這些問(wèn)題可能對(duì)學(xué)生具有一定的難度,但是它能真正考核到學(xué)生的實(shí)際水平,這正是我們所愿意看到的。在我們以往的數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽培訓(xùn)中存在著許多問(wèn)題,培訓(xùn)上采取以教師為中心、以填鴨式講授為主的傳統(tǒng)教學(xué)模式,課時(shí)非常有限,而教學(xué)內(nèi)容容量又比較大,學(xué)生在很短的時(shí)間很難消化這些知識(shí)。因此造成開(kāi)始報(bào)名的時(shí)候?qū)W生積極性很高,課時(shí)到培訓(xùn)快結(jié)束的時(shí)候,剩下來(lái)堅(jiān)持學(xué)習(xí)的學(xué)生就大大減少了。因此,這種填鴨式的培訓(xùn)讓學(xué)生消磨了學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)公共課的熱情和積極性,而且也不能提高學(xué)生的綜合數(shù)學(xué)能力。因此,對(duì)數(shù)學(xué)建模課程教學(xué)和競(jìng)賽的培訓(xùn)的改革勢(shì)在必行。
二、《數(shù)學(xué)建?!方虒W(xué)改革的三個(gè)方面
為了解決目前數(shù)學(xué)建模教學(xué)中存在的問(wèn)題,必須從《數(shù)學(xué)建?!氛n程本身特點(diǎn)出發(fā),改革課堂教學(xué)模式,加強(qiáng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)、實(shí)際建模訓(xùn)練環(huán)節(jié)的教學(xué),將問(wèn)題驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式運(yùn)用到《數(shù)學(xué)建?!氛n程的教學(xué)過(guò)程中去。這樣不僅對(duì)改變《數(shù)學(xué)建?!愤@門課程的教學(xué)現(xiàn)狀有著積極的意義,而且以點(diǎn)帶面,對(duì)其他相似或相同特點(diǎn)課程的教學(xué)改革也具有很好的促進(jìn)、借鑒作用,切合我校培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才的定位,也符合我校2010版培養(yǎng)方案的制訂要求,更推動(dòng)了新時(shí)期新形勢(shì)下的大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)改革。下面分別就指導(dǎo)思想、教學(xué)方法和培訓(xùn)方法三方面的改革探索進(jìn)行論述。
1.指導(dǎo)思想的改革?!稊?shù)學(xué)建模》課程和數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽活動(dòng)是培養(yǎng)具有綜合數(shù)學(xué)素質(zhì)的復(fù)合型專業(yè)人才的內(nèi)在要求。在具體教學(xué)實(shí)踐過(guò)程中我們應(yīng)該強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)公共課的重要性,而不是簡(jiǎn)單地講授數(shù)學(xué)知識(shí)點(diǎn);必須強(qiáng)調(diào)的是學(xué)生通過(guò)自己的努力學(xué)習(xí)自主地解決所面臨的實(shí)際問(wèn)題,而不是成為數(shù)學(xué)解題能手;必須強(qiáng)調(diào)學(xué)生在數(shù)學(xué)建模學(xué)習(xí)中的主體地位和主觀能動(dòng)性的發(fā)揮,而不是學(xué)生被動(dòng)的接受知識(shí)點(diǎn)。我們教學(xué)改革的目標(biāo)是要突破純粹的教師講、學(xué)生聽(tīng)、做習(xí)題的教學(xué)模式,這種教學(xué)模式要突破傳統(tǒng)的填鴨式教學(xué),要通過(guò)有趣的實(shí)際例子激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)公共課的積極性,要不斷提高學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)公共課的興趣,逐步培養(yǎng)學(xué)生建立數(shù)學(xué)模型的能力和利用計(jì)算機(jī)等其他技術(shù)解決生活中的實(shí)際問(wèn)題的能力?!稊?shù)學(xué)建?!氛n程和數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽本身就是一個(gè)具有挑戰(zhàn)的科學(xué)研究和學(xué)習(xí)過(guò)程,無(wú)論是數(shù)學(xué)建模教學(xué)還是數(shù)學(xué)建模比賽,我們做的目的都是要提高我們工科大學(xué)生的數(shù)學(xué)綜合素質(zhì),為將來(lái)學(xué)好專業(yè)知識(shí)打下良好的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。因此,我們提出問(wèn)題驅(qū)動(dòng)教學(xué)法來(lái)組織數(shù)學(xué)建模的教學(xué)和培訓(xùn)工作。通過(guò)該方法來(lái)充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)公共課的積極性,讓學(xué)生在全國(guó)數(shù)學(xué)建模比賽的具體實(shí)際活動(dòng)中體會(huì)團(tuán)結(jié)合作精神的重要性,通過(guò)告訴學(xué)生要學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)、學(xué)會(huì)思考、學(xué)會(huì)與人為善,進(jìn)而提高他們的動(dòng)手能力、協(xié)助能力和溝通能力,為他們將來(lái)走上自己的工作崗位奠定基礎(chǔ)。
2.教學(xué)方法的改革。選擇正確的有效的教學(xué)方法能更好地確立教學(xué)內(nèi)容,實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。鑒于傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)建模教學(xué)模式無(wú)法達(dá)到大幅提高學(xué)生綜合能力的預(yù)期目標(biāo),我們提出了以問(wèn)題驅(qū)動(dòng)為指導(dǎo)思想的新的教學(xué)方法――問(wèn)題驅(qū)動(dòng)教學(xué)法。問(wèn)題驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式的特點(diǎn)是以學(xué)生為學(xué)習(xí)主體,教師通過(guò)問(wèn)題驅(qū)動(dòng),引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)課程內(nèi)容,并利用學(xué)過(guò)的理論知識(shí)來(lái)解決這些實(shí)際問(wèn)題,最后總結(jié)歸納和評(píng)價(jià)。問(wèn)題驅(qū)動(dòng)是一種讓學(xué)生以小組形式共同學(xué)習(xí)和解決問(wèn)題的教學(xué)策略,通過(guò)這樣的教學(xué)策略,可以讓學(xué)生們?cè)趯W(xué)習(xí)知識(shí)和解決問(wèn)題的過(guò)程中培養(yǎng)探究問(wèn)題解決的技能以及自主學(xué)習(xí)的技能,實(shí)現(xiàn)知識(shí)意義的建構(gòu)。這種教學(xué)模式無(wú)疑對(duì)創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)有著積極的意義。黃東明等人還在問(wèn)題驅(qū)動(dòng)教學(xué)理念的基礎(chǔ)上提出了雙環(huán)互動(dòng)教學(xué)模式。在具體的教學(xué)實(shí)踐過(guò)程中,我們經(jīng)常把問(wèn)題布置給學(xué)生,要求他們?cè)谝恢艿臅r(shí)間內(nèi)自己去收集相關(guān)資料,尋求問(wèn)題的解決方法,這種教學(xué)模式不再是傳統(tǒng)的填鴨式教學(xué)過(guò)程,而是以學(xué)生自己為主體,要求學(xué)生充分發(fā)揮主觀能動(dòng)性和積極性。并且我們要求學(xué)生把自己準(zhǔn)備好的解決問(wèn)題的方法在講臺(tái)上給所有的同學(xué)講解,并且要回答同學(xué)的提問(wèn)。整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程好像一個(gè)論文答辯過(guò)程,這樣的教學(xué)模式既能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性和學(xué)習(xí)積極性,又能充分發(fā)揮學(xué)生自己的聰明才智,在實(shí)踐中體會(huì)團(tuán)隊(duì)合作的重要性。
3.培訓(xùn)方法的改革。全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽所涉及的內(nèi)容相當(dāng)廣泛,常用到的數(shù)學(xué)理論包括高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)、數(shù)學(xué)規(guī)劃、微分方程、離散數(shù)學(xué)等,常用到的軟件有Matlab、Lingo、Mathematics等。在建模過(guò)程中常常需要用到學(xué)生從未學(xué)習(xí)的知識(shí)來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題。因此,我們?cè)谂嘤?xùn)過(guò)程中必須要訓(xùn)練學(xué)生快速學(xué)習(xí)新知識(shí)并立即運(yùn)用新知識(shí)解決問(wèn)題的能力。數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽是以提交論文的方式進(jìn)行結(jié)果評(píng)定的,故在培訓(xùn)的過(guò)程中還應(yīng)該特別注重論文撰寫(xiě)的能力。為了適用數(shù)學(xué)建模比賽的要求,結(jié)合我們?cè)凇稊?shù)學(xué)建模》課程教學(xué)的改革實(shí)際情況,把“問(wèn)題驅(qū)動(dòng)教學(xué)法”運(yùn)用到競(jìng)賽培訓(xùn)中去。在提出驅(qū)動(dòng)問(wèn)題時(shí),教師可以根據(jù)現(xiàn)階段學(xué)生所掌握的知識(shí)情況,挑選一個(gè)具體的實(shí)際問(wèn)題,學(xué)生根據(jù)所給問(wèn)題首先進(jìn)行歸納分析,然后查閱相關(guān)新知識(shí)和準(zhǔn)備可能要用到的軟件。在這個(gè)過(guò)程中學(xué)生需要主動(dòng)學(xué)習(xí)可能沒(méi)有接觸到的新知識(shí)和軟件的新功能,并進(jìn)行參考文獻(xiàn)的泛讀和優(yōu)秀論文的精讀。通過(guò)對(duì)優(yōu)秀論文的細(xì)節(jié)把握,提高學(xué)生處理實(shí)際問(wèn)題的能力和論文撰寫(xiě)的能力。最后學(xué)生建立數(shù)學(xué)模型并撰寫(xiě)論文。最后由老師對(duì)論文進(jìn)行點(diǎn)評(píng),指出其優(yōu)點(diǎn)和不足,并提出修改意見(jiàn)。經(jīng)過(guò)近年來(lái)教學(xué)方法與培訓(xùn)方法的改革試驗(yàn),學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)建模的興趣大大提高,競(jìng)賽成績(jī)穩(wěn)步上升,取得較好的成果。
三、其他方面的探索
1.加強(qiáng)教師隊(duì)伍的建設(shè)。“問(wèn)題驅(qū)動(dòng)法”的教學(xué),特別是在學(xué)生自主學(xué)習(xí)階段需要的一個(gè)教學(xué)團(tuán)隊(duì)。所以加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)是《數(shù)學(xué)建?!氛n程教學(xué)改革成功與否的關(guān)鍵。一方面,教師應(yīng)加強(qiáng)學(xué)習(xí),提高自身素養(yǎng),掌握先進(jìn)的教學(xué)理念,同時(shí)還要對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行深刻研究,能從現(xiàn)實(shí)生活的各種社會(huì)經(jīng)濟(jì)現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)問(wèn)題,并且用數(shù)學(xué)語(yǔ)言加以描述。另一方面,各個(gè)教師應(yīng)在教學(xué)方法創(chuàng)新上不斷實(shí)踐。傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)教學(xué)活動(dòng)都是沿襲著“定義―定理―推論―例題”的模式進(jìn)行,這種模式既使學(xué)生感到數(shù)學(xué)乏味,也使得原來(lái)對(duì)數(shù)學(xué)感興趣的學(xué)生易生厭倦,因此,加強(qiáng)探索新的教學(xué)方法迫在眉睫。如何進(jìn)行高水平的教學(xué),吸引更多的學(xué)生熱愛(ài)和喜歡數(shù)學(xué),把學(xué)到的數(shù)學(xué)知識(shí)用得更廣、更深入,是我們教師不得不思索的問(wèn)題,更是我們教師要做的主要工作。
2.教材建設(shè)的改革。目前的《數(shù)學(xué)建?!方滩亩喾N多樣,不過(guò)大多數(shù)太注重?cái)?shù)學(xué)的理論性和完整性,這樣就使得實(shí)用性不強(qiáng),與實(shí)際問(wèn)題脫節(jié),常常讓學(xué)生無(wú)所適從,很難培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用知識(shí)解決問(wèn)題的能力。經(jīng)過(guò)我們對(duì)這門課程的改革常識(shí),我們深刻體會(huì)到教材建設(shè)應(yīng)遵循的原則如下:①實(shí)用性。教師將要教學(xué)的內(nèi)容強(qiáng)調(diào)數(shù)學(xué)公共知識(shí)在實(shí)際問(wèn)題中的作用,在教材的深度和廣度上應(yīng)盡量符合工科大學(xué)生的實(shí)際需要,適時(shí)對(duì)數(shù)學(xué)定理和推論進(jìn)行刪減,增加一些與當(dāng)前實(shí)際問(wèn)題相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容,由現(xiàn)實(shí)生活中的熱點(diǎn)經(jīng)濟(jì)、工程實(shí)際問(wèn)題引入數(shù)學(xué)模型。②可讀性。根據(jù)該門課程的特點(diǎn)和教學(xué)改革的需要,教材中的主要內(nèi)容要用簡(jiǎn)單的教學(xué)語(yǔ)言表達(dá)抽象概念,越簡(jiǎn)單的越好,這樣一般學(xué)生容易理解和掌握,盡量使枯澀的數(shù)學(xué)知識(shí)變得生動(dòng)趣味。③前沿性。教材中的內(nèi)容既要兼顧傳統(tǒng)知識(shí)又要引入前沿?zé)狳c(diǎn)問(wèn)題,既要強(qiáng)調(diào)數(shù)學(xué)推理又要重視數(shù)學(xué)工具軟件和其他計(jì)算機(jī)技術(shù)的運(yùn)用。綜上所述,教材建設(shè)是今后我們?cè)谠撻T課程改革實(shí)踐中要重點(diǎn)解決的問(wèn)題。
3.考核方法的改革。目前大多數(shù)的數(shù)學(xué)建模考核方法是閉卷考試,而一般數(shù)學(xué)考試題目側(cè)重證明與計(jì)算,忽略了對(duì)實(shí)際問(wèn)題的應(yīng)用,沒(méi)有達(dá)到《數(shù)學(xué)建?!氛n程建設(shè)的目標(biāo),無(wú)法考核學(xué)生運(yùn)用知識(shí)解決問(wèn)題的能力。這與《數(shù)學(xué)建?!氛n程設(shè)置的初衷相違背。因此,采用多種考核方法相結(jié)合。例如,讓學(xué)生做一些小的開(kāi)放性課題,撰寫(xiě)類似數(shù)學(xué)建模比賽的論文,在對(duì)工科學(xué)生專業(yè)知識(shí)結(jié)合的同時(shí),講授數(shù)學(xué)建模的特點(diǎn)和應(yīng)用領(lǐng)域,這樣既可以激發(fā)學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)建模的興趣,又能增加他們對(duì)數(shù)學(xué)的理解。在考核過(guò)程中我們可以適當(dāng)加大平時(shí)分的力度,淡化對(duì)試題的考核,加強(qiáng)學(xué)生對(duì)具體問(wèn)題解決能力的考核。
今年恰逢我國(guó)數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽開(kāi)展20周年,數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽活動(dòng)的規(guī)模得到了空前的發(fā)展。數(shù)學(xué)建模教學(xué)和數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽活動(dòng)是我們工科院校的一門重要課程,它為提高工科大學(xué)生的數(shù)學(xué)綜合素質(zhì)和數(shù)學(xué)在其他專業(yè)的應(yīng)用發(fā)揮了重要作用。實(shí)踐證明,通過(guò)進(jìn)行數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽活動(dòng),可以大大拓展學(xué)生的知識(shí)面;充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性,強(qiáng)化學(xué)生自主學(xué)習(xí)的意識(shí)和能力;提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和解決問(wèn)題的實(shí)際能力;還可以促進(jìn)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神??偟膩?lái)說(shuō),問(wèn)題驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式在數(shù)學(xué)建模教學(xué)和數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽的培訓(xùn)過(guò)程中的實(shí)踐表明:這種教學(xué)理念和數(shù)學(xué)建模的本身的特點(diǎn)是十分吻合的,而這種教學(xué)模式對(duì)于指導(dǎo)我們進(jìn)行教學(xué)改革具有重要的理論意義和實(shí)踐價(jià)值。
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篇5
關(guān)鍵詞:高校;數(shù)學(xué)教學(xué);數(shù)學(xué)建模;應(yīng)用;學(xué)生能力的培養(yǎng)
近半個(gè)世紀(jì)以來(lái),數(shù)學(xué)的形象發(fā)生了很大的變化,人們逐漸認(rèn)識(shí)到數(shù)學(xué)的發(fā)展與同時(shí)期社會(huì)的發(fā)展有著密切的關(guān)聯(lián),許多數(shù)學(xué)內(nèi)容都是因社會(huì)需要而產(chǎn)生的,產(chǎn)生了許多數(shù)學(xué)分支。數(shù)學(xué)教學(xué)的重要任務(wù)就是使學(xué)生能夠?qū)⑺鶎W(xué)數(shù)學(xué)知識(shí)和數(shù)學(xué)方法應(yīng)用于社會(huì)生活和生產(chǎn)實(shí)踐當(dāng)中。
數(shù)學(xué)模型是一種抽象的模擬,它用數(shù)學(xué)符號(hào)、數(shù)學(xué)公式、程序、圖、表等刻畫(huà)客觀事物的本質(zhì)屬性與內(nèi)在聯(lián)系,是為一定目的對(duì)部分現(xiàn)實(shí)世界而作的抽象、簡(jiǎn)化的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)。創(chuàng)建一個(gè)數(shù)學(xué)模型的全過(guò)程稱為數(shù)學(xué)建模。即用數(shù)學(xué)的語(yǔ)言、方法、去近似地刻畫(huà)該實(shí)際問(wèn)題,并加以解決的全過(guò)程。它經(jīng)歷了對(duì)實(shí)際問(wèn)題的抽象、簡(jiǎn)化、確定變量和參數(shù);并用某些特征建立起變量與參數(shù)間的確定的數(shù)學(xué)問(wèn)題(一個(gè)數(shù)學(xué)模型);求解這個(gè)數(shù)學(xué)問(wèn)題;解析并驗(yàn)證所得到的解:從而確定能否用于解決實(shí)際問(wèn)題的多次循環(huán)、不斷深化的過(guò)程。從教學(xué)的角度,數(shù)學(xué)建模的重點(diǎn)不是學(xué)習(xí)理解數(shù)學(xué)本身,而在于數(shù)學(xué)方法的掌握、數(shù)學(xué)思維的建立。通過(guò)滲透數(shù)學(xué)建模思想使學(xué)生將學(xué)習(xí)過(guò)的數(shù)學(xué)方法和知識(shí)同周圍的現(xiàn)實(shí)世界聯(lián)系起來(lái),和真正的實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題聯(lián)系起來(lái)。建立數(shù)學(xué)模型的流程圖,如圖:
上圖揭示了從提出問(wèn)題到解決問(wèn)題的認(rèn)識(shí)過(guò)程,這是從數(shù)學(xué)的角度認(rèn)識(shí)的物質(zhì)及其運(yùn)動(dòng)的過(guò)程,符合認(rèn)識(shí)來(lái)源于實(shí)踐的認(rèn)識(shí)規(guī)律。如歷史上著名的“哥斯尼堡七橋問(wèn)題”,大數(shù)學(xué)家歐拉巧妙地運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)把小島、河岸抽象成“點(diǎn)”,把橋抽象成“線”,成功地構(gòu)造出平面幾何的“精品”模型,成為數(shù)學(xué)史上解決歷史問(wèn)題的經(jīng)典。如今,科學(xué)技術(shù)的發(fā)展、企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的控制、宏觀經(jīng)濟(jì)現(xiàn)象的研討等,都離不開(kāi)數(shù)學(xué)建模。實(shí)際上,數(shù)學(xué)建模已成為現(xiàn)代社會(huì)運(yùn)用數(shù)學(xué)手段解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題的科學(xué)方法,掌握簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)建模與應(yīng)用是現(xiàn)代人理應(yīng)具備的一種能力。
一、在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)建模思想的途徑
(一)在數(shù)學(xué)概念的引入中滲透數(shù)學(xué)建模思想
數(shù)學(xué)的定義、概念是數(shù)學(xué)教學(xué)的重要內(nèi)容。下面以定積分的定義為例,談?wù)勅绾卧跀?shù)學(xué)概念的引入中滲透數(shù)學(xué)建模思想;設(shè)計(jì)如下教學(xué)過(guò)程:
(1)實(shí)際問(wèn)題:a.如何求曲邊梯形的面積?b.如何求變速直線運(yùn)動(dòng)的路程?c.如何求直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的變力做功?
(2)引導(dǎo)學(xué)生利用“無(wú)限細(xì)分化整為零一局部以直代曲取近似一無(wú)限積累聚零為整取極限”的微積分的基本思想,得到問(wèn)題a的表達(dá)式。
(3)揭示如上定型模型的思維牽連與內(nèi)在聯(lián)系,概括總結(jié)提高為:不同的實(shí)際意義,但使用的方法相同,從求解步驟上看,都經(jīng)分割一取近似一求和一取極限這四步,從表達(dá)式在數(shù)量關(guān)系上的共同特征,可抽象成數(shù)學(xué)模型:引出定積分的定義.
(4)模型應(yīng)用:回到實(shí)際問(wèn)題中。數(shù)學(xué)模型的根本作用在于它將客觀原型化繁為簡(jiǎn)、化難為易,便于人們采用定量的方法去分析和解決實(shí)際問(wèn)題:a.一根帶有質(zhì)量的細(xì)棒長(zhǎng)x米,設(shè)棒上任一點(diǎn)處的線密度為,求該細(xì)棒的質(zhì)量m。b.在某時(shí)刻,設(shè)導(dǎo)線的電流強(qiáng)度為,求在時(shí)間間隔內(nèi)流過(guò)導(dǎo)線橫截面的電量。
(二)在應(yīng)用問(wèn)題教學(xué)中滲透數(shù)學(xué)建模思想
在講解導(dǎo)數(shù)、微分、積分及其應(yīng)用時(shí),可編制“商品存儲(chǔ)費(fèi)用優(yōu)化問(wèn)題、批量進(jìn)貨的周轉(zhuǎn)周期、最大收益原理、磁盤最大存儲(chǔ)量、交通管理中的黃燈、紅燈、綠燈亮的時(shí)間”等問(wèn)題,都可用導(dǎo)數(shù)或微積分的數(shù)學(xué)方法進(jìn)行求解。
概率與統(tǒng)計(jì)的應(yīng)用教學(xué)中,“醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)的準(zhǔn)確率問(wèn)題”、“居民健康水平的調(diào)查與估測(cè)”、“臨床診斷的準(zhǔn)確性”、“不同的藥物有效率的對(duì)比分析”等實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題都可以用概率與統(tǒng)計(jì)的數(shù)學(xué)模型來(lái)解決。
在線性代數(shù)的應(yīng)用問(wèn)題中,可以建立研究一個(gè)種群的基因變異,基因遺傳等醫(yī)學(xué)問(wèn)題的模型,使數(shù)學(xué)知識(shí)直接應(yīng)用于學(xué)生今后的專業(yè)中,有效的促進(jìn)了學(xué)生學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)的積極性,提高了數(shù)學(xué)的應(yīng)用意識(shí)。
建模過(guò)程給學(xué)生提供了聯(lián)想、領(lǐng)悟、思維與表達(dá)的平臺(tái),促使學(xué)生的思維由此及彼、由淺入深的進(jìn)行,隨著模型的構(gòu)造和問(wèn)題的解決,可以讓學(xué)生養(yǎng)成科學(xué)的態(tài)度,學(xué)會(huì)科學(xué)的方法,逐步形成創(chuàng)新思維,提高創(chuàng)性能力。
二、數(shù)學(xué)建模在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中的作用
通過(guò)數(shù)學(xué)建模教學(xué)可以培養(yǎng)學(xué)生的多方面的能力:(1)培養(yǎng)學(xué)生“雙向翻譯”的能力,即用數(shù)學(xué)語(yǔ)言表達(dá)實(shí)際問(wèn)題,用普通人能理解的語(yǔ)言表達(dá)數(shù)學(xué)的結(jié)果的能力。(2)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力、豐富的聯(lián)想能力,洞察力。因?yàn)閷?duì)于不少完全不同的實(shí)際問(wèn)題,在一定的簡(jiǎn)化層次下,它們的數(shù)學(xué)模型是相同或相近的,這正是數(shù)學(xué)廣泛應(yīng)用的表現(xiàn)、從而有利于培養(yǎng)我們廣泛的興趣、熟能生巧,觸類旁通。(3)培養(yǎng)學(xué)生熟練使用現(xiàn)代技術(shù)手段的能力、數(shù)學(xué)模型的求解需借助于計(jì)算機(jī)及相應(yīng)的各種數(shù)學(xué)軟件包,這將大大節(jié)省時(shí)間,在一定階段得到直觀的結(jié)果,加深對(duì)問(wèn)題理解。(4)培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)及方法進(jìn)行分析、推理、證明和計(jì)算的能力。在數(shù)學(xué)建模過(guò)程中需要反復(fù)應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)與數(shù)學(xué)思想方法對(duì)實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行分析、推理和計(jì)算,才能得出解決實(shí)際問(wèn)題的最佳數(shù)學(xué)模型,尋找出該模型的最優(yōu)解。所以在建模過(guò)程中可使學(xué)生這方面的能力大大提高。(5)培養(yǎng)學(xué)生組織、協(xié)調(diào)、管理特別是及時(shí)妥協(xié)的能力。
通過(guò)數(shù)學(xué)建?;顒?dòng)還可以培養(yǎng)學(xué)生堅(jiān)強(qiáng)的意志,培養(yǎng)自律、“慎獨(dú)”的優(yōu)秀品質(zhì),培養(yǎng)自信心和正確的數(shù)學(xué)觀,數(shù)學(xué)建模充滿挑戰(zhàn)和創(chuàng)造,成功的數(shù)學(xué)建模將給學(xué)生心情的喜悅與自信。同時(shí),數(shù)學(xué)建模有助于學(xué)生體會(huì)到成功地運(yùn)用數(shù)學(xué)解決實(shí)際問(wèn)題,一定要與實(shí)際問(wèn)題相關(guān)的學(xué)科知識(shí)相結(jié)合,要與有關(guān)人員相結(jié)合,這是正確的數(shù)學(xué)觀的形成。數(shù)學(xué)建模的開(kāi)展可整體提高學(xué)生的數(shù)學(xué)素質(zhì)。
總之,高等數(shù)學(xué)教學(xué)的目的是提高學(xué)生的數(shù)學(xué)素質(zhì),為進(jìn)一步學(xué)習(xí)其專業(yè)課打下良好的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。
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篇6
題名。字體為常規(guī),黑體,二號(hào)。題名一般不超過(guò)20個(gè)漢字,必要時(shí)可加副標(biāo)題。
摘要。文稿必須有不超過(guò)300字的內(nèi)容摘要,摘要內(nèi)容字體為常規(guī),仿宋,五號(hào)。摘要應(yīng)具備獨(dú)立性和自含性,應(yīng)是文章主要觀點(diǎn)的濃縮。摘要前加“[摘要]”作標(biāo)識(shí),字體為加粗,黑體,五號(hào)。
正文。用五號(hào)宋體,1.5倍間距。文稿以10000字以下為宜。
文內(nèi)標(biāo)題。力求簡(jiǎn)短、明確,題末不用標(biāo)點(diǎn)符號(hào)(問(wèn)號(hào)、嘆號(hào)、省略號(hào)除外)。層次不宜超過(guò)5級(jí)。第1級(jí)標(biāo)題字體為常規(guī),楷體,小四;第2級(jí)標(biāo)題字體為加粗,宋體,五號(hào);次級(jí)遞減。層次序號(hào)可采用一.(一).1.(1).1),不宜用①,以與注釋號(hào)區(qū)別。文內(nèi)內(nèi)容字體為常規(guī),宋體,五號(hào)。
數(shù)字使用。數(shù)字用法及計(jì)量單位按GBT15835—1995《出版物上數(shù)字用法的規(guī)定》和1984年12月27日國(guó)務(wù)院的《中華人民共和國(guó)法定計(jì)量單位》執(zhí)行。4位以上數(shù)字采用3位分節(jié)法。5位以上數(shù)字尾數(shù)零多的,可以“萬(wàn)”、“億”作單位。標(biāo)點(diǎn)符號(hào)按GBT15835—1995《標(biāo)點(diǎn)符號(hào)用法》執(zhí)行。
附表與插圖。附表應(yīng)有表序、表題、一般采用三線表;插圖應(yīng)有圖序和圖題。序號(hào)用阿拉伯?dāng)?shù)字標(biāo)注。常規(guī),楷體,五號(hào)。圖序和圖題的字體為加粗,宋體,五號(hào)。
引用。引用原文必須核對(duì)準(zhǔn)確,注明準(zhǔn)確出處;凡涉及數(shù)字模型和公式的,務(wù)請(qǐng)認(rèn)真核算。
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數(shù)學(xué)建模論文格式
(一)論文形式:科學(xué)論文
科學(xué)論文是對(duì)某一課題進(jìn)行探討、研究,表述新的科學(xué)研究成果或創(chuàng)見(jiàn)的文章。
注意:它不是感想,也不是調(diào)查報(bào)告。
(二)論文選題:新穎,有意義,力所能及。
要求:
有背景.
應(yīng)用問(wèn)題要來(lái)源于學(xué)生生活及其周圍世界的真實(shí)問(wèn)題,要有具體的對(duì)象和真實(shí)的數(shù)據(jù)。理論問(wèn)題要了解問(wèn)題的研究現(xiàn)狀及其理論價(jià)值。要做必要的學(xué)術(shù)調(diào)研和研究特色。
有價(jià)值
有一定的應(yīng)用價(jià)值,或理論價(jià)值,或教育價(jià)值,學(xué)生通過(guò)課題的研究可以掌握必須的科學(xué)概念,提升科學(xué)研究的能力。
有基礎(chǔ)
對(duì)所研究問(wèn)題的背景有一定了解,掌握一定量的參考文獻(xiàn),積累了一些解決問(wèn)題的方法,所研究問(wèn)題的數(shù)據(jù)資料是能夠獲得的。
有特色
思路創(chuàng)新,有別于傳統(tǒng)研究的新思路;
方法創(chuàng)新,針對(duì)具體問(wèn)題的特點(diǎn),對(duì)傳統(tǒng)方法的改進(jìn)和創(chuàng)新;
結(jié)果創(chuàng)新,要有新的,更深層次的結(jié)果。
問(wèn)題可行
適合學(xué)生自己探究并能夠完成,要有學(xué)生的特色,所用知識(shí)應(yīng)該不超過(guò)初中生(高中生)的能力范圍。
(三)(數(shù)學(xué)應(yīng)用問(wèn)題)數(shù)據(jù)資料:來(lái)源可靠,引用合理,目標(biāo)明確
要求:
數(shù)據(jù)真實(shí)可靠,不是編的數(shù)學(xué)題目;
數(shù)據(jù)分析合理,采用分析方法得當(dāng)。
(四)(數(shù)學(xué)應(yīng)用問(wèn)題)數(shù)學(xué)模型:通過(guò)抽象和化簡(jiǎn),使用數(shù)學(xué)語(yǔ)言對(duì)實(shí)際問(wèn)題的一個(gè)近似描述,以便于人們更深刻地認(rèn)識(shí)所研究的對(duì)象。
要求:
抽象化簡(jiǎn)適中,太強(qiáng),太弱都不好;
抽象出的數(shù)學(xué)問(wèn)題,參數(shù)選擇源于實(shí)際,變量意義明確;
數(shù)學(xué)推理嚴(yán)格,計(jì)算準(zhǔn)確無(wú)誤,得出結(jié)論;
篇7
關(guān)鍵詞: 數(shù)學(xué)建模 數(shù)學(xué)模型 微分方程 信息傳播
利用數(shù)學(xué)模型建模解決實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程,是通過(guò)數(shù)學(xué)語(yǔ)言把其轉(zhuǎn)化成數(shù)學(xué)思維的過(guò)程.本文探討了通過(guò)個(gè)人平臺(tái)銷售的微信營(yíng)銷的信息傳播建模問(wèn)題.
1.最簡(jiǎn)單的模型
某公司通過(guò)個(gè)人微信平臺(tái)進(jìn)行某品牌面膜的銷售,在t時(shí)刻獲知該產(chǎn)品信息的人數(shù)為I(t),每個(gè)獲知者在單位時(shí)間內(nèi)可以讓K個(gè)人獲知該產(chǎn)品信息.
假設(shè):(1)一個(gè)獲知者在單位時(shí)間內(nèi)讓他人獲知的人數(shù)是常數(shù);
(2)一人知情后,持續(xù)關(guān)注本產(chǎn)品信息.
由結(jié)果可知,這種信息傳播是依照指數(shù)函數(shù)的趨勢(shì)增加的,符合傳播初期獲知者依照指數(shù)函數(shù)增長(zhǎng).但是由于當(dāng)t→+∞時(shí),I(t)→+∞,這顯然是不符合實(shí)際的.假設(shè)(1)就不是很合理,因?yàn)閭鞑コ跗?,獲知者少,未獲知的多,而在傳播的中后期,獲知者慢慢增多,未獲知的逐漸減少,所以認(rèn)為一獲知者單位時(shí)間內(nèi)讓他人獲知的人數(shù)是常數(shù)不合理.我們修改假設(shè)建立新模型.
2.改進(jìn)的模型
原來(lái)的符號(hào)意義不變,用S(t)表達(dá)t時(shí)刻未獲知者的人數(shù),n為總?cè)藬?shù).
假設(shè):(1)一個(gè)獲知者在單位時(shí)間里讓他人獲知的人數(shù)與此時(shí)未獲知者人數(shù)成正比例關(guān)系,即K=θS(t);
(2)一人知情后,持續(xù)關(guān)注本產(chǎn)品信息;
(3)總?cè)藬?shù)n不變,即S(t)+I(t)=n.
由以上假設(shè)得微分方程
■=θS(t)I(t),S(t)+I(t)=n,I(0)=i■.
用分離變量法得到解為
I(t)=■.(1)
令■=0得到極大值點(diǎn)為
t■=■(2)
由(2)式可知,當(dāng)產(chǎn)品信息傳播強(qiáng)度θ增加時(shí),t■將變小,即產(chǎn)品信息傳播的高峰將來(lái)得較快,與實(shí)際符合.同時(shí),若知道傳播強(qiáng)度θ,那么由(1)式可以得到傳播高峰到來(lái)的時(shí)刻,其對(duì)企業(yè)做出合理決策有益.
但是,此模型仍有不足之處,由(1)式,當(dāng)t→+∞時(shí),I(t)→n,即最后人人都能獲知此品牌面膜產(chǎn)品信息,這又是不符合實(shí)際的,原因是在假設(shè)(2)中假定一人知情后持續(xù)關(guān)注本產(chǎn)品信息.所以模型還可以做進(jìn)一步改進(jìn).
3.再修改的模型
因?yàn)橛幸徊糠肢@知者關(guān)注此產(chǎn)品一段時(shí)間后,可能不再關(guān)注或是會(huì)失去興趣,轉(zhuǎn)而關(guān)注其他產(chǎn)品,而且不是每個(gè)獲知者都會(huì)把產(chǎn)品信息分享給其他人.
設(shè)獲知者不再關(guān)注產(chǎn)品信息后,永久不再關(guān)注.這樣,可把人群分為三類:(1)仍在關(guān)注此產(chǎn)品信息的獲知者,他們具有傳播性,時(shí)刻此類人數(shù)為B(t);(2)未獲知者,他們?cè)谖磥?lái)一段時(shí)間有可能被獲知,t時(shí)刻此類人數(shù)為J(t);(3)獲知者中不再關(guān)注且永久不再關(guān)注產(chǎn)品信息者和獲知者中暫時(shí)不再關(guān)注產(chǎn)品信息者,t時(shí)刻此類人數(shù)為M(t).記N是人口總數(shù),r是傳播率,γ是排除率.
假設(shè):(1)總?cè)丝跀?shù)相對(duì)地保持不變;
(2)未獲知者人數(shù)的減少率與第一類人和第二類人的乘積成正比;
(3)第三類人的增加率與第一類人成正比;
(4)獲知者的增加率是第二類人數(shù)的減少率減第三類人數(shù)的增加率.
由以上假設(shè),得到微分方程組
,B(t)為增函數(shù),此產(chǎn)品面膜信息將很快被傳播;當(dāng)J=ρ時(shí),B(t)達(dá)到最大值,即此產(chǎn)品面膜信息被傳播到最大值;若J<ρ,則此產(chǎn)品面膜信息將逐漸不會(huì)被傳播.由于產(chǎn)品信息在各時(shí)段的傳播速度不同,商家據(jù)此制訂合理的生產(chǎn)計(jì)劃,廣告策略等一系列決策,達(dá)到最大效益.
參考文獻(xiàn):
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篇8
求一組變量非負(fù)值,滿足由變量的線性方程式或線性不等式構(gòu)成的約束條件,且使作為變量線性函數(shù)的目標(biāo)函數(shù)取最優(yōu)值(最大值或最小值),這樣的問(wèn)題稱為線性規(guī)劃問(wèn)題。
線性規(guī)劃問(wèn)題應(yīng)明確三樣?xùn)|西:決策變量、目標(biāo)函數(shù)和約束條件。
決策變量:它們是決策者所控制的那些數(shù)量,它們?nèi)∈裁磾?shù)值需要決策者來(lái)決策,最優(yōu)化問(wèn)題的求解就是找出決策變量的最優(yōu)取值。
目標(biāo)函數(shù):它代表決策者希望對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化的那個(gè)指標(biāo)。目標(biāo)函數(shù)就是指標(biāo)與決策變量之間的函數(shù)。
約束條件:它們是決策變量在現(xiàn)實(shí)世界中所受到的限制,或者說(shuō)決策變量在這些限制范圍之內(nèi)取值才有實(shí)際意義。
高職學(xué)生在學(xué)習(xí)高職數(shù)學(xué)線性規(guī)劃內(nèi)容時(shí),對(duì)建立線性規(guī)劃數(shù)學(xué)模型覺(jué)得有困難.本文主要是根據(jù)自己在教學(xué)中的經(jīng)驗(yàn),通過(guò)幾個(gè)實(shí)際例子,來(lái)說(shuō)明建立線性規(guī)劃問(wèn)題數(shù)學(xué)模型的方法。建立線性規(guī)劃問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型都可歸結(jié)為下面三個(gè)步驟:
(1)設(shè)立決策變量;
(2) 用決策變量的線性函數(shù)表示目標(biāo)(即建立目標(biāo)函數(shù)),并確定目標(biāo)求最大還是最小值;
(3) 明確約束條件并用決策變量的線性等式或不等式表示,根據(jù)決策變量的實(shí)際意義確定變量是否有非負(fù)性。解題思路見(jiàn)下面的圖1。
圖1
下面通過(guò)幾個(gè)例子來(lái)說(shuō)明。
例1.(生產(chǎn)規(guī)劃問(wèn)題)某廠生產(chǎn)A、B、C 三種產(chǎn)品,需要耗費(fèi)的資源(人力、物力 、財(cái)力)、獲得的利潤(rùn)、備用資源如下表:
問(wèn)該廠應(yīng)如何安排生產(chǎn),才可獲最大利潤(rùn)?最大利潤(rùn)是多少?解題思路見(jiàn)下面圖2。
圖2
解:設(shè)產(chǎn)品A、B、C分別生產(chǎn)x1、x2、x3單位,總利潤(rùn)為S,則問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型為
注意:此題中“x必須滿足的約束條件”是根據(jù)耗費(fèi)的資源(人力、物力 、財(cái)力)不能超過(guò)備用資源,產(chǎn)量 xi(i=1,2,3)必須非負(fù)。
例2.(運(yùn)輸問(wèn)題)設(shè)有兩個(gè)磚廠A1、A2,其產(chǎn)量分別為23萬(wàn)塊、27萬(wàn)塊,它們生產(chǎn)的磚供應(yīng)B1、B2、B3三個(gè)工地,其需要量分別為18萬(wàn)塊、17萬(wàn)塊、15萬(wàn)塊。而知道各產(chǎn)地Ai到各工地Bj(i=1,2;j=1,2,3)運(yùn)價(jià)如下表。問(wèn)應(yīng)如何調(diào)運(yùn),才使總運(yùn)費(fèi)最???
解:設(shè)磚廠Ai供應(yīng)工地Bj磚塊的數(shù)量為xij (i=1,2; j=1,2,3),則問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型為:
minS=50x11+60x12+70x13+60x21+110x22+60x23
將以上模型輸入Mathematica 模型,可以得到最優(yōu)解(值):
x11=6,x12=17,x13=0,x21=12,x22=0,x23=15,minS=2940.
例3.(下料問(wèn)題)某家具廠需要長(zhǎng)80厘米的角鋼150根與長(zhǎng)60厘米的角鋼330根,這兩種長(zhǎng)度不同的角鋼由長(zhǎng)210厘米的角鋼截得,工廠應(yīng)如何下料,才使得用料最省.
設(shè)第i種下料方案的原材料根數(shù)為 ,則問(wèn)題的數(shù)學(xué)xi(i=1,2,3),模型為
將以上模型輸入Mathematica 模型,可以得到結(jié)果:最優(yōu)解為x1= 0, =150 , =10 ,最優(yōu)值S=160 ,即按方案2用料150根,方案3用料10根下料,一共160根,用料最省。
篇9
一、創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境,激發(fā)探究興趣
在傳統(tǒng)的高中數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中,教師較少提出數(shù)學(xué)問(wèn)題,或者提出數(shù)學(xué)問(wèn)題多以自問(wèn)自答的方式解決問(wèn)題,沒(méi)有給學(xué)生探究問(wèn)題、回答問(wèn)題提供充分的機(jī)會(huì).主要原因是課堂教學(xué)時(shí)間緊湊,教師認(rèn)為學(xué)生回答問(wèn)題耽誤時(shí)間,所以形成了教師為主體的課堂教學(xué)模式,對(duì)提高學(xué)生的數(shù)學(xué)水平形成了阻礙.在新課改背景下構(gòu)建問(wèn)題教學(xué)模式,教師要深入研究問(wèn)題教學(xué)的內(nèi)涵,營(yíng)造充滿吸引力的問(wèn)題情境,為學(xué)生提供問(wèn)題探究機(jī)會(huì),從而激發(fā)學(xué)生的問(wèn)題探究興趣.
例如,在講“數(shù)列”時(shí),對(duì)于“等差數(shù)列”,教師可以利用投影儀展示出幾組數(shù)列“1,2,3,4,5”、“2,4,6,8,10”,要求學(xué)生觀察數(shù)字,發(fā)現(xiàn)規(guī)律.認(rèn)真觀察數(shù)字之后,有的學(xué)生得出結(jié)論:第一組數(shù)列中,后一個(gè)數(shù)字是在前一個(gè)數(shù)字的基礎(chǔ)上加1;第二組數(shù)列中,后一個(gè)數(shù)字是在前一個(gè)數(shù)字上加2.大部分學(xué)生對(duì)于這個(gè)結(jié)論表示認(rèn)可.教師繼續(xù)提出問(wèn)題:給出的幾個(gè)數(shù)列有什么共同特征?對(duì)于這個(gè)問(wèn)題,讓學(xué)生互相討論找出規(guī)律.在合作探究學(xué)習(xí)氛圍中,學(xué)生積極參與討論,發(fā)表自己的觀點(diǎn)和看法,使學(xué)生注意力牢牢集中在課堂上,提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣.經(jīng)過(guò)討論,學(xué)生給出答案:從第二項(xiàng)起,每項(xiàng)與它的前一項(xiàng)的差是同一個(gè)常數(shù).,最后由教師巧妙引入課題,學(xué)生積極參與課堂學(xué)習(xí),從而提高課堂教學(xué)效率.
二、注重問(wèn)題的引導(dǎo),引發(fā)數(shù)學(xué)思維
引發(fā)學(xué)生的數(shù)學(xué)思維,對(duì)學(xué)生學(xué)好數(shù)學(xué)發(fā)揮著不可替代的重要作用.學(xué)生具備良好的數(shù)學(xué)思維,自然會(huì)對(duì)學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)產(chǎn)生濃厚的興趣,并掌握學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的規(guī)律和方法.構(gòu)建高中數(shù)學(xué)問(wèn)題教學(xué)模式,教師應(yīng)結(jié)合學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)和教材內(nèi)容的基本要求,注重問(wèn)題的引導(dǎo),巧妙設(shè)置數(shù)學(xué)問(wèn)題,激發(fā)學(xué)生的數(shù)學(xué)思維,培養(yǎng)學(xué)生自主探究學(xué)習(xí)的興趣.
例如,在講“集合”時(shí),教學(xué)目標(biāo)和重點(diǎn)是讓學(xué)生明確集合與集合的關(guān)系,掌握集合的運(yùn)算方法.在引導(dǎo)學(xué)生對(duì)教材例題分析之后,為了檢查學(xué)生對(duì)重要知識(shí)點(diǎn)的掌握情況,教師可以巧妙引入數(shù)學(xué)問(wèn)題:若A={x|x=2n+1,n∈Z},B={y|y=4k±1,k∈Z}.證明:A=B.同時(shí),引導(dǎo)學(xué)生剖析解題關(guān)鍵點(diǎn):證明A=B,即證明集合相等.學(xué)生分別給出兩種解題思路,分別為“先將集合A進(jìn)行變形,然后根據(jù)4k±1,k∈Z表示所有的奇數(shù),即可證明集合A等于集合B”和“由集合相等的定義,先證明AB,再證明BA,可以得出A=B的結(jié)論”.對(duì)于第一種解法,學(xué)生的解答過(guò)程為:A={x|x=2n+1,n∈Z}.當(dāng)n=2k,k∈Z時(shí),A={x|x=4k+1,k∈Z}.當(dāng)n=2k-1,k∈Z時(shí),A={x|x=4k-1,k∈Z}.故A={x|x=4k±1,k∈Z}.與集合B表示的元素一樣.所以A=B.
學(xué)生具備良好的數(shù)學(xué)思維,善用數(shù)學(xué)思維分析題意,找出數(shù)學(xué)問(wèn)題中的等量關(guān)系,再根據(jù)所學(xué)知識(shí),就能夠靈活運(yùn)用解題技巧解答數(shù)學(xué)問(wèn)題,從而發(fā)揮問(wèn)題教學(xué)模式的重要作用.
三、再設(shè)問(wèn)題,培養(yǎng)創(chuàng)新思維能力
構(gòu)建高中數(shù)學(xué)問(wèn)題教學(xué)模式,既不是一味分析問(wèn)題、解決問(wèn)題,也不是重點(diǎn)講解教材例題,而是需要教師掌握課堂教學(xué)節(jié)奏,根據(jù)教學(xué)的需要,靈活引入數(shù)學(xué)問(wèn)題,通過(guò)對(duì)數(shù)學(xué)問(wèn)題的解析,加深學(xué)生對(duì)重要知識(shí)點(diǎn)的理解.
篇10
1.小學(xué)數(shù)學(xué)課堂提問(wèn)存在的問(wèn)題
小學(xué)數(shù)學(xué)中的"提問(wèn)"是課堂教學(xué)的重要組成部分,是使用頻率最高的教學(xué)方法之一。經(jīng)過(guò)師生精心設(shè)計(jì)、恰到好處的課堂提問(wèn),能有效地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,燃起學(xué)生對(duì)知識(shí)的探究熱情,從而極大地提高課堂教學(xué)效率。但是目前小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中的"課堂提問(wèn)"存在著一些普遍性的問(wèn)題。
1.1 "課堂提問(wèn)"只重"師問(wèn)生答",不容學(xué)生的質(zhì)疑。有些老師課堂提問(wèn)的主體仍然是教師,提問(wèn)是老師的特權(quán),感覺(jué)老師是高高在上的,不容侵犯的,老師的提問(wèn)學(xué)生必須是無(wú)條件回答的。
1.2 課堂提問(wèn)目的性、思維性不強(qiáng),內(nèi)容模糊不清,隨意性大。如,有一位老師教學(xué)人教版五年級(jí)下冊(cè)"統(tǒng)計(jì)--眾數(shù)"。教學(xué)時(shí)他先出示學(xué)生做操和舞蹈的圖片,問(wèn):"六一兒童節(jié)舉行體操比賽,如果你是教練如何選隊(duì)員?"生1:我認(rèn)為選學(xué)習(xí)成績(jī)好的,因?yàn)椴挥绊懹?xùn)練。生2:選比較漂亮的同學(xué)。生3:選男生一半、女生一半。生4:選熱愛(ài)班集體的同學(xué)……顯然,這一提問(wèn)不明確,學(xué)生的回答沒(méi)有達(dá)到教師的提問(wèn)意圖。如果改問(wèn):"六一兒童節(jié)舉行體操比賽,為了使隊(duì)伍整齊、美觀,你認(rèn)為隊(duì)員的身高有何要求?"這樣的提問(wèn)既明確,又問(wèn)在關(guān)鍵處,有助于引出眾數(shù)的意義以及在生活中的運(yùn)用,做到了數(shù)學(xué)和生活的緊密聯(lián)系。
1.3 問(wèn)題評(píng)價(jià)方式過(guò)于刻板,難以激發(fā)學(xué)生的興趣。課堂提問(wèn)一貫采用"生答師評(píng)"的形式,很少出現(xiàn)多元的評(píng)價(jià)方式。這種形式的提問(wèn)雖然能夠了解學(xué)生知識(shí)水平、彌補(bǔ)學(xué)生知識(shí)不足等功能。但這種提問(wèn)一般被老師完全控制,教師留給學(xué)生思考答案的時(shí)間很少,經(jīng)常擔(dān)心學(xué)生的回答脫離自己預(yù)設(shè)的軌道,很不放心地打斷學(xué)生的回答,或者草率地加入個(gè)人的評(píng)價(jià),左右學(xué)生個(gè)人想法的表達(dá),影響了學(xué)生的思維和情緒,難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
1.4 總之?dāng)?shù)學(xué)課堂教學(xué)中嚴(yán)重存在低效提問(wèn)、無(wú)效提問(wèn)的現(xiàn)象,甚至出現(xiàn)不良提問(wèn)和失誤提問(wèn)。上述問(wèn)題的存在,嚴(yán)重制約著課堂提問(wèn)的有效性,使其低效甚至無(wú)效。為此我們很有必要構(gòu)建小學(xué)數(shù)學(xué)"以問(wèn)導(dǎo)學(xué)"教學(xué)模式,從宏觀上把握教學(xué)活動(dòng)整體及各要素之間內(nèi)部的關(guān)系和功能,圍繞數(shù)學(xué)的基本問(wèn)題和數(shù)學(xué)教學(xué)的重大問(wèn)題展開(kāi),注重學(xué)生思維與智慧的培養(yǎng),使學(xué)生學(xué)得主動(dòng)、學(xué)得活潑,學(xué)得有趣、學(xué)得有效。
2.構(gòu)建小學(xué)數(shù)學(xué)"以問(wèn)導(dǎo)學(xué)"課堂模式
"教學(xué)模式",突出教學(xué)模式的有序性和可操作性。其教學(xué)流程可以如下進(jìn)行:課前提問(wèn),建立關(guān)系--探究提問(wèn),解決問(wèn)題--鞏固提問(wèn),強(qiáng)化應(yīng)用――總結(jié)提問(wèn),增強(qiáng)記憶?,F(xiàn)結(jié)合新人教版小學(xué)數(shù)學(xué)五年級(jí)下冊(cè)"因數(shù)和倍數(shù)"這節(jié)課,將該教學(xué)模式的加以闡述。
2.1 課前提問(wèn),建立關(guān)系。課前談話提問(wèn),建立新舊知識(shí)的關(guān)系,為新知學(xué)習(xí)作一些遷移鋪墊;揭示并扳書(shū)課題,讓學(xué)生明確本節(jié)課學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容。例如在本課教學(xué)的開(kāi)始,教師提問(wèn):我們?nèi)伺c人之間存在著好多的關(guān)系,老師和你們是一種什么樣的關(guān)系呢?在我們的數(shù)學(xué)里,數(shù)與數(shù)之間也有著相互依存的關(guān)系,今天這節(jié)課讓我們就一起去研究、學(xué)習(xí)類似的一個(gè)問(wèn)題--因數(shù)和倍數(shù)。通過(guò)有效的提問(wèn),讓學(xué)生明確有因數(shù)與倍數(shù)之間不是單獨(dú)存在的,而是有著相互的依存關(guān)系,這就將已掌握的知識(shí)和思維方法遷移到對(duì)新知識(shí)的學(xué)習(xí)中去作準(zhǔn)備。
2.2 探究提問(wèn),解決問(wèn)題。在這一環(huán)節(jié)的教學(xué)中應(yīng)該重在"問(wèn)"、"導(dǎo)"、"學(xué)"三個(gè)字。
2.2.1 問(wèn)。教師出示課題讓學(xué)生看課題提出大問(wèn)題,讓學(xué)生產(chǎn)生學(xué)習(xí)的需要,明確學(xué)習(xí)方向、目標(biāo)、任務(wù),培養(yǎng)學(xué)生的提問(wèn)意識(shí)與能力。這里可以是學(xué)生獨(dú)立提出的問(wèn)題,學(xué)生小組提出的問(wèn)題,也可以是教師補(bǔ)充提出的問(wèn)題。教師結(jié)合學(xué)生提出的問(wèn)題進(jìn)行有序的板書(shū)。
例如在板書(shū)課題后教師提問(wèn):看到這個(gè)課題,你們想提出什么問(wèn)題?學(xué)生通過(guò)獨(dú)立思考提出了以下的問(wèn)題:(1)什么是因數(shù)?什么是倍數(shù)?(2)因數(shù)和倍數(shù)有什么關(guān)系?(3)怎樣找一個(gè)數(shù)的因數(shù)?(4)怎樣找一個(gè)數(shù)的倍數(shù)?這些問(wèn)題都是具有導(dǎo)向性的大問(wèn)題,這些問(wèn)題能讓學(xué)生明確學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容和任務(wù),激發(fā)學(xué)生探究解決問(wèn)題的興趣和欲望。
2.2.2 導(dǎo)。這是教學(xué)的關(guān)鍵。教師以問(wèn)題的方式引導(dǎo)學(xué)生自學(xué)課本和探究解決自己提出的問(wèn)題。這樣既能突出教學(xué)的重點(diǎn),突破教學(xué)的難點(diǎn),又能充分發(fā)揮教師在教學(xué)過(guò)程中啟發(fā)和引導(dǎo)的作用。
2.2.3 學(xué)。這是教學(xué)的核心。學(xué)生在"問(wèn)題"的引領(lǐng)下分為三步進(jìn)行學(xué)習(xí)活動(dòng):(1)看書(shū)自學(xué),獨(dú)立思考解決提出的問(wèn)題;(2)小組共學(xué),共同探討個(gè)人未能獨(dú)立解決的問(wèn)題;(3)匯報(bào)展示解決問(wèn)題并欣賞、點(diǎn)評(píng)和質(zhì)疑。通過(guò)以上三個(gè)環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí),學(xué)生認(rèn)識(shí)因數(shù)和倍數(shù),掌握找一個(gè)數(shù)的因數(shù)和倍數(shù)的方法,充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主體作用,培養(yǎng)和提高學(xué)生的語(yǔ)言表達(dá)能力、展示匯報(bào)能力及質(zhì)疑釋疑的能力。教師作適時(shí)追問(wèn)以加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的認(rèn)識(shí)和理解。這使學(xué)生的學(xué)習(xí)收到事半功倍的效果。
2.3 鞏固提問(wèn),強(qiáng)化應(yīng)用。教師設(shè)計(jì)多種形式的練習(xí)問(wèn)題讓學(xué)生解決并適當(dāng)展示講評(píng),鞏固新學(xué)的知識(shí)和方法,形成技能技巧,培養(yǎng)和提高學(xué)生分析和解決問(wèn)題的能力及應(yīng)用知識(shí)的意識(shí)與能力。
例如本節(jié)課設(shè)計(jì)的練習(xí)問(wèn)題如下:(1)基本題。1)請(qǐng)你隨意寫(xiě)出一個(gè)乘法算式,同桌之間互相說(shuō)一說(shuō)誰(shuí)是誰(shuí)的因數(shù)或誰(shuí)是誰(shuí)的倍數(shù)。2)在研究因數(shù)和倍數(shù)時(shí)要注意什么問(wèn)題?這里的問(wèn)題設(shè)計(jì)目的讓學(xué)生明白這里所講的因數(shù)和倍數(shù)都是指整數(shù)。(2)加深題。1)請(qǐng)同學(xué)們列出的三個(gè)數(shù)的因數(shù),你們發(fā)現(xiàn)了什么?2)請(qǐng)同學(xué)們列出的三個(gè)數(shù)的倍數(shù),你們又發(fā)現(xiàn)了什么?這里的問(wèn)題設(shè)計(jì)目的讓學(xué)生掌握一個(gè)數(shù)的因數(shù)和倍數(shù)的特征。(3)拓展題。媽媽買來(lái)幾個(gè)西瓜,2個(gè)2個(gè)地?cái)?shù),正好數(shù)完,5個(gè)5個(gè)地?cái)?shù),也正好數(shù)完。這些西瓜最少有多少個(gè)?這里的問(wèn)題設(shè)計(jì)目的加深學(xué)生對(duì)新學(xué)知識(shí)的理解和掌握,形成技能技巧,提高辨別能力和應(yīng)用能力。
2.4 總結(jié)提問(wèn),增強(qiáng)記憶。教師以提問(wèn)的方式引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)本節(jié)課主要學(xué)習(xí)內(nèi)容和收獲,提出疑難問(wèn)題并予以解決,加深學(xué)生的認(rèn)識(shí),增強(qiáng)學(xué)生的印象,強(qiáng)化學(xué)生的記憶,共同分享學(xué)習(xí)活動(dòng)和學(xué)習(xí)成功的快樂(lè)。
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