前言:一篇好文章的誕生,需要你不斷地搜集資料、整理思路,本站小編為你收集了豐富的數(shù)學(xué)建模建模思路主題范文,僅供參考,歡迎閱讀并收藏。
【關(guān)鍵詞】 信息融合 血瘀 舌象異常 智能診斷模型
信息融合即多源信息的協(xié)同運(yùn)用技術(shù),是把多源信息在空間或時(shí)間上冗余互補(bǔ)的數(shù)據(jù)根據(jù)需要進(jìn)行處理,將數(shù)據(jù)協(xié)同應(yīng)用,獲得研究對(duì)象的一致性描述,進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)多源信息有機(jī)組合所蘊(yùn)含的新信息[1]。信息融合支持信息共享,著力于合理利用信息資源,彌補(bǔ)信息不完整、部分信息不精確或不確定造成的缺陷,使系統(tǒng)的性能指標(biāo)、可靠性、穩(wěn)定性、容錯(cuò)能力都得以提高。
神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制是一種基本上不依賴于模型的控制方法,比較適用于那些具有不確定性或高度非線性的控制對(duì)象,并具有并行計(jì)算、分布式信息存儲(chǔ)、容錯(cuò)能力強(qiáng)以及較強(qiáng)的自適應(yīng)學(xué)習(xí)功能。模糊邏輯是一種處理不確定性、非線性和其他不確定問(wèn)題的有力工具,它比較適合表達(dá)那些模糊或定性的知識(shí),其推理方式比較類似于人的思維模式。但是一般來(lái)說(shuō)模糊系統(tǒng)缺乏自學(xué)習(xí)和自適應(yīng)能力。模糊和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)均屬于一種數(shù)值化和非數(shù)學(xué)模型的函數(shù)估計(jì)和動(dòng)力學(xué)系統(tǒng),它們都是以一種非精確的處理方式處理不精確的信息。模糊技術(shù)引入"隸屬度"的概念,使語(yǔ)言變量描述的控制規(guī)則數(shù)值化,從而可直接處理結(jié)構(gòu)化知識(shí)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)則模擬人腦處理信息的方式,利用大量的訓(xùn)練數(shù)據(jù),通過(guò)自學(xué)習(xí)來(lái)實(shí)現(xiàn)輸入/輸出之間的非線性映射關(guān)系。模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)是兩種智能控制技術(shù)的有機(jī)結(jié)合。
瘀血舌象及其血瘀證的影響因素包括精神情緒、自然環(huán)境、社會(huì)環(huán)境、體質(zhì)狀況差異等,而且一般具有潛隱性。要準(zhǔn)確診斷瘀血舌象及其血瘀證,需要考慮多種可能的癥狀,進(jìn)行綜合辨證診斷。癥狀的描述具有模糊性,如癥狀和疾病之間存在著一定的模糊性,某一癥狀的出現(xiàn)對(duì)診斷疾病所起的作用不同且模糊,患者的狀態(tài)很難準(zhǔn)確地定義等。醫(yī)生必須通過(guò)大量的模糊的、不確定癥狀信息,利用豐富的診斷經(jīng)驗(yàn),才可從這些信息中得出最后的診斷結(jié)果和治療方案。
瘀血舌象的特征信息與各種病證的大量的、模糊的、不確定信息之間發(fā)生關(guān)聯(lián)需進(jìn)行發(fā)散再發(fā)散和矛盾轉(zhuǎn)化,對(duì)比關(guān)聯(lián)僅僅用模糊算法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法等很難解決這一類非線性的復(fù)雜邏輯問(wèn)題。而信息融合技術(shù)可以為解決瘀血舌象診斷中的"舌神"、"舌色"、"舌形"、"舌態(tài)"、"舌苔"、"舌下絡(luò)脈"的綜合診斷奠定基礎(chǔ)。運(yùn)用信息融合技術(shù)(模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù))可以建立瘀血舌象的特征信息庫(kù)。
1 瘀血舌象及血瘀證計(jì)量辨證診斷原理
臨床上的每一癥狀(含體征)都具有辨證意義。每一癥狀對(duì)各證候的診斷意義,并不是一對(duì)一的簡(jiǎn)單關(guān)系,而是一個(gè)癥狀對(duì)多種證具有不同的診斷價(jià)值;每一證候的診斷則往往需要根據(jù)多種臨床表現(xiàn)(即癥狀)才能明確。因此,應(yīng)當(dāng)了解各種常見(jiàn)癥狀的辨證意義。即了解:(1)哪些癥狀為某種證候的表現(xiàn);(2)各種癥狀對(duì)某種證候來(lái)說(shuō)貢獻(xiàn)度(或稱可信度)為多少。
辨證主要是辨別病變現(xiàn)階段的病位與病性(或稱病機(jī)),其具體內(nèi)容稱之為辨證要素。瘀血舌及其血瘀證的病位主要涉及心、肺、脾、肝、腎。病性主要涉及氣滯、血瘀、氣虛、血虛等。臨床上常見(jiàn)而較規(guī)范的證名,一般是由病位和病性的不同內(nèi)容相互組合而成。
瘀血舌象及其血瘀證診斷系統(tǒng)首先需對(duì)血瘀證癥狀的辨證意義進(jìn)行定性定量,即明確有關(guān)癥狀對(duì)各種辨證要素的貢獻(xiàn)度(或稱隸屬度)。
2 模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
在瘀血舌象及其血瘀證診斷系統(tǒng)中應(yīng)用了一種基于競(jìng)爭(zhēng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模糊推理,以癥狀向量特征值作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入層節(jié)點(diǎn),隱含節(jié)點(diǎn)用來(lái)表示隸屬度函數(shù)和推理規(guī)則,推理層用兩個(gè)競(jìng)爭(zhēng)網(wǎng)絡(luò)的并行計(jì)算分別進(jìn)行病位和病機(jī)推理。整個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型共分成3層:第1層為輸入層,第2層每個(gè)節(jié)點(diǎn)代表一條模糊規(guī)則,第3層是由兩個(gè)競(jìng)爭(zhēng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的競(jìng)爭(zhēng)網(wǎng)絡(luò)層。由其中一個(gè)競(jìng)爭(zhēng)網(wǎng)絡(luò)可推理出病位,由另一個(gè)競(jìng)爭(zhēng)網(wǎng)絡(luò)可推理出病機(jī)。輸出節(jié)點(diǎn)表示推理系統(tǒng)的輸出信號(hào),即辨證定量的結(jié)果--證候的特征向量,包括如氣虛貢獻(xiàn)度為22,肝為39,氣滯為38,神為22,……。
廣州中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報(bào)2007年第24卷
第6期陳 群,等.運(yùn)用信息融合技術(shù)建立瘀血舌象及血瘀證智能診斷推理模型的思路
上述網(wǎng)絡(luò)實(shí)質(zhì)上是采用一種模糊邏輯神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)推理機(jī)制。將模糊規(guī)則用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)表示出來(lái),由神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)模糊量化,隸屬度函數(shù)表示出各個(gè)癥狀所反映的病位和病機(jī)的可能性大小,或者說(shuō)表示出各個(gè)癥狀對(duì)某個(gè)病位和病機(jī)的貢獻(xiàn)度。該貢獻(xiàn)度作為第2層節(jié)點(diǎn)的輸入。通過(guò)第2層節(jié)點(diǎn)的運(yùn)算則得出某病人的全部實(shí)際癥狀對(duì)某個(gè)病位和病機(jī)的綜合貢獻(xiàn)度。對(duì)綜合貢獻(xiàn)度進(jìn)行閾值處理后,將其作為競(jìng)爭(zhēng)網(wǎng)絡(luò)的輸入。在這里,實(shí)際上是模擬醫(yī)生的發(fā)散思維,盡可能多地找出各種可能的病位和病機(jī)。 第3層的輸出分為對(duì)病位和病機(jī)兩部分的影響,可看作兩個(gè)向量,分別作為兩個(gè)競(jìng)爭(zhēng)網(wǎng)絡(luò)的輸入。每個(gè)競(jìng)爭(zhēng)網(wǎng)絡(luò)的原型向量(矩陣W的列向量)代表一條診斷經(jīng)驗(yàn),由網(wǎng)絡(luò)通過(guò)樣本集的學(xué)習(xí)建立。競(jìng)爭(zhēng)網(wǎng)絡(luò)的輸出為一維列向量,反映輸入向量與哪個(gè)原型向量最為接近,這實(shí)際上是推斷出最可能的病位和病機(jī),也就是推斷出最可能的證候。通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算,實(shí)際上是模擬醫(yī)生診斷的思維收斂過(guò)程。
競(jìng)爭(zhēng)網(wǎng)絡(luò)采用Hamming網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),由兩層組成。第1層將輸入向量與原型向量聯(lián)系起來(lái),第2層采用競(jìng)爭(zhēng)方式?jīng)Q定哪種原型向量最接近輸入向量(如圖1所示)。P為輸入向量;R為輸入向量的元素個(gè)數(shù);S為神經(jīng)元個(gè)數(shù);
3 瘀血舌象及血瘀證智能推理模型的建立及其意義
中醫(yī)學(xué)對(duì)每一癥狀輕重的描述是模糊的,故可采用模糊化規(guī)則。一般是以中等程度為準(zhǔn),癥狀的輕重分5級(jí)進(jìn)行模糊化,隸屬度分別取值為{0.1,0.3,0.5,0.7,0.9}。中等程度癥狀時(shí)隸屬度取值0.5,最嚴(yán)重時(shí)隸屬度取值0.9,無(wú)影響的隸屬度取值0。模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的競(jìng)爭(zhēng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)樣本集依據(jù)專家的診斷經(jīng)驗(yàn)建立。競(jìng)爭(zhēng)網(wǎng)絡(luò)通過(guò)學(xué)習(xí),其權(quán)值矩陣存儲(chǔ)專家經(jīng)驗(yàn)。在瘀血舌象及其血瘀證診斷系統(tǒng)中各辨證要素的診斷確定,以100作為通用閾值,即各癥狀對(duì)各辨證要素貢獻(xiàn)度之和達(dá)到或超過(guò)100時(shí),即可診斷為此項(xiàng)辨證要素。然而瘀血舌象及其血瘀證的癥狀表現(xiàn)可少可多,故診斷閾值應(yīng)隨之進(jìn)行升降調(diào)節(jié),即病情輕時(shí)可以降低閾值而視為準(zhǔn)證候狀態(tài),病情重或者復(fù)雜時(shí)則可升高診斷的閾值。
臨床運(yùn)用時(shí),首先分別將患者的癥狀,按提示的辨證要素分別進(jìn)行累積相加,然后取超過(guò)100閾值的項(xiàng)目(或較高的項(xiàng)目)作為辨證診斷,最后將達(dá)到診斷閾值的項(xiàng)目進(jìn)行有機(jī)聯(lián)系組合,從而構(gòu)成完整的證名診斷。為了解決診斷準(zhǔn)確率與診斷速度的矛盾,通過(guò)"0"權(quán)值的使用建立三級(jí)思維發(fā)散機(jī)制來(lái)處理潛在的或相關(guān)的癥狀。對(duì)一般病證,不用充分詢問(wèn)病情,只就主要癥狀進(jìn)行辨證診斷,這樣可以很快地得出診斷結(jié)果。對(duì)較復(fù)雜的病證,考慮的癥狀就多一些,以保證較高的準(zhǔn)確率。而對(duì)疑難雜證,則應(yīng)充分詢問(wèn)病情,考慮各種潛在的或相關(guān)的癥狀,以保證得出正確的診斷結(jié)果。
瘀血舌象特征信息庫(kù)的建立將為舌象自動(dòng)診斷系統(tǒng)奠定了良好的基礎(chǔ)。中醫(yī)的舌象自動(dòng)診斷系統(tǒng)將計(jì)算機(jī)技術(shù)中的圖像處理技術(shù)、模式識(shí)別技術(shù)和全息醫(yī)學(xué)中的舌診技術(shù)創(chuàng)造性地結(jié)合起來(lái),克服傳統(tǒng)中醫(yī)舌象診斷依賴個(gè)人經(jīng)驗(yàn)和不量化的弱點(diǎn)。我們認(rèn)為,開(kāi)發(fā)出的系統(tǒng)將是一個(gè)活動(dòng)的"舌診專家",對(duì)某些疑難病癥的診斷將發(fā)揮其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),具有較好的市場(chǎng)前景。另外,以舌象的計(jì)算機(jī)圖像分析與識(shí)別為契機(jī),擬帶動(dòng)整個(gè)中醫(yī)望診和中醫(yī)診療手段的全面信息化、客觀化、標(biāo)準(zhǔn)化。
關(guān)鍵詞:數(shù)學(xué)建模;計(jì)量分析;科研;促進(jìn)
中圖分類號(hào):TB115 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2013)08-0189-03
一、引言
數(shù)學(xué)建模是指對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的一個(gè)特定對(duì)象,為了特定目的,做出一些必要的簡(jiǎn)化和假設(shè),運(yùn)用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)工具得到一個(gè)數(shù)學(xué)模型并求解,用它來(lái)解釋特定現(xiàn)象的現(xiàn)實(shí)性態(tài)、預(yù)測(cè)對(duì)象的未來(lái)狀況、提供處理對(duì)象的優(yōu)化決策和控制、設(shè)計(jì)滿足某種需要的產(chǎn)品等。湖北經(jīng)濟(jì)學(xué)院從2003年開(kāi)始進(jìn)行數(shù)學(xué)建模的教學(xué)和培訓(xùn)工作,并組織在校大學(xué)生組隊(duì)參加全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽。在這近十年的工作過(guò)程中,我們?nèi)〉昧艘欢ǖ某煽?jī),一大批學(xué)生通過(guò)數(shù)學(xué)建模的學(xué)習(xí),掌握了數(shù)學(xué)建模的基本知識(shí)和用建模知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力,增強(qiáng)了服務(wù)社會(huì)、服務(wù)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的能力;一批數(shù)學(xué)建模小組在全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽中取得了優(yōu)異的成績(jī),包括全國(guó)一等獎(jiǎng)三項(xiàng)、全國(guó)二等獎(jiǎng)六項(xiàng)和省級(jí)獎(jiǎng)項(xiàng)若干。我們欣喜的發(fā)現(xiàn),數(shù)學(xué)建模工作在取得一系列教學(xué)成果的同時(shí),還極大的推動(dòng)了學(xué)校科研的發(fā)展。下面就數(shù)學(xué)建模促進(jìn)學(xué)??蒲邪l(fā)展的現(xiàn)實(shí)意義、目標(biāo)定位、應(yīng)該注意的問(wèn)題以及進(jìn)一步做好以數(shù)學(xué)建模促進(jìn)科研發(fā)展的具體措施等幾個(gè)方面進(jìn)行討論。
二、以數(shù)學(xué)建模促進(jìn)科研發(fā)展的現(xiàn)實(shí)意義
我校的數(shù)學(xué)建模工作主要包括選修課課堂教學(xué)、組織策劃數(shù)模講座、指導(dǎo)數(shù)學(xué)建模社團(tuán)和課外興趣小組、組織學(xué)生積極參加課外實(shí)踐和課外科研項(xiàng)目、組織學(xué)生賽前培訓(xùn)及參加全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽等環(huán)節(jié)。教學(xué)目的旨在提高學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力及競(jìng)爭(zhēng)意識(shí);通過(guò)本課程的學(xué)習(xí),學(xué)生不僅掌握了數(shù)學(xué)建模的基本知識(shí)和用建模知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力,還增強(qiáng)了做科學(xué)研究和撰寫科研論文的能力。同時(shí),數(shù)學(xué)建模工作也為教師的科研工作注入了新的思想和素材。總之,數(shù)學(xué)建模在促進(jìn)學(xué)校科研發(fā)展上具有重大的現(xiàn)實(shí)意義,具體體現(xiàn)在以下四個(gè)方面。
1.數(shù)學(xué)建模迅速提升大學(xué)生的科研能力。在數(shù)學(xué)建模的學(xué)習(xí)過(guò)程中,同學(xué)們需要查閱大量的文獻(xiàn)資料、將實(shí)際課題抽象成數(shù)學(xué)模型、開(kāi)展數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)算法、使用計(jì)算機(jī)求解(作圖)、編制應(yīng)用軟件和撰寫論文等,經(jīng)過(guò)這種全方位的鍛煉,同學(xué)們的實(shí)踐能力特別是做科學(xué)研究和撰寫論文的能力得到了極大的提高。同時(shí),數(shù)學(xué)建模具有知識(shí)面廣、實(shí)踐性強(qiáng)、學(xué)科交叉性大的特點(diǎn),通過(guò)數(shù)學(xué)建模的學(xué)習(xí),同學(xué)們的知識(shí)水平和理論水平都會(huì)有一個(gè)很大的提高。實(shí)踐證明,數(shù)學(xué)建模對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的科研能力具有其他課程無(wú)法替代的重要作用。數(shù)學(xué)建模教學(xué)與培訓(xùn)除了在課堂教學(xué)上向?qū)W生講解經(jīng)典案例外,還要求每個(gè)學(xué)生必須完成課外實(shí)際課題研究并提交研究論文。學(xué)生課外科研課題的來(lái)源目前有兩類:一類是教師從自己科研工作中收集來(lái)的小型課題;另一類是學(xué)生自己從本系或校內(nèi)其他部門收集來(lái)的課題。從我校實(shí)踐結(jié)果來(lái)看,做這樣的課外實(shí)際課題研究,學(xué)生的積極性更高,做得也較好。這種形式的教學(xué)為學(xué)生提供了一個(gè)開(kāi)展課外科研的機(jī)會(huì),開(kāi)始時(shí)大多數(shù)學(xué)生都不知道應(yīng)當(dāng)如何開(kāi)展研究,經(jīng)過(guò)課堂案例教學(xué)的引導(dǎo),實(shí)際研究的鍛煉,同學(xué)們的綜合素質(zhì)提高得非常快,創(chuàng)新能力和競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)大大加強(qiáng),起到了明顯的人才培養(yǎng)效益,這也是我校學(xué)生能在全國(guó)競(jìng)賽中表現(xiàn)突出的重要原因之一。其中有一部分同學(xué)將學(xué)習(xí)中整理出來(lái)的優(yōu)秀在《藏龍學(xué)刊》、《金融園地》等期刊雜志上,供其他同學(xué)查閱參考。今后,我們將進(jìn)一步加強(qiáng)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié),使其在人才培養(yǎng)中發(fā)揮出更大的效益。
2.數(shù)學(xué)建模鞏固教師的自身素質(zhì),推動(dòng)教師科研工作的發(fā)展。教學(xué)和培訓(xùn)過(guò)程是教師和學(xué)生之間的一種雙邊互動(dòng)過(guò)程,教師的教和學(xué)生的學(xué)之間的“教學(xué)相長(zhǎng)”,對(duì)教師的科研工作有很好的促進(jìn)作用。這種促進(jìn)作用被大多數(shù)教育工作者認(rèn)可,教師準(zhǔn)備教學(xué)的過(guò)程,就是對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行整理、思考、鉆研的研究過(guò)程。特別是數(shù)學(xué)建模課程,由于其內(nèi)容均來(lái)自于實(shí)際問(wèn)題,可能會(huì)涉及到各個(gè)學(xué)科的知識(shí),如果教師自己沒(méi)有較廣的知識(shí)面,沒(méi)有較強(qiáng)的科研能力和解決實(shí)際問(wèn)題的能力,沒(méi)有對(duì)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和文化發(fā)展最新成果的學(xué)習(xí)和領(lǐng)會(huì),便不可能有好的教學(xué)、不可能帶領(lǐng)學(xué)生掌握這門知識(shí)和能力,因此,數(shù)學(xué)建模教學(xué)上的“教學(xué)相長(zhǎng)”就更加突出。此外,參加數(shù)學(xué)建模學(xué)習(xí)的同學(xué)都是求知欲和學(xué)習(xí)能力很強(qiáng)的同學(xué),他們?cè)诮邮苄碌闹R(shí)信息方面常常走在教師的前面,雙邊活動(dòng)的一個(gè)積極的結(jié)果常常是教師從學(xué)生身上得到很多新的東西,這給教師的科研提供了新的資源;同時(shí),教師在將一個(gè)個(gè)經(jīng)典的實(shí)踐性案例向?qū)W生闡述和講解時(shí),他的思路也會(huì)從這種闡述中得到整理和澄清。概括地說(shuō),數(shù)學(xué)建??梢造柟探處煹闹R(shí)水平和素質(zhì),可以理清教師的科研思路,拓寬教師的科研范疇。
3.數(shù)學(xué)建模極大地推動(dòng)了教學(xué)項(xiàng)目的研究。數(shù)學(xué)建模是一個(gè)新生事物,也是一個(gè)不斷總結(jié)、創(chuàng)新和進(jìn)步的過(guò)程,是不斷摸索新的教學(xué)方法和思路的過(guò)程,在這個(gè)過(guò)程中,我們進(jìn)行了相關(guān)教研課題的立項(xiàng)和研究,探索出更適合當(dāng)代大學(xué)生的教學(xué)方法和思路。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),參加數(shù)學(xué)建模教學(xué)工作的老師,有半數(shù)以上的教研課題和數(shù)學(xué)建模直接相關(guān)。
4.數(shù)學(xué)建模為師生打開(kāi)跨學(xué)科研究的大門。數(shù)學(xué)建模問(wèn)題均來(lái)自于生活,涉及眾多學(xué)科領(lǐng)域,因此,討論研究數(shù)學(xué)建模問(wèn)題,必然用到跨學(xué)科研究的思路和方法,為老師和同學(xué)們展開(kāi)跨學(xué)科研究打下基礎(chǔ)。綜合應(yīng)用多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域的知識(shí)探討一個(gè)問(wèn)題,在多門學(xué)科之間進(jìn)行交叉探索研究,容易發(fā)現(xiàn)新問(wèn)題,構(gòu)建新的知識(shí)聯(lián)結(jié),形成新的知識(shí)點(diǎn),揭示新的理論或新的知識(shí)體系;能揭示各學(xué)科之間的辯證關(guān)系,解決相關(guān)的科學(xué)問(wèn)題,有利于促進(jìn)學(xué)科創(chuàng)新發(fā)展或創(chuàng)建新學(xué)科等??鐚W(xué)科研究法以創(chuàng)新為根本取向,已廣泛地被應(yīng)用于學(xué)科發(fā)展及創(chuàng)建新學(xué)科的研究之中,從而獲得大量的研究成果,促進(jìn)了科學(xué)學(xué)科的創(chuàng)新發(fā)展及創(chuàng)建新學(xué)科。
三、以數(shù)學(xué)建模促進(jìn)科研發(fā)展的目標(biāo)和定位
數(shù)學(xué)建模為學(xué)校的科研發(fā)展帶來(lái)了實(shí)實(shí)在在的促進(jìn)作用,在此基礎(chǔ)上,我們以數(shù)學(xué)建模和參與數(shù)學(xué)建模的師生為紐帶搭建的全校性的計(jì)量分析公共平臺(tái)已具雛形。湖北經(jīng)濟(jì)學(xué)院是一所經(jīng)濟(jì)管理類院校,各學(xué)科專業(yè)內(nèi)的計(jì)量分析內(nèi)容較多,但由于歷史的原因,專業(yè)教師和同學(xué)們的計(jì)量分析能力普遍較弱,這給學(xué)科發(fā)展和科學(xué)研究帶來(lái)極大不便。通過(guò)數(shù)學(xué)建模搭橋,我們?cè)诤苯?jīng)濟(jì)學(xué)院內(nèi)搭建了一個(gè)全校性的計(jì)量分析公共平臺(tái),在這個(gè)平臺(tái)上,我們?yōu)槠渌麑I(yè)院系師生提供計(jì)量分析輔導(dǎo)和幫助、展開(kāi)學(xué)術(shù)交流和科研互動(dòng)。今后,我們打算以數(shù)學(xué)建模為依托,通過(guò)學(xué)生和教師這兩條路線繼續(xù)完善好這個(gè)全校性的計(jì)量分析公共平臺(tái)。在學(xué)生路線上,我們繼續(xù)對(duì)從各院系選的優(yōu)秀大學(xué)生進(jìn)行高質(zhì)量的集中培訓(xùn),培養(yǎng)他們的定量分析能力和解決實(shí)際問(wèn)題的能力、增強(qiáng)他們的科研能力和撰寫科研論文的能力,使這些同學(xué)回到各自院系后,成為同學(xué)中進(jìn)行定量分析和科學(xué)研究的佼佼者,他們一方面能積極與專業(yè)教師聯(lián)系,幫助專業(yè)教師完成科研工作中的定量分析任務(wù);另一方面,他們成為同班同學(xué)中做定量分析的能手,能帶動(dòng)更多的同學(xué)完成學(xué)習(xí)中遇到的定量分析工作和科研工作。在教師路線上,我們繼續(xù)積極與其他院系老師開(kāi)展合作,進(jìn)行跨學(xué)科科研項(xiàng)目的研究。截至目前,我們已經(jīng)與湖北水事研究中心、湖北物流發(fā)展研究中心、湖北數(shù)據(jù)與分析中心、湖北省大中型水庫(kù)移民后期扶持政策監(jiān)測(cè)評(píng)估中心建立了長(zhǎng)期、穩(wěn)定的合作,并參與了多項(xiàng)跨學(xué)科、跨專業(yè)院系的科研課題的研究。在此基礎(chǔ)上,我們爭(zhēng)取和更多的科研單位與專業(yè)教師展開(kāi)合作,使計(jì)量分析公共平臺(tái)發(fā)揮更大的效用。
四、以數(shù)學(xué)建模促進(jìn)科研發(fā)展中應(yīng)注意的問(wèn)題
數(shù)學(xué)建模對(duì)學(xué)校的科研發(fā)展能起到推動(dòng)的作用,要使得這種推動(dòng)效應(yīng)達(dá)到最優(yōu),還需要在工作過(guò)程中注意以下幾個(gè)方面的問(wèn)題。
1.參與數(shù)學(xué)建模教學(xué)工作的教師應(yīng)具備一定的學(xué)術(shù)素養(yǎng)和道德水準(zhǔn)。由于數(shù)學(xué)建模知識(shí)具有一定的寬度和厚度,使得數(shù)學(xué)建模工作帶有一定的艱巨性,寬厚的知識(shí)儲(chǔ)備和較高的學(xué)術(shù)水平是完成數(shù)學(xué)建模教學(xué)工作的基本前提,更是帶領(lǐng)學(xué)生完成相關(guān)科研工作,在全國(guó)競(jìng)賽中沖刺并能取得好成績(jī)的必要保證。同時(shí),要保證教師能從優(yōu)秀的學(xué)生身上汲取新的科研思想,但不是打壓、扼殺甚至剽竊學(xué)生的科研思想,這又需要教師具備較高的道德水準(zhǔn)與人格品位。
2.參與數(shù)學(xué)建模教學(xué)的師生應(yīng)具有較強(qiáng)的團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)與合作精神。數(shù)學(xué)建模工作是一個(gè)團(tuán)隊(duì)活動(dòng),數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽是一個(gè)團(tuán)隊(duì)競(jìng)賽,隊(duì)員的團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)與合作精神是工作和競(jìng)賽成敗的重要因素。當(dāng)今社會(huì)的各個(gè)角落都需要合作,學(xué)校的科研工作更是如此,因此,較好的團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)與合作精神在帶給師生理想成績(jī)的同時(shí),也為他們較好的從事其他科研工作奠定了一個(gè)堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
3.參與數(shù)學(xué)建模教學(xué)的師生應(yīng)具有平等、民主、融洽的師生關(guān)系。數(shù)學(xué)建模的教學(xué)過(guò)程以及日常的科研工作都需要有大量的相互討論,良好的師生關(guān)系可以保障這種討論愉快地進(jìn)行,并能激發(fā)師生的想象力和創(chuàng)造力,從而獲得滿意的答案并發(fā)現(xiàn)新問(wèn)題。
4.圓滿完成數(shù)學(xué)建模工作,并使數(shù)學(xué)建模對(duì)科研發(fā)展的促進(jìn)作用得到良好的體現(xiàn),需要學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)以及各專業(yè)院系的大力支持和重視。參與數(shù)學(xué)建模的學(xué)生來(lái)源于各個(gè)院系,開(kāi)展跨學(xué)科科研合作也會(huì)涉及到多個(gè)院系和單位,學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)以及各專業(yè)院系的大力支持和重視是順利完成數(shù)學(xué)建模工作的基本保障,也是開(kāi)展跨學(xué)科科學(xué)研究的基本前提。
五、進(jìn)一步完善以數(shù)學(xué)建模促進(jìn)科研發(fā)展的具體措施
1.進(jìn)一步加強(qiáng)領(lǐng)導(dǎo)重視、加強(qiáng)院系合作,并廣泛宣傳、積極引導(dǎo)學(xué)生參與。領(lǐng)導(dǎo)重視,學(xué)生積極參與是我們搞好數(shù)學(xué)建模工作的基礎(chǔ)。近十年來(lái),我們能在數(shù)學(xué)建模教學(xué)和參賽方面取得較好的成績(jī),并利用數(shù)學(xué)建模引導(dǎo)科研工作不斷進(jìn)步,一靠領(lǐng)導(dǎo)的重視;二靠廣大教師和學(xué)生的積極參與。學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)相當(dāng)重視學(xué)生的綜合素質(zhì)教育,為數(shù)學(xué)建模教學(xué)配置了專用的實(shí)驗(yàn)室,教務(wù)處也專門制定了學(xué)生參與數(shù)模學(xué)習(xí)和競(jìng)賽的相關(guān)獎(jiǎng)勵(lì)制度和規(guī)定,并給予專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)資助。今后應(yīng)繼續(xù)完善、利用這些條件,并廣泛宣傳、積極引導(dǎo)學(xué)生參與到數(shù)學(xué)建模中來(lái)。
2.進(jìn)一步加強(qiáng)自身建設(shè),提高師資力量。擔(dān)任本課程的教師既有多年從事數(shù)學(xué)建模教學(xué)和教改的老教師,也有多名青年教師,年齡結(jié)構(gòu)與知識(shí)結(jié)構(gòu)合理,使得教學(xué)效果很好。但是,數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽和相關(guān)科研工作具有很強(qiáng)的時(shí)代性,其問(wèn)題多與同時(shí)期的重大事件聯(lián)系在一起,這就要求我們的教師要不斷進(jìn)行學(xué)習(xí),不斷更新知識(shí)儲(chǔ)備,不斷加強(qiáng)自身建設(shè),此外,也是為了滿足數(shù)學(xué)建模教學(xué)及進(jìn)行相關(guān)科學(xué)研究的需要。
3.加強(qiáng)配套教材建設(shè)。近十年來(lái),我們的教師在數(shù)學(xué)建模教學(xué)及科研工作中積累了大量的優(yōu)秀教學(xué)素材和經(jīng)驗(yàn),如果能將這些寫進(jìn)教材,直接呈現(xiàn)給學(xué)生,將會(huì)進(jìn)一步促進(jìn)數(shù)學(xué)建模教學(xué)、競(jìng)賽及相關(guān)科研工作的發(fā)展。同時(shí),我們考慮到目前的一些傳統(tǒng)教材,主要是針對(duì)理工科學(xué)生編寫的,而不適合我校學(xué)生使用。因此,我們應(yīng)加強(qiáng)配套教材的編寫工作,以進(jìn)一步推動(dòng)我校數(shù)學(xué)建模教學(xué)和競(jìng)賽的發(fā)展,進(jìn)而為推動(dòng)學(xué)??蒲邪l(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。
4.加強(qiáng)網(wǎng)站和實(shí)驗(yàn)室建設(shè)。網(wǎng)站是向?qū)W生宣傳數(shù)學(xué)建模內(nèi)容、展示數(shù)學(xué)建模成績(jī)的媒介,是我們與其他單位教師進(jìn)行溝通、開(kāi)展跨學(xué)科研究的橋梁;實(shí)驗(yàn)室是師生進(jìn)行教學(xué)、競(jìng)賽和開(kāi)展研究討論的硬件環(huán)境。因此,我們需要進(jìn)一步加強(qiáng)網(wǎng)站和實(shí)驗(yàn)室建設(shè),更好地服務(wù)數(shù)學(xué)建模工作,服務(wù)學(xué)校的科研發(fā)展。
參考文獻(xiàn):
[1]王偉廉.試論高校教學(xué)對(duì)科研的促進(jìn)作用[J].高等教育研究,2001,(1).
[關(guān)鍵詞]數(shù)學(xué)建模,數(shù)學(xué)教學(xué),高等數(shù)學(xué)
1 在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中滲透數(shù)學(xué)建模思想
全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽雖然發(fā)展得迅速,但是參賽者畢竟還是很少一部分學(xué)生,要使它具有強(qiáng)大的生命力,筆者認(rèn)為,必須與日常的教學(xué)活動(dòng)和教育改革結(jié)合起來(lái)。任何一門學(xué)科的產(chǎn)生與發(fā)展都離不開(kāi)外部世界的推動(dòng),數(shù)學(xué)也是如此。牛頓、萊布尼茲當(dāng)年發(fā)明微積分就是和解決力學(xué)與幾何學(xué)中的問(wèn)題緊密聯(lián)系著的。直到今天,微積分仍在各方面發(fā)揮著重要作用。但以往的高等數(shù)學(xué)教學(xué)往往是板著面孔講理論,而割裂了微積分與外部世界的生動(dòng)活潑的聯(lián)系,沒(méi)能充分顯示微積分的巨大生命力與應(yīng)用價(jià)值。學(xué)生學(xué)了一大堆的定義、定理和公式,可能還沒(méi)有搞清楚為什么要學(xué)習(xí)微積分,也不知道學(xué)了微積分究竟有什么用。如果能在高等數(shù)學(xué)的教學(xué)中充分體現(xiàn)數(shù)學(xué)建模的思想,在講述有關(guān)內(nèi)容時(shí)與相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型有機(jī)結(jié)合,在看來(lái)十分枯燥的教學(xué)內(nèi)容與豐富多彩的外部世界之間架起橋梁,而不是額外增加課程,豈不是可以收到事半功倍的效果?事實(shí)上,這種數(shù)學(xué)思想的滲透可以把數(shù)學(xué)知識(shí)和數(shù)學(xué)應(yīng)用穿插起來(lái),這就不僅能增強(qiáng)數(shù)學(xué)知識(shí)的目的性,增強(qiáng)學(xué)生的應(yīng)用意識(shí),而且也將在填補(bǔ)數(shù)學(xué)理論與應(yīng)用的鴻溝上起到很大作用。另外,學(xué)生能力和素質(zhì)的培養(yǎng)不是一朝一夕之功,應(yīng)采取長(zhǎng)期的、循序漸進(jìn)的原則。在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中配以循序漸進(jìn)、由淺入深、由易到難的數(shù)學(xué)模型內(nèi)容,這就易于在潛移默化之中提高學(xué)生的數(shù)學(xué)實(shí)踐能力,這在學(xué)生的能力培養(yǎng)方面又達(dá)到了事半功倍的效果;再者,數(shù)學(xué)模型課程本身內(nèi)容龐雜,各部分難度深淺不一,在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中滲透數(shù)學(xué)建模思想后,由于已經(jīng)講授了微積分方面的數(shù)學(xué)模型,這有利于后繼的數(shù)學(xué)模型課的進(jìn)一步學(xué)習(xí)。因此,在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中滲透建模思想的初步訓(xùn)練也是十分必要的。
2 數(shù)學(xué)建模教育在高等教育中的作用
2.1 數(shù)學(xué)建模教育有利于高等教育培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)①可以提高邏輯思維能力與抽象思維能力。邏輯思維能力包括:分析、推理、論證、判斷、運(yùn)用結(jié)論等能力;而抽象思維能力包括:分析、綜合、概括、歸納、提取等能力。數(shù)學(xué)建模是建立模型、求解與分析的過(guò)程。建立模型是由具體到抽象的認(rèn)識(shí)過(guò)程,如變速直線運(yùn)動(dòng)速度是位移的導(dǎo)數(shù)模型,通過(guò)思維分析把感性認(rèn)識(shí)上升到理性認(rèn)識(shí),這個(gè)過(guò)程有助于提高學(xué)生抽象思維能力。②可以增強(qiáng)大學(xué)生的適應(yīng)能力。如今市場(chǎng)對(duì)人才的要求越來(lái)越高,人才流動(dòng)、職業(yè)變更頻繁,一個(gè)人在一生中可能發(fā)生多次選擇與被選擇的經(jīng)歷,通過(guò)數(shù)學(xué)建模的學(xué)習(xí)及競(jìng)賽訓(xùn)練,他們不僅受到了現(xiàn)代數(shù)學(xué)思維及方法的熏陶,更重要的是對(duì)于不同的實(shí)際問(wèn)題,如何進(jìn)行分析、推理、概括以及利用數(shù)學(xué)方法與計(jì)算機(jī)知識(shí),還有各方面的知識(shí)綜合起來(lái)解決它因此,他們具有較高的素質(zhì),無(wú)論到什么行業(yè),都能很快適應(yīng)需要。③有助于增加自學(xué)能力。由于實(shí)際問(wèn)題的廣泛性,學(xué)生在建模實(shí)踐中要用到的很多知識(shí)是以前沒(méi)有學(xué)過(guò)的,而且也沒(méi)有時(shí)間再由老師作詳細(xì)講解來(lái)補(bǔ)課,只能由教師講一講主要的思想方法,同學(xué)們通過(guò)自學(xué)及相互討論來(lái)進(jìn)一步掌握,這就培養(yǎng)了學(xué)生的自學(xué)能力和分析綜合能力,使他們走上工作崗位之后,更好用這種能力來(lái)不斷擴(kuò)充和更新自己的知識(shí)。
2.2 數(shù)學(xué)建模教育為培養(yǎng)“雙師型”的教師隊(duì)伍打下了基礎(chǔ)。高等教育對(duì)教師隊(duì)伍提出了特殊的要求,即在業(yè)務(wù)素質(zhì)上,教師除了應(yīng)有較高的理論水平外,還要有較強(qiáng)的實(shí)際動(dòng)手能力,即要教師成為理論型與實(shí)踐型相結(jié)合的人才。成功地建立實(shí)際問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型并教給學(xué)生思路和方法,不僅要求教師具有深厚的數(shù)學(xué)基礎(chǔ),理性的思維訓(xùn)練,還要求教師應(yīng)具有敏銳的洞察能力、分析歸納能力以及對(duì)實(shí)際問(wèn)題的深入理解和廣博的知識(shí)面,尤其是在社會(huì)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的今天,數(shù)學(xué)建模已不單純從數(shù)學(xué)到數(shù)學(xué),而是涉及物理、化學(xué)、生物、醫(yī)學(xué)、經(jīng)濟(jì)、管理、生態(tài)等眾多領(lǐng)域。從事數(shù)學(xué)建模教學(xué)的教師必須不斷地拓展自己的知識(shí)面,深入實(shí)際,才能有所作為。這無(wú)疑為“雙師型”教師隊(duì)伍的建沒(méi)打下了良好的基礎(chǔ)。另外,數(shù)學(xué)建模教學(xué)對(duì)高等教育專業(yè)的設(shè)置、高等教育的教學(xué)改革也提供了好的思路。高等教育引入數(shù)學(xué)建模并積極組織學(xué)生參與建模競(jìng)賽,有利于高等教育的發(fā)展,有利于學(xué)生動(dòng)手能力的提高。
3 數(shù)學(xué)建模教育的具體措施
3.1 突出學(xué)生的主體地位。學(xué)生主體地位是指學(xué)生應(yīng)是教學(xué)活動(dòng)的中心,教師、教材、一切的教學(xué)手段,都應(yīng)為學(xué)生的學(xué)習(xí)服務(wù);學(xué)生應(yīng)積極參與到教學(xué)活動(dòng)中去,充當(dāng)教學(xué)活動(dòng)的主角。數(shù)學(xué)建模的特點(diǎn)決定了每一個(gè)環(huán)節(jié)的教學(xué)都要把突出學(xué)生主體地位置于首位,教師要激勵(lì)學(xué)生大膽嘗試,鼓勵(lì)學(xué)生不怕挫折失敗,鼓勵(lì)學(xué)生動(dòng)口表述,動(dòng)手操作,動(dòng)腦思考,鼓勵(lì)學(xué)生要多想、多讀、多議、多練、多聽(tīng),讓學(xué)生始終處于主動(dòng)參與,主動(dòng)探索的積極狀態(tài)。
3.2 分別要求,分層次推進(jìn)。在數(shù)學(xué)建模教學(xué)中,根據(jù)素質(zhì)教育面向全體學(xué)生,促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展的目標(biāo),教師要重視學(xué)生的個(gè)性差異,對(duì)學(xué)生分別要求,個(gè)別指導(dǎo),分層次教學(xué),對(duì)不同學(xué)生確定不同的教學(xué)要求和素質(zhì)發(fā)展目標(biāo)。對(duì)優(yōu)生要多指導(dǎo),提出較高的數(shù)學(xué)建模目標(biāo),鼓勵(lì)他們大膽使用計(jì)算機(jī)等現(xiàn)代教育技術(shù)手段,多給予他們獨(dú)立建模的機(jī)會(huì),能獨(dú)立完成高質(zhì)量的建模論文;對(duì)中等程度的學(xué)生要多引導(dǎo),多給予啟發(fā)和有效的幫助,使中等程度的學(xué)生提高建模的水平,爭(zhēng)取獨(dú)立完成教學(xué)建模小論文;對(duì)差生要多輔導(dǎo),重點(diǎn)是滲透數(shù)學(xué)建模的思想,只需完成難度較低的建模習(xí)題,不要求獨(dú)立完成數(shù)學(xué)建模小論文。
3.3 全方位滲透數(shù)學(xué)思想方法。數(shù)學(xué)思想方法是數(shù)學(xué)知識(shí)的精髓,是知識(shí)、技能轉(zhuǎn)化為能力的橋梁,是數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)中強(qiáng)有力的支柱。由于建模數(shù)學(xué)面對(duì)的是千變?nèi)f化的靈活的實(shí)際問(wèn)題,建模過(guò)程應(yīng)該是滲透數(shù)學(xué)思想方法的過(guò)程,首先是數(shù)學(xué)建?;瘹w思想方法,還可根據(jù)不同的實(shí)際問(wèn)題滲透函數(shù)的思想、方程的思想、數(shù)形結(jié)合的思想、邏輯劃分的思想、等價(jià)轉(zhuǎn)化思想、類比化歸和類比聯(lián)想思想及探索思想,還可向?qū)W生介紹消元法、換元法、待定系數(shù)法、配方法、反證法、解析法發(fā)、歸納法等數(shù)學(xué)方法。只要我們?cè)诮=虒W(xué)中注重全方位滲透數(shù)學(xué)思想方法,就可以讓學(xué)生從本質(zhì)上理解數(shù)學(xué)建模的思想,就可以把數(shù)學(xué)建模知識(shí)內(nèi)化為學(xué)生的心智素質(zhì)。
3.4 實(shí)行以推遲判斷為特征的教學(xué)結(jié)構(gòu)。所謂“推遲判斷”就是延緩結(jié)果出現(xiàn)的時(shí)間,其實(shí)質(zhì)是教師不要把“結(jié)果”拋給學(xué)生,推遲判斷要注意兩個(gè)方面:一是數(shù)學(xué)概念、定理、解題都要作為“過(guò)程”來(lái)進(jìn)行,二是教師在聆聽(tīng)學(xué)生回答問(wèn)題特別是回答錯(cuò)誤問(wèn)題或回答得不太符合教師設(shè)計(jì)的思路時(shí),應(yīng)該有耐心,不宜立即判斷,教師應(yīng)沉著冷靜,精心組織學(xué)生與學(xué)生、學(xué)生與教師之問(wèn)的教學(xué)交流。由于建模教學(xué)活動(dòng)性強(qiáng),教學(xué)成功的關(guān)
鍵是教師要調(diào)動(dòng)所有學(xué)生的探索欲望,積極參與教學(xué)過(guò)程。學(xué)生通過(guò)步步深入的積極思考探索,激發(fā)了思維,真正喚起主動(dòng)參與的意識(shí)。
3.5 重視分析建模的數(shù)學(xué)思維過(guò)程。學(xué)生普遍感到數(shù)學(xué)建模難度大,最重要的原因是數(shù)學(xué)建模的思維方式與學(xué)生長(zhǎng)期起來(lái)是數(shù)學(xué)知識(shí)學(xué)習(xí)有明顯差異,如何突破這個(gè)難點(diǎn),讓學(xué)生樂(lè)于參加數(shù)學(xué)建模活動(dòng)?關(guān)鍵是要分析建模的數(shù)學(xué)思維過(guò)程,通過(guò)建模發(fā)生、發(fā)展、應(yīng)用過(guò)程的揭示,挖掘有價(jià)值的思維訓(xùn)練因素,抽象概括出建模過(guò)程中蘊(yùn)含的數(shù)學(xué)思想和方法,發(fā)展學(xué)生多方面數(shù)學(xué)思維能力,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí),讓每一個(gè)學(xué)生各盡其智、各有所得,獲得成功。
3.6 特別強(qiáng)調(diào)數(shù)學(xué)應(yīng)用。數(shù)學(xué)建模教育要注意以下幾點(diǎn):
①引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注日常生活問(wèn)題,將學(xué)生實(shí)際生活中遇到的問(wèn)題有機(jī)地融入建模教學(xué),選擇數(shù)學(xué)建模專題時(shí)盡可能貼近學(xué)生實(shí)際。
②在建模教學(xué)中,教師要注重再現(xiàn)數(shù)學(xué)模型形成過(guò)程,可先讓學(xué)生體會(huì)數(shù)學(xué)建模的一般思想方法,進(jìn)而讓學(xué)生親自動(dòng)手尋找實(shí)際問(wèn)題并自行構(gòu)造數(shù)學(xué)模型進(jìn)行解決,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的訓(xùn)練,再引導(dǎo)學(xué)生嘗試通過(guò)建模解決一些復(fù)雜但又在現(xiàn)實(shí)生活中遇到的問(wèn)題。
③建模教學(xué)要加強(qiáng)與其它學(xué)科聯(lián)系,不僅與物理、化學(xué)、生物等學(xué)科聯(lián)系,還可與經(jīng)濟(jì)學(xué)、管理學(xué)、工業(yè)生產(chǎn)等方面聯(lián)系,拓廣學(xué)生建模問(wèn)題來(lái)源。
關(guān)鍵詞: 初中數(shù)學(xué)教學(xué) 新課程 應(yīng)用題教學(xué) 教學(xué)方法
一直以來(lái),應(yīng)用題都是學(xué)生學(xué)習(xí)的難點(diǎn),一方面是很多學(xué)生還沒(méi)有學(xué)會(huì)如何運(yùn)用數(shù)學(xué)思想將應(yīng)用題轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)問(wèn)題,另一方面對(duì)于應(yīng)用題中一些比較復(fù)雜的數(shù)量關(guān)系,學(xué)生梳理不清。在實(shí)際教學(xué)中,一些教師忽略了這些原因,只是一味通過(guò)海量練習(xí)反復(fù)訓(xùn)練,結(jié)果導(dǎo)致學(xué)生由厭生怕,最終放棄。學(xué)生對(duì)應(yīng)用題之所以會(huì)產(chǎn)生畏懼和抵觸心理,關(guān)鍵在于缺乏數(shù)學(xué)建模能力,因此,培養(yǎng)學(xué)生建模思想,提高建模能力成為使學(xué)生成功解題的關(guān)鍵。本文從新課標(biāo)初中數(shù)學(xué)應(yīng)用題的特點(diǎn)出發(fā),對(duì)數(shù)學(xué)教師如何借助“靈韻之筆”,打開(kāi)學(xué)生高效解題的思路進(jìn)行了探討。
一、新課標(biāo)初中數(shù)學(xué)應(yīng)用題特點(diǎn)分析
1.范圍廣泛,形式多樣。
初中數(shù)學(xué)新課標(biāo)教材與傳統(tǒng)教材的不同之處在于其涉及面廣,不僅僅包括人口、自然、文化、經(jīng)濟(jì)等各個(gè)領(lǐng)域的內(nèi)容,同時(shí)還將現(xiàn)實(shí)中的一些游戲、家居、建筑,甚至于運(yùn)轉(zhuǎn)的行星都作為應(yīng)用題的不同背景,使教材內(nèi)容更加豐滿。而且新課程中應(yīng)用題的形式也更加多樣化,將圖像、表格與寓言故事進(jìn)行結(jié)合,使素材變得非常生動(dòng)形象,更貼近學(xué)生的心理需求,使他們樂(lè)于參與其中。
2.生活化特征明顯。
初中數(shù)學(xué)新課標(biāo)教材中的應(yīng)用題,其取材不再僅關(guān)注數(shù)學(xué)的學(xué)科特點(diǎn),而是以學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律為原則,從學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)為出發(fā)點(diǎn),為學(xué)生提供多與生活聯(lián)系更密切,且富有一定挑戰(zhàn)性,并與社會(huì)發(fā)展同步的素材,讓學(xué)生能夠體會(huì)到數(shù)學(xué)的實(shí)用價(jià)值,領(lǐng)悟到數(shù)學(xué)的現(xiàn)實(shí)意義,從而更積極地參與解題訓(xùn)練。
3.建模思想突出。
新課標(biāo)教材中的應(yīng)用題建模思想十分突出,如圖形與空間,因其自身形象與直觀的特點(diǎn),使學(xué)生更容易從現(xiàn)實(shí)問(wèn)題中剝離出數(shù)學(xué)理論、數(shù)學(xué)概念和數(shù)學(xué)方法。新課程數(shù)學(xué)應(yīng)用題更注重讓學(xué)生通過(guò)將實(shí)際問(wèn)題抽象為數(shù)學(xué)模型的親身經(jīng)歷,進(jìn)行應(yīng)用和解釋,從而再現(xiàn)數(shù)學(xué)知識(shí)形成與應(yīng)用的全過(guò)程,其實(shí)這就是教學(xué)會(huì)學(xué)生掌握解決問(wèn)題的正確方法和途徑,也是數(shù)學(xué)建模思想與建模能力形成和提高的過(guò)程。
二、新課標(biāo)初中數(shù)學(xué)應(yīng)用題教學(xué)的有效方法
1.教會(huì)學(xué)生正確的審題方法。
審題是應(yīng)用題教學(xué)中的關(guān)鍵,學(xué)會(huì)如何審題,如何分析,可以說(shuō)解題就成功了一半。教會(huì)學(xué)生正確的審題方法就是要讓學(xué)生學(xué)會(huì)找到關(guān)鍵詞句,并從詞句中找到相等關(guān)系,進(jìn)而用數(shù)學(xué)符號(hào)或者用語(yǔ)言文字進(jìn)行表達(dá)。如很多應(yīng)用題中出會(huì)出現(xiàn)“甲的速度是乙的速度的5倍”這樣的句子,那就可以直接翻譯為“甲的速度=2×乙的速度”。而像“乙在30分鐘后,按原路追上了甲”和“A溶液和B溶液混合成C溶液”類似的詞句,相等關(guān)系并不明顯,但表明了“事件”發(fā)生的過(guò)程。這時(shí)教師可以引導(dǎo)學(xué)生從過(guò)程得結(jié)果“甲的時(shí)間=乙的時(shí)間+30”。教會(huì)學(xué)生通過(guò)正確審題發(fā)現(xiàn)相等的數(shù)量關(guān)系,是幫助學(xué)生將實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行數(shù)學(xué)化的重要前提,也是幫助學(xué)生學(xué)會(huì)快速、高效解題的“點(diǎn)睛之筆”。
2.培養(yǎng)建模思想,提高建模能力。
建模思想與建模能力,簡(jiǎn)言之,就是學(xué)生學(xué)會(huì)對(duì)數(shù)學(xué)問(wèn)題與實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行相互轉(zhuǎn)化的一種思想與能力。建模能力包括兩個(gè)方面的涵義,一個(gè)是建模,一個(gè)是解模。建模是建立起正確的數(shù)學(xué)關(guān)系,包括方程、公式或者函數(shù),是一種將原有問(wèn)題轉(zhuǎn)化為可容易解決的問(wèn)題的一種方法;解模則是從求解結(jié)論和題內(nèi)條件中獲得啟示,對(duì)重新構(gòu)建的數(shù)學(xué)形式進(jìn)行研究,并從中找到解題的思路,實(shí)現(xiàn)解題目標(biāo)。培養(yǎng)學(xué)生的建模思想,提高學(xué)生的建模能力,教師要引導(dǎo)學(xué)生掌握建模流程,發(fā)現(xiàn)建模思想在解題過(guò)程中的作用[1]-[2]。以下是在新課程數(shù)學(xué)教材中具有代表性的應(yīng)用題,以此作為案例進(jìn)行詳細(xì)分析。
“某超市中某種水產(chǎn)品,其成本是40元/kg,根據(jù)市場(chǎng)行情,以50元/kg銷售,每月可銷售500kg;銷售單價(jià)每增加一元,月銷售量會(huì)降低10kg。請(qǐng)根據(jù)銷售情況,對(duì)下列問(wèn)題進(jìn)行解答:
①水產(chǎn)品價(jià)格為55元/kg時(shí),本產(chǎn)品月銷售量及銷售利潤(rùn)為多少?
②超市如果想使月銷售成本控制在1萬(wàn)元以內(nèi),利潤(rùn)達(dá)8000元,應(yīng)該給水產(chǎn)品定價(jià)多少?”
該題取自于與生活有著緊密聯(lián)系的市場(chǎng)營(yíng)銷問(wèn)題,教師先引導(dǎo)學(xué)生從現(xiàn)實(shí)生活中將數(shù)學(xué)模型抽離出來(lái),提醒他們?cè)谶M(jìn)行互相轉(zhuǎn)化時(shí)要注意以下數(shù)量關(guān)系:
①利潤(rùn)=(單價(jià)-成本)×銷售量
②最終銷售量=原銷售量-滯銷量
③最終單價(jià)=原單價(jià)+漲價(jià)
從模型等式中,學(xué)生很快找到解題思路:假設(shè)單價(jià)為x元/kg,則利潤(rùn)為(x-40)元/kg;月銷售量500-(x-50)×10kg;月利潤(rùn)(x-40)×[500-10(x-50)]元。
按照此思路,學(xué)生很快得出兩個(gè)問(wèn)題的答案。
從實(shí)例中我們可以得出,新課標(biāo)下的初中數(shù)學(xué)應(yīng)用題教學(xué)關(guān)鍵在于要幫助學(xué)生形成建模思想,具備建模能力,這樣他們才能不再完全借助于教師的課堂講解與引導(dǎo),而是能夠自發(fā)地學(xué)會(huì)如何挖掘蘊(yùn)藏在實(shí)際問(wèn)題中的數(shù)學(xué)模型,再將實(shí)際問(wèn)題有機(jī)地轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問(wèn)題,而得到答案后再將題解帶回現(xiàn)實(shí)問(wèn)題中。
應(yīng)用題在初中數(shù)學(xué)新課程標(biāo)準(zhǔn)教材中具有典型的數(shù)學(xué)應(yīng)用性,是培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)應(yīng)用意識(shí)的最佳素材,也是對(duì)學(xué)生數(shù)學(xué)應(yīng)用能力與意識(shí)進(jìn)行檢測(cè)和驗(yàn)證的重要途徑。因此,教師要利用應(yīng)用題教學(xué)這一良好契機(jī),揮動(dòng)手中的“靈韻之筆”,為學(xué)生在數(shù)學(xué)長(zhǎng)卷上的恣意揮灑,添上一抹最亮麗的色彩。
參考文獻(xiàn):
關(guān)鍵詞: 高職高專院校 數(shù)學(xué)建模 創(chuàng)新能力 綜合應(yīng)用能力 團(tuán)結(jié)協(xié)作能力
數(shù)學(xué)建模是利用數(shù)學(xué)方法解決實(shí)際問(wèn)題的一種實(shí)踐,即通過(guò)抽象、簡(jiǎn)化、假設(shè)、引進(jìn)變量等處理過(guò)程后,將實(shí)際問(wèn)題用數(shù)學(xué)方式表達(dá),建立起數(shù)學(xué)模型,然后運(yùn)用先進(jìn)的數(shù)學(xué)方法及計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行求解。
數(shù)學(xué)建模將各種知識(shí)綜合應(yīng)用于解決實(shí)際問(wèn)題中,是培養(yǎng)和提高學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識(shí)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力的必備手段之一。當(dāng)今世界,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,都離不開(kāi)數(shù)學(xué)建模,數(shù)學(xué)建模已成為現(xiàn)代社會(huì)運(yùn)用數(shù)學(xué)方法解決實(shí)際問(wèn)題的科學(xué)方法。它為科學(xué)研究提供了強(qiáng)有力的手段,使科學(xué)技術(shù)獲得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展,也為人類社會(huì)的發(fā)展創(chuàng)造了巨大的物質(zhì)財(cái)富和精神財(cái)富。近年來(lái),數(shù)學(xué)建模教學(xué)逐漸進(jìn)入高職高專院校的教學(xué)課堂,這一課程的開(kāi)展培養(yǎng)了學(xué)生的思維能力、創(chuàng)新能力、協(xié)作能力,提高了教師的整體素質(zhì)。
一、數(shù)學(xué)建模激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,推動(dòng)了高職高專院校教學(xué)改革。
高等數(shù)學(xué)是數(shù)學(xué)建模的重要工具,數(shù)學(xué)建模思想的培養(yǎng)有利于激發(fā)學(xué)生對(duì)高等數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)興趣。高職高專院校的學(xué)生基礎(chǔ)相對(duì)較差,高等數(shù)學(xué)中一些抽象的概念、定理、性質(zhì)等對(duì)于這些學(xué)生來(lái)說(shuō)不易掌握,因而他們極易產(chǎn)生畏懼心理,失去學(xué)習(xí)興趣。教師在數(shù)學(xué)建模教學(xué)中可通過(guò)引入學(xué)生熟知的貼近現(xiàn)實(shí)生活的實(shí)例,用數(shù)學(xué)知識(shí)來(lái)解決,使學(xué)生體會(huì)到用數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程,使學(xué)生感到高等數(shù)學(xué)不再是枯燥、高深乏味的理論。微分方程是高等數(shù)學(xué)中不易掌握的一個(gè)章節(jié),如果教師在教學(xué)過(guò)程中滲透數(shù)學(xué)建模的思想,適當(dāng)介紹人口增長(zhǎng)模型、傳染病模型、經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)模型,就能使學(xué)生容易理解和掌握微分方程的基本概念和基本理論,使學(xué)生感到數(shù)學(xué)課堂不再枯燥無(wú)味,從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,教學(xué)效果也會(huì)有所改善,進(jìn)而推動(dòng)高職高專院校的教學(xué)改革。
二、數(shù)學(xué)建模有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。
高職高專院校培養(yǎng)的人才應(yīng)該是具有創(chuàng)新精神的創(chuàng)新型人才,即具有創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)造性思維和創(chuàng)新能力的人才。數(shù)學(xué)建模的題目通常是由工程技術(shù)和管理科學(xué)中的實(shí)際問(wèn)題簡(jiǎn)化加工而成的,沒(méi)有事先設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)答案,留有充分的余地供學(xué)生發(fā)揮聰明才智和創(chuàng)造精神。
教師可以將學(xué)生分成若干小組,提出一些問(wèn)題,讓學(xué)生到圖書(shū)館或上網(wǎng)收集信息,閱讀相應(yīng)的參考文獻(xiàn),相互討論,形成解決問(wèn)題的方案,計(jì)算出結(jié)果,并寫成完整的論文,這樣可以使學(xué)生將各類知識(shí)信息進(jìn)行創(chuàng)造性加工,產(chǎn)生新的思路和新的方法,大大培養(yǎng)他們的創(chuàng)新精神和學(xué)習(xí)熱情,同時(shí)也能提高他們分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力,使他們能夠根據(jù)不同的條件,從不同的角度,用不同的思路和方法去分析問(wèn)題和解決問(wèn)題,從而能夠更有效地從事將來(lái)的工作。
三、數(shù)學(xué)建模有助于提高學(xué)生的綜合應(yīng)用能力。
數(shù)學(xué)建模是對(duì)學(xué)生的一種綜合訓(xùn)練,學(xué)生要解決建模問(wèn)題,必須有足夠的知識(shí),并有將其抽象成數(shù)學(xué)問(wèn)題,以恰當(dāng)形式表達(dá)出來(lái)的能力,還要有較好的寫作能力。參加數(shù)學(xué)建模的學(xué)生,需要學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)方面的課程,如高等數(shù)學(xué)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)、線性規(guī)劃、圖論、數(shù)值計(jì)算、微分方程、幾何理論、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊數(shù)學(xué)等。除了這些課程外,還要了解物理、生物、化學(xué)等相關(guān)專業(yè)的課程,更要熟悉計(jì)算機(jī)的使用,熟悉Mathematica軟件和Matlab軟件的操作。這不僅擴(kuò)大了他們的知識(shí)面,開(kāi)闊了他們的視野,而且培養(yǎng)了他們綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力。
四、數(shù)學(xué)建模有助于培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)結(jié)協(xié)作精神。
具有一定規(guī)模的數(shù)學(xué)建模問(wèn)題一般不能由個(gè)人獨(dú)立完成,因而數(shù)學(xué)建模的教學(xué)通常采取小組合作的形式,小組成員只有通過(guò)互相幫助、取長(zhǎng)補(bǔ)短、合作與交流才能順利完成建模問(wèn)題,這就要求學(xué)生具有團(tuán)結(jié)協(xié)作的素養(yǎng)。實(shí)踐證明,參加過(guò)數(shù)學(xué)建模的學(xué)生,畢業(yè)后能很快適應(yīng)社會(huì),融入到社會(huì)中去,數(shù)學(xué)建模為大學(xué)生的順利就業(yè)搭建了一個(gè)廣闊的平臺(tái)。
五、數(shù)學(xué)建模有助于提高教師的能力
在數(shù)學(xué)建模教學(xué)中,教師是關(guān)鍵,教師水平的高低直接影響數(shù)學(xué)建模教學(xué)能否達(dá)到預(yù)期的目的。講授數(shù)學(xué)建模的教師不僅要具備較高的專業(yè)水平,還必須具有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和很強(qiáng)的解決實(shí)際問(wèn)題的能力。為了提高教師的自身水平,教師可以參加各種學(xué)術(shù)會(huì)議,到名校去做訪問(wèn)學(xué)者,還可以請(qǐng)專家教授來(lái)做建模學(xué)術(shù)報(bào)告,了解科學(xué)發(fā)展前沿的新趨勢(shì)、新動(dòng)態(tài)。教師還需更新教育理念,不斷積累和更新專業(yè)知識(shí),只有這樣才能適應(yīng)新的形勢(shì),符合時(shí)展的要求。
綜上所述,在高職高專院校開(kāi)展數(shù)學(xué)建模教學(xué)非常重要,數(shù)學(xué)建模思想的培養(yǎng)可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)生的各種能力,它已成為現(xiàn)代應(yīng)用數(shù)學(xué)的一個(gè)重要組成部分。對(duì)學(xué)生進(jìn)行建模思想的培養(yǎng),對(duì)他們今后用數(shù)學(xué)方法解決實(shí)際問(wèn)題是一個(gè)必要的訓(xùn)練和準(zhǔn)備,能使他們具備成為社會(huì)有用人才必不可少的能力和素養(yǎng)。只有這樣,才能把素質(zhì)教育提高到一個(gè)新的水平。
參考文獻(xiàn):
[1]姜啟源.數(shù)學(xué)模型[M].北京:高等教育出版社,1993.
[2]陳國(guó)華.數(shù)學(xué)建模與素質(zhì)教育[J].數(shù)學(xué)的實(shí)踐與認(rèn)識(shí),2003.2.
[3]葉其孝.數(shù)學(xué)建模教學(xué)活動(dòng)與大學(xué)數(shù)學(xué)教育改革[J].北京數(shù)學(xué)會(huì)通訊,1996.2:83-84.
[4]李進(jìn)華.教育教學(xué)改革與教育創(chuàng)新探索[M].安徽:安徽大學(xué)出版社,2008.8.
關(guān)鍵詞:數(shù)學(xué)建模;教學(xué)改革;素質(zhì)教育
成人教育中,數(shù)學(xué)專業(yè)的學(xué)生大多數(shù)是中學(xué)教師,授課的方式也主要以函授與面授相結(jié)合的方式進(jìn)行。而高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)將數(shù)學(xué)建模作為貫穿于整個(gè)高中數(shù)學(xué)課程的重要內(nèi)容,并滲透在每個(gè)模塊或?qū)n}中,并明確指出,高中階段至少應(yīng)安排一次較為完整的數(shù)學(xué)建?;顒?dòng),這一要求也反映在最新編寫的高中數(shù)學(xué)教材中。這就要求我們的數(shù)學(xué)教師必須樹(shù)立“數(shù)學(xué)具有廣泛應(yīng)用性”的信念和數(shù)學(xué)應(yīng)用意識(shí),并且具備一定的數(shù)學(xué)建模能力。作為中學(xué)數(shù)學(xué)教師也應(yīng)具有這樣的信念、意識(shí)和能力。
數(shù)學(xué)建模就是建立數(shù)學(xué)模型來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題,通過(guò)對(duì)實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行合理的抽象、假設(shè)以及簡(jiǎn)化,從而利用其中“規(guī)律”建立變量、參數(shù)之間的數(shù)學(xué)模型,并求解模型,最后用所求的結(jié)果去解釋、檢驗(yàn)以及指導(dǎo)實(shí)際問(wèn)題。數(shù)學(xué)建模的本質(zhì)決定了它不僅是一種創(chuàng)造性的活動(dòng),而且是一種解決實(shí)際問(wèn)題的量化手段。由此,開(kāi)設(shè)數(shù)學(xué)建模課程有助于學(xué)生創(chuàng)新能力、自學(xué)能力和綜合知識(shí)應(yīng)用能辦的培養(yǎng);有助于學(xué)生洞察力和抽象能力的培養(yǎng)。同時(shí),我們提出了“以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)與創(chuàng)新能力為重點(diǎn),以滲透數(shù)學(xué)建模思想加強(qiáng)數(shù)學(xué)建模課程建設(shè)為突破口”的教學(xué)模式,形成了“學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)與創(chuàng)新能力培養(yǎng)的探索與實(shí)踐的教學(xué)改革總體設(shè)想及實(shí)施方案”,這都將要求我們對(duì)數(shù)學(xué)建模課程的教學(xué)進(jìn)行改革,以適應(yīng)學(xué)科發(fā)展和社會(huì)發(fā)展的要求。
一、數(shù)學(xué)建模與數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)思路
數(shù)學(xué)建模課具有難度大、涉及面廣、形式靈活,對(duì)教師、學(xué)生要求高等特點(diǎn)。在數(shù)學(xué)建模課程的教學(xué)過(guò)程中,指導(dǎo)思想是:以學(xué)生為主體,以問(wèn)題為主線,以培養(yǎng)能力為目的來(lái)組織教學(xué)工作。通過(guò)教學(xué)使學(xué)生了解如何利用數(shù)學(xué)知識(shí)和方法去分析、解決問(wèn)題的全過(guò)程,提高他們分析、解決問(wèn)題的能力;提高他們學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣和應(yīng)用數(shù)學(xué)的意識(shí)與能力,使他們能在今后的工作中經(jīng)常性地想到用數(shù)學(xué)去解決問(wèn)題。所以,教學(xué)過(guò)程的重點(diǎn)是創(chuàng)造一個(gè)環(huán)境去誘導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望,培養(yǎng)他們的自學(xué)能力,增強(qiáng)其應(yīng)用意識(shí)和創(chuàng)新能力,提高其數(shù)學(xué)素質(zhì),強(qiáng)調(diào)的是分析、解決問(wèn)題的思
結(jié)合成人教育的特點(diǎn),在教學(xué)中,我們采用探索討論與作業(yè)相結(jié)合的方法。這種模式通過(guò)創(chuàng)造一種環(huán)境、提出一些問(wèn)題、學(xué)生自學(xué)、師生共同研討等步驟來(lái)實(shí)現(xiàn)。采用這種模式應(yīng)注意的是提出的問(wèn)題必須適當(dāng),既不能使學(xué)生無(wú)從下手,又不能太簡(jiǎn)單。學(xué)生為了參加討論就必須查閱有關(guān)的參考文獻(xiàn),這樣也就培養(yǎng)了學(xué)生自學(xué)的能力。學(xué)生共同討論的方式也有助于培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神,也能夠充分發(fā)揮成人學(xué)生理解能力強(qiáng)的作用。課外作業(yè)是將學(xué)生分成幾個(gè)小組,指定一些有一定意義和難度適當(dāng)?shù)膶?shí)際問(wèn)題,讓學(xué)生通過(guò)查閱相關(guān)的資料,相互反復(fù)討論,最后形成解決問(wèn)題的方案,通過(guò)計(jì)算給出結(jié)果,并寫成完整的小論文。這樣不僅能充分發(fā)揮小組中的每一個(gè)成員的特長(zhǎng),而且還能使他們養(yǎng)成一種團(tuán)結(jié)協(xié)作的良好習(xí)慣。數(shù)學(xué)建模教學(xué)已突破了純粹由教師講、學(xué)生聽(tīng)、做習(xí)題的教學(xué)模式,學(xué)生的主動(dòng)性增強(qiáng)了,師生間、學(xué)生間的交流討論與合作更加靈活多樣。
通過(guò)數(shù)學(xué)建?;顒?dòng),可以培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、解決實(shí)際問(wèn)題的能力,充分認(rèn)識(shí)到數(shù)學(xué)的重要作用,提高對(duì)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的興趣,在課堂中做到積極學(xué)習(xí),同時(shí)使得他們?cè)谝院蟮墓ぷ鲗W(xué)習(xí)中,自覺(jué)主動(dòng)地利用數(shù)學(xué)工具解決實(shí)際問(wèn)題。通過(guò)數(shù)學(xué)建模學(xué)生能夠?qū)W會(huì)如何利用所學(xué)知識(shí)構(gòu)造模型,從而加深對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的理解。通過(guò)數(shù)學(xué)建模能夠培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)結(jié)協(xié)作精神和動(dòng)手能力,也能夠訓(xùn)練學(xué)生的寫作能力。
由于數(shù)學(xué)建模必然要涉及到數(shù)值計(jì)算問(wèn)題,而成人學(xué)生大多數(shù)未系統(tǒng)學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)軟件課程,利用算法語(yǔ)言編程也存在著一定的困難。因此,我們?cè)跀?shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)中強(qiáng)調(diào)以實(shí)驗(yàn)室為基礎(chǔ),以學(xué)生為中心,以問(wèn)題為主線,以培養(yǎng)能力為目標(biāo)來(lái)組織教學(xué)工作。首先是根據(jù)數(shù)學(xué)建模的問(wèn)題所涉及的數(shù)值計(jì)算問(wèn)題,介紹一些相應(yīng)的軟件,包括它有哪些功能、怎樣使用以及如何進(jìn)行編程等,引導(dǎo)學(xué)生利用計(jì)算機(jī)去完成數(shù)值計(jì)算、數(shù)據(jù)處理、計(jì)算機(jī)模擬等。其次是針對(duì)一些簡(jiǎn)單的實(shí)際問(wèn)題,引導(dǎo)學(xué)生利用編程或軟件來(lái)得到結(jié)果。最后是根據(jù)成人學(xué)生以后教學(xué)工作的需要,介紹一些與中學(xué)數(shù)學(xué)聯(lián)系密切的實(shí)際問(wèn)題作為學(xué)生的思考題。數(shù)學(xué)模型與數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程,不僅使學(xué)生積累了許多數(shù)學(xué)模型實(shí)例,而且也能夠加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和掌握,有助于廣大教師改進(jìn)教學(xué)方法和教學(xué)思想。因此,通過(guò)這種滲透使得傳統(tǒng)數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)為數(shù)學(xué)建模提供了廣泛的理論依據(jù),反過(guò)來(lái),數(shù)學(xué)模型與數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)又促進(jìn)了傳統(tǒng)知識(shí)的學(xué)習(xí)與拓展。
二、進(jìn)行數(shù)學(xué)建模教學(xué)改革的方法和途徑
1 改革數(shù)學(xué)建模與數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的內(nèi)容和體系
現(xiàn)在許多大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容單一,重理論輕應(yīng)用,缺乏整體的現(xiàn)代數(shù)學(xué)思想和方法;教材編寫上也很少體現(xiàn)數(shù)學(xué)發(fā)展的過(guò)程,缺少趣味性。這一切會(huì)使學(xué)生思維方式僵化,只會(huì)做純粹的數(shù)學(xué)題目而不會(huì)解決實(shí)際問(wèn)題,當(dāng)然無(wú)法適應(yīng)數(shù)學(xué)建模的需要。所以應(yīng)積極改革數(shù)學(xué)建模課程的內(nèi)容和結(jié)構(gòu)體系。隨著數(shù)學(xué)建模活動(dòng)的影響日益擴(kuò)大和參與的教師不斷增加,越來(lái)越多的教師在自己原有的教學(xué)內(nèi)容中引入了數(shù)學(xué)建模,加強(qiáng)了學(xué)生綜合能力的訓(xùn)練。數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程中計(jì)算機(jī)和數(shù)學(xué)軟件的引入,豐富了原來(lái)教學(xué)的形式和方法;在課堂討論和上機(jī)訓(xùn)練中計(jì)算機(jī)和數(shù)學(xué)軟件的使用,在相當(dāng)程度上提高了成人學(xué)生運(yùn)用計(jì)算機(jī)的能力。
2 考核方式改革
數(shù)學(xué)建模課程不同于傳統(tǒng)數(shù)學(xué)課程,因而不宜采用閉卷考試的方式,我們對(duì)該課程采用開(kāi)卷形式,由教師指定問(wèn)題,學(xué)生選擇,以論文作為答卷。評(píng)分采用優(yōu)秀、良好、及格、不及格四個(gè)等級(jí),評(píng)判論文的成績(jī)主要是看論文的思想方法好不好,論述是否清晰。
3 加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié),提高動(dòng)手能力
過(guò)去,學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)只要有紙和筆就行,如今隨著計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用和互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展,學(xué)生對(duì)于數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)有了更高的要求。數(shù)學(xué)建模是一門利用數(shù)學(xué)軟件解決實(shí)際問(wèn)題的綜合性課程。數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)是其中不可或缺的一個(gè)重要組成部分。筆者在教學(xué)中反復(fù)強(qiáng)調(diào)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的重要性,要求學(xué)生熟練掌握計(jì)算機(jī)及網(wǎng)上資源,并且熟練掌握一些數(shù)學(xué)軟件的使用,如:Mathematics,Matlab,Spss等。
4 擁有一支高素質(zhì)的數(shù)學(xué)建模師資隊(duì)伍
【關(guān)鍵詞】數(shù)學(xué)建模教材改革教學(xué)目標(biāo)創(chuàng)新能力
【中圖分類號(hào)】G642【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A【文章編號(hào)】1006-9682(2010)3-0026-02
一、數(shù)學(xué)建模的教學(xué)
1.數(shù)學(xué)建模的教學(xué)現(xiàn)狀
數(shù)學(xué)建模在科學(xué)技術(shù)發(fā)展中的重要作用越來(lái)越受到數(shù)學(xué)界和工程界的普遍重視,國(guó)內(nèi)外越來(lái)越多的大學(xué)正在進(jìn)行數(shù)學(xué)建模課程的教學(xué)和參加開(kāi)放性的數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽,數(shù)學(xué)建模教學(xué)和競(jìng)賽已是高等院校的教學(xué)改革和培養(yǎng)高層次的科技人才的一個(gè)重要方面,努力探索更有效的數(shù)學(xué)建模教學(xué)法和培養(yǎng)面向21世紀(jì)的人才的新思路是我們的重要任務(wù)。
全國(guó)有600多所學(xué)校開(kāi)設(shè)了數(shù)學(xué)建模課程,有200多所學(xué)校只開(kāi)設(shè)了數(shù)學(xué)建模講座,有200多所學(xué)校增設(shè)了數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽培訓(xùn)課。每年全國(guó)有30個(gè)省市(包括港澳)1000多所學(xué)校,15000多個(gè)隊(duì)參加數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽,參加人數(shù)45000人,是目前高校學(xué)生最大的課外活動(dòng)。
2.存在的問(wèn)題
數(shù)學(xué)建模方面的教材舉不勝舉,每部教材都有其各自的特點(diǎn)。然而與此同時(shí),很多教材也存在一些問(wèn)題,一些教材在內(nèi)容上安排不當(dāng),與其他課程缺乏系統(tǒng)的匹配和整合。在數(shù)學(xué)建模的求解技巧方面下了功夫,但卻忽略了模型建立的過(guò)程,忽略了多學(xué)科的橫向交叉聯(lián)系,一些內(nèi)容與其他內(nèi)容有重疊現(xiàn)象。這樣做的后果,不僅使學(xué)生喪失了學(xué)習(xí)的熱情和興趣,而且重要的是學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力得不到應(yīng)有的鍛煉與提高。本問(wèn)卷調(diào)查的目的是想通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查了解高等院校在進(jìn)行數(shù)學(xué)建模教學(xué)和數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽培訓(xùn)時(shí),重點(diǎn)進(jìn)行了哪些內(nèi)容的教學(xué)?還需要增加哪些內(nèi)容?介于數(shù)學(xué)建模教材比較多,我們以趙靜、但琦編寫的《數(shù)學(xué)建模與數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)》教材為基礎(chǔ),為配合數(shù)學(xué)建模教學(xué)研究項(xiàng)目,筆者調(diào)查了我國(guó)部分高等院校對(duì)該教材使用的相關(guān)情況,對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析和研究,提出了相應(yīng)對(duì)策,旨在為本教材內(nèi)容改革提供一些參考數(shù)據(jù)。
二、數(shù)學(xué)建模教材講授情況
此次調(diào)查的內(nèi)容主要包括:哪些學(xué)校使用了我們的教材,教學(xué)過(guò)程中使用參考資料情況,講授中主講哪些內(nèi)容,以及建模競(jìng)賽獲獎(jiǎng)情況等方面。調(diào)查采用問(wèn)卷的形式,通過(guò)向各高校發(fā)送E-mail進(jìn)行,本次調(diào)查共發(fā)送問(wèn)卷120份,收回問(wèn)卷72份?,F(xiàn)對(duì)調(diào)查結(jié)果分析如下:
1.課程開(kāi)設(shè)情況
在回收的問(wèn)卷中,學(xué)校層次大多是普通院校(92%)。調(diào)查結(jié)果顯示,有83%的院校采用了我們的教材,其中使用第三版的占58%,另外17%的作為參考資料使用(見(jiàn)表1)。表明我們的教材反應(yīng)良好,被多所學(xué)校數(shù)學(xué)建模與數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程或大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽輔導(dǎo)作為教材選用,且使用最新版次的居多。
注:表中百分?jǐn)?shù)=選擇該項(xiàng)的院?!聠?wèn)卷調(diào)查總院校數(shù)(以下表中百分?jǐn)?shù)均同此公式)
回收問(wèn)卷中所有院校均開(kāi)設(shè)了數(shù)學(xué)建模課程,通常以必修課、選修課和培訓(xùn)課的形式來(lái)開(kāi)設(shè),當(dāng)然有些院校根據(jù)專業(yè)的不同,同時(shí)以兩種以上的形式來(lái)開(kāi)設(shè)。經(jīng)統(tǒng)計(jì)有50%的院校將《數(shù)學(xué)建?!纷鳛楸匦拚n程,有75%的院校作為選修課,另外還有42%的院校開(kāi)設(shè)為培訓(xùn)課。其中,同時(shí)開(kāi)設(shè)三種形式的院校占17%(見(jiàn)表2)。由此可見(jiàn),數(shù)學(xué)建模課程在各個(gè)院校中都有著舉足輕重的作用。
另外在問(wèn)卷中調(diào)查了選修課及培訓(xùn)課課時(shí)的設(shè)置情況,統(tǒng)計(jì)結(jié)果如下(見(jiàn)表3):選修課時(shí)在30、40的院校均占33%,課時(shí)在50或60以上的院校均占17%,而培訓(xùn)課40以上課時(shí)的院校占50%,25%的院校設(shè)置30課時(shí),僅有25%的院校設(shè)置課時(shí)在20課時(shí)以下。由此看來(lái),數(shù)學(xué)建模課程以及數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽活動(dòng)受到了大多數(shù)院校的重視。
2.教材中講授內(nèi)容情況
教材承載的是由教學(xué)目標(biāo)所確定的內(nèi)容,但不完全等同于教學(xué)內(nèi)容,教材還要注意課程理論的統(tǒng)一性和邏輯性,兼顧人們認(rèn)識(shí)事物由淺入深的規(guī)律。問(wèn)卷中針對(duì)教材需要?jiǎng)h減或修改的章節(jié)進(jìn)行了調(diào)查,結(jié)果見(jiàn)表4。
結(jié)果顯示:線性規(guī)劃、整數(shù)規(guī)劃、非線性規(guī)劃、微分方程、最短路問(wèn)題、插值與擬合是建模競(jìng)賽中的熱點(diǎn)問(wèn)題,歷年的建模競(jìng)賽試題中出現(xiàn)最多的便是優(yōu)化問(wèn)題。因此,70%以上的高校選擇這些章節(jié)作為主講內(nèi)容;而50%的院校建議刪除組合數(shù)學(xué)章節(jié),20%的院校選擇把差分方程和數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)描述兩章刪除;大多數(shù)高校建議修改線性回歸、MATLAB入門、動(dòng)態(tài)規(guī)劃等章節(jié);大多數(shù)高校建議把涉及到優(yōu)化問(wèn)題的章節(jié)合并在一章中講解;把涉及圖論問(wèn)題的章節(jié)作為一章來(lái)講授;把微分方程、差分方程合并成一章(見(jiàn)表4)。
在問(wèn)卷中關(guān)于第四版是否需要增加兩章內(nèi)容:一是綜合評(píng)判(包括層次分析法;模糊綜合評(píng)判;灰色綜合評(píng)判),二是預(yù)測(cè)模型(包括灰色預(yù)測(cè);指數(shù)平滑法;神經(jīng)網(wǎng)絡(luò);組合預(yù)測(cè)),經(jīng)統(tǒng)計(jì)有95%的院校認(rèn)為需要增加。最近幾年建模題型不斷有新的變化,評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)模型顯得異常重要。
問(wèn)卷中關(guān)于本書(shū)是否還需要增加哪些軟件(如:是否需要介紹統(tǒng)計(jì)軟件SPSS、圖論軟件等)進(jìn)行了調(diào)查,經(jīng)統(tǒng)計(jì)有90%的院校認(rèn)為不需要。其實(shí)LINGO、MATLAB兩個(gè)軟件基本可以解決數(shù)學(xué)建模里面所有模型的求解,學(xué)生掌握不了過(guò)多的內(nèi)容。
三、教材內(nèi)容改革方案
1.關(guān)于教材內(nèi)容
教材是實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的基礎(chǔ),課程知識(shí)體系最終要通過(guò)教材表現(xiàn)出來(lái)?!稊?shù)學(xué)建模與數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)》[1]教材集數(shù)學(xué)知識(shí)、數(shù)學(xué)建模和數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)為一體,既簡(jiǎn)要介紹一些最常用的解決問(wèn)題的應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí),又聯(lián)系實(shí)例介紹應(yīng)用相應(yīng)的數(shù)學(xué)知識(shí)建立數(shù)學(xué)模型,并用合適的數(shù)學(xué)軟件包來(lái)求解模型。本教材更注重應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)以及軟件的使用,被多所學(xué)校數(shù)學(xué)建模與數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程或大學(xué)生建模競(jìng)賽輔導(dǎo)作為教材選用。但是基于上述分析,還存在一些需要修改的地方,結(jié)合上述問(wèn)卷調(diào)查情況,經(jīng)多方論證,改革后的教材體系具有下述特點(diǎn):
(1)在知識(shí)體系下,不僅考慮自身內(nèi)容的系統(tǒng)性,而且要注意與其他課程的銜接和匹配。應(yīng)剔除重疊部分內(nèi)容,添加常用的模型。修改如下:差分方程作為微分方程的一種解法,可與之合并作為一章,僅做一個(gè)簡(jiǎn)單介紹,并編寫matlab程序求解;線性規(guī)劃、整數(shù)線性規(guī)劃、無(wú)約束優(yōu)化和非線性規(guī)劃合并為一章;最短路、匹配、旅行推銷員問(wèn)題以及最大流問(wèn)題四章可合并成兩章;而數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)描述和分析作為僅有的統(tǒng)計(jì)方面知識(shí),將被保留,與線性回歸合為一章。為適應(yīng)近幾年建模題型的不斷變化,增加兩章:綜合評(píng)判模型以及預(yù)測(cè)模型;刪除組合數(shù)學(xué)章節(jié)。
(2)各部分具體內(nèi)容的表述與傳統(tǒng)教材有所不同。需改動(dòng)部分主要有:①第一章作為課程的引入,應(yīng)添加一些學(xué)生感興趣、較簡(jiǎn)單的初等模型,如椅子能否放穩(wěn)?商人過(guò)河等模型。而人口模型屬于微分方程模型,應(yīng)放在第八章。②在線性規(guī)劃部分的例子需做斟酌,選取適當(dāng)?shù)睦?無(wú)需過(guò)多;③第八章微分方程第一節(jié)的例子,應(yīng)修改為人口模型和蘭切斯特模型,這些模型涉及實(shí)際問(wèn)題,以之為背景引入相關(guān)知識(shí),更容易引發(fā)學(xué)生的興趣和熱情。
(3)每章均按模型、理論、求解、案例的格式編寫。采用問(wèn)題導(dǎo)向型的論述模式,以實(shí)用型為主,兼顧理論系統(tǒng)。以實(shí)際問(wèn)題為背景,引入相關(guān)概念,并建立模型,進(jìn)而運(yùn)行幾何或其他直觀手段說(shuō)明求解的基本思想,結(jié)合例題演示求解過(guò)程,并盡可能對(duì)計(jì)算結(jié)果給予有實(shí)際意義的解釋。與此同時(shí),理論體系的完整性,論述的嚴(yán)謹(jǐn)性仍給予一定程度的關(guān)注,一些重要的原理和結(jié)論要做比較深入的討論和必要的推導(dǎo)論證,并突出講解算法的思路脈絡(luò)。需修改的章節(jié)有:第四章整數(shù)規(guī)劃,添加用LINGO工具箱求解整數(shù)規(guī)劃,添加建模案例;第七章動(dòng)態(tài)規(guī)劃,增加模型求解程序或求解實(shí)例,添加建模案例。
2.關(guān)于軟件
教材[1]選擇了LINGO和MATLAB兩個(gè)軟件,MATLAB提供了強(qiáng)大的求解工具包,界面清晰、操作簡(jiǎn)單。LINGO軟件程序簡(jiǎn)單,對(duì)求解優(yōu)化問(wèn)題極其有用。教材中已介紹了MATLAB入門知識(shí),需增加LINGO入門,包括靈敏性分析等相關(guān)知識(shí)。LINGO可以求解大規(guī)模問(wèn)題,有利于學(xué)生以后解決實(shí)際問(wèn)題。針對(duì)我們期望的章節(jié)格式,每一模型都要有軟件求解方法或者是求解實(shí)例,因此第七章動(dòng)態(tài)規(guī)劃需增加求解程序。
與我國(guó)高校的其它數(shù)學(xué)類課程相比,數(shù)學(xué)建模具有難度大、涉及面廣、形式靈活,對(duì)教師和學(xué)生要求高等特點(diǎn),因此,數(shù)學(xué)建模的教學(xué)本身應(yīng)該是一個(gè)不斷探索、不斷創(chuàng)新、不斷完善和提高的過(guò)程。而教材是實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的基礎(chǔ),課程知識(shí)體系最終要通過(guò)教材表現(xiàn)出來(lái)??萍荚诓粩嗟倪M(jìn)步,在各個(gè)兄弟院校的相互支持、相互討論下,我們的教材也應(yīng)與時(shí)俱進(jìn),不斷創(chuàng)新,不斷完善和提高。
參考文獻(xiàn)
1 趙 靜、但 琦.數(shù)學(xué)建模與數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn).北京:高等教育出版社,2003.6
2 姜啟源.數(shù)學(xué)模型.北京:高等教育出版社,2004.4
3 韓中庚.數(shù)學(xué)建模方法及其應(yīng)用.北京:高等教育出版社,2005.4
4 朱道元.數(shù)學(xué)建模案例精選.北京:科學(xué)出版社,2005.5
5 陳理榮.數(shù)學(xué)建模導(dǎo)論.北京:北京郵電大學(xué)出版社,2002.8
關(guān)鍵詞:中學(xué);數(shù)學(xué)建模;策略
中圖分類號(hào):G633.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-010X(2013)02-0047-03
我國(guó)的課堂教學(xué)重視對(duì)知識(shí)和技能的掌握,而忽視對(duì)學(xué)生的能力培養(yǎng),特別是解決實(shí)際問(wèn)題的能力。顯然,這不利于學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神的養(yǎng)成。突出表現(xiàn)在數(shù)學(xué)課堂中,數(shù)學(xué)教學(xué)異化為解題技術(shù)的教學(xué),導(dǎo)致許多學(xué)生成了解題的“機(jī)器”。而“數(shù)學(xué)建?!弊鳛椤皢?wèn)題解決”的一個(gè)重要方面,目前在教學(xué)實(shí)踐中的研究尚不夠具體和深入。
本文就數(shù)學(xué)建模的策略和途徑進(jìn)行探析,其主要思路:一是探討教師如何通過(guò)對(duì)問(wèn)題解決的過(guò)程分解,把一些較小的數(shù)學(xué)建模問(wèn)題,放到正常教學(xué)的局部環(huán)節(jié)上;二是探討教師如何用數(shù)學(xué)模型的觀點(diǎn)來(lái)概括數(shù)學(xué)知識(shí),在正常教學(xué)中導(dǎo)入數(shù)學(xué)建模思想與方法。按《課標(biāo)》要求,“中學(xué)階段至少應(yīng)為學(xué)生安排一次數(shù)學(xué)建?;顒?dòng),還應(yīng)將課內(nèi)與課外有機(jī)地結(jié)合起來(lái),把數(shù)學(xué)建?;顒?dòng)與綜合實(shí)踐活動(dòng)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)”。為此,筆者就中學(xué)生數(shù)學(xué)建模能力的培養(yǎng)途徑做簡(jiǎn)要分析,以期為在數(shù)學(xué)建模教學(xué)及其研究提供參考。
一、實(shí)踐問(wèn)題數(shù)學(xué)化
數(shù)學(xué)建模就是在一定假設(shè)條件下找出解決所研究問(wèn)題的數(shù)學(xué)框架,求出模型的解,并對(duì)它進(jìn)行驗(yàn)證的全過(guò)程。簡(jiǎn)而言之,數(shù)學(xué)模建就是實(shí)際問(wèn)題的一種數(shù)學(xué)表述。各種數(shù)學(xué)公式、方程式、數(shù)學(xué)理論體系等,都是一些具體的數(shù)學(xué)模型。由于實(shí)際問(wèn)題的復(fù)雜性,在解決此類問(wèn)題時(shí),教師應(yīng)從“數(shù)學(xué)化”的角度入手,建立數(shù)學(xué)模型,再根據(jù)模型解決問(wèn)題。
例:一個(gè)長(zhǎng)為13m 的梯子斜靠在墻上,梯子的頂端距地面垂直距離為12m,如果梯子的頂端下滑1m ,那么底端滑動(dòng)的距離比1m大還是小?
對(duì)于這樣的一道初中數(shù)學(xué)平面幾何問(wèn)題,我們應(yīng)該怎么引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)建模去分解呢?首先應(yīng)讓學(xué)生仔細(xì)觀察理解題意:梯子斜靠在墻上,與墻和地面構(gòu)成一直角三角形,梯子是斜邊,墻和地板是兩直角邊,這明顯是一道勾股題。梯子下滑,則斜邊的長(zhǎng)度沒(méi)變,一直角邊從12m變成了11m,另一邊即梯子下端與墻腳的距離原來(lái)是多少,現(xiàn)在又是多少?模型是一個(gè)對(duì)象的客觀規(guī)律的“量化”表達(dá),引導(dǎo)學(xué)生利用勾股定理建立一元二次方程模型,即可“量化”梯子底端滑動(dòng)的距離。
從這道題的解決過(guò)程可以看出,用數(shù)學(xué)建?!敖鉀Q”現(xiàn)實(shí)問(wèn)題時(shí),其具體的操作程序(數(shù)學(xué)模型方法)大致上為:
實(shí)際問(wèn)題分析抽象建立模型數(shù)學(xué)問(wèn)題
實(shí)踐檢驗(yàn)實(shí)際解決數(shù)學(xué)解釋數(shù)學(xué)解決
現(xiàn)實(shí)問(wèn)題中表現(xiàn)形式為實(shí)際的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題或虛擬的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題,該問(wèn)題屬于虛擬的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。解決該問(wèn)題本質(zhì)上就是實(shí)現(xiàn)兩個(gè)“轉(zhuǎn)化”――數(shù)學(xué)建模。第一個(gè)轉(zhuǎn)化是從紛亂的實(shí)際問(wèn)題中獲得有用的信息,抽象成數(shù)學(xué)問(wèn)題;第二個(gè)轉(zhuǎn)化是分析其中的數(shù)量關(guān)系,運(yùn)用數(shù)學(xué)的方法解決問(wèn)題。現(xiàn)行的課標(biāo)教材比較注重第一個(gè)轉(zhuǎn)化,經(jīng)常提供生活具體情境,讓學(xué)生收集、整理、選擇,并提出數(shù)學(xué)問(wèn)題。在中學(xué)階段,數(shù)學(xué)建模解決的實(shí)際問(wèn)題多是虛擬的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題即中學(xué)應(yīng)用題。但是通過(guò)此類問(wèn)題的學(xué)習(xí),可以“使學(xué)生學(xué)會(huì)綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和方法解決簡(jiǎn)單的實(shí)際問(wèn)題,加深對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解,獲得運(yùn)用數(shù)學(xué)解決問(wèn)題的思考方法?!边@里也體現(xiàn)了數(shù)學(xué)建模思想在中學(xué)教學(xué)中的重要性。
二、數(shù)學(xué)問(wèn)題生活化
由于教材中大多問(wèn)題都是完全“數(shù)學(xué)化”之后的問(wèn)題。因此,針對(duì)這樣“純而又純”的數(shù)學(xué)問(wèn)題教學(xué),需要設(shè)置與學(xué)生密切相關(guān)的生活情境,才易引起學(xué)生關(guān)注。讓學(xué)生親身體會(huì)到數(shù)學(xué)與自然及人類社會(huì)的密切關(guān)系,體會(huì)數(shù)學(xué)的應(yīng)用價(jià)值。學(xué)生看到能用自己所學(xué)的知識(shí)切實(shí)解決生活中的問(wèn)題,勢(shì)必增強(qiáng)進(jìn)一步學(xué)習(xí)的信心和持續(xù)學(xué)習(xí)的興趣。
例:已知a,b,m∈R+,且a
這是教材中不等式章節(jié)的一道例題。如果在課堂中采取平鋪直敘、就事論事的方法進(jìn)行授課的話,那就顯得過(guò)于單調(diào)、乏味,學(xué)生也不會(huì)感興趣,更不會(huì)完全投入到課堂中來(lái)。為了體現(xiàn)出這個(gè)所證的不等式在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用,以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣并培養(yǎng)學(xué)生對(duì)解決實(shí)際問(wèn)題的能力,我們不妨從以下材料中建模引入。
建筑學(xué)上規(guī)定:民用建筑的采光度等于窗戶面積與房間地面的面積之比,但窗戶面積必須小于地面面積,采光度越大說(shuō)明采光條件越好?,F(xiàn)在問(wèn)增加同樣的窗戶面積與地面面積后,采光條件是變好了,還是變壞了,說(shuō)明理由(設(shè)窗戶面積為a,地面面積為b,增加面積為m)。這不就輕輕松松提高了學(xué)生求知的欲望,達(dá)到我們培養(yǎng)學(xué)生用數(shù)學(xué)知識(shí)去觀察、分析、提出和解決問(wèn)題的能力,通過(guò)解決實(shí)際問(wèn)題(建模過(guò)程)去理解相應(yīng)的數(shù)學(xué)知識(shí)的目的了嗎?因此,數(shù)學(xué)課堂中建模能力培養(yǎng)必須與相應(yīng)的數(shù)學(xué)知識(shí)學(xué)習(xí)結(jié)合起來(lái)。徐利治教授把數(shù)學(xué)模型法劃分為3個(gè)步驟:分析現(xiàn)實(shí)原型關(guān)系結(jié)構(gòu)的本質(zhì)屬性,確定數(shù)學(xué)模型的類別;確定所研究的系統(tǒng)的主要矛盾、選擇主要因素;用數(shù)學(xué)語(yǔ)言表述對(duì)象及其關(guān)系[1]。
數(shù)學(xué)問(wèn)題“生活化”,能使學(xué)生將已有的數(shù)學(xué)知識(shí)遷移到他們不熟悉的情景中去,這既是一種遷移能力的培養(yǎng),同時(shí)又是一種主動(dòng)運(yùn)用已有的知識(shí)解決問(wèn)題能力的培養(yǎng)。
三、應(yīng)用問(wèn)題模型化
應(yīng)用問(wèn)題是培養(yǎng)學(xué)生建模能力的極好的載體,對(duì)這類問(wèn)題的解決應(yīng)該給予充分重視?,F(xiàn)行教材內(nèi)容,中學(xué)數(shù)學(xué)應(yīng)用題主要有:勾股定理的應(yīng)用,根判別式的應(yīng)用,完全平方的應(yīng)用,集合交、并、補(bǔ)的應(yīng)用,不等式的應(yīng)用,函數(shù)的應(yīng)用,指數(shù)函數(shù)和對(duì)數(shù)函數(shù)的應(yīng)用,三角函數(shù)的應(yīng)用,向量的應(yīng)用等。實(shí)踐表明,數(shù)學(xué)建模思想對(duì)培養(yǎng)中學(xué)生觀察力、想象力、邏輯思維能力、解決實(shí)際問(wèn)題的能力起到了很好的作用。因此,必須在平時(shí)的數(shù)學(xué)教學(xué)中配合教材適時(shí)滲透數(shù)學(xué)建模能力的培養(yǎng)。
例:墻上掛一幅畫(huà),畫(huà)的下底距離地面a米,上底距離地面b米,則人站在地面多遠(yuǎn)處看這幅畫(huà)最清楚?
這道題我們可以追溯到教材中一道課后習(xí)題:點(diǎn)A(0,a),B(0,b)分別在y軸的正半軸上,C點(diǎn)在x軸正半軸上,則當(dāng)C在何處時(shí),∠ACB所成的角最大?
這類問(wèn)題的解決,應(yīng)該嘗試給出這類問(wèn)題的一般建模策略,即強(qiáng)調(diào)“通性通法”。
在讓學(xué)生完成問(wèn)題的基礎(chǔ)上,通過(guò)推廣和拓展問(wèn)題,引導(dǎo)學(xué)生如果題目進(jìn)行條件或結(jié)論“變式”后,又應(yīng)該如何去建立模型,讓學(xué)生舉一反三,避免“讀死書(shū)”,培養(yǎng)學(xué)生掌握思維方法,提高思維品質(zhì),能夠把靜止的知識(shí)轉(zhuǎn)化為運(yùn)動(dòng)的能力。如
變式一:甲、乙兩支球隊(duì)進(jìn)行足球比賽,已知足球場(chǎng)長(zhǎng)90米,寬47米,球門位于底邊的正中位置,甲方球員從己方底邊開(kāi)始沿邊線帶球向?qū)Ψ竭M(jìn)攻,則該球員在何處射門,進(jìn)球的可能性最大?
變式二:某人在一山坡P處觀看對(duì)面山頂上的一座鐵塔,如圖l所示,塔高BC=80(米),塔所在的山高OB=220(米),OA=200(米),圖中所示的山坡可視為直線l.且點(diǎn)P在直線l上,l與水平地面的夾角為α,tanα=■,試問(wèn)此人距水平地面多高時(shí).觀看塔的視角∠ACB最大(不計(jì)此人的身高)。
該問(wèn)題的解法在現(xiàn)實(shí)生活中有廣泛的體現(xiàn),教學(xué)中應(yīng)加強(qiáng)舉例,拓展其方法和思想的應(yīng)用價(jià)值。建模是數(shù)學(xué)有效教學(xué)的起點(diǎn),在數(shù)學(xué)教學(xué)過(guò)程中,讓學(xué)生積極參與數(shù)學(xué)模型的創(chuàng)建過(guò)程,能有效地促進(jìn)學(xué)生數(shù)學(xué)知識(shí)和數(shù)學(xué)能力的發(fā)展,體會(huì)到數(shù)學(xué)的價(jià)值,享受到學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的樂(lè)趣。
四、模型問(wèn)題實(shí)踐化
《全日制義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn)稿)》和《普通高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn))》中均強(qiáng)調(diào)“從學(xué)生已有的生活經(jīng)驗(yàn)出發(fā),讓學(xué)生親身經(jīng)歷將實(shí)際問(wèn)題抽象成數(shù)學(xué)模型并進(jìn)行解釋與應(yīng)用的過(guò)程,進(jìn)而使學(xué)生獲得對(duì)數(shù)學(xué)的理解的同時(shí),在思維能力、情感態(tài)度與價(jià)值觀等方面得到進(jìn)步和發(fā)展?!币虼?,培養(yǎng)中學(xué)生數(shù)學(xué)建模能力就不能局限于課堂教學(xué),而應(yīng)該把建模和生活實(shí)踐聯(lián)系起來(lái),這樣更能夠體現(xiàn)建模思想的實(shí)用價(jià)值。由于問(wèn)題模型與現(xiàn)實(shí)客觀事物相比,其優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、便于操作和試驗(yàn),通過(guò)對(duì)模型的試驗(yàn),可以對(duì)實(shí)際問(wèn)題做出客觀的分析。數(shù)學(xué)建模正是“通過(guò)應(yīng)用已有的數(shù)學(xué)知識(shí)于數(shù)學(xué)模型,解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題,證實(shí)自身的價(jià)值和真理性”[2]。
例 (紅綠燈時(shí)間配比問(wèn)題)城市的交通通暢依賴于交通管理方案,這種管理方案包括:(1)每個(gè)交叉路口設(shè)置紅綠燈;(2)每個(gè)交叉路口紅綠燈間的同步。如果控制不好,可能造成一個(gè)或多個(gè)交叉路口出現(xiàn)交通堵塞,試給出紅綠燈最佳的時(shí)間配比。
此類問(wèn)題由于其復(fù)雜性,教師在課堂上可以討論問(wèn)題的價(jià)值、講解思路,讓學(xué)生利用課外時(shí)間帶著興趣和好奇心在實(shí)踐中去思考和解決,把課堂中的問(wèn)題延伸至課外,而使得學(xué)生體會(huì)生活中數(shù)學(xué)建模的過(guò)程和方法的廣泛的應(yīng)用性,與單純的“exercise”(練習(xí))相比,學(xué)生樂(lè)于探索而不會(huì)感到枯燥。
這類問(wèn)題,并不能通過(guò)直接套用書(shū)本上的公式來(lái)解決,而是通過(guò)對(duì)已掌握的知識(shí)和方法的重新組合并生成新的策略和方法才能實(shí)現(xiàn)問(wèn)題的解決。因此,數(shù)學(xué)建模的過(guò)程也是一個(gè)創(chuàng)新的過(guò)程,它不僅使得學(xué)生在建模實(shí)踐中獲取解決問(wèn)題所需要的知識(shí)和方法,還可以讓學(xué)生養(yǎng)成團(tuán)隊(duì)合作的意識(shí)和創(chuàng)新的思維習(xí)慣,從而為今后實(shí)現(xiàn)更高層次的創(chuàng)新奠定良好的基礎(chǔ)。
其實(shí)抽象的數(shù)學(xué)問(wèn)題,教師均可以通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合生活的認(rèn)識(shí)去建立數(shù)學(xué)模型,只要精心設(shè)計(jì),課本中的“exercise”大都可挖掘出生活模型,發(fā)展為“problem”(問(wèn)題),這對(duì)于學(xué)生正確的數(shù)學(xué)觀乃至人生觀養(yǎng)成具有不可低估的影響。
總之,數(shù)學(xué)建模在中學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中能夠很好地突出學(xué)生的主體地位,調(diào)動(dòng)學(xué)生的探索欲望和學(xué)習(xí)興趣,全方位、深層次地把數(shù)學(xué)建模的思想滲透到學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中去,使學(xué)生始終處于樂(lè)于參與、主動(dòng)參與、主動(dòng)探索的積極狀態(tài),不再成為只會(huì)死板的解題 “機(jī)器”,數(shù)學(xué)建模已經(jīng)在數(shù)學(xué)觀、教學(xué)觀、學(xué)生觀等方面產(chǎn)生了深刻的影響,對(duì)于課程改革起著推動(dòng)作用。數(shù)學(xué)建模中強(qiáng)調(diào)合作學(xué)習(xí)和團(tuán)隊(duì)精神、推理的意識(shí)和習(xí)慣、獨(dú)立自主的解決問(wèn)題能力等的培養(yǎng),有利于學(xué)生掌握“學(xué)會(huì)做事”、“與他人共同生活”、思辨能力等,從而更好地適應(yīng)未來(lái)社會(huì)對(duì)人才的要求。
參考文獻(xiàn):
近年來(lái),隨著全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽的深入開(kāi)展,數(shù)學(xué)建模教學(xué)和競(jìng)賽培訓(xùn)在全國(guó)高職院校如雨后春筍般蓬勃興起,并且有力的推動(dòng)了高等數(shù)學(xué)課程教學(xué)改革。同時(shí),許多院校的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證明,在學(xué)時(shí)有限的情況下把數(shù)學(xué)建模的思想方法滲透到高等數(shù)學(xué)課程中來(lái)是高職數(shù)學(xué)課改的有效途徑。
1數(shù)學(xué)建模融入數(shù)學(xué)課程能夠培養(yǎng)和提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣
學(xué)習(xí)興趣對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果有著決定性的作用,只有讓學(xué)生培養(yǎng)對(duì)數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)興趣,才能從根本上解決高職數(shù)學(xué)教學(xué)中存在的問(wèn)題。數(shù)學(xué)建模是一個(gè)將實(shí)際問(wèn)題用數(shù)學(xué)的語(yǔ)言、方法,去近似刻畫(huà)、建立相應(yīng)模型并加以解決的過(guò)程。數(shù)學(xué)建模的過(guò)程符合學(xué)生認(rèn)知問(wèn)題、處理問(wèn)題、反思問(wèn)題的全過(guò)程,能極大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和數(shù)學(xué)的趣味性,學(xué)生能夠從實(shí)踐中體會(huì)到數(shù)學(xué)的作用,從而增加對(duì)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的興趣。
2數(shù)學(xué)建模思想融入數(shù)學(xué)課程能夠加快高職學(xué)校素質(zhì)教育的步伐
高等職業(yè)教育的培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)高素質(zhì)技能型人才。要求既要能動(dòng)腦又要能動(dòng)手。因此高職教育的培養(yǎng)目標(biāo)決定了數(shù)學(xué)教學(xué)應(yīng)該以培養(yǎng)技能型人才為目的,理論知識(shí)服務(wù)于實(shí)際應(yīng)用。高職學(xué)生畢業(yè)后將成為國(guó)家各行業(yè)的生力軍,如果他們能夠運(yùn)用已有的數(shù)學(xué)知識(shí)與方法不斷革新工藝、改進(jìn)方法、提高效率、增強(qiáng)產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力,必將會(huì)為我國(guó)的建設(shè)與發(fā)展做出巨大貢獻(xiàn)。清華大學(xué)姜啟源教授曾說(shuō):相對(duì)于本科院校而言,以培養(yǎng)技能型、應(yīng)用型人才為目標(biāo)的高職院校,將數(shù)學(xué)建模作為數(shù)學(xué)教學(xué)的重要組成部分,更有其必要性和可行性。
3數(shù)學(xué)建模思想融入數(shù)學(xué)課程能夠提升學(xué)生各方面的能力
學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中,通過(guò)對(duì)數(shù)學(xué)建模這種科學(xué)的前沿的教學(xué)方式的反復(fù)實(shí)踐,能夠有效地提高自己的各方面能力。由于建模對(duì)計(jì)算機(jī)的應(yīng)用較多,所以能夠加強(qiáng)學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)功能的掌握,數(shù)學(xué)建模需要將數(shù)學(xué)與其他知識(shí)相結(jié)合,需要極大的信息量和知識(shí)面,計(jì)算機(jī)能有效的擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面,使得學(xué)生能夠更全面科學(xué)的進(jìn)行數(shù)學(xué)建模;同時(shí),數(shù)學(xué)建模能培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)意識(shí)和協(xié)作能力,學(xué)生也能通過(guò)建模來(lái)找到自己在團(tuán)隊(duì)的合適位置。
二、數(shù)學(xué)建模教學(xué)實(shí)踐及學(xué)生創(chuàng)新能力的提高
近年來(lái),我院在把數(shù)學(xué)建模的思想方法融入高等數(shù)學(xué)課程方面進(jìn)行了深入的探索與實(shí)踐,許多教學(xué)與實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)方法與手段以及新穎的教學(xué)內(nèi)容正逐步進(jìn)入高等數(shù)學(xué)課堂,對(duì)提高學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)、應(yīng)用數(shù)學(xué)的積極性,提高學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力起到了非常大的作用。
1融入數(shù)學(xué)建模思想精心設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容
按照“知識(shí)導(dǎo)入、案例展開(kāi)、由淺入深、拓展思考”的思路精心設(shè)計(jì)課堂教學(xué)內(nèi)容。由貼近生活.與實(shí)際聯(lián)系密切的趣味問(wèn)題導(dǎo)入,在教學(xué)中創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境,發(fā)散學(xué)生的思維,吸引學(xué)生積極動(dòng)腦,主動(dòng)地參與學(xué)習(xí)。同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生用已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)去推理、觀察、比較、分析、綜合、概括、歸納等尋求解決問(wèn)題的方法,實(shí)現(xiàn)快樂(lè)學(xué)習(xí)的理念。在建模案例的挑選上,盡量從問(wèn)題背景簡(jiǎn)單,容易入手的題目開(kāi)始,讓學(xué)生了解建模的一般過(guò)程,然后再由淺入深。每個(gè)案例之后設(shè)置拓展思考,培養(yǎng)探索精神,通過(guò)典型案例分析基本知識(shí)講解觸類旁通舉一反三,歸納總結(jié)掌握一類問(wèn)題的處理方法的過(guò)程,達(dá)到應(yīng)用數(shù)學(xué)能力的全面提升。實(shí)施情景案例、項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)、任務(wù)導(dǎo)向教學(xué),在建立實(shí)際問(wèn)題的模型過(guò)程中,穿插介紹必要的理論知識(shí)點(diǎn),讓學(xué)生帶著問(wèn)題學(xué)知識(shí),并在實(shí)踐中運(yùn)用知識(shí)、提升能力,理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)相互滲透。
2靈活多樣的教學(xué)方法與現(xiàn)代教學(xué)手段相結(jié)合
在數(shù)學(xué)建模教學(xué)中主要采用案例驅(qū)動(dòng)教學(xué)法,以基礎(chǔ)案例引入相關(guān)知識(shí),解決問(wèn)題過(guò)程中介紹相應(yīng)建模方法及軟件使用技能,有效的提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。同時(shí),在案例分析時(shí)教師與學(xué)生互換角色交流分析思路,角色互換法使學(xué)生在角色體驗(yàn)中既能加深對(duì)建模方法的理解,又能提高相應(yīng)的邏輯思維與表達(dá)能力。另外,采用項(xiàng)目研究過(guò)程法,學(xué)生自行組隊(duì),通過(guò)項(xiàng)目申報(bào)、研究、解題匯報(bào)并提交論文等環(huán)節(jié),全面培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新與動(dòng)手能力。在教學(xué)手段方面,充分運(yùn)用多媒體教學(xué)設(shè)備,如電子課件、數(shù)學(xué)軟件演示、計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)、案例視頻材料等,充分展示豐富的教學(xué)內(nèi)容,化抽象為直觀,化復(fù)雜計(jì)算為簡(jiǎn)單程序求解。有效利用網(wǎng)絡(luò)資源,建立師生之間密切聯(lián)系,為學(xué)生自主學(xué)習(xí)提供便利條件,提高學(xué)習(xí)效率。
3形成“課內(nèi)、課外”互動(dòng)的良好氛圍,“教學(xué)、實(shí)踐、競(jìng)賽”一體化的有效機(jī)制
根據(jù)高職院校數(shù)學(xué)課時(shí)較少學(xué)生基礎(chǔ)較差的特點(diǎn),設(shè)計(jì)課內(nèi)課外互動(dòng)的教學(xué)模式,課內(nèi)教學(xué)環(huán)節(jié)系統(tǒng)培養(yǎng)學(xué)生建模思想方法,課外環(huán)節(jié)為學(xué)生創(chuàng)建進(jìn)行建模實(shí)踐的平臺(tái),兩種教學(xué)模式結(jié)合實(shí)現(xiàn)綜合能力的提高。融“教、學(xué)、做”為一體,理論與實(shí)踐教學(xué)相互滲透。以建模課程推動(dòng)建模競(jìng)賽,以建模競(jìng)賽帶動(dòng)校園數(shù)學(xué)文化,實(shí)現(xiàn)學(xué)生綜合素養(yǎng)的提高。2010年以來(lái),《數(shù)學(xué)建模與數(shù)學(xué)試驗(yàn)》作為公共選修課程,面向全院所有專業(yè)學(xué)生開(kāi)設(shè),每學(xué)期的選修人數(shù)均在200人以上,大大拓寬了學(xué)生的知識(shí)面,提高了學(xué)生數(shù)學(xué)建模的能力。由數(shù)學(xué)建模愛(ài)好者組成的院數(shù)學(xué)建模協(xié)會(huì),以“基于學(xué)術(shù)、用于生活”為主要目標(biāo),以“導(dǎo)師指點(diǎn)、同學(xué)互促”為活動(dòng)形式,著力培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力?;钴S校園文化氣息,促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。
4數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室初具規(guī)模,數(shù)學(xué)問(wèn)題軟件解決
為培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力,加強(qiáng)實(shí)踐性教學(xué),學(xué)院創(chuàng)建了數(shù)學(xué)建模實(shí)驗(yàn)室。數(shù)學(xué)建模實(shí)驗(yàn)室有32臺(tái)計(jì)算機(jī),實(shí)驗(yàn)室面積100余平方米,投入經(jīng)費(fèi)約20余萬(wàn)元。每臺(tái)機(jī)器都安裝了與數(shù)學(xué)建模有關(guān)的Matlab、Lingo、SPSS等軟件,供學(xué)生上機(jī)實(shí)踐。另外,學(xué)院創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室和大型多媒體教室可供數(shù)學(xué)建模培訓(xùn)和選修課上課使用。高等數(shù)學(xué)課程中每學(xué)期專門拿出18個(gè)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí),學(xué)習(xí)利用Matlab等數(shù)學(xué)軟件解決數(shù)學(xué)問(wèn)題,學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)積極性大大提高。
5數(shù)學(xué)建模成績(jī)與學(xué)生創(chuàng)新能力穩(wěn)步提高
級(jí)別:統(tǒng)計(jì)源期刊
榮譽(yù):中國(guó)優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫(kù)
級(jí)別:北大期刊
榮譽(yù):中國(guó)優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫(kù)
級(jí)別:省級(jí)期刊
榮譽(yù):中國(guó)優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫(kù)
級(jí)別:省級(jí)期刊
榮譽(yù):中國(guó)優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫(kù)
級(jí)別:省級(jí)期刊
榮譽(yù):Caj-cd規(guī)范獲獎(jiǎng)期刊