关于让数学建模走进中职院校

更新时间:2024-03-02 作者:用户投稿原创标记本站原创
摘 要: 本文主要论述了数学建模在中职教学中的和作用,即为什么要将数学建模引入中职院校数学教学中,以及让数学建模走进中职院校的具体措施。
关键词: 数学建模 中职院校 三种形式

一、为什么要让数学建模走进中职院校

1.中职院校数学教育中存在的理由
在教育思想上,中学数学教学被看成是提高升学率的途径,很少从提高学生素质的角度去考虑,“传授知识、发展智力、提高素质”的教学目的蜕变为片面追求高分;在教育内容上,课本知识热衷于数学的内在逻辑关系和形式体系,忽视潜能开发、智力培养和实践应用。中职学生的数学基础原本就薄弱,在接触这样内容时自然很难接受;在教学策略上,注入式教学法仍占主要地位,课堂上教师一遍又一遍地讲解数学的定义、性质、定理、证明,考试之前划范围,学生则“上课抄笔记,考前背笔记,考时默笔记,考试结束全忘记”。在考试要求上,中职学校的考试终极目标仍然是高考,有升学愿望的考生仍然要高考进入高等学府深造。对于这些学生而言,这种选拔性考试的要求偏高、偏难,使他们感到头疼。
2.数学建模与数学模型
为了解决广大学生的难题,激发学习兴趣,要在授课与教学过程中引导学生树立“学数学,用数学,做数学”的意识,并引入一定量的实际理由,让学生逐步认识并能各种策略解决这些理由,这就要借助于数学建模的思想和策略。那么,什么是数学建模,什么是数学模型呢?所谓数学建模是指抽象和简化,或参照某种事物系统的特征或数学相依关系,形式化的数学语言,概括地、近似地表达出来的一种数学结构模式,是对现实原型的概括反映或模拟。数学模型并不是新的事物,可以说有了数学并要用数学解决实际理由时就一定要使用数学的语言、策略,并要用数学近似地刻画这个理由,这就是数学模型。数学模型是使用数学解决实际理由的桥梁,对它的分析和研究的过程主要是用数学的理论和策略。在中学数学中,数学模型比比皆是,按其功能可分为两类:概念型、策略型。数学模型和数学建模不仅展示了解决实际理由时所用的数学知识和技巧,更的是它告诉如何提炼出实际理由中的数学内涵并使用数学的技巧解决理由。因此,数学建模要求不仅要学习和理解模型分析过程中所使用的数学知识和逻辑推理,更的在于怎样用数学对实际理由组建模型以解决理由,如何“用数学”、“做数学”与如何“学数学”是根本不同的。

二、怎样让数学建模走进中职院校的数学课堂

1.树立“数学为大众”的思想
荷兰著名数学教育家弗赖登塔尔的基本观点是:“数学来源于现实,扎根于现实,应用于现实。”所期待的数学教育是要为大多数学生提供适应社会和未来所需的数学修养和知识。“数学为大众”这一口号的提出正好适应了社会对数学教育进行变革的要求。所谓“大众化”,就是数学教育要体现这样的信念:“人人学数学,人人掌握数学”。“数学为大众”会未来数学教育的发展方向,并开始从文化的角度、生活的角度、数学的角度和教育的角度探索“大众数学”的内涵。
“大众数学”将使人才培养从“知识型”培养模式转向知识、能力、素质并重的“文化素质型”培养模式。数学将不仅仅是一种工具,一种选择人才的“过滤器”和升学的“敲门砖”,还是一种使人终生受益的文化力量。“大众数学”将使教学的方式和策略发生变化。数学建模走进中职院校的数学课堂,正是教师采取对实际理由组建模型的方式,可以更加生动活泼地教数学,把数学看做是一门科学,而不是教规;看做是关于模式的科学,而不是关于数的科学。教师要少讲多听,向学生提一些启发性的理由,帮助学生自己主动获取知识,而不只是学习老师教给他们知识与技能,在教学过程中有更多的讨论、探究及较少的讲解。
2.数学建模教学的三种形式
(1)第一课堂数学建模教学
第一课堂数学建模教学是指在平时的数学课上要有计划、有目的、有准备地逐步渗透数学建模教育思想。倡议数学课程围绕“理由解决”组织教学,即围绕那些具有“接受性”、“障碍性”、“探究性”的数学理由组织教学,而不是围绕定义与概念组织教学。把理由作为教学的出发点,创设理由情境,激发求知欲,指导学生重温某些技能和概念,观察、类比、联想、归纳、推演等策略,组织学生亲自探究、学习知识,引导学生体会成功解决理由的愉悦,激发好奇心,推动他们的思维过程。将实际理由转化为数学理由的途径就是把实际理由提炼成数学模型,构造数学模型。这样就不仅仅停留在表层知识(知识的外延),而是参透了深层知识(知识的内涵),抓住了理由的几个关键点,并把这个实际理由内在的脉络提炼了出来。有可能的话,可以对理由进行推广,概括出一般原理。课本上的数学模型有:线性规划的应用,构造一次、二次函数模型解应用题,导数的运算法则及应用……当学生能够从理由中抽象出数学模型,能具有迅速摆脱表象干扰的敏锐的洞察力时,即便是高考(文数)的试题,他们也能迎刃而解。
(2)第二课堂数学建模教学
在第二课堂数学建模教学中,开设“数学论坛”、“数学园地”、“趣味数学”,向学生介绍一些能够充分体现数学建模思想的专题,诸如:数字理由、数学游戏、数学趣题、棋盘数学、自然界的多面体,五花八门的分形学……在这里,学生可以畅所欲言,发表对于这些理由独到的、不同的见解,提倡求异思维,数学发现,体会每个数学模型中所蕴含的数学思想。引导学生自发主动地搜集数学知识,绘制图表,实地测量,开展社会调查,收集统计数据。培养学生缜密的思维习惯,充实头脑,健全人格。
(3)第三课堂数学建模教学
第三课堂数学建模教学旨在“让不同的人学习不同的数学”,突破数学学科与中职院校学生专业之间的障碍。中职院校的学生有一将来毕业后要步入社会参加工作,数学教师应当了解他们所从事的专业及职业与数学之间有着怎样的联系,如何充分发掘数学教学资源,为他们参加工作后所需的技能及未来的发展提供帮助。这样既能适应不同专业学生的特点,又能推动中职学生多元智力综合发展。比如:平面设计、服装设计、人物设计专业画图、图像定位、比例伸缩、计算机绘图,等等。那么在讲解椭圆、双曲线、抛物线等曲线的图像时,就可以让学生动手操作理解这些曲线的方程的由来,从而认识到每个方程就是一个数学模型,建立方程的过程就是建立一个数学模型的过程。这就是从国际上最流行的数学教法“Do Mathmatics”——“做数学”中的启发,这样就把数学建模的策略与设计专业有机地融合在一起,收获双重价值。
让一起推广数学建模教学,把数学变成广大学生心目中一门有生命力的学科,受欢迎的学科,丰富多彩、趣味盎然、对各个领域有贡献的学科。优化教师活动,减轻学生的负担,培养符合社会、具备高数学素养的复合型人才。
参考文献:
[1]王延文.中学数学教学导论.教育科学出版社,1998.
[2]张奠宙.数学教育学.江西教育出版社,1991.
[3]珍妮特·沃斯.学习的革命.上海三联书店,1998.

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