浅谈在大学高等数学教学过程中对学生数学建模思维能力的培养

作者:查重猫     发表时间:2020-09-11 11:27:21   浏览次数:14


  【摘要】本文主要讨论了如何在高等数学教学中渗透数学建模的思想和方法,培养学生对数学的兴趣,提高学生的思维能力和创新能力。

  【关键词】高等数学,数学建模,思维能力,创新能力

  “高等数学”课程作为大学理工科的一门重要的公共基础课程,在大学教育中占有比较重要的地位,它是很多课程的先开课程,比如说概率论、大学物理、电工电子学等等。高等数学内容严谨而又抽象。根据调查发现,大部分大一学生反应高等数学难学,甚至产生了厌学的态度,没有学习的热情。因此提高学生对数学的学习热情是十分必要而且紧迫的。

  数学建模是数学理论知识与实际生活联系的桥梁,是数学知识应用于实际问题的媒介,在高等数学教学过程中加强对学生数学建模思维能力的培养,可以在很大程度上提高学生学习和利用高等数学知识的兴趣,使学生了解到实际生活中数学知识应用的广泛性,同时使学生知道高等数学的重要性,从而提高学习的主动性,提高素质教育的质量。

  作为一名指导过校级、省级、国家级数学建模竞赛和美国大学生数学建模竞赛并且一直教授高等数学课程的老师,我觉得在大学高等数学教学过程中加强对学生数学建模思维能力的培养是十分必要的。以下我将从五个方面阐述将数学建模思想和方法应用于高等数学教育的优点。

  首先,数学建模思想和方法有利于提高学生利用数学知识解决实际问题的能力和水平。数学建模是数学理论知识应用于实际的基础,数学建模的过程,是一个学习未知知识,并且运用已知知识来解决问题。

  我国的大学生在中学阶段接受的教育是纯粹的应试教育,没有用自己所学的数学知识解决实际问题的理念。而在数学建模这个过程中,学生可以学习到自己从未接触过的内容,通过查阅资料,加深自己对问题的理解,从宏观上提升数学知识水平,提高自己的主观能动性和自主学习能力。在高等数学教育中培养学生的数学建模理念,有利于增强学生解决实际问题的能力。

  其次,将数学建模应用于高等数学的教学中有利于培养学生对数学的兴趣。数学素养在学生的学习和工作中都十分重要,并且必不可少。不论是将来继续深造还是选择工作,数学素养都是非常重要的,没有一定的数学素养,就不能很好的完成任务。

  但是,现在不少学生对数学有非常强烈的排斥感,一提到数学就头疼。而将数学建模代入高等数学的课堂中,学生将会体会到数学知识应用的广泛性,数学就在我们的日常生活中,数学能解决我们日常生活中方方面面的问题,这样,可以使学生爱上学习数学,彻底激发学生学习数学的兴趣。

  第三,在高等数学教育过程中培养学生的数学建模思维能力是高等数学教育改革的需要,具有重要的实际意义。数学建模是数学和实际联系的桥梁和纽带,通过数学建模,可以极大的激发学生的学习兴趣。同时,由于数学建模具有开放性、不唯一性的特点,学生需要进行不断地讨论,因此可以更好地融入课堂中。

  尤其是现在有的高校在高等数学课程教学中实行翻转课堂模式,那么在其中穿插着建模的思想理论和模型会使课堂更有趣,这也是高等数学任课教师教学改革的一个值得研究的新的课题。

  第四,数学建模思想和方法有利于培养学生的创新能力。随着经济和社会的高速发展,创新称为了这个时代的主旋律。国家也提出了“大众创新,万众创业”这个口号。创新称为了一个人必不可少的能力。在高等数学教育中融入数学建模的思想和方法,有利于激发学生内心深处的创新意识。

  而对同一个数学问题而言,有多个数学模型、多种数学方法都可以解决,没有循规蹈矩的方法,学生在解决问题的时候可以有多方面的考虑,其结果也不唯一,没有最好,只有更好。这样的数学建模给了学生独立思考、自主探索的过程,真正将学生的创新意识激发出来。

  除了在课堂上的必要引导,各教育机构、部门、学校应当积极举办数学建模竞赛,以赛促学,对于竞赛中表现优异的同学进行适度奖励,提高学生参加竞赛的积极性。这样的竞赛,可以从根本上锻炼学生的逻辑思维能力,从而提高学习数学的能动性。

  第五,数学建模竞赛是促进学生综合能力的培养的重要途径之一。众所周知,全国大学生数学建模竞赛是参加人数最多,影响面最广的大学生学科创新竞赛。参与数学建模竞赛不单单是数学理论的提升与应用,最为重要的是有助于学生团队协作、伙伴关系等综合能力的培养,他需要三人在有一定建模和数学理论基础上团队齐心协力合理分配才能有可能取得好成绩,在实际指导竞赛中发现但凡缺乏团队精神的队伍最后的数学建模论文一定不是优秀的。相比较理论知识的学习,培养大学生的团队协作精神而不是单打独斗在现今社会尤显重要。

  综上所述,将数学建模应用于高等数学的教学过程中,可以培养学生各个方面的能力,真正让学生全面提高、全面发展,既学习了基本理论知识,又有实际问题的解决,很好的实现了学有可用。对学生进行数学建模思想的教育,是他们今后工作和学习解决问题的必备素质和必要条件,是他们成为社会所需要的人才的前提条件。把数学建模思想和方法应用于高等数学教学当中去,是数学教学改革的有效途径,才可以有效提高素质教育的水平。

  参考文献:

  [1]杨启帆,方道元.数学建模[M].杭州:浙江大学出版社,1999.

  [2]李火林.数学模型及方法[M].南昌:江西高校出版社,1997.

  相关刊物推荐:《高等教育研究学报》(季刊)创刊于1978年,是经中国人民解放军总政治部和国家新闻出版署批准公开发行的正式期刊。目前是军内院校唯一获准有CN刊号、ISSN刊号的高等教育研究学术期刊。

  

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