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数学建模不仅可以让学生能够运用所学数学知识解释生活难题,而且可以通过实际生活的案例来提高学生接受数学学习的兴趣,从而提高数学教学效果.因此,数学建模教学应被大力推广.
2高中数学建模教学出现的问题
目前许多高中数学课本中将有关数学建模的内容都分散于各个教学单元中,使其内容失去了连贯性,学生不能灵活运用数学知识,大大降低了数学建模教学的优势和目的.另外许多高中生在学习数学建模的过程中存在或多或少的障碍.高中生由于地区或者其他原因,对于现实问题的洞察能力和数据的处理能力均有限,导致数学建模教学不能顺利地进行.另外,许多教师对于建模的教育理念存在偏差,不重视数学建模,因此,教学效果也就可想而知.
3加强高中数学建模教学的对策
1)重视各章前问题教学
高中数学课本在每章前面均有一个关于本章教学内容的实际问题,而通过重视各章前问题教学,可以引发学生对于数学建模的兴趣,从而使得学生明白数学建模教学的意义.例如,某公园有个大型摩天轮,该摩天轮可以吊起78个客舱,一次能运载350个乘客.坐该摩天轮从开始到最后需要耗时30min,转速为5m•min-1.问,乘客乘坐该摩天轮时,从摩天轮的最低点开始计时,他所处的高度h与所坐的时间t的关系,并用数学模型解释.这个章前问题就是典型的运用数学模型来解决生活中的问题,因此,高中数学教学应加强章前问题教学,培养学生重视数学建模的意识.
2)加强数学开放题教学
高中数学教师可以通过加强数学开放题的教学提高数学建模教学效果.因为数学开放题可以锻炼学生开放性思维和创造性思维.开放题可以接近生活中的现实问题,例如,随着科技的发展和能源的消耗过剩,现今市场上出现3种汽车类型,一是传统的以汽油为原料的汽车,二是以蓄电池为动力的车,三是用天然气作为原料的汽车.通过对这3种类型的车使用原料成本进行分析比较,并建立数学模型,分析汽油价格的变化对这3种车所占市场份额的影响.这种开放性的试题,没有具体的答案,只要学生所建的数学模型能够将问题说得通,都算是成功的数学建模.
3)注重案例式教学
注重案例式教学是值得教师学习的提高教学效果最有效的方法.通过分析典型的数学案例理解建模的优势,提高数学建模的教学效率.例如,甲、乙2人相约到某地相遇,该地距离出发点为20km,他们约定一个人跑步,而另外一个人步行,当跑步者到达某个地方后改为步行,接着步行的人换成跑步,再步行,如此反复转换,已知跑步的速度是10km•h-1,步行的速度是5km•h-1,问至少花多少时间2人都可以到达目的地.这种相遇问题在数学教学中应该经常见到,这是一种典型的案例题,通过典型案例的数学建模教学,不仅可以让学生对问题更加印象深刻,而且可以使得学生更容易接受数学建模教学的方式,从而提高数学建模教学的效果.
4)加强高中数学建模的师资力量
关键词:数学建模;高等数学;教学方法
中图分类号:G642.41 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)52-0199-02
一、引言
21世纪是知识经济时代。这个时代的最主要特征是知识与科技将成为主要资源,知识的生产、科技的创新和应用是社会发展的核心,高素质的创新人才是知识经济发展的关键。同志曾在全国科学技术大会上提出:创新是一个民族进步的灵魂,是国家兴旺发达的不竭动力,一个没有创新能力的民族难以屹立于世界先进民族之林。而教育是创新的生存之本,高等教育则是其发展之源[1]。在高校教育中,高等数学的教学被认为是其他各门学科教育的基础,它所提供的数学思想、数学方法、理论知识不仅是学生学习后继课程的重要工具,也是培养学生创造能力的重要途径。
二、大学高等数学教学中存在的问题及原因分析
高等数学是理工科其他专业构建专业知识体系的基础,高等数学传播的基本概念与方法、包含的数学思想以及数学文化,不仅是学生学习后继课程的重要工具,也对培养大学生的自学能力和创新能力具有重要的意义。然而目前大学里每年参加高数补考的学生人数却在不断增加,而且随着年级的增加与《高等数学》相关的学科补考率也逐渐提高,这些学生中不乏中学阶段数学成绩较为优秀的学生。为什么会出现这种现象呢?通过校内对学生进行问卷调查,发现进入大学后,由于各专业对《高等数学》的要求不一致,虽然大多数学生知道数学很重要,但对学习数学的兴趣却不大。“有很多题目,老师讲的时候觉得不难,当时听懂了,但到自己去做的时候却无从下手;老师没有讲的,那就完全不会做。”所以觉得数学学习起来特别枯燥、乏味,再加上大学教学中老师没有中学老师的监督力度,从而使得学生失去了学习数学的压力和动力。还有些学生,在学习过程中由于不清楚学数学到底有什么实际用处,在面对数学抽象理论时产生厌学情绪,想认真学的同学,无非是想在期末考试中或为将来考研时取得一个好的分数,其结果也仅仅是学了一堆的定义及理论知识却不知道其在实际问题中的作用,更不会用所学的知识去解决相关问题,缺乏利用数学知识解决实际问题的能力。我们对本校部分理工科学生进行了一个问卷调查,统计结果显示:真正对数学有浓厚兴趣,喜欢学习《高等数学》的人很少,不到四分之一;能够了解《高等数学》的应用价值的只有5%左右;而能够灵活运用数学知识解决实际问题的同学更少,不到3%;但同时在调查中发现高达80%的同学表示希望了解数学建模的思想与方法,并渴望学习如何使用《高等数学》知识来解决实际问题。
三、在教学中引入数学建模思想
1.数学建模定义及发展。数学模型(Mathematical Model)作为模型的一类,也是一种模拟,是以数学符号、数学表达式、程序、图形等为工具对现实问题或实际课题的本质属性的抽象而又简洁的刻画,它或能解释某些客观现象,或能预测未来的发展规律,或能为控制某一现象的发展提供某种意义下的最优策略或较好策略等。数学模型一般并非现实问题的直接翻版,它们的建立常常既需要人们对现实问题有比较深入细微的观察和分析,又需要人们能灵活巧妙地利用各种数学知识。这种应用各种知识从实际课题中抽象、提炼出数学模型的过程被称为数学建模(Mathematical Modeling)。[2]数学建模最早在20世纪60~70年代进入一些西方国家大学,我国高校于20世纪80年代初由复旦大学将数学建模引入教学,1982年,朱尧辰、徐伟宣翻译出版了E.A.Bender的“数学模型引论”,正式将数学建模概念在国内规范化。而大学生数学建模竞赛最早是1985年在美国举办的,我国于1989年起由北大、清华、北理工首次组织部分学生参加了美国的竞赛。1990年,上海市率先在本市举办了大学生数学建模竞赛,1992年由中国工业与应用数学学会组织举办了国内10座城市的大学生数学模型联赛,70多所高校的300多支队伍参加。从1994年起由教育部高教司和中国工业与应用数学学会共同主办全国大学生数学建模竞赛,每年一届。十几年来这项竞赛的规模以平均年增长25%以上的速度发展,参赛队伍也已扩展到包括港澳在内的全国30多个省、市、自治区的上千所高校[3]。经过三十多年的发展,现在很多的本科院校甚至专科学校都开设了各种形式的数学建模课程和讲座,不少学校成立了数学建模小组。这些都为提高学生对数学学习的兴趣,加强利用数学方法分析、解决实际问题的能力创建了一条有效的途径。
2.数学建模在教学中的应用。①数学建模思想在高等数学教学中的应用。许多数学概念都是在现实需要的基础上产生的,是其他理论和实际应用的基础。因此,在高等数学的教学过程中,应从实际问题出发,从数学概念的产生背景和产生原因说起,使学生从较为抽象的数学模型中认识到数学概念在解决实际问题中的作用,由此增强他们的数学建模意识,培养其利用高等数学原理解决实际问题的能力。魏晋时期的刘徽将“割圆术”理论描述为:“割之弥细,所失弥少,割之又割,以至于不可割,则与圆合体而无所失矣。”这就是“化整为零取近似,聚整为零求极限”的思想,可以说古人已经开始使用数学建模的思想解决实际问题了。在实际教学过程中,针对各专业对学生的不同要求,选取合适的数学建模内容,将其融入教学过程。特别是在数学应用性例题解答时,可利用数学建模方法,教学过程中应当注意尽可能精简计算和推导过程,强化模型的建立。对于多数计算问题而言,如极限、导数、积分的求解时,可使用Matlab、Spss、Lingo等计算软件进行运算,不仅简化了推导过程,还提高了学生的动手能力,实现了学生数学建模意识及方法的逐步养成。②开设数学建模课程。在高等数学课堂引入相关数学建模思想的基础上,可以适当开设数学建模及建模实验课等选修课,进一步提高学生对于数学建模的认识。数学建模选修课一方面可以提高了学生发现问题、分析问题和解决问题的能力,另一方面可以为学校参加数学建模竞赛打基础并提供选拔人才。建模实验课的开设不仅可以使学生受到高等数学式的思维训练,而且可以激发学生的自主意识,提高其自我思考能力,从而激发学生学习高等数学的兴趣和热情,增强学生的自学能力和创新能力。在数学建模和实验课程中,除了引导学生全面掌握课程知识及方法以外,还需要掌握现代数学工具及相关计算软件的操作,如Matlab、Mathematics、Spss、Lingo等,以便解决实际问题及求解数学模型时使用。例如,在高等数学课程中可以利用Mathematics软件解决极限、导数和积分的运算;概率统计中可利用Matlab软件处理概率分布、统计回归等问题;线性代数课中使用Matlab软件进行矩阵运算。因此,在课堂上需要加强对学生计算软件使用的培养,并结合教学内容和习题进行讲解。③改革传统教学方法。数学建模存在以下特点:问题的多样性、解决方法的灵活性以及知识需求的广泛性等。因此在教学过程中,教师应该放弃以往的填鸭式教学方法,积极实施启发式、探究式、问题驱动式的新式教学方法。这样,可以更加有效地激发学生的求知欲,促使学生将被动学习转化为主动学习、自主学习,改变传统教学中学生只能被动接受的情况,让他们参与到教学过程中,有助于学生了解所学的数学知识该如何用于实际问题。④把数学建模能力的考察放入考试。习题课是高等数学教学中必不可少的关键手段,也是培养学生数学建模能力的重要方法。因此,教师在上习题课时应该在解题的过程中注意培养学生的建模意识,循序渐进地选择一些难度适宜且递进的问题作为例子,尽量让学生自己发现问题,并利用已经掌握的数学知识加以解决。另外,教师应针对正在学习的课程内容,选择一些简化了的数学建模题当作课外作业,进一步提高学生理论分析及解决问题的能力,这样可以让学生有更多机会接触数学建模方法,巩固课堂所学知识。此外,在高数考试中,也可适当增设一些较为开放性的试题,尝试多种考查形式,如让学生写小论文作为平时分评定标准等方法,对学生的分析、创新、归纳、实践能力进行测评。
四、取得的成绩
我校进行数学建模的试点教学和参加全国数学建模大赛虽然较迟,但是在广大教师的共同努力下也取得了优异的成绩。在2013年的全国大学生数学建模竞赛上,获得国家一等奖1项、二等奖3项,省级一等奖7项、二等奖5项、三等奖12项,在全省院校中名列前茅。参加数学建模选修课以及数学建模兴趣小组的同学,其数学成绩比起之前都有不小的进步。将数学建模思想引入教学的实验班级考试平均成绩比普通班级高了接近10分,不及格率明显下降,后期问卷显示学生对高数的学习兴趣和了解程度比普通班级都有显著提高。
高等数学的教学在整个高校人才培养中起着极其重要的基础性作用。随着计算机技术及数学计算软件的普及,数学建模思想越来越多地为人们了解。将数学软件和数学建模融入高等数学的教学可以进一步提高学生对于数学的兴趣,打好学习基础,实现人才培养目标。
参考文献:
[1]萧树铁.高等数学改革研究报告[J].数学通报,2002,(9):3-8.
一、数学建模的涵义
在把实际问题进行数学模型的创建时,实质就是把实际问题中所蕴含的数学知识提取出来,形成一个具有实际意义的数学模型,运用数学语言和数学公式对这个数学模型进行研究探索,进而达到解决实际问题的目的。教师在培养学生的数学建模意识时,就要提高学生分析数学问题的能力,通过把实际问题抽象简化成为数学问题,利用学生已有的知识进行解决。数学建模从本质上说就是进行一系列的发现问题、提出问题、解决问题的过程,这个过程对学生的数学能力要求很高,学生必须具备敏锐的观察力和分析力,能把实际问题与自己掌握的数学模型相联系,然后进行提取,在数学世界中解决实际问题,最后把结果再带入问题中进行验证。
二、数学建模基本过程
(一)问题分析
数学模型就是现实世界中的问题同数学知识进行联系的工具,最初在进行数学建模时,就是要把实际问题用数学语言和数学符号进行表述。在把现实问题转化成数学模型时,学生要充分对这个问题进行了解,了解问题的成因和背景,把对解决问题能提供帮助的数据都收集起来,以更好地对问题进行抽象和概况。
(二)合理的简化假设
在实际的生产和生活中,往往受到各方面因素的影响,要解决的问题是时刻变化的,在解决这种多变问题时,要把问题进行合理假设,通过假设把问题简单化,然后运用数学模型进行解决。在进行假设时,要根据问题的背景进行合理假设,假设进行得合理,通过运用数学建模思想这个问题就能获得解决;如果假设不合理或者假设没有根据实际情况进行,那么可能利用数学建模求解出来的答案就不适合实际问题,这就是一个不成功的建模过程。所以,学生在进行建模思想的运用时,一定要根据事实进行假设,才能得出合理有效的解决问题的方法。
(三)建立模型
通过假设,把实际问题中的相关变量之间建立等量关系,从而建立数学问题。在建立模型时,学生要根据从实际问题中提取出的常量和变量建立合适的数学模型,使问题能获得解决。在建立数学模型时我们要遵循以下原则:有简单方法时一定要用简单方法,能运用初等工具时一定要用初等工具,一定要使建立的模型最简单,最易解决。
(四)求解数学模型
数学模型建立之后,接下来就是要对所建立的模型求解。在求解过程中,要使用适当的数学工具,使数学模型在简单有效的方法下获得解决。如果遇到的问题比较复杂,通过一般的数学工具解决不了,那么就可以在事实的基础上对所建立的模型进行细微变化,使模型获得解决。
(五)模型分析、检验、修改与推广
所建数学模型求解出来之后,就要把求得的结果带入实际问题中进行分析检验,以验证所得的答案是否能满足现实要求,并将不合理的结果进行修改。
案例:教师在对不等式进行讲解时,先让学生回忆在探究|x|=3的几何意义时运用了数学中的数轴,之后提出|x|>3和|x|
教师通过数轴来引入不等式意义的探究,这也是把数轴这个数学模型引入了课堂。假设x是数轴上的一个数,那么当它在哪个范围内取值时|x|>3,在哪个范围内取值时|x|3和|x|
这个案例是运用学生学过的知识对新知识进行建模,通过建模让学生能更清楚、更深刻地理解了不等式的几何意义。可见数学建模思想的运用能促进学生学习数学知识,在不断提高数学建模思想的过程中,学生的数学能力也在不断提高。
数学建模除了可以让学生能更好地接受新知识以外,还常用来解决生活中的实际问题。
三、高中常见数学应用模型
(一)函数模型
我们可以从生活中很多现象中抽象出函数模型,例如,如何控制才能使用水量达到最低?如何能使工厂的收入最高?如何使生产化肥的工厂用原材料最省等等。这些问题都能通过函数模型进行解决。
(二)数列模型
数学中的数列主要应用在从特殊到一般来进行研究的问题中,利用数列模型可以解决我们生活中的很多问题。例如,银行利率的增长率是多少?我国每年人口出生率是多少?细胞分裂的速度是多少等等诸多问题。
(三)不等式模型
在最值问题的求解时常用到这个模型,通过从实际问题中概括出来数学式子,然后再运用解不等式的方法获得最值。
(四)解析几何模型
解析几何模型在一些建筑中比较常见,例如拱形桥的修建中就设计到了解析几何的模型。把拱形桥中涉及的数学问题分析、概括出来,就能运用数学语言解决拱形桥中的拱高和半径等问题。
(五)排列、组合模型
排列组合模型的应用很广泛,在很多现实问题中都可以运用到这个模型。
(六)概率模型
在高中数学学习中,学生需要了解概率模型。概率模型是从具有不确定事件中提取出来的数学模型,通过解决概率模型问题来解决实际问题中的几率问题。
生活中存在数学模型的现象很多,学生在日常生活中要养成对事物进行深入分析的习惯,善于把实际问题的本质提取出来,把现实问题抽象成数学模型,从而获得问题的解决。
一、问题提出
很多学生对数学的认识是繁、难,在生活中应用太少,这是走入纯数学误区的表现,末能把数学真正学活.其实数学的发展与生产、生活发展同步的,学习数学的目的就是为了更好的提高生产效率和生活质量.随着“数学应用意识”教育的不断深入,提高数学应用性的教育迫在眉睫。
数学应用性包括两个层次:一是数学的精神、思想和方法;二是数学建模.所谓“数学建模”,就是对遇到的实际问题进行抽象和假设之后,运用数学工具(包括数学符号、语言、几何图形等)得到一个数学结构(数学模型).通过数学建模能力的培养,使学生可以从熟悉的环境中引入数学问题,增加与生活、生产的联系,培养学生的数学应用意识、巩固学生的数学方法、培养学生的创新意识以及分析和解决实际问题的能力,这正是素质教育和数学教育的目的。
二、如何培养初中生的数学建模能力
数学建模能力的培养和形成不是也不可能短期完成,必须结合具体教学内容,有系统、有针对性、循序渐进地进行.在初中阶段笔者认为可分以下几个阶段进行:
1.立足教材,扎实基础
教师首先要根据教学大纲和教材,注重学生数学基础的系统教学.一般地,数学体系可分为纯数学和应用数学两个范畴,我们要正确认识两者之间的关系,纯数学是应用数学的基础,应用数学是纯数学的发展与深化.没有广泛而扎实的数学基础,数学应用意识就很难形成,培养数学建模能力就成为一句空话。
2.教学中注意建模思想的渗透
数学建模能力的培养是一个循序渐进的过程.因此,从初一开始,就应有意识地逐步渗透建模思想.在教学中渗透建模思想不是简单把实际问题引入,而是根据所学数学知识与实际问题的联系,在教学中适时地进行渗透.
(1)以具体实例引入概念
概念课着重于学生对概念的认知,而大多数概念往往由实例引入,因此可引入生活中的相关例子,将概念具体化,培养学生对实际问题的分析、抽象、概括能力.
例如,在水塘中投进一块石头,水面上产生圈圈荡漾的水波,便是一个个圆的形象,然后使学生抽象出圆的概念以及圆心、半径等.
(2)几何课注意操作与分析结合
数学是研究空间形式和数量关系的一门科学.生活中的几何问题随处可见,教材中,每章开头的引入和部分例题、练习中都有数学应用的例子,教师可充分利用这些例子对学生进行建模训练。
例如:“解直角三角形”的引入部分:修建扬水站时,要沿着斜坡铺设水管,水管AB的长度可以直接量出,斜坡与水平面夹角∠A可以通过测角器测出,如何求出点到水平面的距离?
建立模型:RtABC,已知∠A,AB,求BC的长.
还有同一章中6.4应用举例中出现的:屋顶人字架、燕尾槽、大坝、山坡等实际问题.令教师在教学时有较大发展空间.
(3)复习课要注重知识的系统运用
复习课由于学习知识已较为系统完整,可考虑适当引入综合运用本章节知识的有关问题,适当提高学生建模能力,强化学生应用数学的意识.
在解决实际问题时,应鼓励学生大胆提出自己的建模方法,然后再补充.当学生自己找到建模方法后,就会获得成功的满足,产生愉快的学习情绪。
3.引导学生从数学的角度看生活
在数学教学中,应注意引导学生自觉地应用数学思维来分析生活实践中的现象,学会将问题的本质进行概括、归纳,抽象为数学语言,并用相关数学知识来分析解决问题。
例如:在足球比赛场上,甲、乙两名队员互相配合向对方球门MN进攻,当甲带球冲向A点时,乙已跟随冲到B点,此时甲是自己直接射门好,还是迅速将球回传给乙让乙射门好?
分析:在真正的足球比赛中,情况会很复杂,这里仅用数学方法从静止的两点加以考虑,如果两个点到球门距离相差不大,要确定较好的射门位置,关键是看这两个点各自对球门MN的张角大小,当张角较小时,则球容易被对方守门员拦截。
关键词:多媒体;数学建模;应用
根据《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020)年》的要求,国家要对教育行业进行改革,使教育整体水平得到大幅度提高,推动其走向现代化发展方向。随着信息时代的到来,多媒体被广泛应用于现代教学课程中,用其特有的优势丰富课堂的内容及形式。
大学生数学建模教学目标是把实际问题通过转换,变成数学问题并利用数学手段及工具进行推理解决。因此,教师要重视数学建模课程在大学数学教学中的比重,学生通过学习数学建模,亲自去完成建模过程,达到培养自身创新意识的作用,可以很好地提高他们的综合素质及创新能力,推动高校素质教学的不断深化。本文对大学数学建模课程使用多媒体教学的优势进行分析总结,对数学建模课程结构,将多媒体教学与传统教学进行有机结合,提高数学建模课程的教学效果提出了一些建议。
1数学建模的概念
21世纪,教学课程迎来了一项重要改革,改变了传统的学习方式并开设研究性学习方式。研究性学习模式是指引导学生对实际问题进行探讨,帮助他们在进行某个领域的学习过程中,确立一个需要解决的问题并提出解决方案。也就是说,学生在进行数学教学的过程中,通过明确现实生活中的一个问题,并采用数学建模的方式将其解决。这就是现代教学中备受关注的数学建模活动。
数学建模是指具有针对性的将现实生活问题进行抽象、简化处理,组成一个由数学符号、数学公式及数量关系的数学结构。将现实具体事物进行构造、组合的建模过程被称为数学建模(mathematical modeling)。数学建模可以归类为解决问题的方法,一般都采用它解决一些实际性的问题,其将数学学科和社会生活进行有效结合。实际上,数学建模就是将日常生活存在的问题进行模拟,除去不必要的因素,确立问题中的数学关系,构成相应的数学结构。数学建模是一个将问题系统化的过程,在进行操作的时候要注意各种技巧、技能及分析方式、综合认知能力的应用。数学建模并没有―个固定的模式,它的应用往往是因人而异、因题而异。
2多媒体技术在数学建模教学的优势
2.1多媒体的应用加大了课程的信息量
在大学数学教学课程安排中,数学建模课程占据的比例很小,但是其本身的内容又涵盖了高等数学的绝大多数的分支,内容繁多。面多这种情况,传统教学模式中板书加教案的方式已经无法完成数学建模的教学任务,多媒体技术的应用可以很好的改善这个局面,它可以提高课堂中的信息量,使数学建模教学效率得到大幅度的提升。
2.2多媒体技术使抽象的数学建模知识形象具体化
数学建模课程会涉及大量抽象性的内容,学生在很难在短时间内进行消化掌握,因此,数学建模课程的设计显得尤为重要。教师在进行建模课程的讲解时,可以根据具体隋况采用多媒体技术进行补充说明,将抽象、枯燥无味、静态的知识点转化成动态化、具体形象化,很大程度地提高了学生的学习积极性和主动性。例如,教师可以通过多媒体技术对一些模型的计算结果进行图形演示,让学生更好地了解其数据和式子,提高课堂教学的效果。多媒体教学可以帮助学生更好的理解数学建模的结论,同时,也激发了他们的求知的积极性及探索的兴趣。兴趣是最好的老师,学生在对学习数学建模产生学习兴趣后,他们的积极性和主动性得到提高,主动参与到课堂中,课堂教学质量将大幅度提升,大学生数学技能及综合素质也得到培养。
2.3多媒体教学很好地提高了课程的效率
利用多媒体进行数学建模教学,可以缩短传统教学模式中教师板书、绘图的时间,使教学课堂更具有针对性,实现因材施教。例如,教师在讲解采用Leslie矩阵方式来表达人口变化规律的时候,可以通过课前制作好的多媒体课件对庞大的矩阵进行演示,减少课程中板书的时间,改变了传统教学中教师要使用大量的时间进行板书,否则在进行知识点的讲解时无法给学生留下深刻的印象,课堂的重点难以突出。教师可以将节省出的时间向学生讲解数学建模的关键内容及知识点,很好的突出教学的重点和难点,提高教学的质量。
2.4多媒体技术可以实行远程教学
同步式讲授及异步式讲授等模式组成了远程教育。同步式模式是指教师和学生可以通过同时登入到教学平台,完成不同场景的教学活动;而异步式可以让学生可以自主地选择学习时间和内容,他们的学习空间不受到限制。开放性和跨时空性是远程教学独有的特点,这决定了数学建模的教学活动要以异步式模式为主。在实际操作中,同步式和异步式远程教学模式都存在师生之间互动交流过少,缺乏亲切感的问题。根据这类情况,教师可以通过PPT的方式进行教学内容的讲解,通过将多媒体话外音介绍与传统模式的板书进行有机结合,给学生提供更好的教学资源,提高数学建模课程的质量和效率。学生还可以通过在网络上下载数学建模课件及相关资料对知识进行有效的拖肮固。
3在运用多媒体教学过程中应注意的问题
多媒体技术的运用在数学建模课程中占据着重要的作用,为了使多媒体教学效果达到最大化,教师再使用的过程中应注意以下几个方面的问题:
3.1应用多媒体进行教学要避免过于形式化
随着信息时代的到来,多媒体技术逐渐被应用于教学中,图文并茂、庞大的信息量、灵活多变是其最大的特征。多媒体教学模式给学生带来全新的学习感觉,他们对教学课件抱着很大的兴趣和注意力。因此,教师在应用多媒体制作课件时,不能过多的追求课件的外在美感和动感,而忽视了对教学内容的有效分析和筛选,很容易分散学生的注意力,从而忽视了数学建模课程的重点和难点。
3.2快速的课程节奏无法锻炼学生的逻辑思维
抽象和逻辑是数学思维的两大特征,一部分教师在运用多媒体进行数学建模教学时,快节奏的讲解模式导致学生进行思考的时间过少,课件翻页的速度太快,学生对课程的知识点应接不暇,结果就是他们对于教师传授的内容印象不深。这种陕节奏的教学方式,很容易破坏学生的思维连贯性,很大程度的阻碍了他们学习后面数学建模内容,学生对学习的积极性下降,严重影响教学质量。针对这类情况,教师在运用多媒体进行教学的时候,要适当调整教学进度,增加对建模问题分析、思路讲解、论证推理过程的时间,结合传统教学的板书方式,让学生能真正地了解数学思想,培养他们的创新精神。教师要根据当代大学生的特点开展针对性的教学方案,培养学生自身的数学理念,锻炼他们数学思维能力。
3.3数学建模教学课件要做到因材施教
多媒体课件的制作对教师计算机操作水平提出了较高的要求,且要花费大量的时间及精力。因此,一部分的教师直接使用课本教材或网络上通用的内容来制作课件,这将导致课件内容与学生专业脱节,并限制了教师的教学风格,多媒体在数学建模课程中的作用没有得到很好的发挥。这就要求教师在进行数学建模课件制作时,要选择根据教学内容、学生特征及实际情况来进行原创,对于借鉴的内容要做出适当的修改,并进行及时更新改进,使多媒体教学做到因人而异、因材施教。
3.4多媒体教学容易导致师生互动不足
数学建模课程要求教师与学生之间建立良好的互动环境。学生通过老师沟通交流来进行数学建模课程学习,可以很大程度提高学习效率。一部分教师在通过多媒体开展数学建模教学时,都是对事先制作好的视频进行讲解,与学生之间的交流互动减少了。教师甚至一整个课时都会坐在电脑前进行操作讲解,很难发挥其在教学中的主导作用,学生只能被动地去接受课件展示的教学内容。针对这种情况,教师在采用多媒体进行数学建模教学时,要注意多跟学生进行沟通互动。教师的眼神、手势、表达方式在课堂中非常重要,能起到活跃课堂氛围的作用,提高学生的主动性及积极性。
4结论