高職學(xué)生數(shù)學(xué)建模能力的培養(yǎng)

陳忠

摘要：數(shù)學(xué)學(xué)科本身帶有一定的基礎(chǔ)性與綜合性，在高職教學(xué)中占有較大的比例，是其他理科學(xué)科學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。在高職學(xué)校中開展數(shù)學(xué)建模教學(xué)，對于提高高職學(xué)生的數(shù)學(xué)思辨能力與建模能力效果十分鮮明。本文主要針對高職學(xué)生數(shù)學(xué)建模能力培養(yǎng)進行分析，探討高職教學(xué)中數(shù)學(xué)建模能力培養(yǎng)的具體實施措施，更好地促進今后的數(shù)學(xué)教學(xué)。

關(guān)鍵詞：高職學(xué)生；數(shù)學(xué)建模；建模能力；培養(yǎng)途徑；研究分析

中圖分類號：G712 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）48-0253-02

在高職院校的數(shù)學(xué)教學(xué)中重點應(yīng)該是學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)解決實際問題能力的培養(yǎng)，大量的理論教學(xué)更應(yīng)該結(jié)合教學(xué)實踐，突出學(xué)生的動手與思索能力，利用數(shù)學(xué)知識、數(shù)學(xué)理論解決生活中的疑難是數(shù)學(xué)教學(xué)的終極目的，在高職教學(xué)中具有十分重要的現(xiàn)實性意義。

一、高職院校開展數(shù)學(xué)建模教學(xué)的必要性與意義分析

1.促進高職院校數(shù)學(xué)教學(xué)目標(biāo)的實現(xiàn)。高職院校教學(xué)應(yīng)更注重對理論知識的實踐與應(yīng)用，注重數(shù)學(xué)分析與創(chuàng)建能力的提升，實現(xiàn)數(shù)學(xué)理論知識與現(xiàn)實問題的解決的轉(zhuǎn)化，這是當(dāng)前高職院校數(shù)學(xué)教學(xué)的既定目標(biāo)。數(shù)學(xué)本身的抽象性使得知識理論教學(xué)枯燥無味，數(shù)學(xué)知識始終無法實現(xiàn)與實際問題解決的對接。針對該教育現(xiàn)狀，進行數(shù)學(xué)建模能力的培養(yǎng)是行之有效的手段。

2.調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，激發(fā)創(chuàng)造潛能，提高問題解決能力。在高職院校中開展數(shù)學(xué)建模教學(xué)，一方面調(diào)動學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的積極性，相較于單純的理論講解，數(shù)學(xué)建模能力的教學(xué)強調(diào)動手與思考，在自由開放的環(huán)境下學(xué)生學(xué)習(xí)積極性更加高漲。另一方面在高職院校中開展數(shù)學(xué)建模能力的培養(yǎng)性教學(xué)，有利于激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造潛能，培養(yǎng)創(chuàng)新能力，弘揚創(chuàng)新精神。

二、高職院校數(shù)學(xué)建模能力培養(yǎng)與教學(xué)現(xiàn)狀

1.逐漸關(guān)注數(shù)學(xué)建模能力培養(yǎng)，力度仍需加強。基于課程本身來看，大部分高職院校充分認識到數(shù)學(xué)建模能力培養(yǎng)的重要性，積極開展了微積分、概率教學(xué)、數(shù)理統(tǒng)計等專業(yè)性學(xué)科教學(xué)，旨在提高學(xué)生的數(shù)學(xué)建模能力。但是在培養(yǎng)的過程中，常常重視力度不夠，在課程教學(xué)內(nèi)容與方法上存在一定的滯后性。重經(jīng)典、輕理論、重分析與推導(dǎo)，輕數(shù)學(xué)思想與運算技巧的分析，各部分知識點之間存在斷裂，很難自成教學(xué)體系，缺乏必要的應(yīng)用性與聯(lián)系性，在教學(xué)方法與教學(xué)內(nèi)容上還需要不斷的嘗試與摸索。

2.課時不斷壓縮，課程無法開展。在高職院校中開展數(shù)學(xué)建模能力的培養(yǎng)需要一定課時量的支撐，當(dāng)前教學(xué)中因為對課時量的壓縮，導(dǎo)致其在教學(xué)內(nèi)容上也有所刪減，對數(shù)學(xué)應(yīng)用能力的講解停留在理論表層，缺乏深入的實踐展示，數(shù)學(xué)建模能力培養(yǎng)無法深入進行。

3.教學(xué)方式陳舊落后，教學(xué)內(nèi)容單一。在教學(xué)方式上高職院校的數(shù)學(xué)建模能力培養(yǎng)也急需改進，傳統(tǒng)的填鴨式教學(xué)使得教師是課堂的主導(dǎo)者，學(xué)生的自主性不強，教學(xué)中單純強調(diào)理論定理與嚴密的邏輯體系，忽視了學(xué)生訓(xùn)練技巧與自由分析能力的講授與引導(dǎo)。在教學(xué)中，教師授課形式單一，考核形式傳統(tǒng)落后，缺乏必要的層次性與多樣性，不能真實準(zhǔn)確地反映學(xué)生的數(shù)學(xué)分析能力與知識掌握程度。

三、高職院校數(shù)學(xué)建模能力培養(yǎng)的途徑探析

1.轉(zhuǎn)變認識觀念，高度重視數(shù)學(xué)建模能力的教學(xué)與培養(yǎng)。在進行數(shù)學(xué)教學(xué)時，教師首先要完成教學(xué)觀念上的轉(zhuǎn)變，充分認識到當(dāng)前教學(xué)整體與自身數(shù)學(xué)教學(xué)的不足，從觀念上有所轉(zhuǎn)變，認識到數(shù)學(xué)建模能力培養(yǎng)的重要性，在思想上高度重視，從整體性與綜合性、實用性角度去理解數(shù)學(xué)，開展數(shù)學(xué)教學(xué)。數(shù)學(xué)建模是將理論與知識結(jié)合起來，在教學(xué)中將演繹與歸納滲透到教學(xué)中，在實踐中加深對數(shù)學(xué)定理與數(shù)學(xué)知識的理解與把握，實現(xiàn)數(shù)學(xué)知識與生活實際的結(jié)合，數(shù)學(xué)教學(xué)更應(yīng)該走出理論教學(xué)的限制發(fā)揮其應(yīng)用功能。教師為學(xué)生創(chuàng)設(shè)自由探討的課堂氛圍，學(xué)生在自由的課堂氣氛中自由交流，思索，學(xué)習(xí)建模知識并嘗試運用于實踐中。

2.大膽嘗試各種形式的教學(xué)模式。在數(shù)學(xué)建模能力的培養(yǎng)中，其最鮮明的特點是擺脫傳統(tǒng)數(shù)學(xué)教學(xué)的呆板性，將學(xué)生的數(shù)學(xué)積極性調(diào)動起來，參與到課堂建模中來。增強教師與學(xué)生的雙向互動，教師在與學(xué)生交流的過程中發(fā)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)不足，采用答辯或探究的形式讓學(xué)生提出自己的想法，開展情境教學(xué)或者是小組合作教學(xué)，讓學(xué)生增強對數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)化與應(yīng)用思想的理解，在多媒體課件與軟件的輔助下，借助多樣的數(shù)學(xué)教學(xué)模式，學(xué)生積極主動地投入到數(shù)學(xué)建模的轉(zhuǎn)化與應(yīng)用中去。

3.數(shù)學(xué)建模應(yīng)用實踐分析。下面是在教學(xué)中實際指導(dǎo)學(xué)生完成的建模問題節(jié)選。

隨著社會的發(fā)展，文物修繕工作有條不紊地開展，其中古塔受戰(zhàn)火、地震、風(fēng)雨侵蝕等人為和自然的破壞，損壞極為嚴重，亟需修復(fù)與完善。在古塔的修繕中重點是做好古塔傾斜、彎曲變形的分析。古塔因為高度的問題一般不能實現(xiàn)直接測量，我們引入數(shù)學(xué)模型概念，在其周圍建立平面監(jiān)測點，在塔頂設(shè)立變形觀測點，至于鏡S1，后視S2點，觀測各角計算As1sk=arctg，As1s2=arctg，Asky1=arctg，根據(jù)獲取的觀測點數(shù)據(jù)繪制直觀顯示變化的折線圖，借助折線圖的變化清晰展示古塔近幾年的傾斜與彎曲情況。古塔不同監(jiān)測期的傾斜度折線圖。

上升的折線圖直觀告訴我們古塔每年彎曲的程度不斷加重。對近幾年古塔的傾斜程度進行總結(jié)，制成數(shù)據(jù)表格（見表1），輔助識別古塔傾斜變化情況。在氣溫，風(fēng)力等因素的情況下將以每年0.023mm的速度進行重心偏移，角度傾斜度會慢慢增大，如果不采取措施及時補救與完善，古塔將岌岌可危。

四、結(jié)束語

高職院校作為相對獨立的教學(xué)類型，在教學(xué)目標(biāo)及教學(xué)內(nèi)容上更注重對學(xué)生實際操作技能的培養(yǎng)，為國家輸出技術(shù)型人才，在這樣的教學(xué)要求與背景下，積極開展數(shù)學(xué)建模教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的建模能力，對于激發(fā)其創(chuàng)新潛能，增強創(chuàng)新能力，促進數(shù)學(xué)理論教學(xué)與生活問題的接軌都有著重要意義。

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