淺談中等師范數(shù)學(xué)教育中的數(shù)學(xué)建模

重慶市巫山縣師資培訓(xùn)中心　萬毓令

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淺談中等師范數(shù)學(xué)教育中的數(shù)學(xué)建模

重慶市巫山縣師資培訓(xùn)中心萬毓令

在信息知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代，隨著高新技術(shù)的迅猛發(fā)展，數(shù)學(xué)學(xué)科已廣泛深入各學(xué)科、各領(lǐng)域中。這對(duì)高等教育的數(shù)學(xué)教育模式提出更高要求。傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)教育思想是“只管講授理論知識(shí)，不管如何應(yīng)用”，這使數(shù)學(xué)學(xué)科在高等教育中的重要作用沒有發(fā)揮出來，培養(yǎng)的學(xué)生往往“只會(huì)做數(shù)學(xué)，不會(huì)用數(shù)學(xué)”。因此，創(chuàng)新中等師范數(shù)學(xué)教學(xué)模式、加強(qiáng)中等師范數(shù)學(xué)的應(yīng)用性教學(xué)是中等師范數(shù)學(xué)教學(xué)改革的重要方面，是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力的必然要求。

中等師范 數(shù)學(xué) 教育 建模

一、中等師范數(shù)學(xué)教育的現(xiàn)狀

目前，中等師范數(shù)學(xué)教育存在一些問題：教學(xué)模式偏于單一化、形式化，過分強(qiáng)調(diào)教學(xué)進(jìn)度、教學(xué)大綱的一致性。教學(xué)內(nèi)容過于陳舊，以講授理論知識(shí)為主，不注重介紹問題的背景和知識(shí)應(yīng)用。教學(xué)手段過于單調(diào)，大多數(shù)教師采用板書的方式授課，沒有合理運(yùn)用現(xiàn)代多媒體技術(shù)手段。教學(xué)思想和教學(xué)方法傳統(tǒng)、落后，教學(xué)過程仍以教師為主體，教師從頭講到尾，學(xué)生沒有機(jī)會(huì)參與教學(xué)。針對(duì)中等師范數(shù)學(xué)教育暴露的弊端，各高校在數(shù)學(xué)課程教學(xué)上做了許多改革和嘗試。例如，為滿足不同專業(yè)和不同層次學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，各高校先后進(jìn)行高等數(shù)學(xué)的分級(jí)教學(xué)，充分體現(xiàn)面向全體、分級(jí)優(yōu)化、因材施教的教學(xué)特點(diǎn)。為適應(yīng)當(dāng)今社會(huì)對(duì)人才培養(yǎng)的要求，中等師范數(shù)學(xué)教學(xué)應(yīng)加強(qiáng)應(yīng)用性教學(xué)，注重培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力。數(shù)學(xué)建模利用數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題，能很好地培養(yǎng)學(xué)生學(xué)數(shù)學(xué)、做數(shù)學(xué)、用數(shù)學(xué)的能力。因此，在中等師范數(shù)學(xué)教學(xué)中滲透數(shù)學(xué)建模思想是一個(gè)正確選擇。

二、數(shù)學(xué)教學(xué)中滲透數(shù)學(xué)建模思想的必要性

1.培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)建模能力是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的需要。創(chuàng)新是知識(shí)經(jīng)濟(jì)的靈魂，創(chuàng)新能力培養(yǎng)是本科教育的根本目的之一。中等師范數(shù)學(xué)作為本科基礎(chǔ)教學(xué)課程，在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力方面具有舉足輕重的作用，對(duì)學(xué)生數(shù)學(xué)建模能力的培養(yǎng)是實(shí)現(xiàn)這一目的的最好途徑。

2.數(shù)學(xué)教學(xué)中滲透數(shù)學(xué)建模思想是中等師范數(shù)學(xué)教學(xué)改革的必然要求。目前，高校中的高等數(shù)學(xué)教學(xué)普遍存在內(nèi)容多、課時(shí)少的問題。教師在教學(xué)中往往只注重理論知識(shí)的教學(xué)，忽視知識(shí)的應(yīng)用，只注重對(duì)數(shù)學(xué)學(xué)科本身知識(shí)的講解，不注重學(xué)科之間的結(jié)合，使學(xué)生體會(huì)不到數(shù)學(xué)的真正用處。為克服教學(xué)中的不足，學(xué)校應(yīng)將數(shù)學(xué)建模思想融入中等師范數(shù)學(xué)教學(xué)中，使學(xué)生具備扎實(shí)的數(shù)學(xué)理論基本功和數(shù)學(xué)技能，具備運(yùn)用數(shù)學(xué)思想解決實(shí)際問題的創(chuàng)新能力和應(yīng)用能力。

3.數(shù)學(xué)建模有助于提高學(xué)生的多方面能力。數(shù)學(xué)建模是將數(shù)學(xué)知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際問題中的一種創(chuàng)造性實(shí)踐活動(dòng)，它能增強(qiáng)學(xué)生將數(shù)學(xué)理論應(yīng)用到實(shí)際問題中的社會(huì)實(shí)踐意識(shí)。數(shù)學(xué)建模具有思維的靈活性和結(jié)論的不確定性，在解決實(shí)際問題時(shí)教師可以從不同角度，采用不同的數(shù)學(xué)方法建立數(shù)學(xué)模型，以此激發(fā)學(xué)生的想象力、觀察力和創(chuàng)造力。建模時(shí)，學(xué)生要查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，從中吸取有用信息，這無形之中拓寬了學(xué)生的知識(shí)面，培養(yǎng)了學(xué)生的科研能力。

三、中等師范數(shù)學(xué)教學(xué)中滲透數(shù)學(xué)建模思想的主要措施

1.改進(jìn)教學(xué)內(nèi)容，促進(jìn)數(shù)學(xué)建模思想的普及和深入。學(xué)校科學(xué)合理地修訂教學(xué)大綱、調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，適當(dāng)增加數(shù)學(xué)建模以及數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)環(huán)節(jié)勢(shì)在必行。為讓學(xué)生了解數(shù)學(xué)和數(shù)學(xué)建模的思想和理念，筆者所在學(xué)校主要從課上和課外兩方面采取些措施，取得了一定成效。①在不改變現(xiàn)行課程主體結(jié)構(gòu)的情況下，教師從概念引入、定理證明、例題編排、課后練習(xí)的教學(xué)環(huán)節(jié)融入數(shù)學(xué)建模思想和方法，這需要教師挖掘數(shù)學(xué)課程中能通過構(gòu)建數(shù)學(xué)模型來解決的數(shù)學(xué)問題，合理將數(shù)學(xué)建模的思想方法穿插進(jìn)去，從而展示數(shù)學(xué)思想的形成過程。通過增加這樣的教學(xué)內(nèi)容，學(xué)生真切感受到數(shù)學(xué)知識(shí)的應(yīng)用過程，學(xué)會(huì)用數(shù)學(xué)思維解決實(shí)際問題。②不能忽視數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課在中等師范數(shù)學(xué)教學(xué)中的重要作用。學(xué)校要通過增加實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)，增強(qiáng)學(xué)生的數(shù)學(xué)建模能力、數(shù)學(xué)實(shí)踐能力和基本數(shù)學(xué)運(yùn)算能力。例如，教師可以在教會(huì)學(xué)生數(shù)學(xué)理論算法的同時(shí)，結(jié)合數(shù)學(xué)建模的教學(xué)案例用Mathematica 或Matlab 數(shù)學(xué)軟件，使學(xué)生進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)學(xué)運(yùn)算和圖形繪制。③為加強(qiáng)學(xué)生在數(shù)學(xué)應(yīng)用環(huán)節(jié)的實(shí)踐，更好地普及數(shù)學(xué)建模思想，筆者所在學(xué)校舉辦了不同形式的課外實(shí)踐活動(dòng)。其中實(shí)施效果較好的有：數(shù)學(xué)建模和數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)公共選修課，數(shù)學(xué)建模興趣小組討論班，數(shù)學(xué)建模協(xié)會(huì)，數(shù)學(xué)建模校內(nèi)競(jìng)賽等。

2.從教學(xué)方法和教學(xué)手段上改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)理論知識(shí)與數(shù)學(xué)建模思想的良好結(jié)合。學(xué)校可以將數(shù)學(xué)建模思想融入中等師范數(shù)學(xué)教學(xué)中，在教學(xué)中努力打破傳統(tǒng)的教學(xué)方法和教學(xué)手段，實(shí)現(xiàn)教學(xué)觀念由“以教師為中心，講授為主”向“以學(xué)生為主體，主動(dòng)探索”的轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)教學(xué)目的由“傳授知識(shí)”向“培養(yǎng)能力”的轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)授課方式由“單一型”向“多樣化”的轉(zhuǎn)變。

3.考核評(píng)價(jià)方式的改進(jìn)是推動(dòng)這種教學(xué)模式改革的重要環(huán)節(jié)，是增強(qiáng)學(xué)生數(shù)學(xué)應(yīng)用意識(shí)的有效途徑。傳統(tǒng)的考試采用閉卷考試的方法，側(cè)重對(duì)學(xué)生理論知識(shí)的考查，以學(xué)生成績的高低衡量學(xué)生數(shù)學(xué)水平的好壞。這種考試制度已經(jīng)不能順應(yīng)中等師范數(shù)學(xué)教學(xué)改革的要求。改革的主要目的是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和數(shù)學(xué)知識(shí)應(yīng)用能力。因此，考試方法應(yīng)由單一的閉卷形式轉(zhuǎn)化為多樣化形式。具體措施：①為考查學(xué)生各方面的綜合能力，試卷中除基礎(chǔ)理論知識(shí)的考查外，還要適當(dāng)增加實(shí)際應(yīng)用題和小型開放題的題量。②除閉卷考試形式外，加入對(duì)數(shù)學(xué)建模的考查環(huán)節(jié)，要求學(xué)生通過組隊(duì)完成問題，實(shí)行“加分”政策。學(xué)校在教學(xué)過程中通過這些形式滲透數(shù)學(xué)建模思想，能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣，提高數(shù)學(xué)的教學(xué)質(zhì)量，有助于全國中等師范生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽活動(dòng)的開展。

［1］李大潛.將數(shù)學(xué)建模思想融入數(shù)學(xué)類主干課程［J］.中國中等師范數(shù)學(xué)，2006

［2］徐 敏.將數(shù)學(xué)建模思想與方法融入高等數(shù)學(xué)教學(xué)［J］.衡陽師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2011

ISSN2095-6711/Z01-2016-06-0191