如何培養(yǎng)數(shù)學(xué)建模能力范文
時(shí)間:2023-12-27 17:43:25
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篇1
一、創(chuàng)設(shè)情境,感知數(shù)學(xué)模型的存在
《數(shù)學(xué)新課程標(biāo)準(zhǔn)》指出:“數(shù)學(xué)教學(xué)應(yīng)該從學(xué)生已有生活經(jīng)驗(yàn)出發(fā),讓學(xué)生親身經(jīng)歷將實(shí)際問題抽象成數(shù)學(xué)模型并理解運(yùn)用?!睌?shù)學(xué)來(lái)源于生活,又服務(wù)于生活。因此,要將現(xiàn)實(shí)生活中發(fā)生的與數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)有關(guān)的素材及時(shí)引入課堂,要將教材上的內(nèi)容通過生活中熟悉的事例,以情境的方式在課堂上展示給學(xué)生,描述數(shù)學(xué)問題產(chǎn)生的背景。情境的創(chuàng)設(shè)要貼近學(xué)生生活,要有一定的趣味性來(lái)吸引學(xué)生,滿足學(xué)生好奇好動(dòng)的心理要求。同時(shí),更要有明確的目的性,數(shù)學(xué)情境不完全等同于生活情境,通過情境再現(xiàn),激活學(xué)生頭腦中的已有生活經(jīng)驗(yàn),使學(xué)生用積累的經(jīng)驗(yàn)來(lái)感受其中隱含的數(shù)學(xué)問題,從而促使學(xué)生將生活問題抽象成數(shù)學(xué)問題,感知數(shù)學(xué)模型的存在。
例如,我在教學(xué)《厘米的認(rèn)識(shí)》一課時(shí),就讓學(xué)生先想:“用什么辦法可以量出課桌的長(zhǎng)?”結(jié)果學(xué)生量出課桌大約有3把尺子那么長(zhǎng),兩個(gè)半鉛筆盒那么長(zhǎng),6那么長(zhǎng)……這一情境,將抽象的知識(shí)隱藏在其中,學(xué)生通過對(duì)數(shù)據(jù)的整理,產(chǎn)生思維沖突,“同樣規(guī)格的課桌,長(zhǎng)為什么不一樣呢?”從而推進(jìn)數(shù)學(xué)思考的有序進(jìn)行。學(xué)生從具體的問題情境中感知“要統(tǒng)一測(cè)量單位”這一數(shù)學(xué)問題的過程就是一次建模的過程。
二、主動(dòng)探究,經(jīng)歷建模的過程
在教學(xué)中,我們經(jīng)常發(fā)現(xiàn)學(xué)生在解題時(shí)忘記了學(xué)過的規(guī)律或公式,而無(wú)從下手。其實(shí),一個(gè)數(shù)學(xué)模型的建立,是需要學(xué)生經(jīng)歷一個(gè)探究的過程,主動(dòng)發(fā)現(xiàn)的,而不是老師直接告訴學(xué)生怎么解答,怎么算。課標(biāo)中明確指出:“學(xué)生學(xué)習(xí)應(yīng)當(dāng)是一個(gè)生動(dòng)活潑的、主動(dòng)的、富有個(gè)性的過程?!币虼?,在教學(xué)時(shí)我們要善于引導(dǎo)學(xué)生自主探究,對(duì)學(xué)習(xí)過程、學(xué)習(xí)材料、學(xué)習(xí)發(fā)現(xiàn)主動(dòng)歸納、提升,力求建構(gòu)出人人都能理解的數(shù)學(xué)模型。
例如我在教學(xué)“簡(jiǎn)單圖形覆蓋現(xiàn)象中的規(guī)律”時(shí),就充分地讓學(xué)生經(jīng)歷框數(shù)的過程,在一次次平移的過程中,找到“總個(gè)數(shù)、每次框幾個(gè)數(shù)、平移的次數(shù)、得到幾個(gè)不同的和”這四個(gè)量之間的關(guān)系,從而建立起數(shù)學(xué)模型。我想,學(xué)生經(jīng)歷了這樣的探究過程之后,以后再遇到這樣的問題,即使忘記了這一模型,也會(huì)再次探究,再次建模,從而解決問題。
三、交流合作,掌握建模的方法
數(shù)學(xué)思維方法的建立,是數(shù)學(xué)模型存在的靈魂。交流合作是學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的重要方式之一,同伴之間的交流與合作,更有利于學(xué)生交換思想,掌握建模的方法。例如教學(xué)《植樹問題》時(shí),我出示了情境問題:“同學(xué)們?cè)谛@操場(chǎng)南面的一條小路的一邊植樹,全長(zhǎng)12米,每隔3米植一棵,兩端都要栽,一共需要多少棵樹苗?”學(xué)生小組合作用擺小棒、畫小樹、數(shù)間隔的方法,發(fā)現(xiàn)了棵數(shù)與間隔數(shù)的關(guān)系。這一過程學(xué)生通過小組合作交流,運(yùn)用數(shù)形結(jié)合的方法,建立了“棵數(shù)-1=間隔數(shù)”的數(shù)學(xué)模型。之后,我又借助多媒體,展示了一棵樹對(duì)應(yīng)一個(gè)間隔,可以無(wú)限的延長(zhǎng)這條小路,以小見大,滲透了極限的思想。
小學(xué)數(shù)學(xué)建模常用的方法除了上述提到的數(shù)形結(jié)合、一一對(duì)應(yīng)之外,主要還有轉(zhuǎn)化、類比、比較、假設(shè)等方法。在課堂教學(xué)中,我們要給學(xué)生充分的合作交流的機(jī)會(huì),讓學(xué)生真正體會(huì)探究的過程,掌握建模的方法。
四、拓展運(yùn)用,形成建模的能力
人的認(rèn)識(shí)過程是由感性到理性再到感性循環(huán)往復(fù)、螺旋上升的過程。從具體的問題經(jīng)歷抽象提煉初步構(gòu)建起相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型,并不是學(xué)生認(rèn)識(shí)的終結(jié),還要組織學(xué)生將數(shù)學(xué)模型進(jìn)行適度的生成、拓展和重塑,派生出新的數(shù)學(xué)模型,最終讓學(xué)生形成主動(dòng)建模的能力。如初步建立起來(lái)的“植樹問題”的模型,它是通過“棵數(shù)”與“間隔”來(lái)研究問題、解決問題,而建立起來(lái)的。但建立模型的過程中不可能將所有的同類事物列舉窮盡,教師要帶領(lǐng)學(xué)生繼續(xù)擴(kuò)展考察的范圍,分析當(dāng)前情境數(shù)據(jù)變化時(shí)所用模型是否穩(wěn)定。如:“時(shí)鐘3點(diǎn)時(shí)敲3下,用時(shí)2秒,6點(diǎn)時(shí)敲6下,用幾秒?”再如:“工人師傅鋸木料,鋸下一段要4分種,要把一根木料鋸成5段,一共要多長(zhǎng)時(shí)間?”通過這樣大量的實(shí)踐與運(yùn)用,使模型得以不斷豐富和拓展。
篇2
關(guān)鍵詞:小學(xué)數(shù)學(xué) 建模 運(yùn)用
數(shù)學(xué)建模是指利用數(shù)學(xué)模型的形式去解決實(shí)際中遇到的問題,換句話說,就是利用數(shù)學(xué)思維、數(shù)學(xué)方法解決各種數(shù)學(xué)問題。數(shù)學(xué)建模是在新課程改革后出現(xiàn)的新概念,經(jīng)過一段時(shí)間的觀察我們可以發(fā)現(xiàn),數(shù)學(xué)建模的方法能夠有效的提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)能力。這種方式能夠?qū)?fù)雜的數(shù)學(xué)問題利用簡(jiǎn)單的方式找到解決方案,是提高小學(xué)數(shù)學(xué)課堂效率及課堂質(zhì)量的有效手段。
小學(xué)數(shù)學(xué)是小學(xué)學(xué)習(xí)中的重要課程之一,也是培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)思維的重要階段??梢哉f,小學(xué)數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)是學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的關(guān)鍵,對(duì)今后的學(xué)習(xí)起到極大的影響。因此,對(duì)于小學(xué)數(shù)學(xué)教師來(lái)說,不斷的完善教學(xué)手段,提高數(shù)學(xué)課堂質(zhì)量是教學(xué)工作中的重中之重。而數(shù)學(xué)建模就是為了解決數(shù)學(xué)在生活中的實(shí)際問題,能夠讓學(xué)生感受到數(shù)學(xué)本身的魅力,培養(yǎng)他們的數(shù)學(xué)思維,提高數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)能力,從而讓小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)質(zhì)量也得到大幅度的提升。小學(xué)數(shù)學(xué)與數(shù)學(xué)建模之間有著密不可分的作用,兩者相互聯(lián)系、相互促進(jìn),如何有效的將數(shù)學(xué)建模運(yùn)用在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)過程中,是每個(gè)小學(xué)數(shù)學(xué)教師都值得思考的問題。
一、培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)建模意識(shí)
數(shù)學(xué)建模是為了解決數(shù)學(xué)中遇到的問題,數(shù)學(xué)本身特別是小學(xué)數(shù)學(xué)也是一門較貼近學(xué)生生活的學(xué)科。因此在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中,教師要首先培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)意識(shí),讓他們感受到數(shù)學(xué)與生活的緊密聯(lián)系,然后再引導(dǎo)學(xué)生用數(shù)學(xué)建模去解決遇到的問題。
在這一過程中,數(shù)學(xué)教師要注意以下兩個(gè)問題:
(一)在教學(xué)中一定要貼近學(xué)生的生活,課堂中所提出的問題也必須要符合生活實(shí)際,讓學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容感到親切。積極引導(dǎo)學(xué)生利用多種方式解決同一問題,尤其是利用數(shù)學(xué)建模的方式,以達(dá)到培養(yǎng)他們的數(shù)學(xué)思維以及想象能力的目的。
(二)在學(xué)生進(jìn)行數(shù)學(xué)建模的過程中要利用多鼓勵(lì)的方式調(diào)動(dòng)他們對(duì)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的積極性,讓他們?cè)跀?shù)學(xué)建模中獲得成就感,增加自信心,以此來(lái)提高學(xué)生在今后學(xué)習(xí)中使用數(shù)學(xué)建模方法的熱情。
二、提高學(xué)生想象力,用數(shù)學(xué)建模簡(jiǎn)化問題
對(duì)于小學(xué)生來(lái)說,他們的思維與其他年齡段相比極其活躍,擁有了豐富的想象力。在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中,如果能將想象力與數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)結(jié)合在一起,一定會(huì)得到意想不到的效果。教師可以根據(jù)小學(xué)生這一特點(diǎn),提高他們的想象力,然后再引導(dǎo)他們利用數(shù)學(xué)建模解決問題,讓題目簡(jiǎn)單化。
具體來(lái)說,就是在面對(duì)復(fù)雜的數(shù)學(xué)問題時(shí),教師可以先為學(xué)生創(chuàng)建教學(xué)情境,以這樣的方式提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,讓他們?cè)敢庵鲃?dòng)去深入的研究遇到的題目。之后教師再去對(duì)他們進(jìn)行引導(dǎo),讓他們能夠理解題目中所提問題的含義,并能夠運(yùn)用他們的想象能力思考解決問題的方式。最后再引導(dǎo)他們進(jìn)行數(shù)學(xué)建模,解決問題。這樣的方式充分的利用了學(xué)生的想象能力,將所需解決的問題簡(jiǎn)單化。
三、選擇合適的題目作為建模案例
在數(shù)學(xué)建模過程中,教師也要時(shí)刻牢記題目應(yīng)該貼近學(xué)生的生活,符合實(shí)際,并且具有一定的趣味性,讓他們有興趣投入到數(shù)學(xué)建模的過程中去,然后再反復(fù)練習(xí)之后達(dá)到提高他們建模能力的目的。
在選擇數(shù)學(xué)建模案例時(shí)教師主要應(yīng)該注意以下兩點(diǎn):首先,教師在選擇建模案例時(shí)要盡量選擇比較典型的問題,能夠讓學(xué)生在學(xué)習(xí)了該題目以后掌握這一類的解題方法,達(dá)到小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的目的。所以,這就需要教師對(duì)題目進(jìn)行深入的分析,看是否在擁有趣味性、真實(shí)性的同時(shí)符合教學(xué)要求。其次,題目最好能夠擁有可變性,教師能夠通過對(duì)題目中已知條件的改變讓學(xué)生進(jìn)行不同方面的建模練習(xí),以此提高他們數(shù)學(xué)建模的能力。
四、引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)進(jìn)行數(shù)學(xué)建模
在教師經(jīng)過反復(fù)的教學(xué)后,學(xué)生都已經(jīng)擁有了基本的數(shù)學(xué)建模知識(shí),了解了數(shù)學(xué)建模過程,并且能夠在解題過程中簡(jiǎn)單的使用數(shù)學(xué)建模。此時(shí),教師在教學(xué)中就可以引導(dǎo)學(xué)生利用數(shù)學(xué)建模解決數(shù)學(xué)題目了。
引導(dǎo)學(xué)生用數(shù)學(xué)建模方法解決數(shù)學(xué)問題,就要在解題過程中多對(duì)學(xué)生進(jìn)行這一方面的鼓勵(lì),讓他們提高建模信心。在這一過程中,教師還可以嘗試讓學(xué)生之間利用合作的方式讓他們進(jìn)行數(shù)學(xué)建模方法的探討,并在探討的過程中吸取他人的經(jīng)驗(yàn),提高自己數(shù)學(xué)建模水平,同時(shí)這樣的方式能夠讓數(shù)學(xué)建模深入到每一個(gè)學(xué)生的心中,逐漸影響每一個(gè)學(xué)生的解題思路,讓他們能夠在解題過程中熟練運(yùn)用建模的方式,提高解題能力。
數(shù)學(xué)建模的方法能夠有效的改變過去的傳統(tǒng)教學(xué)思路,增加學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)興趣,提高數(shù)學(xué)解題能力。這種教學(xué)方法對(duì)于小學(xué)數(shù)學(xué)教師來(lái)說,值得不斷的探討研究,并應(yīng)用在教學(xué)中,以此提高數(shù)學(xué)課堂的教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量。
參考文獻(xiàn):
[1]楊邦文.淺談在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中如何培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣[A].國(guó)家教師科研專項(xiàng)基金科研成果集[C].2014年.
[2]沈小燕.小學(xué)數(shù)學(xué)應(yīng)如何培訓(xùn)創(chuàng)新精神[A].國(guó)家教師科研專項(xiàng)基金科研成果集[C].2014年.
篇3
關(guān)鍵詞:數(shù)學(xué)建模;課程;素質(zhì)教育
中圖分類號(hào):G64文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
一、引言
數(shù)學(xué)方法在現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)學(xué)發(fā)展中起著越來(lái)越重要的作用,而數(shù)學(xué)模型是經(jīng)濟(jì)學(xué)研究必需的工具,運(yùn)用所學(xué)的數(shù)學(xué)知識(shí)通過建立模型來(lái)解決經(jīng)濟(jì)問題是經(jīng)濟(jì)類專業(yè)學(xué)生在參加工作后經(jīng)常要做的工作。大學(xué)教育,對(duì)于大部分學(xué)生來(lái)說是他們走向工作崗位前最后的以學(xué)習(xí)為主的階段,也是他們各項(xiàng)單科知識(shí)得以融會(huì)貫通,綜合素質(zhì)積淀最快、最關(guān)鍵的時(shí)期。因此,在經(jīng)濟(jì)類專業(yè)學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課上,應(yīng)該重視培養(yǎng)學(xué)生在這方面的能力。數(shù)學(xué)建模選修課的開設(shè)和數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽的開展,為培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)應(yīng)用能力和創(chuàng)造性思維提供了良好的環(huán)境和機(jī)會(huì)。
數(shù)學(xué)建模是運(yùn)用數(shù)學(xué)的語(yǔ)言和方法,去描述或模擬實(shí)際問題中的數(shù)量關(guān)系,并解決實(shí)際問題的一種強(qiáng)有力的數(shù)學(xué)手段。這門課程作為高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)的后繼課程,學(xué)生已經(jīng)初步掌握高等數(shù)學(xué)的相關(guān)基礎(chǔ)理論知識(shí)和思維方法,具備開設(shè)這門課的基礎(chǔ)。數(shù)學(xué)建模的一般步驟可概括為以下幾點(diǎn):
1、建模準(zhǔn)備。了解問題的實(shí)際背景,明確建模目的,收集掌握必要的數(shù)據(jù)資料。分析問題,弄清其對(duì)象的本質(zhì)特征。
2、模型假設(shè)。根據(jù)實(shí)際問題的特征和建模的目的,對(duì)問題進(jìn)行必要的簡(jiǎn)化,提出若干符合客觀實(shí)際的假設(shè)。
3、建立模型。根據(jù)模型假設(shè),利用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)工具,建立各個(gè)量之間的定量或定性關(guān)系,采用盡量簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)工具,建立數(shù)學(xué)模型。
4、模型求解。為了得到結(jié)果解決實(shí)際問題,要對(duì)模型進(jìn)行求解,在難以得出解析解時(shí),應(yīng)當(dāng)借助計(jì)算機(jī)求出數(shù)值解。
5、模型分析。對(duì)模型求解得到的結(jié)果進(jìn)行數(shù)學(xué)上的分析,有時(shí)是根據(jù)問題的性質(zhì),分析各變量之間的依賴關(guān)系或穩(wěn)定性態(tài),有時(shí)則根據(jù)所得的結(jié)果給出數(shù)學(xué)上的預(yù)測(cè),有時(shí)則是給出數(shù)學(xué)上的最優(yōu)決策或控制。不論哪種情況還常常需要進(jìn)行誤差分析、模型對(duì)數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性或靈敏性分析等。
6、模型檢驗(yàn)。分析所得結(jié)果的實(shí)際意義,用實(shí)際問題的數(shù)據(jù)和現(xiàn)象等來(lái)檢驗(yàn)?zāi)P偷恼鎸?shí)性、合理性和適用性。模型只有在被檢驗(yàn)、評(píng)價(jià)、確認(rèn)基本符合要求后,才能被接受,否則需要修改模型。要得到一個(gè)符合現(xiàn)實(shí)的數(shù)學(xué)模型,一個(gè)真正適用的數(shù)學(xué)模型,其實(shí)是需要不斷改進(jìn)、不斷完善的。
大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽最早是1985年在美國(guó)出現(xiàn)的。1989年在幾位從事數(shù)學(xué)建模教育教師的組織和推動(dòng)下,我國(guó)幾所大學(xué)的大學(xué)生開始參加美國(guó)的競(jìng)賽。1994年起教育部高教司和中國(guó)工業(yè)與應(yīng)用數(shù)學(xué)學(xué)會(huì)共同主辦全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽,每年一屆,這項(xiàng)活動(dòng)被教育部列為全國(guó)大學(xué)生四大競(jìng)賽之一。20世紀(jì)八十年代以來(lái),我國(guó)各高等院校相繼開設(shè)數(shù)學(xué)建模課程。數(shù)學(xué)建模課程是在高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、概率與數(shù)理統(tǒng)計(jì)之后,為實(shí)現(xiàn)理論和實(shí)踐一體化、進(jìn)一步提高運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)和計(jì)算機(jī)技術(shù)解決實(shí)際問題,培養(yǎng)創(chuàng)新能力所開設(shè)的一門廣泛的公共基礎(chǔ)課。教育必須反映社會(huì)的實(shí)際需要,數(shù)學(xué)建模課程進(jìn)入大學(xué)課堂,既順應(yīng)時(shí)展的潮流,也符合教育改革的要求。
二、強(qiáng)化數(shù)學(xué)建模教學(xué)的意義
數(shù)學(xué)教育是基礎(chǔ)教育的提高階段,應(yīng)著眼于未來(lái),為培養(yǎng)高素質(zhì)的人才打好基礎(chǔ)。數(shù)學(xué)建模課程的教學(xué)以掌握概念、強(qiáng)化應(yīng)用、培養(yǎng)技能為教學(xué)重點(diǎn),在教學(xué)環(huán)節(jié)中,充分注意引導(dǎo)學(xué)生通過對(duì)各種實(shí)際問題建立數(shù)學(xué)模型、求解及檢驗(yàn),掌握數(shù)學(xué)概念、方法的應(yīng)用,逐步培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力,并且結(jié)合教學(xué)內(nèi)容特點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)的習(xí)慣。充分重視習(xí)題課的安排和課外作業(yè)的選擇,使學(xué)生有足夠的復(fù)習(xí)和練習(xí)時(shí)間,及時(shí)、正確地獨(dú)立完成作業(yè)。根據(jù)數(shù)學(xué)建模教學(xué)的特點(diǎn),不難看出,在對(duì)經(jīng)濟(jì)類專業(yè)學(xué)生的數(shù)學(xué)教學(xué)中,滲透建模思想,開展建?;顒?dòng),具有深遠(yuǎn)意義。
1、培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用意識(shí)。數(shù)學(xué)具有極其廣泛的應(yīng)用性。在我們的日常生活中,運(yùn)用到數(shù)學(xué)知識(shí)的例子隨處可見。在社會(huì)生活的各個(gè)領(lǐng)域里,數(shù)學(xué)的概念,法則和結(jié)論更是被廣泛地應(yīng)用著,很多看似與數(shù)學(xué)無(wú)關(guān)的問題都可以運(yùn)用數(shù)學(xué)工具加以解決。數(shù)學(xué)模型是溝通實(shí)際問題與數(shù)學(xué)工具之間的橋梁,通過對(duì)學(xué)生進(jìn)行數(shù)學(xué)建模教學(xué),能夠促進(jìn)理論與實(shí)踐相結(jié)合,并且逐漸培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用意識(shí)。
2、培養(yǎng)學(xué)生的能力。通過數(shù)學(xué)建模課程的教學(xué)與參加數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽的實(shí)踐,使我們深刻感受到數(shù)學(xué)建模過程,不僅是對(duì)大學(xué)生知識(shí)和方法的培養(yǎng),更是對(duì)當(dāng)代大學(xué)生各種能力的培養(yǎng)。
(1)抽象概括能力。應(yīng)用數(shù)學(xué)去解決各類實(shí)際問題時(shí),建立數(shù)學(xué)模型是十分關(guān)鍵的一步,同時(shí)也是十分困難的一步。建立教學(xué)模型的過程,是把錯(cuò)綜復(fù)雜的實(shí)際問題簡(jiǎn)化,抽象、概括為合理的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)的過程。數(shù)學(xué)建模過程使學(xué)生對(duì)復(fù)雜的事物,有意識(shí)地區(qū)分主要因素與次要因素,本質(zhì)與表面現(xiàn)象,從而抓住本質(zhì)解決問題。它有利于提高學(xué)生思維的深刻性和抽象概括能力。
(2)自學(xué)能力。數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽是以3人一隊(duì)為單位參加的,要求大學(xué)生在3天內(nèi)以論文形式完成所選題目。同時(shí),在比賽的短短3天時(shí)間里,要查閱大量的資料,取其精華,從中尋找到所需要的資料,收集必要的信息,這也必須要求大學(xué)生掌握科學(xué)的方法。這種能力必將使大學(xué)生在未來(lái)的工作和科研中受益匪淺。
(3)洞察力和想象力。數(shù)學(xué)建模的模型假設(shè)過程就是根據(jù)對(duì)實(shí)際問題的觀察分析、類比、想象,用數(shù)理建?;蛳到y(tǒng)辨識(shí)建模方法作假設(shè),通過形象思維對(duì)問題進(jìn)行簡(jiǎn)單化、模型化,做出合乎邏輯的想象,形成實(shí)際問題數(shù)理化的設(shè)想。
(4)利用計(jì)算機(jī)解決問題的能力。我們倡導(dǎo)大學(xué)生盡量利用計(jì)算機(jī)程序或某些專用的數(shù)學(xué)應(yīng)用軟件如Mathematica,Matlab,Lingo,Mapple等,以及當(dāng)代高新科技成果,將數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)去解決實(shí)際問題。數(shù)學(xué)建模教學(xué)中結(jié)合實(shí)驗(yàn)室上機(jī)實(shí)踐,計(jì)算機(jī)的應(yīng)用不僅僅表現(xiàn)在數(shù)學(xué)建模中模型的簡(jiǎn)化與求解,而且給大學(xué)生提供了一種評(píng)價(jià)模型的“試驗(yàn)場(chǎng)所”,這就有助于培養(yǎng)大學(xué)生利用數(shù)學(xué)軟件和計(jì)算機(jī)解決實(shí)際問題的能力。
(5)創(chuàng)新能力。我們?cè)诮虒W(xué)中應(yīng)給學(xué)生留有充分的余地,鼓勵(lì)學(xué)生開闊視野、大膽懷疑、勇于進(jìn)取、勇于創(chuàng)新,讓學(xué)生充分發(fā)揮想象力,不拘泥于用一種方法解決問題,從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。在數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽中,對(duì)給出的具體實(shí)際問題,一般不會(huì)有現(xiàn)成的模型,這就要求大學(xué)生在原有模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行大膽嘗試與創(chuàng)新。
(6)論文寫作和表達(dá)能力。數(shù)學(xué)建模成績(jī)的好壞、獲獎(jiǎng)級(jí)別的高低與論文的撰寫有著密切的關(guān)系,數(shù)學(xué)建模的答卷,是評(píng)價(jià)的唯一依據(jù)。寫好論文的訓(xùn)練,是科技寫作的一種基本訓(xùn)練。通過數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽,學(xué)生能夠?qū)W會(huì)如何更加準(zhǔn)確地闡述自己的觀點(diǎn)、想法。
(7)合作交流能力,團(tuán)隊(duì)合作精神。大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽過程中,必須學(xué)會(huì)如何清楚地表達(dá)自己的思想,實(shí)現(xiàn)知識(shí)的交流與互補(bǔ);必須學(xué)會(huì)如何傾聽別人的意見以發(fā)揮整體的作用;必須學(xué)會(huì)如何與別人合作,從不同的觀點(diǎn)中總結(jié)出最優(yōu)的方案以謀求最大成功。
3、體現(xiàn)學(xué)生的主體性。數(shù)學(xué)建模發(fā)揮了學(xué)生的參與意識(shí),體現(xiàn)了學(xué)生的主體性。教師的主導(dǎo)作用體現(xiàn)在創(chuàng)設(shè)好問題情境,激發(fā)學(xué)生自主地探索解決問題的途徑,而學(xué)生的主體作用體現(xiàn)在始終明確自身是競(jìng)賽的主體。學(xué)生必須在全過程集中自己的思想系統(tǒng)去接受教師發(fā)出的教學(xué)信息,與原有知識(shí)體系融合、內(nèi)化為新的體系。學(xué)生要對(duì)教師所給予的信息有批判性地、創(chuàng)造性地、發(fā)展性地能動(dòng)反映,要在相互討論、相互啟發(fā)下尋求更多更好的解答方案。我們通過數(shù)學(xué)建模的教與學(xué)為學(xué)生創(chuàng)設(shè)一個(gè)學(xué)數(shù)學(xué)、用數(shù)學(xué)的環(huán)境,為學(xué)生提供自主學(xué)習(xí)、自主探索、自主提出問題、自主解決問題的機(jī)會(huì),數(shù)學(xué)建模教學(xué)與其他教學(xué)方式相比,具有更強(qiáng)的問題性、實(shí)踐性、參與性與開放性,教師與學(xué)生處于平等的地位,通過學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)的內(nèi)容進(jìn)行報(bào)告、答辯、討論等形式極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生自覺學(xué)習(xí)的積極性。
三、強(qiáng)化數(shù)學(xué)建模教學(xué)的對(duì)策
1、激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。興趣是學(xué)習(xí)的動(dòng)力,如何激發(fā)高校學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣,如何把所學(xué)的數(shù)學(xué)知識(shí)真正地應(yīng)用到經(jīng)濟(jì)專業(yè)課中去,已經(jīng)是高校數(shù)學(xué)教師探討的熱門話題。把數(shù)學(xué)建模的思想融入到平時(shí)的數(shù)學(xué)教學(xué)過程中可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣。由于數(shù)學(xué)建模的研究對(duì)象通常是一些實(shí)際問題,所以數(shù)學(xué)建模教學(xué)為學(xué)生建立了一個(gè)由數(shù)學(xué)知識(shí)通向?qū)嶋H問題、專業(yè)知識(shí)的橋梁,是使學(xué)生的數(shù)學(xué)知識(shí)和應(yīng)用能力共同提高的最佳結(jié)合方式。學(xué)生參與數(shù)學(xué)建模及競(jìng)賽活動(dòng),能切身體會(huì)到學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的實(shí)用價(jià)值和數(shù)學(xué)對(duì)自己各方面能力的促進(jìn),這是傳統(tǒng)教學(xué)無(wú)法達(dá)到的效果,并且激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的濃厚興趣。從這點(diǎn)上看,數(shù)學(xué)建模教學(xué)是符合現(xiàn)代教育學(xué)、心理學(xué)理論,順應(yīng)時(shí)代潮流,有助于素質(zhì)教育和創(chuàng)新教育的全面實(shí)施。
2、通過組建數(shù)學(xué)建模協(xié)會(huì),推進(jìn)數(shù)學(xué)建模教學(xué)。通過組建數(shù)學(xué)建模協(xié)會(huì),組織一些基礎(chǔ)性的活動(dòng),開展一些講座,講授數(shù)學(xué)建模的基本原理、基本方法,內(nèi)容以初等數(shù)學(xué)模型、微分方程模型、差分方程模型、優(yōu)化模型為主,豐富和完善了數(shù)學(xué)教學(xué)的內(nèi)容。并且通過數(shù)學(xué)建模協(xié)會(huì)舉辦基礎(chǔ)知識(shí)比賽,宣傳數(shù)學(xué)建模的意義,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)建模的興趣,提高學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用意識(shí)和參加數(shù)學(xué)建模的積極性。
3、不斷提高教師自身的水平。首先要求教師本身具有數(shù)學(xué)建模能力,否則無(wú)法組織學(xué)生的數(shù)學(xué)建?;顒?dòng)。因此,應(yīng)該對(duì)數(shù)學(xué)教師進(jìn)行數(shù)學(xué)建模培訓(xùn),幫助他們樹立數(shù)學(xué)建模的意識(shí),掌握數(shù)學(xué)建模的知識(shí)、方法和教學(xué)形式,使他們能夠最大限度地利用學(xué)校資源開展數(shù)學(xué)建?;顒?dòng)。
四、結(jié)束語(yǔ)
綜上所述,對(duì)經(jīng)濟(jì)類專業(yè)學(xué)生開設(shè)數(shù)學(xué)建模課程,對(duì)學(xué)生的發(fā)展有著非常重要的意義。通過組織數(shù)學(xué)建?;顒?dòng)和競(jìng)賽,不僅能夠提高師生對(duì)數(shù)學(xué)的認(rèn)識(shí)水平,而且能夠培養(yǎng)一批既具有創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新精神和實(shí)踐應(yīng)用能力,又具有競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)和團(tuán)隊(duì)意識(shí)、團(tuán)結(jié)協(xié)作和拼搏精神的優(yōu)秀大學(xué)生,從而促進(jìn)學(xué)生綜合素質(zhì)的全面發(fā)展。全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽組委會(huì)李大潛院士曾經(jīng)說過:“數(shù)學(xué)教育本質(zhì)上就是一種素質(zhì)教育,數(shù)學(xué)建模的教學(xué)及競(jìng)賽是實(shí)施素質(zhì)教育的有效途徑?!币虼?,我們對(duì)經(jīng)濟(jì)類專業(yè)學(xué)生開設(shè)數(shù)學(xué)建模課程,將數(shù)學(xué)建?;顒?dòng)和數(shù)學(xué)教學(xué)有機(jī)地結(jié)合起來(lái),就能夠在教學(xué)實(shí)踐中更好地體現(xiàn)和完成素質(zhì)教育。
(作者單位:1.河北金融學(xué)院;2.保定供電公司)
主要參考文獻(xiàn):
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篇4
【關(guān)鍵詞】數(shù)學(xué)建模;數(shù)學(xué)教學(xué);教學(xué)改革
【基金項(xiàng)目】國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(11302072)
隨著信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)科學(xué)的發(fā)展,數(shù)學(xué)的應(yīng)用范圍也更加寬泛,并逐漸向自然科學(xué)、工程技術(shù)、社會(huì)科學(xué)等領(lǐng)域滲透,出現(xiàn)了數(shù)學(xué)物理學(xué)、數(shù)學(xué)化學(xué)、數(shù)學(xué)地質(zhì)學(xué)、工程計(jì)算、數(shù)學(xué)生物學(xué)、數(shù)學(xué)生物醫(yī)學(xué)、心理統(tǒng)計(jì)學(xué)、數(shù)學(xué)金融學(xué)、保險(xiǎn)數(shù)學(xué)、數(shù)學(xué)社會(huì)學(xué)等交叉學(xué)科,因此社會(huì)對(duì)大學(xué)畢業(yè)生數(shù)學(xué)應(yīng)用能力的要求也越來(lái)越高,培養(yǎng)具有良好的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、較強(qiáng)的動(dòng)手能力、較寬的知識(shí)面、綜合素質(zhì)好的數(shù)學(xué)人才已成為大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的重要任務(wù).然而,傳統(tǒng)的大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)已不能滿足各行業(yè)對(duì)人才數(shù)學(xué)能力的要求.數(shù)學(xué)建模在我國(guó)經(jīng)過二十多年的發(fā)展,其教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)手段等已經(jīng)具備了培養(yǎng)高素質(zhì)、復(fù)合型人才的要求.因此,本文就如何將數(shù)學(xué)建模思想引入大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)進(jìn)行探討.
一、當(dāng)前大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中存在的問題
我國(guó)傳統(tǒng)的大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)重視學(xué)生邏輯思維能力、演算能力等方面的培養(yǎng),這種教學(xué)模式推動(dòng)了我國(guó)數(shù)學(xué)教育的發(fā)展,但是大學(xué)畢業(yè)生數(shù)學(xué)應(yīng)用能力與社會(huì)需求之間的差距也反映出大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)存在不盡如人意的地方.首先,目前我國(guó)大學(xué)數(shù)學(xué)教材注重?cái)?shù)學(xué)理論和推導(dǎo)的嚴(yán)密性和系統(tǒng)性,重視理論分析和解題的技巧,缺少應(yīng)用型的實(shí)例,直接導(dǎo)致了學(xué)生只會(huì)解題而不會(huì)應(yīng)用數(shù)學(xué)解決實(shí)際問題,使學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)失去興趣而沒有學(xué)習(xí)主動(dòng)性.其次,教學(xué)方法和手段單一,教師課堂講授內(nèi)容完全以教材知識(shí)為主,向?qū)W生灌輸定義、定理和解題技巧,至于這些數(shù)學(xué)知識(shí)有何應(yīng)用背景,在實(shí)際中又有何用從教材到教師教學(xué)過程中從不提及,學(xué)生沒有機(jī)會(huì)去思考,長(zhǎng)期下去培養(yǎng)的人才知識(shí)有余而創(chuàng)造性不足.
二、數(shù)學(xué)建模思想方法在大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中的作用
數(shù)學(xué)建模是用數(shù)學(xué)語(yǔ)言來(lái)描述和解決實(shí)際問題的過程.它從實(shí)際問題出發(fā),通過抽象簡(jiǎn)化將實(shí)際問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題,然后通過數(shù)學(xué)的方法求解,最后將數(shù)學(xué)結(jié)果和實(shí)際問題相結(jié)合,對(duì)實(shí)際問題提出定性或定量的解決方法.數(shù)學(xué)建模整個(gè)過程就是“實(shí)際問題數(shù)學(xué)實(shí)際問題”的過程,是數(shù)學(xué)和應(yīng)用的完美結(jié)合.將數(shù)學(xué)建模融入大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)將對(duì)大學(xué)教育起到重要作用.
1.提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣
大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中普遍存在的問題是注重理論的系統(tǒng)性和嚴(yán)密性,課堂上學(xué)生面對(duì)的是枯燥的定理證明和大量的數(shù)學(xué)練習(xí)題,其結(jié)果使學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)失去興趣.而數(shù)學(xué)建模從授課內(nèi)容到授課方式都容易被青年學(xué)生接受,從而能夠重建學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)的興趣.數(shù)學(xué)建模的授課內(nèi)容是以應(yīng)用為背景的實(shí)際問題,學(xué)生容易理解和接受.其授課方式是學(xué)生為主,師生互動(dòng),充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性和學(xué)習(xí)興趣.如果將數(shù)學(xué)建模融入到大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中,不僅可使學(xué)生了解到數(shù)學(xué)在實(shí)際中的應(yīng)用,更可使學(xué)生產(chǎn)生應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的自豪感,從而逐漸對(duì)數(shù)學(xué)產(chǎn)生興趣.
2.提高學(xué)生解決實(shí)際問題的能力
數(shù)學(xué)建模是應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題,而這些實(shí)際問題可能來(lái)自社會(huì)和自然科學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域,是學(xué)生畢業(yè)后走上工作崗位可能遇到的問題,數(shù)學(xué)建模則教會(huì)學(xué)生在遇到自己不熟悉領(lǐng)域里的問題時(shí)如何找到突破口,并綜合應(yīng)用所學(xué)的數(shù)學(xué)知識(shí)來(lái)分析問題、解決問題.數(shù)學(xué)建模培養(yǎng)了學(xué)生如何利用有限的信息在書籍和網(wǎng)絡(luò)中找到相關(guān)問題的背景,教會(huì)了學(xué)生如何將大量的信息抽象簡(jiǎn)化,找到問題的關(guān)鍵所在,并培養(yǎng)學(xué)生將事物之間的抽象關(guān)系轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)模型的能力.通過將數(shù)學(xué)建模引入大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)將使學(xué)生在學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識(shí)的同時(shí),學(xué)會(huì)如何應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題.
3.提高學(xué)生的創(chuàng)新能力
青年學(xué)生蘊(yùn)藏著巨大的創(chuàng)新能力,數(shù)學(xué)建模的授課內(nèi)容和授課方式對(duì)于激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力有極大的促進(jìn)作用.數(shù)學(xué)建模的教學(xué)內(nèi)容很多是社會(huì)或自然科學(xué)中尚未解決的實(shí)際問題,這些問題的解決能夠推動(dòng)本學(xué)科的發(fā)展或產(chǎn)生實(shí)實(shí)在在的效益,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新熱情.同時(shí)由于這些問題沒有固定的方法可循,也沒有現(xiàn)成的答案提供,這樣就給學(xué)生留下一個(gè)可以發(fā)揮自己想象力和創(chuàng)造力的空間.
三、數(shù)學(xué)建模思想方法融入大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的方法
將數(shù)學(xué)建模內(nèi)容融入到大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中不僅可以提高學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)的能力,使學(xué)生構(gòu)建一個(gè)由數(shù)學(xué)知識(shí)通向?qū)嶋H問題的橋梁,也可以使學(xué)生感受數(shù)學(xué)的生機(jī)和活力,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)造能力.為了將數(shù)學(xué)建模融入大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué),我們可采用如下措施.
1.加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)
數(shù)學(xué)建模所研究的對(duì)象為日常生活和工程實(shí)踐中的實(shí)際問題,這些問題來(lái)自不同的專業(yè),具有很強(qiáng)的實(shí)際背景.同時(shí),數(shù)學(xué)建模所用到的數(shù)學(xué)方法和知識(shí)主要來(lái)自運(yùn)籌學(xué)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)、計(jì)算方法、高等數(shù)學(xué)、常微分方程、數(shù)學(xué)模型、數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)以及數(shù)學(xué)軟件應(yīng)用等課程,這些課程對(duì)于大多數(shù)長(zhǎng)期從事某一門公共數(shù)學(xué)課教學(xué)的教師來(lái)說已經(jīng)很陌生,為了更好的將數(shù)學(xué)建模的思想方法融入到大學(xué)數(shù)學(xué)的教學(xué)中,加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)是首要任務(wù).在學(xué)校層面上,可以組織各專業(yè)的教師和專家給相關(guān)數(shù)學(xué)教師做報(bào)告,加強(qiáng)公共課的數(shù)學(xué)教師對(duì)各專業(yè)的了解;在數(shù)學(xué)專業(yè)內(nèi)部,需要補(bǔ)充和回顧相關(guān)的數(shù)學(xué)知識(shí),加強(qiáng)數(shù)學(xué)建模方法和理論的學(xué)習(xí).
2.教學(xué)環(huán)節(jié)改革
首先要改變教學(xué)方式.數(shù)學(xué)建模的授課方式是教師和學(xué)生的互動(dòng)為主,為了解決一個(gè)實(shí)際問題,學(xué)生必須去了解實(shí)際背景,并進(jìn)行獨(dú)立的思考,在這個(gè)過程中學(xué)生即是被動(dòng)接受知識(shí)的載體,也是課堂的參與者,這種授課方式受到學(xué)生的一致好評(píng).在大學(xué)教學(xué)改革的過程中,應(yīng)盡量將這種授課方式引入到大學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中.其次,是教學(xué)內(nèi)容的改革,大學(xué)數(shù)學(xué)課程中凡是與實(shí)際背景有關(guān)的各種數(shù)學(xué)概念、定理和方法,教師都應(yīng)該從相關(guān)的實(shí)際背景出發(fā),引出這些概念、定理和方法,同時(shí)作為課程的延伸,應(yīng)該通過至少一個(gè)實(shí)例講解如何利用這些數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題.同時(shí),任課教師也可以從數(shù)學(xué)建模的培訓(xùn)題目或歷年數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽題目中選擇與本課程相關(guān)的題目作為學(xué)生的課外作業(yè),讓學(xué)生通過自己的努力去解決實(shí)際問題,即可以讓學(xué)生了解本課程的應(yīng)用,增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,也可以通過訓(xùn)練培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)造性.
3.開設(shè)數(shù)學(xué)軟件課程
當(dāng)今世界是信息化的世界,大量的實(shí)際問題不是手工計(jì)算就能解決的,即使有了正確的數(shù)學(xué)算法,還需要數(shù)學(xué)軟件的幫助才能解決問題.為了完善大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué),使大學(xué)數(shù)學(xué)知識(shí)能在大學(xué)畢業(yè)生今后的工作中發(fā)揮更大的作用,數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的開設(shè)必不可少.數(shù)學(xué)軟件,如Mathematica、Matlab、lingo和Spss等,將使學(xué)生在計(jì)算,編程和處理數(shù)據(jù)等方面的能力大大提高.
四、結(jié)語(yǔ)
將數(shù)學(xué)建模融入到大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中,對(duì)從事數(shù)學(xué)基礎(chǔ)教育的教師提出了新的挑戰(zhàn),許多教師也會(huì)面對(duì)更大的壓力,卻能大大提高大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的質(zhì)量和學(xué)生的應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力.
【參考文獻(xiàn)】
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篇5
【關(guān)鍵詞】數(shù)學(xué)建模;競(jìng)賽;創(chuàng)新能力培養(yǎng)
1前言
全國(guó)研究生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽主要目的在于激發(fā)研究生群體的創(chuàng)新能力和學(xué)習(xí)興趣,提高研究生建立數(shù)學(xué)模型和運(yùn)用計(jì)算機(jī)解決實(shí)際問題的綜合能力。通過建模競(jìng)賽,使得參賽學(xué)生拓寬知識(shí)面,培養(yǎng)創(chuàng)新精神和團(tuán)隊(duì)合作意識(shí),促進(jìn)研究生中優(yōu)秀人才的脫穎而出、迅速成長(zhǎng),同時(shí)更加能夠推動(dòng)研究生教育改革,增進(jìn)各高校之間及高校、研究所與企業(yè)之間的交流與合作。研究生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽自舉辦之日起就得到了全國(guó)大部分高校的積極響應(yīng),其規(guī)模和影響力巨大,在廣大研究生中打下了扎實(shí)的基礎(chǔ)。
2數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽有助于研究生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)
如何借助研究生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽進(jìn)一步促進(jìn)研究生數(shù)學(xué)教學(xué)改革,帶動(dòng)學(xué)風(fēng)建設(shè),推動(dòng)創(chuàng)新人才培養(yǎng),需要不斷探索與實(shí)踐,也是數(shù)學(xué)建模工作的重中之重。針對(duì)西北民族大學(xué)研究生的實(shí)際情況,我們細(xì)化建模的每一步工作,大致從建模準(zhǔn)備、建模過程、建模經(jīng)驗(yàn)總結(jié)等方面進(jìn)行研究生創(chuàng)新能力強(qiáng)化培養(yǎng)。
2.1建模準(zhǔn)備工作對(duì)研究生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)
2.1.1做好賽前建模培訓(xùn)培訓(xùn)分為兩個(gè)階段:第一階段為強(qiáng)化基礎(chǔ)階段,通過教師講解與課下學(xué)生自學(xué)的方式,使學(xué)生掌握數(shù)學(xué)建模的基本方法和應(yīng)用軟件求解模型的基本技能。第二個(gè)階段為案例分析與實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練階段。通過對(duì)歷年具有代表性的真題、優(yōu)秀論文的分析與點(diǎn)評(píng),讓學(xué)生領(lǐng)會(huì)建模的思想、方法與步驟,掌握建模論文的寫作方法與技巧。2.1.2組織校內(nèi)建模競(jìng)賽校內(nèi)數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽不僅是檢驗(yàn)研究生運(yùn)用數(shù)學(xué)建模方法解決實(shí)際問題的綜合能力的平臺(tái),而且還是選拔全國(guó)研究生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽參賽隊(duì)的資格賽。在參加競(jìng)賽時(shí),我們鼓勵(lì)參賽隊(duì)自主選擇參賽題目而不加干預(yù),自主制定解題方案而不參與具體指導(dǎo),為創(chuàng)新思維創(chuàng)造了自由的學(xué)術(shù)氛圍。2.1.3查缺補(bǔ)漏教學(xué)方面:通過校內(nèi)建模競(jìng)賽,指導(dǎo)教師應(yīng)總結(jié)出學(xué)生的進(jìn)步與欠缺,根據(jù)建模過程中的典型問題再次進(jìn)行講解,然后完成自己的模型;而教師團(tuán)隊(duì)要對(duì)所有同學(xué)犯的重點(diǎn)錯(cuò)誤進(jìn)行總結(jié),讓成功與失敗的同學(xué)共同探討交流經(jīng)驗(yàn),督促學(xué)生有則改之無(wú)則加勉。指導(dǎo)老師則要求有更深厚的建模專業(yè)知識(shí)和軟件操作能力。管理方面:競(jìng)賽的組織策劃、教學(xué)培訓(xùn)等方面要再次制定更加有效的方案,把數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽和數(shù)學(xué)建模教育結(jié)合起來(lái),在日常教學(xué)中逐漸滲入建模思想和方法,使得學(xué)生與教師、建模與課堂能夠有效的銜接,形成一種模式。同時(shí)設(shè)有專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)保障。
2.2建模比賽過程對(duì)研究生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)
研究生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽的題目都是開放且有選擇的。大多數(shù)學(xué)模型問題并非像考試題目那么具體,給出的僅僅是某些數(shù)據(jù),需要參賽者從大量的數(shù)據(jù)中找出問題,建立適合于一般問題的模型,這就要求研究生有提出問題的能力。2.2.1建模前準(zhǔn)備在拿到題目要確定選題之前,參賽選手需要去圖書館借閱相關(guān)書籍,或是到互聯(lián)網(wǎng)查閱有關(guān)知識(shí)。在這個(gè)過程中,學(xué)生的知識(shí)在不斷地得到擴(kuò)充,不斷地融合,為培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力以及使用文獻(xiàn)資料的能力創(chuàng)設(shè)了良好的環(huán)境。建模前的準(zhǔn)備過程是參賽隊(duì)員對(duì)知識(shí)深入理解的過程,是對(duì)知識(shí)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化過程,也是知識(shí)創(chuàng)新的培養(yǎng)過程。2.2.2模型的假設(shè)與建立根據(jù)準(zhǔn)備好相關(guān)知識(shí)確定選題后,接下來(lái)就是根據(jù)所選題目建立數(shù)學(xué)模型。第一步是對(duì)選題進(jìn)行模型假設(shè)。這個(gè)過程需要參賽隊(duì)員根據(jù)題目所示的現(xiàn)實(shí)問題看到其本質(zhì),通過形象思維來(lái)簡(jiǎn)化問題,最后做出合理的想象與假設(shè),從而實(shí)現(xiàn)用數(shù)學(xué)語(yǔ)言來(lái)表達(dá)所要解決的問題的目的。數(shù)學(xué)建模的選題一般是來(lái)源于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、工程技術(shù)和管理科學(xué)等方面,經(jīng)過適當(dāng)?shù)募庸ず笮纬傻膶?shí)際問題。在這個(gè)過程中學(xué)生面對(duì)的往往是一個(gè)從未接觸過的問題,所以必須要拓寬思路,大膽想象,針對(duì)具體問題具體分析,大膽地做出假設(shè),充分發(fā)揮創(chuàng)造力和想象力。假設(shè)后進(jìn)行模型的建立,建立過程往往需要運(yùn)用所學(xué)的所有知識(shí),通過自己的思維和想象選擇恰當(dāng)?shù)姆椒ú⒓右愿脑欤沟媒⒌哪P透邔?shí)用性。這是理論聯(lián)系實(shí)際的最好的實(shí)踐。2.2.3模型的求解與檢驗(yàn)?zāi)P徒⒑?,接著就是?duì)所建模型進(jìn)行求解。這個(gè)過程大多需要參賽選手運(yùn)用相關(guān)的數(shù)學(xué)軟件進(jìn)行求解,一般情況下大致為Matlab、SPSS、Lingo等。這就促使參賽選手學(xué)習(xí)更多的計(jì)算機(jī)編程的知識(shí)。參賽選手通過編寫程序,運(yùn)行程序、根據(jù)運(yùn)行結(jié)果對(duì)相應(yīng)程序進(jìn)行調(diào)試和修改,最終得出的程序就可求解所建立的模型。建模的整個(gè)過程中,參賽選手不僅需要綜合以前所學(xué)過的所以知識(shí),而且還學(xué)習(xí)了更多的編程知識(shí),拓寬了知識(shí)面,也加深了知識(shí)的深度。通過競(jìng)賽把理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際中去,充分體會(huì)數(shù)學(xué)的魅力所在。“一次比賽,終身受益”是許多參賽同學(xué)的共同感受。建模比賽重要的不是成績(jī),而是在整個(gè)過程中學(xué)到了什么,這是數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽對(duì)研究生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)的最重要的作用。
2.3建模后期延拓對(duì)研究生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)
經(jīng)歷過數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽后,學(xué)生提高了充分運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力,提高了計(jì)算機(jī)編程能力,提高了面對(duì)未知提問發(fā)揮創(chuàng)造力、洞察力及解決的邏輯推理的能力,培養(yǎng)了合作精神和交流能力,培養(yǎng)了規(guī)范的數(shù)學(xué)用語(yǔ)的表達(dá)能力,培養(yǎng)了正確的數(shù)學(xué)思想和數(shù)學(xué)觀,培養(yǎng)了對(duì)數(shù)學(xué)能力。更重要的,鍛煉了學(xué)生的交流能力,培養(yǎng)了學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作的意識(shí)。建模過程是艱難而枯燥的,參賽隊(duì)員只有保持樂觀的心態(tài),積極奮發(fā),知難而進(jìn),才能取得成功。這種精神更是人生不可多得的財(cái)富。
3結(jié)語(yǔ)
數(shù)學(xué)教育家蕭樹鐵先生曾經(jīng)說過:“全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽活動(dòng)是以數(shù)學(xué)應(yīng)用為突破點(diǎn),以競(jìng)賽為動(dòng)力,為高等院校教學(xué)改革提供一個(gè)契機(jī)和先導(dǎo)”。而全國(guó)研究生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽亦然。研究生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽活動(dòng)不僅鍛煉了參賽隊(duì)員運(yùn)用理論知識(shí)聯(lián)系解決實(shí)際問題的能力,讓學(xué)生拓展了自己的思維和知識(shí)面,增強(qiáng)了團(tuán)隊(duì)意識(shí)和交流能力,而且是發(fā)現(xiàn)學(xué)生潛在能力和興趣的極佳的方式,更重要的是,也使培訓(xùn)老師提升了自己的教研水平??傊芯可鷶?shù)學(xué)建模競(jìng)賽是有利的“助推器”,學(xué)生應(yīng)積極參與到其中,學(xué)校學(xué)院層面應(yīng)大力鼓勵(lì)和支持。
參考文獻(xiàn):
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篇6
關(guān)鍵詞:數(shù)學(xué)建模思想;高職數(shù)學(xué);滲透研究
中圖分類號(hào):G712 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-8646(2016)01-0116-02
1在高職數(shù)學(xué)中滲透數(shù)學(xué)建模思想的意義
在高職數(shù)學(xué)的教學(xué)中逐漸滲透數(shù)學(xué)建模思想,能夠潛移默化地影響學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和思考方式,并且提升學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐操作能力,能夠更好地幫助高職學(xué)生成為高質(zhì)量、高技能的專門應(yīng)用型人才。數(shù)學(xué)建模就是將生產(chǎn)生活和學(xué)習(xí)工作中遇到的各種實(shí)際問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題,讓學(xué)生能夠在解決數(shù)學(xué)問題的基礎(chǔ)上更多地考慮到實(shí)際情況。從實(shí)際問題出發(fā),將問題類比規(guī)劃并且通過抽象形式的表達(dá)轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題,在數(shù)學(xué)公式的變化中將實(shí)際問題解決,并且能夠更好地理解實(shí)際問題和數(shù)學(xué)之間的緊密聯(lián)系,這就是數(shù)學(xué)建模思想的重要意義。數(shù)學(xué)建模思想能夠更好地幫助學(xué)生提高中職數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)能力,并且在中職數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中能夠獨(dú)辟蹊徑,尋找出新的解決問題的方法,能夠提升學(xué)生的創(chuàng)新應(yīng)用能力,增強(qiáng)學(xué)生對(duì)中職數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的興趣,在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中更具有積極性和主觀能動(dòng)性。
2數(shù)學(xué)建模思想和高職數(shù)學(xué)的結(jié)合
高職數(shù)學(xué)教學(xué)中加入數(shù)學(xué)建模的思想能夠在學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的過程中慢慢地對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力產(chǎn)生影響,主要作用是在潛移默化的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的,在實(shí)際高職教學(xué)中能夠?qū)?shù)學(xué)建模思想和實(shí)際的高職數(shù)學(xué)教育目標(biāo)結(jié)合在一起,是高職數(shù)學(xué)改革的主要目標(biāo)。高職數(shù)學(xué)教育更多地趨向于理論知識(shí)的教學(xué),而數(shù)學(xué)建模思想則更好地將實(shí)際問題推送到數(shù)學(xué)面前,培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)理論知識(shí)解決實(shí)際問題的能力,在長(zhǎng)久的數(shù)學(xué)建模思想和高職數(shù)學(xué)教學(xué)的結(jié)合培養(yǎng)下,學(xué)生的數(shù)學(xué)建模能力能夠得到有效的培養(yǎng),這種長(zhǎng)時(shí)間潛移默化的影響更能幫助學(xué)生提升創(chuàng)新實(shí)踐能力,完成高職數(shù)學(xué)教學(xué)目標(biāo)。
3數(shù)學(xué)建模思想在高職數(shù)學(xué)中滲透方法研究
3.1在高職數(shù)學(xué)的教學(xué)內(nèi)容上引入數(shù)學(xué)建模思想
以往的高職數(shù)學(xué)的教學(xué)內(nèi)容更趨向于對(duì)理論數(shù)學(xué)知識(shí)和公式概念的教學(xué),這些基本知識(shí)都不能很好地和實(shí)踐應(yīng)用相聯(lián)系,不能很好地讓高職學(xué)生明白數(shù)學(xué)的意義和數(shù)學(xué)在生活中的應(yīng)用,而將數(shù)學(xué)建模思想滲透到高職數(shù)學(xué)中則能夠更好地幫助學(xué)生理解數(shù)學(xué)和實(shí)際工作學(xué)習(xí)生活的聯(lián)系,增強(qiáng)學(xué)生對(duì)高職數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)興趣,同時(shí)也更能加深學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)理論知識(shí)的理解。在高職數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)內(nèi)容中函數(shù)是教學(xué)中的重點(diǎn)和難點(diǎn),學(xué)生往往在這部分?jǐn)?shù)學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)上掌握得不夠好,函數(shù)是個(gè)非常抽象的概念,而如果將數(shù)學(xué)建模思想滲透到函數(shù)的教學(xué)內(nèi)容中,通過數(shù)學(xué)建模思想將實(shí)際生產(chǎn)生活中的問題應(yīng)用到函數(shù)的學(xué)習(xí)和應(yīng)用中,能夠更好地幫助學(xué)生學(xué)習(xí)和理解函數(shù)知識(shí)。比如在高職學(xué)生參加工作后最常見的問題就是工時(shí)和工作任務(wù)量的關(guān)系,如何在有限的工作時(shí)間T內(nèi)完成最大的工作量X,則需要學(xué)生利用函數(shù)關(guān)系得出最大工作效率Y,這些應(yīng)用都加深了高職學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的理解。
3.2在高職數(shù)學(xué)知識(shí)的應(yīng)用上加以滲透數(shù)學(xué)建模思想
高職教育的教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)任務(wù)就是為社會(huì)培養(yǎng)更多的專門性技能人才,他們更多地和實(shí)際操作工作相接觸,而數(shù)學(xué)建模思想在高職數(shù)學(xué)知識(shí)應(yīng)用上的滲透則很好地幫助學(xué)生提升實(shí)際操作能力,幫助學(xué)生更好地理解數(shù)學(xué)知識(shí),利用數(shù)學(xué)的知識(shí)和方法解決實(shí)際技能型工作中的問題。在高職數(shù)學(xué)知識(shí)的應(yīng)用上滲透數(shù)學(xué)建模思想就是將具體的生產(chǎn)工作中遇到的各類問題類比抽象為相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型,進(jìn)而利用數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際生產(chǎn)中的問題,數(shù)學(xué)模型的建立則更好地幫助高職學(xué)生解決生產(chǎn)工作中的問題,并且能夠加深學(xué)生對(duì)理論公式的理解和記憶。數(shù)學(xué)建模思想在中職教學(xué)中知識(shí)內(nèi)容應(yīng)用上的滲透則更注重于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力,而不僅僅是數(shù)學(xué)知識(shí)的死記硬背和大量的數(shù)學(xué)計(jì)算。例如,在飲料工廠的生產(chǎn)中如何設(shè)計(jì)飲料瓶使工廠達(dá)到最大的經(jīng)濟(jì)效益,在生活中我們很少見到方形的瓶子,而更多的是圓形飲料瓶,這就是通過裝等體積的飲料,如何設(shè)計(jì)才能使得飲料瓶的面積最小,也就在最大程度上達(dá)到節(jié)約物料、節(jié)約成本的目的。通過面積和直徑,體積和直徑的關(guān)系來(lái)設(shè)計(jì)出最經(jīng)濟(jì)的飲料瓶外形,則是對(duì)數(shù)學(xué)建模思想在高職數(shù)學(xué)內(nèi)容應(yīng)用上比較好的案例。
3.3在高職數(shù)學(xué)考試中運(yùn)用數(shù)學(xué)建模思想
在高職數(shù)學(xué)教學(xué)中,不僅要在數(shù)學(xué)知識(shí)內(nèi)容和數(shù)學(xué)知識(shí)應(yīng)用上滲透數(shù)學(xué)建模思想,更要在實(shí)際的學(xué)習(xí)中應(yīng)用到數(shù)學(xué)建模思想。比如在高職數(shù)學(xué)的教學(xué)考核上,采用更多的方法對(duì)學(xué)生的能力進(jìn)行判斷,可以利用小組同學(xué)間合作與競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)系,增強(qiáng)學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)建模思想在數(shù)學(xué)應(yīng)用中的理解,利用考試中數(shù)學(xué)建模方法和思想幫助學(xué)生提升獨(dú)立思考能力和探索創(chuàng)新能力。
4結(jié)語(yǔ)
數(shù)學(xué)建模思想在高職數(shù)學(xué)中的應(yīng)用符合高職教育的培養(yǎng)目標(biāo),為社會(huì)提供了更多高能力、高素質(zhì)的專門技能型人才,數(shù)學(xué)建模思想在高職數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用提升了學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力,同時(shí)也加深了學(xué)生對(duì)高職數(shù)學(xué)知識(shí)的理解和應(yīng)用,進(jìn)而幫助學(xué)生能夠?qū)?shù)學(xué)知識(shí)更好地應(yīng)用到以后的生產(chǎn)實(shí)踐工作中,利用數(shù)學(xué)知識(shí)解決工作的實(shí)際問題,進(jìn)而為社會(huì)做出更大的貢獻(xiàn)。
參考文獻(xiàn):
[1]鐘國(guó)富,郭宗慶.關(guān)于在高職數(shù)學(xué)教學(xué)中融入數(shù)學(xué)建模思想的思考[J].教育與職業(yè),2011,(04):143-150
篇7
關(guān)鍵詞:數(shù)學(xué)建模思想;職業(yè)技術(shù)學(xué)院;數(shù)學(xué)教學(xué)
1引言
在職業(yè)技術(shù)學(xué)院數(shù)學(xué)教學(xué)中,教師在教學(xué)過程運(yùn)用一些數(shù)學(xué)模型將數(shù)學(xué)復(fù)雜的理論知識(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)際問題進(jìn)行講解,有效提高職業(yè)技術(shù)學(xué)院數(shù)學(xué)教學(xué)質(zhì)量,而高等數(shù)學(xué)理論本身就是研究實(shí)際問題而建立的一系列數(shù)學(xué)模型,數(shù)學(xué)模型包括一系列的數(shù)學(xué)符號(hào)、公式、定理等,在數(shù)學(xué)教學(xué)過程中離不開數(shù)學(xué)建模思想,目前職業(yè)技術(shù)學(xué)院數(shù)學(xué)教學(xué)有待解決的問題就是如何將數(shù)學(xué)建模融入數(shù)學(xué)教學(xué)中?如何提高學(xué)生數(shù)學(xué)建模的意識(shí)和數(shù)學(xué)建模在實(shí)際生活中的應(yīng)用?本文就數(shù)學(xué)建模融入職業(yè)技術(shù)學(xué)院數(shù)學(xué)教學(xué)進(jìn)行探討。
2數(shù)學(xué)建模融入職業(yè)技術(shù)學(xué)院數(shù)學(xué)教學(xué)中的探討
2.1職業(yè)技術(shù)學(xué)院數(shù)學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀
在職業(yè)技術(shù)學(xué)院教學(xué)中教師講解重心在數(shù)學(xué)理論、公式證明,而忽略數(shù)學(xué)知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用實(shí)踐,教學(xué)方法陳舊,教訓(xùn)模式老套,教學(xué)仍是一層不變的粉筆黑板展示模式,不能很好的結(jié)合現(xiàn)代信息技術(shù),數(shù)學(xué)問題的解決可以利用很多軟件,例如spss、matlab等可以很好的實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分析,而教學(xué)中只是簡(jiǎn)單的理論講解并沒有實(shí)際應(yīng)用;在數(shù)學(xué)考核中只有一張?jiān)嚲矶ǔ煽?jī),考試內(nèi)容只重視對(duì)計(jì)算、理論的考核,忽略學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用能力,嚴(yán)重影響職業(yè)技術(shù)學(xué)院高層次人才的培養(yǎng);數(shù)學(xué)的特點(diǎn)是局域高連貫性,而因?yàn)榻處煹姆潘烧呤箤W(xué)生間歇性上課,導(dǎo)致數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中跟不上老師節(jié)奏,不利于學(xué)生的學(xué)習(xí),教師也達(dá)不到應(yīng)有的教學(xué)效果。
2.2數(shù)學(xué)建模融入職業(yè)技術(shù)學(xué)院數(shù)學(xué)教學(xué)的意義
2.2.1數(shù)學(xué)理論與實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合數(shù)學(xué)建模的過程是不同學(xué)科的結(jié)合討論來(lái)解決問題,建模的過程是理論的應(yīng)用過程,數(shù)學(xué)教學(xué)中融入建模思想突出學(xué)生的主體性作用,使學(xué)生自主討論,激發(fā)學(xué)生的積極性。2.2.2培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新、邏輯思維能力與合作意識(shí)數(shù)學(xué)建模是將實(shí)際問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題,通過一系列數(shù)學(xué)模型的建立解決問題,建立模型的過程需要學(xué)生有很強(qiáng)的邏輯思維和創(chuàng)新思想,通過合作分工完成數(shù)學(xué)建模,在數(shù)學(xué)教學(xué)中結(jié)合教學(xué)內(nèi)容開展建?;顒?dòng),使學(xué)生自主討論學(xué)習(xí),提高教學(xué)效果,同時(shí)也培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力。2.2.3利于培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)文化觀念數(shù)學(xué)建模以實(shí)驗(yàn)室為基礎(chǔ),利用數(shù)學(xué)建模解決問題的過程在豐富知識(shí)經(jīng)驗(yàn)的同時(shí),提高學(xué)生利用計(jì)算機(jī)及高科技解決問題的意識(shí),訓(xùn)練學(xué)生的數(shù)學(xué)分析能力和想象能力,對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)文化觀念發(fā)揮重要作用。
2.3數(shù)學(xué)建模融入職業(yè)技術(shù)學(xué)院教學(xué)的途徑
2.3.1加強(qiáng)數(shù)學(xué)建模思想的宣傳活動(dòng)數(shù)學(xué)建模融入職業(yè)技術(shù)學(xué)院數(shù)學(xué)教學(xué)中首先要提高教師和學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)建模的重視,加強(qiáng)數(shù)學(xué)建模思想教育工作。學(xué)校可以開辦數(shù)學(xué)建模協(xié)會(huì),組建數(shù)學(xué)建模專業(yè)團(tuán)隊(duì),由老師指引學(xué)生進(jìn)行建模活動(dòng);開展數(shù)學(xué)建模系列的講座或課程,搭建校內(nèi)數(shù)學(xué)建模網(wǎng)絡(luò)平臺(tái),不僅可以利用平臺(tái)對(duì)數(shù)學(xué)建模相關(guān)項(xiàng)目進(jìn)行宣傳,還可以為學(xué)生提供網(wǎng)絡(luò)咨詢服務(wù),教師與學(xué)生進(jìn)行有效溝通,相互交流,縮短學(xué)生與數(shù)學(xué)建模的距離,培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣;教學(xué)考核融入數(shù)學(xué)建模,全面考察學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用能力,提高學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)建模的重視。2.3.2教學(xué)內(nèi)容與數(shù)學(xué)建模的有機(jī)結(jié)合數(shù)學(xué)教學(xué)中結(jié)合數(shù)學(xué)模型進(jìn)行教學(xué)活動(dòng),數(shù)學(xué)建模將復(fù)雜的數(shù)學(xué)理論通過特定數(shù)學(xué)公式轉(zhuǎn)化為實(shí)際問題,提高教學(xué)質(zhì)量,激發(fā)學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)興趣,并基于職業(yè)技術(shù)學(xué)院高層次人才的培養(yǎng)原則,結(jié)合專業(yè)知識(shí)開展數(shù)學(xué)教學(xué)活動(dòng),例如電力專業(yè)講解導(dǎo)數(shù)教學(xué)時(shí),結(jié)合非恒定電流的電流強(qiáng)度建立模型進(jìn)行教學(xué)。2.3.3積極開展數(shù)學(xué)建模活動(dòng)學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的靈活應(yīng)用需要學(xué)生的多次應(yīng)用,學(xué)??梢远ㄆ诮M織數(shù)學(xué)建模的活動(dòng),使學(xué)生在實(shí)際建模過程中反復(fù)應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí),提高學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力;同時(shí)組織學(xué)生參加全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽活動(dòng),數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽活動(dòng)是高校范圍最廣、影響最大的課外科技活動(dòng),數(shù)學(xué)建模知識(shí)面涉及范圍廣,能力提升大,學(xué)生在對(duì)問題進(jìn)行定向分析后,經(jīng)過抽象思維將問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)知識(shí),并結(jié)合計(jì)算機(jī)軟件與數(shù)學(xué)知識(shí)應(yīng)用,解決問題,同時(shí)還提高學(xué)生的撰寫科技論文的表達(dá)能力和收集資料的能力。
3結(jié)束語(yǔ)
數(shù)學(xué)建模在職業(yè)技術(shù)學(xué)院數(shù)學(xué)教學(xué)中有很大的意義,利用數(shù)學(xué)建模進(jìn)行數(shù)學(xué)教學(xué)提高教學(xué)質(zhì)量的同時(shí),增強(qiáng)學(xué)生的數(shù)學(xué)實(shí)際應(yīng)用能力,而將數(shù)學(xué)建模融入教學(xué)要從思想上加強(qiáng)教師與學(xué)生對(duì)建模的重視,開展建?;顒?dòng)從實(shí)際中得到鍛煉。
參考文獻(xiàn):
[1]馬書燮.數(shù)學(xué)建模融入職業(yè)技術(shù)學(xué)院數(shù)學(xué)教學(xué)中的探索[J].教育探索,2010,(8):74-75.
[2]唐秋潔.融入數(shù)學(xué)建模思想的中職數(shù)學(xué)教學(xué)實(shí)踐研究[D].四川師范大學(xué),2014.
篇8
【關(guān)鍵詞】數(shù)學(xué)建模;創(chuàng)新人才;財(cái)經(jīng)類高校
隨著改革開放的進(jìn)一步推進(jìn)及經(jīng)濟(jì)社會(huì)的較快發(fā)展,培養(yǎng)具備創(chuàng)新能力的人才是社會(huì)的重要使命。對(duì)于高校來(lái)說,創(chuàng)新人才的培養(yǎng),不但取決于高校擁有較好的師資力量,還取決于各專業(yè)公共基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課的課程設(shè)置。數(shù)學(xué)作為財(cái)經(jīng)類高校重要的公共基礎(chǔ)課,這門學(xué)科在培養(yǎng)創(chuàng)新人才過程中,起到非常重要的作用。
公共數(shù)學(xué)課的開設(shè)除了應(yīng)掌握教材中的公式,定理,各種計(jì)算證明方法之外,其開設(shè)的意義還在于學(xué)生通過數(shù)學(xué)課的學(xué)習(xí),使自己的思維方式得到鍛煉,并能主動(dòng)應(yīng)用這種理性的思維方式去解決客觀實(shí)際存在的問題。這個(gè)過程中,數(shù)學(xué)建模課的開設(shè)會(huì)起到“承前啟后”的作用,為實(shí)際問題與數(shù)學(xué)之間的聯(lián)系搭建了橋梁。
1 數(shù)學(xué)建模的思想及實(shí)現(xiàn)過程
數(shù)學(xué)建模的主體思想是將客觀存在的復(fù)雜實(shí)際問題進(jìn)行合理的假設(shè)、抽象,或?qū)⒁粋€(gè)復(fù)雜問題分解為若干子問題,然后用數(shù)學(xué)語(yǔ)言,數(shù)學(xué)方法近似去描述。這種將實(shí)際問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題的過程,稱為數(shù)學(xué)建模過程,其過程并沒有一個(gè)統(tǒng)一的方法,但各類實(shí)際問題建模所經(jīng)歷的基本過程大致相同,可分為以下幾步[7]:
1.1 模型準(zhǔn)備
分析和研究實(shí)際問題的主要特征,明確建模目的。
1.2 模型假設(shè)
抓住決定問題的主要特征,對(duì)問題作一些合理必要的假設(shè)。
1.3 模型建立
根據(jù)合理的假設(shè),用數(shù)學(xué)的語(yǔ)言、符號(hào)描述問題的內(nèi)在規(guī)律,建立最初的數(shù)學(xué)模型。
1.4 模型求解與分析
用數(shù)學(xué)軟件及計(jì)算機(jī)輔助工具求解所建立的數(shù)學(xué)模型,分析模型是否合理。
1.5 模型檢驗(yàn)與修改
將求解結(jié)果放回實(shí)際問題中,與實(shí)際現(xiàn)象及數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比,檢驗(yàn)?zāi)P偷臏?zhǔn)確性,并做進(jìn)一步的修改與完善,最終確立數(shù)學(xué)模型。
2 開展數(shù)學(xué)建模教育與競(jìng)賽的作用
2.1 通過開展數(shù)學(xué)建模教育與競(jìng)賽,有助于學(xué)生感受到數(shù)學(xué)在解決實(shí)際問題中的價(jià)值與作用,增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣。使學(xué)生受到良好的科學(xué)思維方法的訓(xùn)練。便于其他學(xué)科的學(xué)習(xí)。
2.2 通過開展數(shù)學(xué)建模教育與競(jìng)賽,還有利于促進(jìn)教師素質(zhì)的全面提高。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展,傳統(tǒng)的教學(xué)方法已經(jīng)被以計(jì)算機(jī)為輔助教學(xué)手段的現(xiàn)代教學(xué)方法所代替。這樣,要求教師不斷加強(qiáng)自身的業(yè)務(wù)學(xué)習(xí),拓寬知識(shí)領(lǐng)域,更新知識(shí)結(jié)構(gòu),用全新,科學(xué),現(xiàn)代的教學(xué)方法實(shí)施素質(zhì)教育。
3 開展數(shù)學(xué)建?;顒?dòng)對(duì)培養(yǎng)創(chuàng)新型、高素質(zhì)復(fù)合人才有很大的推動(dòng)作用
培養(yǎng)具有系統(tǒng)思維,創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的復(fù)合型人才是非常必要的,如何更好地應(yīng)用數(shù)學(xué)去解決問題,數(shù)學(xué)建模提供了很好的平臺(tái)。通過它,有助于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng),并為高等學(xué)校應(yīng)該培養(yǎng)什么人,怎樣培養(yǎng)人,做出了重要的探索,已成為高校培養(yǎng)創(chuàng)新人才的重要載體。
簡(jiǎn)單的說,數(shù)學(xué)建模是利用數(shù)學(xué)方法解決實(shí)際問題的一種實(shí)踐。即通過抽象、簡(jiǎn)化、假設(shè)、引進(jìn)變量等處理過程后,將實(shí)際問題用數(shù)學(xué)方式表達(dá),建立起數(shù)學(xué)模型,然后運(yùn)用先進(jìn)的數(shù)學(xué)方法及計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行求解。在這種情況下,要求學(xué)生必須靈活運(yùn)用自己的知識(shí),發(fā)揮自己的想像力、創(chuàng)造力,有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。通過開展數(shù)學(xué)建模教育及競(jìng)賽,有利于學(xué)生各項(xiàng)能力及素質(zhì)的提高,主要體現(xiàn)在以下幾方面[6]:
(1)提高學(xué)生分析、解決問題的能力
(2)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力
(3)培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)
(4)培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力
(5)培養(yǎng)學(xué)生的論文寫作能力
(6)培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力和查閱資料的能力
4 財(cái)經(jīng)類高校開設(shè)數(shù)學(xué)建模課所面臨的問題
目前,國(guó)內(nèi)財(cái)經(jīng)類高校開設(shè)數(shù)學(xué)建模課的很少,并且對(duì)公共數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課的重視程度明顯不足,普遍存在著課程設(shè)置單一、壓縮課時(shí)量、教學(xué)用數(shù)學(xué)教材陳舊等問題,影響學(xué)生數(shù)學(xué)思維的鍛煉。另外,一個(gè)最主要的客觀因素是財(cái)經(jīng)類高校的生源多以文科占主體,理科為輔的格局,學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)水平普遍不高。
5 財(cái)經(jīng)類高校開展數(shù)學(xué)建模課程建設(shè)的途徑
高等數(shù)學(xué)(微積分)、線性代數(shù)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)是財(cái)經(jīng)類高校多數(shù)專業(yè)的公共基礎(chǔ)課,如何能在這些課程中,突出數(shù)學(xué)建模的思想,提高學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用意識(shí),顯得很重要。
高等數(shù)學(xué)作為一門大學(xué)一年級(jí)最先接觸到的大學(xué)數(shù)學(xué)類課程,在它的教學(xué)過程中,如何更好地體現(xiàn)數(shù)學(xué)建模思想,是財(cái)經(jīng)類高校開展數(shù)學(xué)建模課程建設(shè)的基礎(chǔ)。
在高等數(shù)學(xué)的課程內(nèi)容中,很多地方體現(xiàn)了數(shù)學(xué)建模的思想,課程中涉及到的一些概念等一般都是經(jīng)過研究實(shí)際問題得來(lái)的,體現(xiàn)了數(shù)學(xué)建模的思想[5]。例如,在引入定積分定義時(shí),我們是通過如何求曲邊梯形面積的思想而引出的。在具體的求解過程中,我們對(duì)這一問題作了一定的假設(shè),并用極限思想給出了曲邊梯形的面積。事實(shí)上,這樣一個(gè)過程,就是一個(gè)簡(jiǎn)單的建模過程。所以在教學(xué)過程中,特別是引入新概念、新定理等內(nèi)容時(shí),教師應(yīng)努力選取一些實(shí)際例子,讓學(xué)生去體會(huì)數(shù)學(xué)建模的思想,增強(qiáng)學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)建模的認(rèn)識(shí)。
另外,開展數(shù)學(xué)建模課程建設(shè),除以上在數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課中融入數(shù)學(xué)建模思想外,高校還應(yīng)開設(shè)數(shù)學(xué)建模的選修與必修課,方便學(xué)生深入了解數(shù)學(xué)建模[3]。
6 財(cái)經(jīng)類高校開展數(shù)學(xué)建模課程建設(shè)的意義
通過開展數(shù)學(xué)建模的課程建設(shè),將使財(cái)經(jīng)類高校開展數(shù)學(xué)建模課程建設(shè)所面臨的問題得到解決,有利于促進(jìn)公共數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課的教學(xué)改革及專業(yè)課的教學(xué),更加科學(xué)地配強(qiáng)師資隊(duì)伍,促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力的提高。主要體現(xiàn)在:
6.1 財(cái)經(jīng)類高校學(xué)生通過公共數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課的學(xué)習(xí),能將所學(xué)到的思維方式運(yùn)用到將各類經(jīng)濟(jì)現(xiàn)象做定量的分析,從而建立起經(jīng)濟(jì)數(shù)學(xué)模型求解。所以,在平常的公共數(shù)學(xué)教學(xué)中,配備具有一定量的經(jīng)濟(jì)學(xué)專業(yè)背景的數(shù)學(xué)教師顯得很重要。并且在授課過程中,通過逐漸滲透數(shù)學(xué)建模思想,使學(xué)生體會(huì)到數(shù)學(xué)課學(xué)習(xí)的有用之處,慢慢會(huì)對(duì)公共數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課及數(shù)學(xué)建模產(chǎn)生興趣。
6.2 財(cái)經(jīng)類高校開展數(shù)學(xué)建模課程建設(shè)對(duì)經(jīng)濟(jì)類專業(yè)課程的理論研究具有推動(dòng)、輔助作用。利用數(shù)學(xué)建模的方法和理論進(jìn)行經(jīng)濟(jì)學(xué)的理論研究具有很突出的優(yōu)勢(shì),它能使經(jīng)濟(jì)學(xué)問題的描述更加易懂,使問題的解決更加嚴(yán)密,結(jié)果更加精確、準(zhǔn)確,并能客觀地反應(yīng)實(shí)際。
6.3 從課程設(shè)置方面看,財(cái)經(jīng)類高校應(yīng)在開設(shè)公共數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課之后,陸續(xù)開設(shè)適合各專業(yè)的數(shù)學(xué)建模選修及必修課,使學(xué)生能將所學(xué)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)更加靈活,合理地融入到數(shù)學(xué)建模中,增強(qiáng)他們主動(dòng)應(yīng)用數(shù)學(xué)思想的意識(shí)。
6.4 針對(duì)財(cái)經(jīng)類高校的生源組成,高校應(yīng)合理選擇教學(xué)用教材,增加公共數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課的課時(shí)量,讓學(xué)生得到更多數(shù)學(xué)思維方法的鍛煉,充分挖掘?qū)W生的創(chuàng)新能力。
開展數(shù)學(xué)建模課程建設(shè)有力推動(dòng)了高校數(shù)學(xué)教學(xué)體系、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式的改革,對(duì)培養(yǎng)高素質(zhì)的復(fù)合型人才具有“舉足輕重”的作用。其過程能激發(fā)和調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,引導(dǎo)學(xué)生提出問題,鼓勵(lì)學(xué)生創(chuàng)造性猜想,訓(xùn)練學(xué)生發(fā)散性思維,全面提高學(xué)生的綜合應(yīng)用能力,從根本上提高教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的素質(zhì)。
數(shù)學(xué)建模為數(shù)學(xué)與實(shí)際問題之間的聯(lián)系搭建了橋梁[7]。事實(shí)說明,在高校中開展數(shù)學(xué)建模教育,對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的分析、解決問題的能力,鍛煉他們的邏輯思維能力,具有明顯的促進(jìn)作用。
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篇9
提高中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)質(zhì)量,不僅僅是為了提高學(xué)生的數(shù)學(xué)成績(jī),使學(xué)生掌握本身的書本知識(shí),更重要的是能使學(xué)生學(xué)到有用的數(shù)學(xué),學(xué)會(huì)數(shù)學(xué)本身獨(dú)具的那種邏輯思維能力。為此,在中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中構(gòu)建數(shù)學(xué)建模意識(shí)無(wú)疑是中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)改革的一個(gè)正確的方向。
關(guān)鍵詞:數(shù)學(xué)建模;數(shù)學(xué)建模意識(shí);創(chuàng)新思維
一、中學(xué)數(shù)學(xué)建模教與學(xué)的現(xiàn)狀
數(shù)學(xué)應(yīng)用問題在未列入高考問題之前,在中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中得不到應(yīng)有的重視,有相當(dāng)一部分教師認(rèn)為數(shù)學(xué)主要是培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)算能力和邏輯推理能力,用來(lái)學(xué)習(xí)單純的數(shù)學(xué)知識(shí),從而視對(duì)應(yīng)用問題感興趣的學(xué)生為不務(wù)正業(yè)的“壞學(xué)生”。至于如何從數(shù)學(xué)的角度出發(fā),分析和處理學(xué)生周圍的生活及生產(chǎn)實(shí)際問題更是無(wú)意顧及使學(xué)生應(yīng)用意識(shí)淡薄,以至于很多走向社會(huì)的學(xué)生認(rèn)為他們?cè)谥袑W(xué)所學(xué)的數(shù)學(xué)在以后的工作生活中是毫無(wú)用處的。
由于學(xué)生應(yīng)用意識(shí)不強(qiáng),影響了學(xué)生用發(fā)展的眼光看問題,忽略了與實(shí)際的聯(lián)系。為應(yīng)付高考,急功近利,短期訓(xùn)練是大部分高三教師的“法寶”。因高考把應(yīng)用題作為必考題,但應(yīng)用問題取材困難,而且現(xiàn)成的并且優(yōu)秀的應(yīng)用問題并不多,高三老師就高三階段把各地的模擬題用來(lái)對(duì)學(xué)生進(jìn)行強(qiáng)化訓(xùn)練。因?qū)W生平時(shí)很少涉及實(shí)際建模問題的解決,這種做法只能是事倍功半,學(xué)生解決應(yīng)用問題的能力并沒有實(shí)質(zhì)的提高,而只是表面上解決高考中分?jǐn)?shù)的問題。有的學(xué)校更是放棄應(yīng)用問題的教學(xué),認(rèn)為無(wú)論教不教學(xué)生都不會(huì)。通過從近幾年高考應(yīng)用題考后的質(zhì)量分析不難發(fā)現(xiàn):以上的作法是難以從根本上提高學(xué)生的建模能力。某市高三統(tǒng)考出了這樣一道應(yīng)用題:買一套新住房需要人民幣15萬(wàn)元,若一次付清優(yōu)惠25%,若連續(xù)五年分期付款付清,則需每年的相同月份內(nèi)交付3萬(wàn)元。若銀行一年期存款率為8%,按本利累進(jìn)計(jì)算(即每年的存款與利息之和轉(zhuǎn)為下年存款)。問兩種付款方式哪種對(duì)購(gòu)房者有利?試說明理由。很多學(xué)生如下作答,按第一種方式付款共付人民幣15×(1―25%)=11.25(萬(wàn)元),按第二種方式付款共付人民幣15萬(wàn)元。因而認(rèn)為第一種付款方式對(duì)購(gòu)房者有利。真是太令人失望了。在眾多學(xué)生的眼中今年的五萬(wàn)元與明年今天的五萬(wàn)元沒有什么區(qū)別?所以我認(rèn)為在中學(xué)加強(qiáng)學(xué)生建模教學(xué)已經(jīng)到了刻不容緩的時(shí)刻。
二、數(shù)學(xué)建模與數(shù)學(xué)建模意識(shí)
著名數(shù)學(xué)家懷特海曾說:“數(shù)學(xué)就是對(duì)于模式的研究”。所謂數(shù)學(xué)模型,是指對(duì)于現(xiàn)實(shí)世界的某一特定研究對(duì)象,為了某個(gè)特定的目的,在做了一些必要的簡(jiǎn)化假設(shè),運(yùn)用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)工具,并通過數(shù)學(xué)語(yǔ)言表述出來(lái)的一個(gè)數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu),數(shù)學(xué)中的各種基本概念,都以各自相應(yīng)的現(xiàn)實(shí)原型作為背景而抽象出來(lái)的數(shù)學(xué)概念。各種數(shù)學(xué)公式、方程式、定理、理論體系等等,都是一些具體的數(shù)學(xué)模型。舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子,二次函數(shù)就是一個(gè)數(shù)學(xué)模型,很多數(shù)學(xué)問題甚至實(shí)際問題都可以轉(zhuǎn)化為二次函數(shù)來(lái)解決。而通過對(duì)問題數(shù)學(xué)化,模型構(gòu)建,求解檢驗(yàn)使問題獲得解決的方法稱之為數(shù)學(xué)模型方法。我們的數(shù)學(xué)教學(xué)說到底實(shí)際上就是教給學(xué)生前人給我們構(gòu)建的一個(gè)個(gè)數(shù)學(xué)模型和怎樣構(gòu)建模型的思想方法,以使學(xué)生能運(yùn)用數(shù)學(xué)模型解決數(shù)學(xué)問題和實(shí)際問題。具體的講數(shù)學(xué)模型方法的操作程序大致上為:
由此,我們可以看到,培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)建模來(lái)解決實(shí)際問題的能力,其關(guān)鍵是把實(shí)際問題抽象為數(shù)學(xué)問題。首先通過觀察分析、提煉出實(shí)際問題的數(shù)學(xué)模型,然后再把數(shù)學(xué)模型納入某個(gè)知識(shí)系統(tǒng)去處理,這不但要求學(xué)生有一定的抽象能力,而且還要有相當(dāng)?shù)挠^察、分析、綜合、類比的能力。學(xué)生獲得這些能力不是一朝一夕的事情,這就需要把數(shù)學(xué)建模的意識(shí)貫穿于教學(xué)的始終,也就是要不斷地引導(dǎo)學(xué)生用數(shù)學(xué)思維的觀點(diǎn)去觀察、分析和表示各種事物關(guān)系、空間關(guān)系和數(shù)學(xué)信息,從紛繁復(fù)雜的具體問題中抽象出我們熟悉的數(shù)學(xué)模型,進(jìn)而達(dá)到用數(shù)學(xué)模型來(lái)解決實(shí)際問題,使數(shù)學(xué)建模意識(shí)成為學(xué)生思考問題的方法和習(xí)慣。
例如:某市移動(dòng)通訊公司開設(shè)了兩種通訊業(yè)務(wù):“全球通”使用者先繳五十元基礎(chǔ)費(fèi)。然后通話1min,再付0.4元;“神州行”不繳月基礎(chǔ)費(fèi),通話1min,付電話費(fèi)0.6元(這里均指市內(nèi)通話)。問用戶選擇哪種通訊方式較合算?分析:若一個(gè)月內(nèi)通話 x min,兩種通訊方式分別為y1元和y2元。從題目條件可知y1=50+0.4x,y2=0.6x(x0)的整數(shù)),當(dāng)y1>y2 ,得x<250;當(dāng)y1<y2 時(shí)得x> 250;當(dāng)y1=y2時(shí)x=250;綜上可知,通話時(shí)間等于250min時(shí),選擇通訊方式都一樣;通話時(shí)間多于250min時(shí),選擇“全球通”較合算;通話時(shí)間小于250min時(shí),選擇“神州行”較合算。問題轉(zhuǎn)化為(模型)比較2個(gè)代數(shù)式的大小,選擇最優(yōu)化問題。通過設(shè)未知數(shù)根據(jù)題示條件列代數(shù)式,解不等式,使問題得以解決。
構(gòu)建建模意識(shí),培養(yǎng)學(xué)生的轉(zhuǎn)換能力。由于數(shù)學(xué)建模就是把實(shí)際問題轉(zhuǎn)換成數(shù)學(xué)問題,因此如果我們?cè)跀?shù)學(xué)中注重轉(zhuǎn)化,用好這根有力的杠桿,對(duì)培養(yǎng)學(xué)生思維品質(zhì)的靈活性、創(chuàng)造性及開發(fā)智力、培養(yǎng)能力,提高解題速度都是十分有益的。
三、數(shù)學(xué)建模教學(xué)中如何構(gòu)建數(shù)學(xué)建模意識(shí)
第一,為了培養(yǎng)學(xué)生的建模意識(shí),中學(xué)數(shù)學(xué)教師應(yīng)首先需要提高自己的建模意識(shí)。這不僅意味著我們?cè)诮虒W(xué)內(nèi)容和要求上的變化,更意味著教育思想和教學(xué)觀念的更新。中學(xué)數(shù)學(xué)教師除需要了解數(shù)學(xué)科學(xué)的發(fā)展歷史和發(fā)展動(dòng)態(tài)之外,還需要不斷地學(xué)習(xí)一些新鮮的數(shù)學(xué)建模理論,并且努力鉆研,首先弄清楚如何把中學(xué)數(shù)學(xué)知識(shí)應(yīng)用于現(xiàn)實(shí)生活。北京大學(xué)附中張思明老師對(duì)此提供了非常典型的事例:他在大街上看到一則廣告:“本店承接A1型號(hào)影印?!笔裁词茿1型號(hào)?在弄清了各種型號(hào)的比例關(guān)系后,他便把這一材料引入到初中“相似形”部分的教學(xué)中。這是一般人所忽略的事,卻是數(shù)學(xué)教師運(yùn)用數(shù)學(xué)建模進(jìn)行教學(xué)的良好機(jī)會(huì)。
第二,數(shù)學(xué)建模教學(xué)還應(yīng)該與現(xiàn)行教材結(jié)合起來(lái)研究。教師應(yīng)研究在各個(gè)教學(xué)章節(jié)中可引入哪些模型問題,如講立體幾何時(shí)可引入正方體模型或長(zhǎng)方體模型把相關(guān)問題放入到這些模型中來(lái)解決;又如在解析幾何中在講了兩點(diǎn)間的距離公式后,可引入兩點(diǎn)間的距離模型解決一些具體問題;而儲(chǔ)蓄問題、信用貸款問題則可結(jié)合在數(shù)列、函數(shù)在教學(xué)中的學(xué)習(xí)。在日常的教學(xué)中要經(jīng)常滲透建模意識(shí),這樣通過教師的潛移默化,學(xué)生可以從各類大量的建模問題中逐步領(lǐng)悟到數(shù)學(xué)建模的廣泛應(yīng)用,從而激發(fā)學(xué)生去研究數(shù)學(xué)建模的興趣,提高他們運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)進(jìn)行建模的能力,進(jìn)而對(duì)學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)產(chǎn)生濃厚的興趣,認(rèn)為數(shù)學(xué)不是枯燥無(wú)用的一門學(xué)科,而是在我們的日常生活中無(wú)處不在的一門相當(dāng)有用的學(xué)科。
第三,要注意與其它相關(guān)學(xué)科的關(guān)系。由于數(shù)學(xué)是學(xué)生學(xué)習(xí)其它自然科學(xué)以至社會(huì)科學(xué)的工具而且其它學(xué)科與數(shù)學(xué)的聯(lián)系是相當(dāng)密切的。因此我們?cè)诮虒W(xué)中應(yīng)注意與其它學(xué)科的呼應(yīng),這不但可以幫助學(xué)生加深對(duì)其他學(xué)科的理解,也是培養(yǎng)學(xué)生建模意識(shí)的一個(gè)不可忽視的途徑。例如教了正弦型函數(shù)后,可引導(dǎo)學(xué)生用模型函數(shù)y=Asin(ωx+φ)寫出物理中振動(dòng)圖象或交流圖象的數(shù)學(xué)表達(dá)式。又如當(dāng)學(xué)生在化學(xué)中學(xué)到CH4(甲烷)、CCl4(四氯化碳),金剛石等物理性質(zhì)時(shí),可用立幾模型來(lái)驗(yàn)證它們的鍵角為arccos(-1/3)=109°28′可見,這樣的模型意識(shí)不僅僅是抽象的數(shù)學(xué)知識(shí),而且將對(duì)他們學(xué)習(xí)其它學(xué)科的知識(shí)以及將來(lái)用數(shù)學(xué)建模知識(shí)探討各種邊緣學(xué)科產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響,而這些都只是由于數(shù)學(xué)是所有學(xué)科中最基礎(chǔ)的學(xué)科。
第四,在教學(xué)中還要結(jié)合專題討論與建模法研究。我們可以選擇適當(dāng)?shù)慕n},如“代數(shù)法建?!?、“圖解法建?!?、“直(曲)線擬合法建模”,通過討論、分析和研究,熟悉并理解數(shù)學(xué)建模的一些重要思想,掌握建模的基本方法。甚至可以引導(dǎo)學(xué)生通過對(duì)日常生活的觀察,自己選擇實(shí)際問題進(jìn)行建模練習(xí),從而讓學(xué)生嘗到數(shù)學(xué)建模成功的“甜”和難于解決的“苦”借以拓寬視野、增長(zhǎng)知識(shí)、積累經(jīng)驗(yàn)、培養(yǎng)興趣。這亦符合波利亞的“主動(dòng)學(xué)習(xí)原則”,也正是所謂“學(xué)問之道,問而得,不如求而得之深固也”。
例如,某建筑工地要挖一個(gè)橫截面為半圓的柱形土坑,挖出的土只能沿AP、BP運(yùn)到P處(如圖),其中:AP=100米,BP=150米,∠APB=60°。請(qǐng)問怎樣運(yùn)土才能最省工?
分析:“省工”的數(shù)學(xué)語(yǔ)言是:到P的距離最近,所以半圓中的點(diǎn)分為三類:①沿AP到P較近;②沿BP到P較近;③沿AP、BP到P等距。其中第三類點(diǎn)集是①、②類點(diǎn)集的交集?(分界線)。設(shè)M為分界線上的任意一點(diǎn),則|MA|+|AP|=|MB|+|BP|,所以|MA|-|MB|=|BP|-|AP|=50(定值),M在以A、B為焦點(diǎn)的雙曲線又支上。建立直角坐標(biāo)系可得邊界線為雙曲線:x2/625-y2/3750=1(x25,y0)故運(yùn)土?xí)r在雙曲線弧左側(cè)的土沿AP運(yùn)到P處,有側(cè)的土沿BP運(yùn)到P處最省工。
綜上所述,在數(shù)學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)建模意識(shí)和在素質(zhì)教學(xué)中所要求培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力是相輔相成,密不可分的。要真正培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力,光憑傳授知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,重要的是在教學(xué)中必須堅(jiān)持以學(xué)生為主體,不能脫離學(xué)生搞一些不切實(shí)際的建模教學(xué),我們的一切教學(xué)活動(dòng)必須以調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維為出發(fā)點(diǎn),引導(dǎo)學(xué)生自主活動(dòng),自覺的在學(xué)習(xí)過程中構(gòu)建數(shù)學(xué)建模意識(shí),只有這樣才能使學(xué)生分析和解決問題的能力得到進(jìn)步,也只有這樣才能真正提高學(xué)生的創(chuàng)新能力,使學(xué)生學(xué)到對(duì)今后有用的數(shù)學(xué),培養(yǎng)學(xué)生對(duì)于數(shù)學(xué)的興趣。我們相信,在開展“目標(biāo)教學(xué)”的同時(shí),大力滲透“建模教學(xué)”必將為中學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)改革提供一條新路,也必將為培養(yǎng)更多更好的“創(chuàng)造型”人才提供一個(gè)全新的舞臺(tái),使數(shù)學(xué)這門基礎(chǔ)學(xué)科的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,學(xué)生對(duì)此越來(lái)越有興趣。
參考文獻(xiàn)
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篇10
1醫(yī)藥高等數(shù)學(xué)教學(xué)的現(xiàn)狀
醫(yī)藥高等數(shù)學(xué)是高等醫(yī)藥學(xué)院的一門重要的基礎(chǔ)課程,它開設(shè)的目的是使學(xué)生的創(chuàng)新思維能力、數(shù)學(xué)邏輯推理能力得以加強(qiáng),為相關(guān)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生對(duì)實(shí)際問題的分析、解決能力。但由于醫(yī)學(xué)院校學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)明顯弱于綜合性大學(xué)學(xué)生的基礎(chǔ),又因?yàn)樗且婚T公共基礎(chǔ)課,學(xué)校開設(shè)的學(xué)時(shí)少,幾乎沒有相配套的數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)。同時(shí),傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)教學(xué)模式普遍是過分強(qiáng)調(diào)數(shù)學(xué)的邏輯性和嚴(yán)密性,注重理論推導(dǎo),忽視理論背景和實(shí)際應(yīng)用,使得學(xué)生知其然而不知其所以然,不知如何真正從實(shí)際問題中提煉,也不知如何解決實(shí)際問題。從而使得學(xué)生感到學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的枯燥,導(dǎo)致學(xué)生主動(dòng)應(yīng)用數(shù)學(xué)的意識(shí)淡薄,對(duì)后續(xù)課程僅僅停留在表面理解,不利于學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容提出創(chuàng)造性的問題,教學(xué)效果很不理想。
2數(shù)學(xué)建模思想
數(shù)學(xué)模型[2-3]可以描述為:對(duì)于現(xiàn)實(shí)世界的一個(gè)研究對(duì)象,為了一個(gè)特定的目的,根據(jù)對(duì)象的內(nèi)在規(guī)律,做出必要的簡(jiǎn)化假設(shè),運(yùn)用適當(dāng)數(shù)學(xué)工具,得到的一個(gè)數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)。它是以數(shù)學(xué)符號(hào)、圖形、程序等為工具,對(duì)現(xiàn)實(shí)問題或?qū)嶋H課題的內(nèi)在規(guī)律和本質(zhì)屬性進(jìn)行抽象而又簡(jiǎn)潔的描述。它是將現(xiàn)象加以歸納、抽象的產(chǎn)物,源于現(xiàn)實(shí)而又高于現(xiàn)實(shí),完成實(shí)踐-認(rèn)識(shí)-實(shí)踐這一辯證唯物思想。數(shù)學(xué)建模是對(duì)模型的敘述、建立、求解、分析和檢驗(yàn)的全過程,它也是學(xué)數(shù)學(xué)-做數(shù)學(xué)-用數(shù)學(xué)的過程,從而體現(xiàn)了學(xué)用統(tǒng)一的思想。數(shù)學(xué)建模關(guān)鍵在于如何建立模型,同一個(gè)實(shí)際問題可以有不同的思想來(lái)建立,同一模型有時(shí)也可以描述不同的實(shí)際問題。實(shí)際問題的錯(cuò)綜復(fù)雜使得沒有一個(gè)模型完全與實(shí)際一致,為了更好地描述實(shí)際問題,常常需要不斷地修改數(shù)學(xué)模型,讓其更接近現(xiàn)實(shí)問題。雖然模型沒有統(tǒng)一模式,但這并不能說可以隨心所欲,毫無(wú)規(guī)律可循,可以從不同的角度來(lái)尋找內(nèi)在規(guī)律,"橫看成嶺側(cè)成峰,遠(yuǎn)近高低各不同"是對(duì)建模過程的最好描述,建模過程如下。
2.1調(diào)查準(zhǔn)備 建模前,要深入了解問題的背景和內(nèi)在規(guī)律,明確建模的目的,收集掌握基本的數(shù)據(jù),為建立數(shù)學(xué)模型做前期的準(zhǔn)備工作。
2.2合理假設(shè),抽象、簡(jiǎn)化 根據(jù)目的,大膽、理性、合理地簡(jiǎn)化客觀問題的假設(shè),抓問題的本質(zhì),忽略次要因素。
2.3尋找規(guī)律,建立模型 在假設(shè)的條件下,用數(shù)學(xué)的語(yǔ)言、符號(hào)來(lái)描述各變量間的關(guān)系,建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu),構(gòu)成數(shù)學(xué)模型。盡量采用簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)工具、方法建模,以便它人使用,也可以借用已有的模型方法。
2.4求解模型 用各種數(shù)學(xué)方法、數(shù)學(xué)軟件(Matlab、Mathematica、Spss等)對(duì)模型求解。
2.5模型分析、檢驗(yàn)、修改 不同的假設(shè)會(huì)直接造成不同的結(jié)果,若假設(shè)不合理,則結(jié)果很可能不符合實(shí)際現(xiàn)象,因此需要對(duì)模型的解進(jìn)行分析,分析模型結(jié)果的誤差和穩(wěn)定性等。針對(duì)實(shí)際問題,進(jìn)行比較、檢驗(yàn)數(shù)學(xué)模型的適用性時(shí),如果結(jié)果與實(shí)際情況有較大的出入,那么就需要修改、補(bǔ)充假設(shè),重新建模,直到結(jié)果滿意為止。
3建模思想融入醫(yī)藥高等數(shù)學(xué)教學(xué)的意義
在高科技、高信息的今天,數(shù)學(xué)建模用在了各個(gè)領(lǐng)域。例:醫(yī)藥、股票、保險(xiǎn)、效益、預(yù)測(cè)、模擬、管理、排隊(duì)等等。對(duì)于醫(yī)藥學(xué)生來(lái)說,由于數(shù)學(xué)類課程體系不完整,學(xué)生數(shù)學(xué)知識(shí)欠缺,所以單獨(dú)開設(shè)其課程有一定的難度。作為教師不乏可以把與所學(xué)有限課程的知識(shí)點(diǎn)與建模聯(lián)系起來(lái),把建模思想融入醫(yī)藥高等數(shù)學(xué)的教學(xué)過程中[4-5],同時(shí)將數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)盡量與豐富多彩的現(xiàn)實(shí)生活聯(lián)系起來(lái),學(xué)以致用,讓學(xué)生感受生活中處處有數(shù)學(xué)素材,數(shù)學(xué)與生活是息息相通的,而不是遠(yuǎn)離生活。同時(shí)也讓學(xué)生感受到,本專業(yè)的實(shí)際問題大多都需要數(shù)學(xué)的支持,且數(shù)學(xué)確實(shí)是解決科研問題的核心工具。因此,建模思想融入醫(yī)藥高等數(shù)學(xué)的教學(xué)教法中,有其深遠(yuǎn)的意義。
3.1有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣 《論語(yǔ)》中有這樣一句話:"知之者不如好之者,好之者不如樂之者。" 愛因斯坦曾說過:哪里沒有興趣,哪里就沒有記憶;也曾指出:好奇的目光常常可以看到比他所希望看到的東西更多。由此可見,如何提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣是教師教學(xué)過程中的核心內(nèi)容之一。在高等數(shù)學(xué)的教學(xué)中,可以對(duì)已經(jīng)講過的概念、理論融入模型思想,把比較抽象、枯燥的內(nèi)容變得更形象化、直觀化,從而提高學(xué)生的興趣,使學(xué)生感到學(xué)有所用。例如:講到函數(shù)連續(xù)理論時(shí),教師可以讓學(xué)生嘗試建立模型:在起伏不平(連續(xù))的地面上,方桌是否可以擺放平穩(wěn)(桌子問題模型)。講解微分方程時(shí),可以建立的模型:減肥問題、傳染病傳播問題、藥代動(dòng)力學(xué)問題等等。
3.2有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維 大量的數(shù)學(xué)概念、公式,很容易造成數(shù)學(xué)的教學(xué)偏重于純粹的數(shù)學(xué)計(jì)算,遠(yuǎn)離現(xiàn)實(shí)生活。這很不利于學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)概念、理論的理解,不利于啟發(fā)學(xué)生自覺、主動(dòng)運(yùn)用數(shù)學(xué)方法來(lái)解決各種各樣的實(shí)際問題,不利于培養(yǎng)學(xué)生的觀察力和創(chuàng)造性。但數(shù)學(xué)建模的過程彌補(bǔ)了這些不足,建模問題是一個(gè)沒有現(xiàn)成、必然的答案和模式,只能發(fā)揮自己的洞察力、想象力和創(chuàng)造力去解決。例如,涉及速度、邊際、彈性問題時(shí),應(yīng)該想到很可能會(huì)用到導(dǎo)數(shù)和微分;涉及最值問題時(shí),很可能需要用到優(yōu)化決策的內(nèi)容。另外,教師也可以在原來(lái)模型的基礎(chǔ),進(jìn)一步改變假設(shè)條件,拓展學(xué)生的創(chuàng)新能力。例如:對(duì)于上面所提到桌子問題,如果把條件"方桌"改為"長(zhǎng)方形",結(jié)果如何?對(duì)于經(jīng)典的數(shù)學(xué)模型"一筆畫問題",可以拓展到郵遞線路問題[3]等等。這些拓展問題,都能夠極大地提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。
3.3有助于提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力 要解決建模問題以及模型拓展問題,都需要學(xué)生在課堂下大量查閱資料,以及學(xué)習(xí)相關(guān)內(nèi)容的課程,才有可能解決這些有趣而又棘手的題目,久而久之,潛移默化之中就提高了自學(xué)能力。例如:學(xué)生欲解決藥代動(dòng)力學(xué)的問題,必須要先清楚藥物的代謝過程及途徑。
3.4有助于提高學(xué)生的動(dòng)手、操作軟件的能力 數(shù)學(xué)模型的求解過程,大多是需要運(yùn)用計(jì)算機(jī)編程來(lái)解決。雖然學(xué)生開設(shè)有計(jì)算機(jī)課程,但掌握的僅僅是一些基本語(yǔ)句、命令,實(shí)際編程能力較差。在求解數(shù)學(xué)建模的過程中,學(xué)生必須綜合運(yùn)用所學(xué)的知識(shí),編寫相應(yīng)的程序,求出模型的數(shù)值解,從而促進(jìn)學(xué)生的動(dòng)手操作軟件的能力。
4如何將建模思想融入醫(yī)藥高數(shù)的教學(xué)
4.1在概念講授中應(yīng)用建模思想 高等數(shù)學(xué)課本中函數(shù)、極限、導(dǎo)數(shù)、微分、積分等概念都是從客觀事物的某種數(shù)量關(guān)系或空間形式中抽象出來(lái)的數(shù)學(xué)模型。在教學(xué)時(shí)可以把它們的"原始形態(tài)"展現(xiàn)出來(lái)或是從學(xué)生感興趣的例子當(dāng)中把這些概念引出來(lái),讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到概念的合理性及其應(yīng)用的方向。比如在講授導(dǎo)數(shù)的概念時(shí),可以給出自由落體變速直線運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度模型,模型建立過程中,可以借助已學(xué)的勻速直線運(yùn)動(dòng)速度公式,由師生共同討論分析,引出導(dǎo)數(shù)的概念,使學(xué)生明白導(dǎo)數(shù)是從變化率問題中提煉出來(lái)的。有了導(dǎo)數(shù)的定義之后,該瞬時(shí)速度模型以及醫(yī)藥專業(yè)領(lǐng)域的藥物分解速率模型、體內(nèi)血藥濃度變化率模型等等也都迎刃而解了。
4.2在定理證明中應(yīng)用建模思想 高等數(shù)學(xué)中定理的證明是教學(xué)過程的一大難點(diǎn)。教材中的很多定理在最初產(chǎn)生時(shí)是有數(shù)學(xué)背景的,但經(jīng)過抽象,經(jīng)過邏輯化、嚴(yán)謹(jǐn)化之后,卻失去了其原本的"味道",學(xué)生學(xué)起來(lái)不知道為什么需要這些定理,發(fā)明者的原始想法也很可能被隱藏在邏輯推理之中。所以有必要在定理的證明中融入建模思想,比如:連續(xù)函數(shù)根的存在定理-引入蛋糕二分問題(對(duì)于一塊邊界形狀任意的蛋糕,能否過蛋糕上任意一點(diǎn)切一刀,使切下的兩塊蛋糕面積相等?)[7]。通過這樣一個(gè)實(shí)際問題的建模過程,學(xué)生可以體會(huì)出抽象的數(shù)學(xué)定理與實(shí)際生活的聯(lián)系。
4.3在習(xí)題中應(yīng)用建模思想 現(xiàn)前,高等數(shù)學(xué)的習(xí)題大多是干癟的式子、純粹的計(jì)算,涉及到的應(yīng)用很少,這種題目不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力,激發(fā)不起學(xué)生做作業(yè)的主觀能動(dòng)性。為彌補(bǔ)這一缺憾,可補(bǔ)充一些開放性的應(yīng)用題或是學(xué)生專業(yè)領(lǐng)域的題目,要求學(xué)生給出從提出問題、分析問題、建立模型、求解模型到模型的分析、檢驗(yàn)、推廣的全過程,這種方法可以給予學(xué)生更大的空間,鞏固課堂教學(xué)的同時(shí)也可以培養(yǎng)學(xué)生的科研能力。
5建模教學(xué)方法的多樣化
數(shù)學(xué)建模思想融入數(shù)學(xué)教學(xué)中,同樣需要一定的教學(xué)方法,根據(jù)不同的教學(xué)內(nèi)容,可以采用案例教學(xué)法、討論教學(xué)法、分層教學(xué)法等等[6]。
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