大学数学建模论文

2022-04-11 版权声明 我要投稿

摘要:随着科学技术的不断发展,数学教育得到了广泛的关注,同时,数学的基础性也体现了其重要意义,是数学使得这个复杂的社会和世界变得井井有条。因此,如何更好地发挥数学的作用就变成了现阶段研究的重要问题。今天小编为大家精心挑选了关于《大学数学建模论文 (精选3篇)》,仅供参考,大家一起来看看吧。

大学数学建模论文 篇1:

大学数学建模教学的问题与对策

摘 要 随着数字化时代到来,数学知识在教育领域发挥着重要作用。高校实施数学建模教学,能够丰富数学教学内容,培养学生思维能力及分析问题能力。当前,部分高校大学生数学建模教学成果较为显著,但部分高校在数学建模中存在课程设置不够全面、教学方式单一等问题,严重影响了高校数学建模教学的开展。因此,需要高校从完善数学建模课程角度出发,探索大学数学建模教学的有效策略。

关键词 大学数学 建模教学 有效对策

數学建模起于20世纪70年代的英国,之后传入我国。2014年,教育部明确高校培养应用型人才为今后教育改革方向。随着国际化竞争日趋激烈,中国特色社会主义强国建设需要人才和技术支撑。因此,对于高校数学教学而言,需要开展数学建模教学,为社会培养实用型人才发挥其教育功能,不断增强学生数学研究意识以及解决问题能力。目前,许多高校已经将数学建模列入数学课程内容,以期为数学建模教学活动的顺利开展开辟新路径。

1 大学数学建模教学的重要性

数学建模实质为教学实际化。当前,我国教育改革对数学实际教学又提出了新要求。为此,需要各大高校在数学教学方面逐渐从应试教育向素质教育转变,加大实际应用操作教学力度,改变以往传统应试教学方式,为社会培养更多应用型人才提供发展平台。然而当前,部分高校学生还未完全意识到数学建模活动在数学教学中的重要地位。因此,加快完善高校数学建模教学成为重要任务。[1]

(1)有利于提升学生综合素质。学生综合素质包含内容十分广泛,其中数学建模学习能提升学生数学素养以及创新思维能力。数学建模包括数学知识、数学思维、数学语言以及数学应用技巧等多方面。因此,在大学数学教学中融入数学建模思想,有助于提升学生综合素质。此外,数学建模教学中要求学生具备较高科学素养以及丰富的科学文化知识,但是大多数工科学生人文素养相对缺乏,因此,需在加强数学素养培养的同时,加强人文素养教育。

(2)有利于调动学生学习积极性。数学建模概念并非凭空捏造,其是从生活实际中抽象而成的,教师在讲解数学概念时,将建模概念、背景以及运用过程向学生充分展示,从而引起学生关注,比如教师在讲解高等数学这一课程时,可引入日常生活中“大事化小小事化了”处事原则,引导学生发现用建模知识解决问题的乐趣,从而调动学生学习数学建模的积极性。此外,教师还可在数学建模教学中增加游戏互动环节,有效提升课堂教学效果。[2]

(3)有利于推动数学教学改革。数学是一切科学发展的基础,因此高校开展数学专业相关教学十分重要。开展数学建模教学可以检测学生自身解决问题的基本能力,从中发现数学教学中存在的问题,进而完善数学教学改革。对于数学建模教学而言,组织学生参加数学建模培训、参与数学建模竞赛活动等内容不仅能提升学生综合素质,而且还有利于完善数学教学课程,推动数学教学改革。[3]

2 大学数学建模教学中的问题

近年来,许多高校已经纷纷组织数学建模竞赛活动,高校学生数学建模成果逐渐受到社会关注,但数学建模从“走进数学课堂”到“融入数学课堂”之间还存有较大差距。究其原因,不仅与数学建模本身不够完善有关,同时也离不开教师综合能力、学生专业实践能力以及高校重视程度等多重因素。因此,对这些因素深入分析已经成为当前高校数学教学面临的紧迫任务。

(1)教学方式较为单一。当前,在部分高校数学建模教学中,还存在教学方式较为单一等问题。部分数学教师仍然采用传统教学方式,以自身课堂教学为主,导致数学建模教学中学生处于被动学习状态。当前信息化时代,要求教师借助互联网等先进设备开展数学教学,然而实际中部分教师也只是利用互联网复制教材内容,难以充分发挥互联网教学作用。此外,部分教师由于深受应试教育影响,使得高校数学教学中存在固守教学大纲问题,忽略数学实际作用,严重阻碍数学教学正常进程。

(2)师资建设不够完善。当前,在大学学科体系中,选择数学专业的学生文理科都有,但将来能从事数学理论研究的学生人数只占较小比重。究其原因,除学生自身因素外,缺乏健全的师资团队亦是影响高校数学学科发展的重要因素。高校部分教师由于刚毕业,缺乏实际教学经验,难以满足学生数学学习需求。同时,高校教师中缺乏双师型教师团队,实践经验丰富的教师大多年龄较大,青年教师比重相对较小,师资力量配比出现较大落差。[4]

(3)课程设置不够全面。首先,数学课程内容较为分散,数学教学内容衔接不紧密。部分高校数学课程包含高等数学和数学建模两部分内容,二者之间存有密切联系,但实际中却将二者分开教授,导致高校数学教学理论过重,不利于学生综合素质的提升。同时,数学建模课程主要研究建模理论,对于实际求解环节则较为薄弱。其次,部分高校对学生数学建模实践环节较为缺乏,理论课时与实践课时安排合理性不足,导致学生面临的实际问题难以解决。

(4)学生专业实践能力不强。学生专业实践能力不强,首先体现在部分学生对于数学建模认识不足。据调查,70%以上的学生对数学建模这一活动表示未曾实际接触,绝大多数学生认为数学专业课程对今后发展无益,思想上对数学建模活动不甚关注。其次,学生创新能力不足。由于数学建模通常是以比赛形式展现,但在实际教学中学生应用能力和创新能力明显不足,很多学生理论知识充分,缺乏实践操作经验,导致数学建模活动难以开展。[5]

3 大学数学建模教学实际策略

21世纪是知识经济时代,随着科学技术不断发展,数学学科也得到了广泛推广,由此,社会对高校数学教学模式也提出了更为严格的要求。需要高校对数学教学情况有较为熟悉地掌握,从高校、学生以及课程设置等方面入手,积极探索大学数学建模教学有效策略,为高校数学课程建设开辟新的发展道路。

(1)开展混合式教学模式。针对高校教学方式单一等问题,高校需在教学模式上加以创新。首先,可开展小班授课教学模式。教师将以往大班制度调整为小班授课模式,将会有更多精力关注到更多同学,有利于提升学生参与度。其次,高校还可借助互联网打造翻转课堂教学模式,每个小班都可分别组建学习小组,建立网上学习软件,比如对分易等,学生对课上不懂之处可利用课下时间在网上自由交流,巩固所学知识。此外,教师也可将教学视频录制完成上传到学习软件中供学生学习。[6]

(2)完善建模教师团队建设。首先,需加强教师培训。高校可采取“引进来,走出去”的培养模式,鼓励高校教师到外校或企业实习进修,增强实践教学经验;高校还可积极引进经验丰富的专家学者,到校为教师开展数学建模讲解活动,以学术交流会等形式提升教师数学建模理论基础。其次,高校需完善奖励监督机制,为数学建模提供保障。完善评优评先制度,设置数学建模教学奖学金,奖励先进教师,激发团队中其他教师参与数学建模活动的积极性,促进数学建模教学发挥人才培养作用。

(3)创新多层次课程设置。针对数学建模教学中的课程设置不够完善问题,高校需创新多层次课程体系。高校数学建模教学可建立三个层次。第一层次是以数学建模为核心的课程建设,主要教学内容包括数学建模概论及方法等基础理论知识。第二层次可利用学生寒暑假时间,设置数学建模系列培训项目,面向师生自由开放。第三层次可在校定期开展科研创新兴趣班,高校邀请数学建模专家学者,到校开展科研授课与项目指导,为感兴趣的学生继续提供实践平台。

(4)加强学生建模实践培养。任何一门课程的设置都希望学生学有所成。大学数学课程主要内容并非要学生建立数学模型,而是要通过建立数学模型将数学理论知识透明化,从而提升学生实践能力。因此,在选择教学实践中,教师需对学生实践应用能力加以关注,通过在课堂上增加学生发言、提问与总结等教学环节,逐渐养成学生数学思维,不仅可丰富教学内容,还能帮助学生数学学习能力有较为明显的提升。此外,教师还可适当布置开放型实践作业或要求学生自己搜集有关数学建模的应用题,加强学生主观能动性。[7]

4 结语

数学建模活动是研究日常生活事物并构建数学模型的过程,也是一项循序渐进的过程。对于高校大学生而言,大学数学教学中融合数学建模思想,有助于更新学生对数学建模活动认识理念,实现高校大学生综合素质的提升。因此,高校需积极探索数学建模活动的多重构建模式,优化数学建模课程设置,将大学教育与素质教育有机结合,促进学生自身创新思维能力与数学知识运用能力。

參考文献

[1] 郑子苹.数学建模对培养学生创新能力的实践与探索[J].黄冈职业技术学院学报,2019(1):35-36.

[2] 马艳英,付彤,王青梅.将数学建模思想融入大学数学教学中的研究[J].吉林工程技术师范学院学报,2018(9):35-36.

[3] 张美玲,赵有益,薛自学.大学数学教学中数学建模思想的渗透[J].赤峰学院学报,2017(2):207-208.

[4] 刘保东,王丰晓,齐炳和.创新驱动下的数学建模与交叉创新人才培养模式的实践[J].数学建模及其应用,2016(4):14-15.

[5] 任杰.创新创业教育改革背景下开展数学建模教学活动的重要意义——以宁夏大学新华学院为例[J].课程教育研究,2018(32):224-225.

[6] 李帅峰.高等数学教学方法改革与数学建模思想培养的研究[J].课程教育研究,2019(47):162.

[7] 纪凯,韩东,郭谊.我院数学建模教学训练相关问题分析及建议[J].高教学刊,2019(21):96-98.

作者:罗志坤 孟秦

大学数学建模论文 篇2:

大学数学建模竞赛与高等数学教学改革探讨

摘 要:随着科学技术的不断发展,数学教育得到了广泛的关注,同时,数学的基础性也体现了其重要意义,是数学使得这个复杂的社会和世界变得井井有条。因此,如何更好地发挥数学的作用就变成了现阶段研究的重要问题。当然,研究的主体是要和现实生活中接触最为直接的数学部分,那就是高等数学教学,这与近年来的大学数学建模竞赛有密切的关系,大学数学建模竞赛将能够有效地促进高等数学教学的改革。因此,文章就从大学数学建模的具体内涵入手,分析其基本的特点,然后分析数学建模竞赛与高等数学教学的结合点以及基本的结合意义,对促进高等数学教学改革、提升高等数学的教学质量也具有重要的意义。

关键词:数学建模竞赛;高等院校;高等数学;教学改革

一、大学数学建模的基本特点

为了更好地理解数学建模的基本特点,需要先明白数学建模的定义。一般而言,数学建模就是利用数学的基本知识,将现实生活的问题进行抽象化,然后,将这些抽象化的内容进行数学符号的加工和改造,最后为这些符号赋予数学的意义,进行相应模型的建立来解决现实中的问题。从基本的定义中可以清晰地认识到,大学的数学建模更加强调将现实中的问题抽象为数学问题,然后运用数学的方法解决,最后再回到现实中,解决现实的问题,这样的解决方式和方法是有重大的现实意義的,符合现阶段将数学运用到现实中来解决问题的思路,也符合当下高等数学教学改革的基本思路。

对于大学数学建模来说,最为重要的特点就是其具有应用性和综合性的基本属性。大学的数学建模在运用的过程中往往要涉及多种知识的运用,例如概率、积分等多个知识点,这就要求学生必须具备应有的基本知识。当然,掌握数学内部的知识进行建模只是第一步,学生也有必要了解其他的学科知识,这将有利于学生将现实中的实物转换为数学的模型。这种方式能够有效地整合学生的知识体系,形成一套全面的知识网络,同时也能够不断激发学生努力学习的欲望,使学生不断掌握各种知识,为自己的建模提供强大的知识支持。所以,基本的综合性和应用性是大学数学建模最为重要的特性。

当然,主动性和开放性也是大学数学建模不可忽视的属性特征。传统的“灌输式”教学方式极大地抑制了学生的创造性思维,严重阻碍了学生的发散性思维。而对于大学的数学建模来说,整个过程都是开放和自由的,允许学生多方向、多角度地解决问题。同时,学生之间的交流与合作极大地促进了学生主动性的发挥,也极大地促进了学生动手能力的提升,这样将能够不断激发学生的创造力,提升学生的创造性思维,对于学生的日后发展都起到了相当大的作用。总之,大学数学建模的意义重大。

大学的数学建模就是要将现实生活中的具体现象进行有效的简化和假设,让学生建立相应的数理模型,然后进行数学方式的分析和解决。可以看出,在大学的数学教学过程中,大学数学建模说到底还是一个不断探究的过程,也就是说大学中数学的探究性学习是大学数学建模的核心与本质。所以,这是大学数学建模在高等院校中运用的具体体现。大学的数学建模比赛具有开放性的特点,在整个数学的教学过程中正是需要这种开放性,让学生不断地加入数学的探究中,不断进行数学问题的分析,有效应用数学的方法来解决数学的问题,这是大学数学建模的魅力点,也是整个大学数学教学的关键点。

二、大学数学建模竞赛对于高等数学教学改革的建设性方法

1.推动整个高校数学教学改革

积极有效地培养高等院校学生的数学思维和数学能力是十分必要的,大学数学建模比赛就在于提升高校教学,主要是针对数学教学来说,为提升大学生的数学思维和数学分析能力指明了改革的方向和改革的力度。一方面,对于高等院校的学生来说,在经历了严格的高考选拔之后,他们已经具备了基本的数学素养和数学能力,但是这些能力还是比较薄弱的。当然,在大学中,数学已经不再像高中那样作为学习的主要科目,更重要的是作为一种工具,这就会直接导致许多学生放松对它的学习。因此,在大学数学教学改革方面,最为重要的是培养学生的数学思维能力,这个能力不能因为现代技术的飞速发展而逐渐退化,强大的数学思维能力能够有效地提升学生的思考能力和动手能力。另一方面,大学数学建模需要将现实生活的问题用数学的符号和语言进行表示。也就是说,在大学数学教学中,要强化大学生对于数学符号的运用能力,让学生能够使用数学的语言来有效地解决现实的问题,这个能力是现阶段大学生必须具备的。但是,我国的大学生往往不具备这个能力,可见,这将是未来高等数学教学的重要改革点。

2.将基本理论与现实生活相结合

中国的高等学校,大多数时候还是在培养纯理论性的人才,不重视应用型的人才,这是当前中国大学数学教学的弊端。但是对于大学数学建模来说,就是要将理论运用到现实生活中,让知识来造福人类。所以,大学数学建模将有效地带动整个高等数学教学改革向实际化发展,将强大的数学理论和知识与现实相结合。总之,在大学数学建模竞赛的巨大推动下,中国的高等数学教师可以有效地接受到现代数学教学的重点和新的思想方式,这将有效地带动整个高等院校数学教学的改革,使得高等数学不再是空中楼阁,而使其不断接触现实生活,为现实生活做贡献。

3.综合提升高校数学的教学方式和教学方法

无论是对于宏观层面的影响,还是对于微观层面的促进,说到底还是对于高等院校中数学教学的方式和方法的有效促进。良好的教学方法和方式将能够有效地带动整个高校数学教学的改革进程。当大学数学建模不断在中国大学中普及的时候,教师为了更好地带动整个学校的科研,就会不自觉地将大学数学建模的一些思想和方式在课堂上对学生进行讲解和分享,这种方式正是中国高等学校数学教学改革的曙光和希望,通过这种方式可以有效改变原来数学教学的缺点,使得数学变得更加具有实用性,使得学生更加乐于去学习,去研究现实生活,为高等院校的数学改革贡献自己的一份力量。

三、总结

现阶段的大学数学建模的不断普及,使得我国的高等院校的数学教学也迎来了改革的时代,带动着整个教学的巨大变革。由于中国社会的迅速发展,大学要不断地培养适应社会需要的实用型人才。因此,将大学数学建模的思想和方法不断地引进高等数学的教学中,将有效地提升高等数学的教学质量和水平,也能够不断地提升学生的热情,最终使学生具备分析问题、解决问题的能力。当然,教育改革的目的是顺利实现中国的科教兴国战略,同时为中国的现代化建设贡献力量。

参考文献:

[1]陈和生.大学生数学建模竞赛对大学教学的影响[J].成人教育,2010(10):91-92.

[2]贾晓峰,杨 晋.大学生数学模型竞赛与高等学校数学教学改革[J].大学数学,2000(2):79-82.

[3]张双德,杨灿荣.大学生数学建模大赛与高等数学教育改革[J].教学教育学报,1999(3):64-68.

(作者单位:湖南中医药大学管理与信息工程学院)

作者:季梅

大学数学建模论文 篇3:

大学数学建模课的教学探讨

【摘要】随着社会的发展,数学越来越被广泛地应用到社会各领域中,这充分证实了数学的重要性.在新时代背景下,大学数学建模课程的教学目的及其开设的重要性被广大教育学者所认知,数学建模课的开设不仅可以培养大学生的创新思维及科研意识,还可以调动大学生的学习兴趣,树立大学生团队精神.本文将首先介绍数学建模的概念和作用,再详细地对大学数学建模课的教学模式及发展方向进行阐述.

【关键词】数学建模;教学探讨;发展方向

一、数学建模的概念

数学建模是近几年发展起来的新型学科,是结合实际问题与数学理论为一体的科学.数学建模通过建立模型来实现现实问题数学化、数学问题现实化,它针对现实生活中的一个特定对象和目的,根据事物内在规律,作出相应假设,通过合适的数学工具建立模型,进行研讨并得出结论.数学建模通过数学研究来解决现实问题,打破了传统枯燥、乏味、纯理论性的数学模式,通过数学建模研究可以对现实生活中的许多问题作出解释,它是联系现实生活与数学世界之间的“桥梁”.

二、大学数学建模课的作用

1.树立学生团队精神.大学数学建模课程不像其他课程,它要求的是合作学习,以个体为单位进行学习的模式不再适合数学建模课程.在开课之前,学生需要自主组队,一般三人为一小组,这三个人应具备较强的数学基础、计算机技术及写作能力,通常一个人很难同时具备这三方面的要求,这就需要在组队时优势互补.无论是在组队还是在之后的数学建模学习中,团队合作精神都尤其重要.数学建模课这种学习模式,可以很好地树立学生团队精神,小组一起讨论学习,共同完成研究报道,这些过程都体现了合作意识及团队精神,大学生通过对数学建模课的学习可以感知到团队合作的乐趣及重要性.

2.培养学生创新思维.大学数学建模课将数学与现实生活中的实际问题联系起来,打破以往枯燥、乏味、纯理论性的数学学习,它为数学注入了新的活力,同时也为学生提供了一个更好的学习平台.通过对现实生活中实际问题的研究,可以开阔知识面,培养创新思维.例如,给定一个数学模型研讨问题“如何使某地白菜畅销”,这样一个现实问题需要通过数学问题来解答,不再是以前的简单计算,因此,学生传统的数学思维模式也会发生改变,取而代之的是一些比较前卫的创新思想.通过这类问题的研究学习,可有效培养学生创新思维.

3.调动学生学习兴趣.大学数学建模课不再是传统的以个体为单位进行学习的模式,它要求团队学习,很多学生已经厌倦了以往纯理论性的数学学习,所以,这种将数学融入实际问题的团队学习模式必将会调动学生的学习兴趣.通过团队学习,他们可以感受到合作的乐趣,作为团队的一员,也可以让他们认识到学习的责任和义务.同时,大学数学建模课程让他们了解到生活中的许多问题可以用数学知识来解决,大到可以解决国际问题,小到可以解释生活点滴,久而久之,他们会发现数学的魅力,进而培养学习兴趣.

三、大学数学建模课教学模式的探讨

1.大学课堂是主要场所.大学数学建模是一门新型学科,大学课堂是其教学的主要场所,一本系统、全面、完善的教材是上好大学数学建模课的前提.从培养大学生数学建模的意识、团队精神、创新思维的角度来看,目前有两种类型的教材比较流行:一种是由清华大学教授编写的《数学模型》(第三版)案例式教材,另一种是由中国科技大学徐全智教授等编写的《数学建模》(第二版)方法论式教材.两种类型的教材各有特色,大学教师可根据学生特点选择.在数学建模课堂学习中,学生占学习主导地位,教师作为一个引导者的角色“抛砖引玉”,引发学生深入思考,充分激发学生潜能,培养他们的建模意识和创新思维.同时,教师还可以通过现代教学技术进行辅助教学,例如,制作PPT等可以促使教学效果更加生动、形象、具体,数学实验也可以对数学建模教学进行补充.此外,由于数学建模课涉及很多数据分析及模型求解,这需要一些数学软件及计算机技术的辅助,比如SRS实验回归模型等.这样既有助于提高学生通过数学建模解决问题的能力,又促进了学生综合素质的发展.

2.建模竞赛前培训.赛前培训与课堂教学相比,具有不受时间限制、自由度较高、更易“因材施教”的特点,因此可以根据学生水平的高低分为基础组、拔高组、参赛组.基础组首先应注重培养学生对数学建模的兴趣,介绍一些生活中常见的数学问题,激发他们的建模思维和创新意识.拔高组可以通过赛题研讨来锻炼自己,更加熟练地掌握数学建模软件和相应的计算机技术,为以后的比赛奠定基础.参赛组则需通过模拟“实战”来完善自我.例如,在参加全国大赛前,可以举办校园数学建模大赛,或参加更高一级的比赛来热身,通过往年全国竞赛题的模拟训练也是一个不错的选择.通过这些途径发现问题和不足,并及时去解决问题、完善自我,对大学生全面地提升综合素质和建模能力起到极大的促进作用.

四、大学数学建模课的教学发展方向

大学数学建模课应以培养学生的合作精神、培养学生的创新思维、提高学生的综合素质为教学发展方向.数学建模是联系现实生活与数学理论的“桥梁”,它打破了传统枯燥、乏味、纯理论性的数学思维,它把数学思想融入到实际生活中,让学生感知到数学就在我们身边并被广泛地应用到各个领域.作为广大教师而言,我们能否抓住机遇,发挥好“桥梁”作用,是值得我们深入思考的重要话题.

【参考文献】

[1] 覃思义,徐全智,杜鸿飞,黄廷祝.数学建模思想融入大学数学基础课的探索性思考及实践[J].中国大学教学,2010(3).

[2] 杨降龙,赵国俊,杨帆.数学建模思想在大学数学教学中的渗透[J].南京工程学院学报(社会科学版),2009(4).

[3] 严培胜.数学建模与大学数学教育[J].湖北经济学院学报(人文社会科学版),2010(5).

作者:李浩

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