1、高等數(shù)學(xué)教學(xué)中數(shù)學(xué)建模思想應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)
1.1有助于調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣
在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中，如果缺乏正確的認(rèn)識(shí)與定位，就會(huì)致使學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)不明確，學(xué)習(xí)積極性較低，在實(shí)際解題中，無(wú)法有效拓展思路，缺乏自主解決問(wèn)題的能力。在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中應(yīng)用數(shù)學(xué)建模思想，可以讓學(xué)生對(duì)高等數(shù)學(xué)進(jìn)行重新的認(rèn)識(shí)與定位，準(zhǔn)確掌握有關(guān)概念、定理知識(shí)，并且將其應(yīng)用在實(shí)際工作當(dāng)中。與純理論教學(xué)相較而言，在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中應(yīng)用數(shù)學(xué)建模思想，可以更好的調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣與積極性，讓學(xué)生可以自主學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)，進(jìn)而提高課堂教學(xué)質(zhì)量。
1.2有助于提高學(xué)生的數(shù)學(xué)素質(zhì)隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，社會(huì)對(duì)人才的要求越來(lái)越高，大學(xué)生不僅要了解專(zhuān)業(yè)知識(shí)，還要具有分析、解決問(wèn)題的能力，同時(shí)還要具備一定的組織管理能力、實(shí)際操作能力等，這樣才可以更好的滿(mǎn)足工作需求。高等數(shù)學(xué)具有嚴(yán)密的邏輯性、較強(qiáng)的抽象性，符合時(shí)代發(fā)展的需求，滿(mǎn)足了社會(huì)發(fā)展對(duì)新型人才的需求。在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中應(yīng)用數(shù)學(xué)建模思想，不僅可以提高學(xué)生的數(shù)學(xué)素質(zhì)，還可以增強(qiáng)學(xué)生的綜合素質(zhì)。同時(shí)，在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中，應(yīng)用數(shù)學(xué)建模思想，可以加強(qiáng)學(xué)生理論和實(shí)踐的結(jié)合，通過(guò)數(shù)學(xué)模型的構(gòu)建，可以培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)運(yùn)用能力與實(shí)踐能力，進(jìn)而提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。
1.3有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力
和傳統(tǒng)高等數(shù)學(xué)純理論教學(xué)不同，數(shù)學(xué)建模思想在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中應(yīng)用的時(shí)候，更加重視實(shí)際問(wèn)題的解決，通過(guò)數(shù)學(xué)模型的構(gòu)建，解決實(shí)際問(wèn)題，有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神，在實(shí)際運(yùn)用中提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。數(shù)學(xué)建模活動(dòng)需要學(xué)生參與實(shí)際問(wèn)題的分析與解決，完成數(shù)學(xué)模型的求解。在實(shí)際教學(xué)中，學(xué)生具有充足的思考空間，為提高學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，同時(shí)，充分發(fā)揮了學(xué)生的自身優(yōu)勢(shì)，挖掘了學(xué)生學(xué)習(xí)的潛能，有效解決了實(shí)際問(wèn)題。在很大程度上提高了學(xué)生數(shù)學(xué)運(yùn)用能力，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，增強(qiáng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力。
2、高等數(shù)學(xué)教學(xué)中數(shù)學(xué)建模思想應(yīng)用的原則
在進(jìn)行數(shù)學(xué)建模的時(shí)候，一定要保證實(shí)例簡(jiǎn)明易懂，結(jié)合日常生活的實(shí)際情況，創(chuàng)設(shè)相應(yīng)的教學(xué)情境，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。從易懂的實(shí)際問(wèn)題出發(fā)，由淺到深的展開(kāi)教學(xué)內(nèi)容，通過(guò)建模思想的滲透，讓學(xué)生進(jìn)行認(rèn)真的思考，進(jìn)而掌握一些學(xué)習(xí)的方法與手段。在實(shí)際教學(xué)中，不要強(qiáng)求統(tǒng)一，針對(duì)不同的專(zhuān)業(yè)、院校，展開(kāi)因材施教，加強(qiáng)與教學(xué)研究的結(jié)合，不斷發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并且予以改進(jìn)，達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果。教師需要編寫(xiě)一些可以融入的教學(xué)單元，為相關(guān)課程教學(xué)提供有效的數(shù)學(xué)建模素材，促進(jìn)教師與學(xué)生的學(xué)習(xí)與研究，培養(yǎng)個(gè)人的教學(xué)風(fēng)格。除此之外，在實(shí)際教學(xué)中，可以將教學(xué)重點(diǎn)放在大一的.第一學(xué)期，加強(qiáng)教師引導(dǎo)與教育，根據(jù)實(shí)際問(wèn)題，重視微積分概念、思想、方法的學(xué)習(xí)，結(jié)合數(shù)學(xué)建模思想，讓學(xué)生充分認(rèn)識(shí)到高等數(shù)學(xué)的重要性，進(jìn)而展開(kāi)相關(guān)學(xué)習(xí)。
3高等數(shù)學(xué)教學(xué)中融入數(shù)學(xué)建模思想的有效方法
3.1轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念
在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中應(yīng)用數(shù)學(xué)建模思想，需要重視教學(xué)觀念的轉(zhuǎn)變，向?qū)W生傳授數(shù)學(xué)模型思想，提高學(xué)生數(shù)學(xué)建模的意識(shí)。在有關(guān)概念、公式等理論教學(xué)中，教師不僅要對(duì)知識(shí)的來(lái)龍去脈進(jìn)行講解，還要讓學(xué)生進(jìn)行親身體會(huì)，進(jìn)而在體會(huì)中不斷提高學(xué)習(xí)成績(jī)。比如，37支球隊(duì)進(jìn)行淘汰賽，每輪比賽出場(chǎng)2支球隊(duì)，勝利的一方進(jìn)入下一輪，直到比賽結(jié)束。請(qǐng)問(wèn)：在這一過(guò)程中，一共需要進(jìn)行多少場(chǎng)比賽？一般的解題方法就是預(yù)留1支球隊(duì)，其它球隊(duì)進(jìn)行淘汰賽，那么36/2+18/2+10/2+4/2+2/2+1=36。然而在實(shí)際教學(xué)中，教師可以轉(zhuǎn)變一下教學(xué)思路，通過(guò)逆向思維的形式解答，即，每場(chǎng)比賽淘汰1支球隊(duì)，那么就需要淘汰36支球隊(duì)，進(jìn)而比賽場(chǎng)次為36。通過(guò)這樣的方式，讓學(xué)生在練習(xí)過(guò)程中，加深對(duì)數(shù)學(xué)建模思想的認(rèn)識(shí)，提高高等數(shù)學(xué)教學(xué)的有效性。
3.2高等數(shù)學(xué)概念教學(xué)中的應(yīng)用
在高等數(shù)學(xué)概念教學(xué)中，相較于初高中數(shù)學(xué)概念，更加抽象，如導(dǎo)數(shù)、定積分等。在對(duì)這些概念展開(kāi)學(xué)習(xí)的時(shí)候，學(xué)生一般都比較重視這些概念的來(lái)源與應(yīng)用，希望可以在實(shí)際問(wèn)題中找出這些概念的原型。實(shí)際上，在高等數(shù)學(xué)微積分概念中，其形成本身就具有一定的數(shù)學(xué)建模思想。為此，在導(dǎo)入數(shù)學(xué)概念的時(shí)候，借助數(shù)學(xué)建模思想，完成教學(xué)內(nèi)容是非常可行的。每引出—個(gè)新概念，都應(yīng)有—個(gè)刺激學(xué)生學(xué)習(xí)欲的實(shí)例，說(shuō)明該內(nèi)容的應(yīng)用性。在高等數(shù)學(xué)概念教學(xué)中，通過(guò)實(shí)際問(wèn)題情境的創(chuàng)設(shè)與導(dǎo)入，可以讓學(xué)生了解概念形成的過(guò)程，進(jìn)而運(yùn)用抽象知識(shí)解決概念形成過(guò)程，引出數(shù)學(xué)概念，構(gòu)建數(shù)學(xué)模型，加強(qiáng)對(duì)實(shí)際問(wèn)題的解決。比如，在學(xué)習(xí)定積分概念的時(shí)候，可以設(shè)計(jì)以下教學(xué)過(guò)程：首先，提出問(wèn)題。怎樣求勻變速直線運(yùn)動(dòng)路程？怎樣計(jì)算不規(guī)則圖形的面積？等等。其次，分析問(wèn)題。如果速度是不變的，那么路程=速度×?xí)r間。問(wèn)題是這里的速度不是一個(gè)常數(shù)，為此，上述公式不能用。最后，解決問(wèn)題。將時(shí)間段分成很多的小區(qū)間，在時(shí)間段分割足夠小的情況下，因?yàn)樗俣茸兓癁檫B續(xù)的，可以將各小區(qū)間的速度看成是勻速的，也就是說(shuō)，將小區(qū)間內(nèi)速度當(dāng)成是常數(shù)，用這一小區(qū)間的時(shí)間乘以速度，就可以計(jì)算器路程，將所有小區(qū)間的路程加在一起，就是總路程，要想得到精確值，就要將時(shí)間段進(jìn)行無(wú)限的細(xì)化。使每個(gè)小區(qū)間都趨于零，這樣所有小區(qū)間路程之和就是所求路程。針對(duì)問(wèn)題二而言，也可以將其轉(zhuǎn)變成一個(gè)和式的極限。這兩個(gè)問(wèn)題都可以轉(zhuǎn)變成和式極限，拋開(kāi)實(shí)際問(wèn)題，可以將和式極限值稱(chēng)之為函數(shù)在區(qū)間上的定積分，進(jìn)而得出定積分的概念。解決問(wèn)題的過(guò)程就是構(gòu)建數(shù)學(xué)模型的過(guò)程，通過(guò)教學(xué)活動(dòng)，將數(shù)學(xué)知識(shí)和實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行聯(lián)系，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣與積極性，實(shí)現(xiàn)預(yù)期的教學(xué)效果。
3.3高等數(shù)學(xué)應(yīng)用問(wèn)題教學(xué)中的應(yīng)用
對(duì)于教材中實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題比較少的情況而言，可以在實(shí)際教學(xué)中挑選一些實(shí)際應(yīng)用案例，構(gòu)建數(shù)學(xué)模型予以示范。在應(yīng)用問(wèn)題教學(xué)中應(yīng)用數(shù)學(xué)建模思想，可以將數(shù)學(xué)知識(shí)與實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行結(jié)合，這樣不僅可以提高數(shù)學(xué)知識(shí)的應(yīng)用性，還可以提高學(xué)生的應(yīng)用意識(shí)，并且在填補(bǔ)數(shù)學(xué)理論和應(yīng)用的方面發(fā)揮了重要作用。對(duì)實(shí)際問(wèn)題予以建模，可以從應(yīng)用角度分析數(shù)學(xué)問(wèn)題，強(qiáng)化數(shù)學(xué)知識(shí)的運(yùn)用。比如，微元法作為高等數(shù)學(xué)中最為重要、最為基礎(chǔ)的思想與方法，是高等數(shù)學(xué)普遍應(yīng)用的重要手段，也是利用微積分解決實(shí)際問(wèn)題，構(gòu)建數(shù)學(xué)模型的重要保障。為此，在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中，一定要將其貫穿教學(xué)活動(dòng)的始終。在實(shí)際教學(xué)中，教師可以根據(jù)生命科學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、物理學(xué)等實(shí)際案例，加深學(xué)生對(duì)有關(guān)知識(shí)歷史的了解，提高學(xué)生對(duì)有關(guān)知識(shí)的理解，培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)建模意識(shí)。又比如，在講解導(dǎo)數(shù)應(yīng)用知識(shí)的時(shí)候，教師可以適當(dāng)引入切線斜率、瞬時(shí)速度、邊際成本等案例；在講解極值問(wèn)題的時(shí)候，可以適當(dāng)引入征稅、造價(jià)最低等案例。這樣不僅可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣與積極性，還可以創(chuàng)設(shè)良好的教學(xué)氛圍，對(duì)提高課堂教學(xué)效果有著十分重要的意義。
4、高等數(shù)學(xué)教學(xué)中應(yīng)用數(shù)學(xué)建模思想的注意事項(xiàng)
4.1避免“題海戰(zhàn)術(shù)”
數(shù)學(xué)是一個(gè)系統(tǒng)學(xué)科，需要從頭開(kāi)始教學(xué)，為此，教師一定要注意循序漸進(jìn)。首先，在教學(xué)過(guò)程中，教師可以從教材出發(fā)，對(duì)概念、定理等進(jìn)行講解，讓學(xué)生進(jìn)行掌握與運(yùn)用，轉(zhuǎn)變教學(xué)模式，讓學(xué)生牢記教材知識(shí)。其次，慎重選擇例題練習(xí)，避免題海戰(zhàn)術(shù)，培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)建模思想，逐漸提高學(xué)生的數(shù)學(xué)素質(zhì)。
4.2強(qiáng)調(diào)學(xué)生的獨(dú)立思考
在以往高等數(shù)學(xué)教學(xué)中，均是采用“填鴨式”的教學(xué)模式，不管學(xué)生是否能夠接受，一味的講解教材知識(shí)，不重視學(xué)生數(shù)學(xué)建模思想的培養(yǎng)。目前，在教學(xué)過(guò)程中，教師一定要強(qiáng)調(diào)學(xué)生獨(dú)立思考能力的培養(yǎng)，通過(guò)數(shù)學(xué)模型的構(gòu)建，激發(fā)學(xué)生的求知欲與興趣，明確學(xué)習(xí)目標(biāo)，培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)思維，進(jìn)而全面滲透數(shù)學(xué)建模思想，提高學(xué)生的數(shù)學(xué)素質(zhì)。
4.3注意恐懼心理的消除
在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中，注意消除學(xué)生學(xué)習(xí)的恐懼心理及反感，提高課堂教學(xué)效果。在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，培養(yǎng)學(xué)生勇于面對(duì)錯(cuò)誤的品質(zhì)，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到錯(cuò)誤并不可怕，可怕地是無(wú)法改正錯(cuò)誤，為此，一定要提高學(xué)生的抗打擊能力，幫助學(xué)生樹(shù)立學(xué)習(xí)的自信心，進(jìn)而展開(kāi)有效的學(xué)習(xí)。學(xué)習(xí)是一個(gè)需要不斷鞏固和加強(qiáng)的過(guò)程，在此過(guò)程中，必須加強(qiáng)教師的監(jiān)督作用，讓學(xué)生可以積極改正自身錯(cuò)誤，并且不會(huì)在同一個(gè)問(wèn)題上犯錯(cuò)誤，提高學(xué)生總結(jié)與反思的能力，在學(xué)習(xí)過(guò)程中形成數(shù)學(xué)思想，進(jìn)而不斷提高自身的數(shù)學(xué)成績(jī)。
5、結(jié)語(yǔ)
總而言之，高等數(shù)學(xué)課堂教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)品質(zhì)的主要場(chǎng)所之一，通過(guò)高等數(shù)學(xué)教學(xué)和數(shù)學(xué)建模思想的結(jié)合，可以加深學(xué)生對(duì)高等數(shù)學(xué)知識(shí)的理解，進(jìn)而可以提高學(xué)生對(duì)高等數(shù)學(xué)知識(shí)的運(yùn)用能力。目前，在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中，一定要重視數(shù)學(xué)建模思想的融入，改進(jìn)教學(xué)模式，促使教學(xué)內(nèi)容的全面展開(kāi)，完成預(yù)期的教學(xué)任務(wù)，提高學(xué)生的數(shù)學(xué)水平。
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