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数学建模是一种数学的思考方法,是运用数学的语言和方法,通过抽象、简化建立能近似刻画并"解决"实际问题的一种强有力的数学手段。建立教学模型的过程,是把错综复杂的实际问题简化、抽象为合理的数学结构的过程。要通过调查、收集数据资料,观察和研究实际对象的固有特征和内在规律,抓住问题的主要矛盾,建立起反映实际问题的数量关系,然后利用数学的理论和方法去分析和解决问题。
工具/原料
调查收集的原始数据资料
Word公式编辑器
步骤/方法
数学建模建模理念为:
一、应用意识:要解决实际问题,结果、结论要符合实际;模型、方法、结果要易于理解,便于实际应用;站在应用者的立场上想问题,处理问题。
二、数学建模:用数学方法解决问题,要有数学模型;问题模型的数学抽象,方法有普适性、科学性,不局限于本具体问题的解决。
三、创新意识:建模有特点,更加合理、科学、有效、符合实际;更有普遍应用意义;不单纯为创新而创新。
当我们完成一个数学建模的全过程后,就应该把所作的工作进行小结,写成论文。撰写数学建模论文和参加大学生数学建模时完成答卷,在许多方面是类似的。事实上数学建模竞赛也包含了学生写作能力的比试,因此,论文的写作是一个很重要的问题。建模论文主要包括以下几个部分:
一、摘要800字,简明扼要(要求用一两字左右,简明扼要(字左右句话说明题目中解决的问题是什么、用什句话说明题目中解决的问题是什么、么模型解决的、求解方法是什么、么模型解决的、求解方法是什么、结果如何、有无改进和推广)。有无改进和推广)。
二、问题的重述简要叙述问题,对原题高度压缩,切记不要把原题重述一遍。
三、假设1.合理性:每一条假设,要符合实际情况,要合理;2.全面性:应有的假设必须要有,否则对解决问题不利,可有可无的假设可不要,有些假设完全是多余的,不要写上去。
四、建模与求解(60~70分)1.应有建模过程的分析,如线性规划、非线模型中目标函数的推导过程,每一个约束条件的推导过程,切记不要一开始就抬出模型,显得很突然。2.数学符号的定义要确切,集中放在显要位置,以便查找。3.模型要正确、注意完整性。4.模型的先进性,创造性。5.叙述清楚求解的步骤。6.自编程序主要部分放在附录中(所用数学自编程序主要部分放在附录中。7.结果应放在显要的位置,不要让评卷人到处查找。
五、稳定性分析、误差分析、1、微分方程模型稳定性讨论很重要。2、统计模型的误差分析、灵敏度分析很重要。
六、优缺点的讨论1.优点要充分的表现出来,不要谦虚,有多少写多少2.对于缺点适当分析,注意写作技巧,要避重就轻。大事化小,小事化了。
七、推广和改进这是得高奖很重要的一环,如有创新思想即使不能完全完成也不要放弃,要保留下来。
八、文字叙述要简明扼要、条理清楚、步骤完整,语言表达能力要强。
九、对题目中的数据进行处理问题对题目中数据不要任意改动,因问题求解需要可以进行处理。如何处理,应注意合理性。1.先按题给条件作一次。2.发表自己见解,合理修改题目。
注意事项
关键词:抹灰装饰高级抹灰
0引言
抹灰工程是指一般抹灰和装饰抹灰饰面,装饰抹灰的主要内容有水磨石、水刷石、斩假石、干粘石、假面砖、拉条灰、拉毛灰、喷涂、滚涂、弹涂等墙面、顶棚饰面抹灰。建筑装饰工程的抹灰工程,不论采用何种材料,一般抹灰都应按高级抹灰的要求进行施工。
1材料要求
1.1胶凝材料
建筑石灰:石灰膏或生石灰粉,陈伏期要大于15d,用于罩面的大于30d,已风化冻结的石灰膏不得使用;通用水泥:水泥品种标号,需按设计要求选用;建筑石膏:要求无杂质,且磨成粉。
1.2细骨料
普通砂:中砂或中粗砂混合使用,使用前须过筛,炉渣:粒径≯1.2~2mm,使用前过筛。
1.3纤维材料
纸筋、麻刀、稻草、玻璃纤维等材料,在抹灰层中起拉结作用,提高抹灰层的抗拉强度,增加抹灰层的弹性和耐久性,使抹灰层不易裂缝脱落。
1.4有机聚合物
有机聚合物的品种:聚乙烯醇缩甲醛(107胶)和聚醋酸乙烯乳液(白乳胶)。
2施工方法
内墙抹灰工艺流程:基层处理浇水湿润基层找规矩、做灰饼设置标筋阳角做护角抹底灰、中灰抹窗台板、墙裙或踢脚板抹面灰清理。
天花抹灰工艺流程:弹水平线洒水湿润刷结合层抹底灰、中灰抹面灰。
2.1找规矩、做灰饼
用一面墙做基准先用方尺规方,如房间面积较大,在地面上先弹出十字中心线,再按墙面基层的平整度在地面弹出墙角线,随后在距墙阴角100mm处吊垂线并弹出垂直线,再按地上弹出的墙角线往墙上翻引,弹出阴角两面墙上的墙面抹灰层厚度控制线,以此确定标准灰饼厚度。
做灰饼方法是:在墙面距地1.5m左右的高度,距墙面两边阴角100~200mm处,用1:3水泥砂浆或1:3:9水泥石灰砂浆,各做一个50×50mm的灰饼,再用托线板或线锤以此饼面挂垂直线,在墙面的上下各补做两个灰饼,灰饼离顶棚及地面距离150~200mm左右,再用钉子钉在左右灰饼两头墙缝里,用小线拴在钉子上拉横线,沿线每隔1.2~1.5m补做灰饼。
2.2抹标筋
上下水平冲筋应在同一垂直面内,阴阳角的水平冲筋应连起来并应互相垂直。
2.3护角
必须在抹大面前做,护角做在室内的门窗洞口及墙面、柱子的阳角处。护角高度>2m,每侧宽度≯5cm,应用1:2水泥砂浆抹护角,采用的工具有阴、阳抹子,或采用3m长的阳角尺、阴角尺搓动,使阴、阳角线顺直。
2.4抹窗台、踢脚板
应分层抹灰,窗台用1:3水泥砂浆打底,表面划毛,养护1d刷素水泥浆一道,抹1:2.5水泥砂浆罩面灰,原浆压光。踢脚板应控制好水平,垂直和厚度(比大面突出3~5mm)上口切齐,压实抹光。
2.5抹底灰
待标筋有了一定强度后,洒水湿润墙面,然后在两筋之间用力抹上底灰,用木抹子压实搓毛,底灰要略低于标筋。
2.6抹中灰
待底灰干至6~7成后,即可抹中灰。
抹灰厚度稍高于标筋,再用木杠按标筋刮平,紧按用木抹子搓压,使表面平整密实。
2.7抹面灰
待中灰干至6~7成后,即可抹面灰。如中灰过干应浇水湿润,常见的罩面抹灰有以下几种:
①石灰砂浆罩面、混合砂浆罩面:石灰砂浆先在墙面上用钢抹子抹砂浆,再用刮尺刮平,然后再进行抹平。
②纸筋、麻刀灰:一般抹在石灰砂浆或混合砂浆面上,先用钢抹子将灰浆均匀刮浆于墙面上,然后再赶平、压实,待稍平后,用钢抹子将面层压实、压光。施工时通常两人合作,一人抹灰,一人赶平、压光。罩面抹灰厚度约2mm。
③石膏罩面:同一墙面脚手板上下各站两人,同时操作,从墙面左侧开始,先用水湿润底灰,第一人用铁抹子将石灰膏由下向上抹,再从上向下刮平,第二人紧跟其后,左手洒水,右手用钢抹子由下而上,再由上向下压抹光,最后稍洒水压光至密实光滑为止。墙面较大时,最好三人作业,即抹平、抹光、压光连续进行。
2.8清理:抹灰完毕,要将粘在门窗框、墙面上的灰浆及落地灰及时清除,打扫干净。
3质量预控及控制要点
3.1质量预控
①抹灰工程进行之前结构工程必须经监理工程师、政府建设主管的质量监督部门验收合格。②抹灰前应督促承包单位做好以下检查和修正:检查门窗框位置是否正确,过梁、梁垫、圈架、组合柱及其他需抹面部分剔平、对混凝土蜂窝、麻面、露筋等做好修补;管道穿越的墙洞、脚手眼、模板洞和楼板洞用相应的材料嵌实;各种管道已安装完毕,电线管、消火栓箱、配线盒用纸墙严。③所采购和进入施工现场的材料已正式报验,色泽、质量,除应有产品合格证外,还应自检和经监理工程师认可。④正式大面积抹灰前应先做样板间,经鉴定合格和确定施工方案后再安排正式施工。
3.2施工质量控制要点
①注意检查处理基层上的残余砂浆、灰尘、污垢和油渍应清理“毛化处理”,基层面必须充分淋水涸透。②基层垂直宽、平整度较差,抹灰厚度局部应分层衬平(每遍厚度宜为7—9mm)。③注意巡视成活后的质量,及时发现不合格的部位联系处理,必要时以书面通知提出修改意见。④注意成品保护和湿润养护。
4常见质量通病及防治
4.1墙体与门窗框交接处抹灰层空鼓、裂缝脱落
①抹灰前应洒水,砖墙吸水大应浇两遍,砼墙吸水小可少浇一些。如果底灰干透了,应在中灰前浇水湿润;②明显的凹凸部位应分层填抹找平,太光滑的表面应凿毛;③不同基层交汇处应钉钢板网,每边搭接长度>100mm;④门、窗框与洞口接缝派专人填塞。
4.2墙面抹灰层空鼓、裂缝
①抹灰前应洒水,砖墙吸水大应浇两遍,砼墙吸水小可少浇一些。如果底灰干透了,应在中灰前浇水湿润;②砂浆保水性差,可加入适量石灰膏或外加剂;③要分层抹灰;④水泥砂浆、混合砂浆、石灰膏等不能前后复盖混杂涂抹。
4.3面层起泡、开花、有抹纹
①待砂浆收水后终凝前进行压光;②底灰太干,应浇水湿润,再薄薄地刷一层纯水泥浆后进行罩面。罩面压光时发现面层太干不易压光时,应洒水后再压;③严禁使用未熟化好的灰膏。
4.4外墙抹灰接槎明显,色泽不均,显抹纹
①施工时把接槎位置留在分格条处或阴阳角、水落管等处,并注意操作时避免发生高低不平、色泽不一等现象;②为防止有抹纹,室外抹水泥砂浆墙面应做成毛面,用木抹子搓毛面时,要做到轻重一致,先以圆圈形搓抹,然后上下抽拉,方向要一致,以免表面出现色泽深浅不一、起毛纹等问题。
5结束语
随着国民经济水平的提高,新材料、新技术、新工艺和新设备的不断出现,中、高级装饰工程日益增多,在实际的施工过程中只要严格切实按规范、规定执行,认真对待每一个步骤,同时积极学习、应用新技术和新材料,方能确保装饰抹灰工程的质量。
参考文献:
[1]章迎尔主编.建筑装饰施工.同济大学出版社,2010年04月.
ABCD分值: 5分 查看题目解析 >33. 已知双曲线()的离心率为2,则的渐近线方程为
ABCD分值: 5分 查看题目解析 >44. 在检测一批相同规格共航空用耐热垫片的品质时,随机抽取了280片,检测到有5片非优质品,则这批垫片中非优质品约为
ABCD2.8kg分值: 5分 查看题目解析 >55. 要得到函数的图象,只需将函数的图象
A向右平移个周期
B向右平移个周期CD分值: 5分 查看题目解析 >66. 已知,则
ABCD分值: 5分 查看题目解析 >77. 如图,网格纸上小正方形的边长为1,粗线画出的是某几何体的三视图,则此几何体各面中直角三角形的个数是
A2B3
C4D5分值: 5分 查看题目解析 >88. 执行右面的程序框图,如果输入的,则输出的的值分别为
A
B4,7C3,7D3,56分值: 5分 查看题目解析 >99. 已知球的半径为,三点在球的球面上,球心到平面的距离为,,则球的表面积为
ABCD分值: 5分 查看题目解析 >1010. 已知,若,则
ABC2D1/2分值: 5分 查看题目解析 >1111. 已知抛物线的焦点为,准线为.若射线()与分别交于两点,则
A2BC5D分值: 5分 查看题目解析 >1212. 已知函数若方程有五个不同的根,则实数的取值范围为
ABCD分值: 5分 查看题目解析 >填空题 本大题共4小题,每小题5分,共20分。把答案填写在题中横线上。1313. 若函数为奇函数,则 .分值: 5分 查看题目解析 >1414. 正方形中,为中点,向量的夹角为,则.
分值: 5分 查看题目解析 >1515. 如图,小明同学在山顶处观测到,一辆汽车在一条水平的公路上沿直线匀速行驶,小明在处测得公路上两点的俯角分别为,且.若山高,汽车从点到点历时,则这辆汽车的速度为(精确到).参考数据:.
分值: 5分 查看题目解析 >1616. 不等式组的解集记作,实数满足如下两个条件: ①;②.则实数的取值范围为.分值: 5分 查看题目解析 >简答题(综合题) 本大题共80分。简答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。17已知等差数列的各项均为正数,其公差为2,.17. 求的通项公式;18. 求.分值: 12分 查看题目解析 >18(本小题满分12分)如图1,在等腰梯形中,,于点,将沿折起,构成如图2所示的四棱锥,点在棱上,且.
19. 求证:平面;20. 若平面平面,求点到平面的距离.分值: 12分 查看题目解析 >19在国际风帆比赛中,成绩以低分为优胜,比赛共11场,并以的9场成绩计算最终的名次.在一次国际风帆比赛中,前7场比赛结束后,排名前8位的选手积分如下表:
21. 根据表中的比赛数据,比较运动员A与B的成绩及稳定情况;22. 从前7场平均分低于6.5分的运动员中,随机抽取2个运动员进行兴奋剂检查,求至少1个运动员平均分不低于5分的概率;23. 请依据前7场比赛的数据,预测冠亚军选手,并说明理由.分值: 12分 查看题目解析 >20已知函数().24. 若是的极值点,求的单调区间;25. 求在区间的最小值.分值: 12分 查看题目解析 >21综合题26. 已知圆,点,以线段为直径的圆内切于圆.记证明为定值,并求的方程;27. 过点的一条直线交圆于两点,点,直线与的另一个交点分别为.记的面积分别为,求的取值范围.分值: 12分 查看题目解析 >22选修:坐标系与参数方程已知直线的参数方程为(为参数),以坐标原点为极点,轴的正半轴为极轴建立极坐标系,椭圆的极坐标方程为,其左焦点在直线上.28. 若直线与椭圆交于两点,求的值;29. 求椭圆的内接矩形周长的值.分值: 10分 查看题目解析 >23选修:不等式选讲已知使不等式成立.30. 求满足条件的实数的集合;31. 若,对,不等式恒成立,求的最小值.23 第(1)小题正确答案及相关解析正确答案
T={t|t≤1}解析
令,则,因为使不等式|x-1|-|x-2|≥t成立,所以t≤1,即T={t|t≤1}.23 第(2)小题正确答案及相关解析正确答案
9.解析
关键词:概率统计;数学建模;教学
数学建模主要是借助调查、数据收集、假设提出,简化抽象等一系列流程构建的反映实际问题数量关系的学科,将数学建模思想融入到概率统计教学中,不仅能够帮助学生更好地理解与掌握理论知识,同时对于提高学生运用数学思想解决实际问题的能力大有裨益。可以说,概率统计教学与数学建模思想的融入具有重要的理论以及现实意义。
1.教学内容实例的侧重
在大学数学教育体系中最为重要的一个目标就是培养学生建模、解模的能力,但是在传统概率统计教学中,教师大多注重学生的计算能力训练以及数学公式推导,而常常忽视利用已学知识进行实际问题的解决,使得大多数学生的应用能力无法得到提高。所以,为了能够在教学中提高学生应用概率与统计的实际能力,教师应在教学内容设计中吸收与融入与实际问题息息相关的题目,使学生在课堂中不仅能够轻松学习概率知识,增加学习主动性,同时能够尝试到数学建模的乐趣,提高自身数学素养。例如,在古典型概率问题的教学中,为了加深学生对于该部分知识的理解,教师可以引入彩票概率的实际问题,通过引导学生分析各等奖的中奖概率,使学生获得极高的建模、解模能力。
2.在教学方法中融入数学建模思想
在概率统计教学中,教师还需要在教学方法中融入数学建模思想。首先,采取启发式教学方法。在课堂教学中,教师应引导学生利用已学知识开展认识活动,在问题发现、分析、解决的一系列锻炼中获得概率统计知识的自觉领悟。其次,采取讲授与讨论相结合的教学方法。在课堂中,讲授是最为基本的教学方式,不过单一的讲授很可能导致课堂的枯燥,所以课堂中还需要适当穿插一些讨论,使学生在活跃的氛围中激活思维,延伸知识面。再次,采取案例分析的教学方法。案例分析是在概率统计教学中融入数学建模思想的一种有效方法。在教学中应用的案例应进行精选,其不仅需要具有典型性,同时还需要具备一定的新颖性以及针对性,通过缩短实际应用与数学方法间的距离,使学生学习数学的兴趣被大大激发。最后,采取现代教育技术的教学方法。在概率统计的问题中常常需要较大的数据处理运算量,所以为了简化问题,使学生掌握一定的统计软件具有重要意义。通过结合具体的概率统计案例,在学生面前演示统计软件中的基本功能,为提高学生掌握统计方法以及实际操作能力奠定坚实基础。知识的获取并不是单纯的认识过程,其更应偏向于创造,在不断强调知识发现的过程中帮助学生认识科学本质、掌握学习方法。
3.在概率统计教学中融入数学建模思想的案例分析
一个完整的数学思维必须经过问题数学化以及数学化问题求解两个方面,只有让学生体验以及掌握到一般的数学思维方法,才能使其真正拥有利用数学知识解决实际问题的能力。而具体分析在概率统计教学中融入数学建模思想的案例,能够为引导学生发现生活中的数学,开拓学生眼界奠定坚实基础。很多概率的实际问题中均存在着随机现象,其可以视作许多独立因素影响的综合结果,近似服从于正态分布。例如,某高校拥有5000名学生,由于每天晚上打开水的人较多,所以开水房经常出现排长队的现象,试问应增加多少个水龙头才能解决该种现象?对于该问题的解决,教师首先应组织学生对开水房现有的水龙头个数进行统计,然后调查每一个学生在晚上需要有多长时间才能占用一个水龙头,最后引导学生分析每一个学生使用水龙头这一情况是否是相互独立的,通过联想中心极限定理以及考虑每个人具有占用水龙头以及不占用水龙头两种情况,得到每人占用水龙头的概率为0.01。所以,每名学生是否占用水龙头能够被视作一次独立试验,其能够看作是一个n=5000的伯努利试验,假设占用水龙头的学生个数为X,那么其满足X~B(5000,0.1),通过借助中心极限定,使得该问题被快速解决。
【关键词】数学建模建模竞赛工作总结
ˎ ̥ 【Abstract 】 this article through to our who took part in 2011 national college mathematical modeling contest and obtain the second prize in the some feeling and harvest was summarized. But because of the limitation, in order to mobilize most students study mathematics enthusiasm, to better carry out the mathematical contest in modeling the students' extracurricular science and technology activities, we have carried out a new attempt and exploration - established "mathematical modeling" student community, so that more students understand mathematical modeling, thus realize the extensive application of mathematics.
【 key words 】 mathematical modeling contest in modeling work summary
中图分类号:G623.5文献标识码:A 文章编号:
“高教社杯”全国大学生数学建模竞赛是国家教委和中国工业与应用数学学会共同主办的、面向全国大学生的群众性科技活动,目的在于激发学生学习数学的积极性,提高学生建立数学模型和运用计算机技术解决实际问题的综合能力,激励广大学生踊跃参加课外科技活动,开拓知识面,培养创新精神及合作意识,推动大学数学教学体系、教学内容和方法的改革。
2011年,武汉城市职业学院首次派代表队参加全国大学生数学建模竞赛,由于领导支持、组织得当,取得了全国专科组二等奖的好成绩。总结我院参赛经验,主要有以下几个方面。
一、领导高度重视数学建模竞赛活动
我院在全国大学生数学建模竞赛活动中取得优异的成绩,和学院、系部领导的高度重视是密不可分的。我院于2011年成立了“数学建模领导小组”和“数学建模指导小组”,协调各项工作,出台了参加建模竞赛的补助及奖励办法,有专门的数学建模竞赛实验室,集训和竞赛期间,学院、教务处和经管系领导亲自动员并多次亲临现场看望。各级领导和有关部门的重视和支持是这项竞赛活动取得成功的重要保障。
二、组建了一支强有力的辅导教师队伍
在数学建模集训中,辅导教师是核心,辅导老师也是保证培训效果和竞赛成功的关键。我们成立了数学建模教学小组,集体备课,大家群策群力,共同探讨。在暑期集训期间,从不计较个人得失,放弃了周六、周日的休息时间,和同学们一起战酷暑高温。在竞赛过程中,布置好竞赛机房、网络,安排好学生的伙食、住宿、竞赛必需品,在选题、督促进度方面给予适当的指导,在11日晚上陪学生熬夜奋战,最终经过72小时的不懈努力,顺利地解决了竞赛题,提交了完整的论文,竞赛圆满结束。成绩的取得离不开指导老师的辛勤耕耘。
三、在课程设置上给学生打下坚实的基础
尽管我们是第一次参加比赛,但我院已于2001年开始在数学教育专业“二下”开设了“数学建模”课,每周四节。作为指导老师,深刻钻研了近几年的建模竞赛专科题,经常与兄弟院校进行交流、取经,邀请在建模方面有专长、有造诣的专家教授来院讲学。
四、选拔优秀学生组队培训和参赛
数学建模竞赛的主角是参赛队员,选拔参赛队员的成功与否直接影响到参赛成绩,确定参赛后,在“二下”一学期的建模课中注意观察学生的动手、动脑能力及计算机使用、编程能力,通过第一阶段的培训后选拔出参加暑期集训的队员,主要围绕以下几个方面选拔队员:首先,选拔那些对数学建模活动有浓厚兴趣的同学;其次,选拔那些有创造能力、勤于思考、数学功底好的同学;最后,注意参赛队员的能力搭配和团结协作,参赛的每支代表尽可能由具有不同特长的学生组成。
五、科学、系统的培训方法
经过摸索,笔者认为具有特色又实用的建模培训方法应分为三个阶段:第一阶段为基础知识培训阶段,包括:1. 补充学生欠缺的数学知识。2. 计算机基础知识、数学软件及文字处理软件的使用。3. 简单数学模型的建立与求解。第二阶段为数学建模常用的方法和范例讲评,包括网络模型、运筹与优化模型、种群生态学模型、微分方程模型、随机模型、层次分析法、数据拟合、计算机仿真。第三阶段为历年建模试题评析、讨论、建模论文的撰写。通过三个阶段的培训,学生已初步具备了参赛的能力,最终经过测试选拔出参赛队员。
六、重视参赛过程的指导
在学生参赛过程中,指导老师的及时指导是学生完成竞赛的保证。主要体现在以下几个方面:一是作好参赛队员的心理方面的指导。在竞赛的三天里,要连续进行72小时的奋战,并且要与同组的队员合作,不可避免地会出现心里及身体方面的问题,因此,指导老师要及时给予鼓励与关心,做好细致的思想工作,在整体培训过程中要不断强调团结协作的重要性,这将是学生完成竞赛的动力。二是作好论文细节方面的指导。在竞赛的最后阶段,指导老师要提醒学生注意论文的格式,检查是否按要求撰写论文,论文的摘要、关键词是否写得好,论文是否完整等,这些细节常常成为论文是否取得好成绩的关键。
七、对建模竞赛工作的探索---以学生社团活动带动数学建模竞赛活动的日常开展
数学建模竞赛存在以下弊端:
1、学生参赛人数少,大多数学生得不到锻炼。
2、在数学教学过程中对数学应用仍然重视不够
3、学生对学习数学缺乏兴趣
为了调动大多数学生学习数学积极性,更好地开展数学建模竞赛这一学生课外科技活动,我们进行了新的尝试和探讨---成立了“数学建模”学生社团,利用学生社团开展了一系列活动:
1. 举办了关于“数学建模”的讲座,使广大数学爱好者了解数学建模;
2. 举行了“数学建模经验交流会”,邀请指导老师和参加过数学建模竞赛的学生介绍建模心得体会。
3. 在校园中营造良好的文化氛围、宣传数学建模知识等,潜移默化地使学生逐步认识数学建模,了解数学建模知识,感觉数学建模并不陌生,而是与大家息息相关。充分展示了数学应用广泛性。
4. 尝试将数学建模的思想引入高等数学课程教学,使理论学习和应用实践相结合,让学生在做中学、学中做,逐渐培养学生的数学思维、数学态度和数学兴趣。
为推动数学建模活动在我院进一步开展,我们将不断开拓创新,克服困难,将日常的数学教学与建模培训联系在一起,力争再创佳绩。
关键词:数学建模竞赛;高职学生;综合素质培养
中图分类号:G710 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)32-0214-02
高职教育的培养目标是培养面向生产和服务第一线的高级技术应用型人才,在高职教育中培养学生具有创新精神和实践能力,提升学生的综合素质。实践表明,数学建模是提高学生综合素质的有效途径,在教学过程中如果能将数学建模活动与高等数学教学有机融合,就能在教学中提高学生的综合素质。
一、数学建模的内涵及数学建模竞赛的发展
数学模型是把实际问题进行简化,并用数学语言和方法作出抽象或模仿而形成的一种数学结构。本德(E·A·Bender)认为,数学模型是关于部分现实世界为一定目的而作的抽象、简化的数学结构。数学模型定义为现实对象的数学表现形式,或用数学语言描述的实际现象,是实际现象的一种数学简化。
数学建模是建立数学模型的过程,是利用数学方法分析和解决实际问题的实践活动。
大学生数学建模竞赛最初是在美国举办的,我国大学生在1989年开始参加美国举办的数学建模竞赛。1992年在我国举办了十个城市的大学生数学建模联赛,是由中国工业与应用数学学会组织发起的,社会反响很好。因此,从1994年起我国每年举办一次全国大学生数学建模竞赛活动,由教育部高教司和中国工业与应用数学学会共同主办。竞赛宗旨为:创新意识、团队精神、重在参与、公平竞争。
纵观历届全国大学生数学建模竞赛,赛题大都来源于工程技术、经济管理、社会生活等领域中的实际问题。这些竞赛问题紧密结合社会热点,非常具有实用性和挑战性。赛题没有标准答案,这需要参赛学生可充分发挥自己的创造精神,结合实际问题灵活运用数学和计算机软件以及其他学科的知识,建立、求解、评估、改善数学模型。数学建模过程使学生的分析问题、解决问题的能力得到锻炼和提升。
二、数学建模竞赛对高职学生综合素质的培养作用
在高职院校开展数学建模竞赛活动是培养学生创新能力的载体,能培养学生观察力、创造力、联想力,培养学生使用数学语言的翻译能力、文字表达能力和综合分析能力,以及使用当代科技最新成果的能力。培养学生的协调组织能力和团队精神,数学建模竞赛的整个过程是这些能力的综合体现。
1.数学建模竞赛有利于培养学生的创新精神和创新意识。数学建模没有现成的模式,学生建模时要充分发挥自己的创造力去解决实际问题。要从各种不同的问题中发现其本质,做出合理的假设,使问题简化,建立数学模型。因此,数学建模竞赛是一项创造性的思维活动,是一个创造性工作的过程,在这个过程中学生的创新精神和创新意识能得到充分发挥和培养。
2.数学建模竞赛有助于培养学生自学能力和综合运用资料的能力。数学建模是众多学科知识、技能和能力的高度综合。在数学建模活动中,由于建模所需要的很多知识是学生原来没有学过和接触过的,围绕问题需要学生广泛查阅相关的资料,迅速找到自己所需要的材料,通过自学和讨论进一步掌握相关的数学知识和方法。因此,数学建模竞赛能培养学生的自学能力和运用资料的能力,这两种能力是学生今后学习和工作所必需的,为学生就业奠定坚实的基础。
3.数学建模竞赛有利于培养和提高学生的计算机应用能力。计算机技术和数学软件的迅速发展,为数学建模的应用提供了强有力的工具。在数学建模中计算机软件发挥着重要的作用,在建模前,利用计算机软件对于复杂的实际问题进行计算或图形分析来确定模型,在建模后,还要利用计算机软件进行编程或完成大量复杂的计算和图形处理。在建模中主要应用的软件有Mathenatica、Matlab、Lingo/Lndo和SPSS等,利用这些软件解决相关的数学问题。因此学生在建模的过程中使用计算机软件解决建模问题,是数学建模非常重要的环节,可以提高学生的计算机应用能力。
4.数学建模帮助学生增强写作技能,提高论文的写作能力。数学建模的最终结果是要求学生用论文的形式给出,论文主要包括问题分析、模型假设、变量说明、模型建立、公式推导或数学论证、计算方法设计和计算机实现、计算结果、结果分析和检验、优缺点和改进方向等方面的问题。竞赛评奖以假设的合理性、建模的创造性、结果的正确性和文字表述的清晰程度为主要标准。这就要求学生要有一定的文字底蕴。如果学生的论文不能将独特的建模方法、出色的建模结果清晰地表达出来,这样写出来的论文结构不合理,条理不清晰,文字表达不确切,特色不鲜明,学生将很难获奖。因此,数学建模竞赛为学生提供了一个展示自我的平台,为学生创造了锻炼的机会,通过数学建模竞赛,学生的写作能力和水平将有大幅度的提高。
5.数学建模有利于培养学生的团队合作意识和团队合作精神。数学建模竞赛要求三个人组成一队,竞赛是否成功取决于团队协同作战的好坏。在组队时,优势互补;在数学建模的过程中,队员间将发挥各人所长,取长补短,相互配合、共同切磋、共同剖析、互相交流、互相质疑、互相探究、合理分工,培养学生建立良好的人际关系,相互合作的工作能力。团队精神和协调能力对于高职学生来说将终生受益,以至于对他们今后的发展都是非常重要的。
三、数学建模竞赛成绩
笔者所在的学院数学建模竞赛起步较晚,2009年首次参加全国大学生数学建模竞赛,至今取得了可喜的成绩。在四年间间累计参赛队22支,其中,2支队伍获得全国大学生数学建模竞赛(吉林赛区)二等奖,4支队伍分获三等奖,其他均获得成功参赛奖。在省数学建模竞赛中获得二、三等奖的好成绩。目前,笔者所在的学院已经形成一支默默耕耘的建模指导团队,这些教师对数学建模竞赛有了一定的指导经验。同时,学院已经出台对学生参加各种竞赛进行奖励的各种规章制度,这为顺利开展数学建模竞赛活动起到了很好的促进作用。学院的重视和各种奖励政策的保证,数学建模活动会逐渐得到普及,数学建模竞赛对高职学生综合素质的培养作用也会逐渐显现出来。
总之,学生通过参加数学建模竞赛,亲自参加了将数学应用于实践的尝试,亲自参加了发现和创造的过程,能取得在课堂里和书本上所无法获得的宝贵经验和亲身感受,这必能促使他们更好地应用数学、理解数学和热爱数学,在知识、能力及素质方面得到锻炼和提高,学生的综合素质得到提升。
参考文献:
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关键词:数学建模;问题驱动;数学建模竞赛;课程教学改革
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2012)03-0143-03
《数学建模》课程具有知识面广、形式多样、教学难度较大等特点。因此,一般认为数学建模的教学是一个不断学习、不断提高、不断探索和改革的过程。我们在广东工业大学《数学建模》课程的具体教学实践过程中的指导思路是:以培养学生对现实世界建立数学模型的能力为目标,以学生通过自学和查阅相关资料解决实际问题为目的来组织教学工作。李大潜院士曾指出“数学教育本质上是一种素质教育,《数学建模》的教学及竞赛是实施素质教育的有效途径”。数学建模课程和竞赛为我校大学生提供了一个运用数学、学习数学、提高数学综合素质的平台,该项活动对提高学生的合作精神、解决问题的能力和自学能力都有很多的帮助。然而,目前传统的课堂授课模式过分注重教师的主体作用,忽视了学生自我探究能力和自主学习能力的培养,压抑了学生的主动性和积极性。要改变这种现状,就必须改革现有的课堂教学状况,探索培养、引发学生主动学习的新型教学模式。美国神经病学教授Howard Barrows于1969年创立了基于问题和项目的学习(Problem Based Learning,简称PBL)理念教学法,这是一种全新高效的教学方法,是以问题驱动为中心的教学模式。近年来,这种理念在澳大利亚的维多利亚大学、美国samford大学、丹麦的奥尔堡大学等世界知名大学得到广泛重视和应用推广,并呈现出不同的形式和多元化的发展特色。在我们国家这种教学理念目前主要实践在医学、市场营销、生物化学、实验教学、毕业论文的写作等领域过程。在数学教学中还很少有人使用这种方法,因此,探索这种教学理念在《数学建模》课程中的实践具有重要的理论价值和实际意义。
一、《数学建模》教学现状及问题
我校是以工科学生为主体的省属重点高校,很多工科院校的大学生对学习数学公共课程的重要性认识不足,对数学公共课在他们后续学习专业课的重要性不够了解。因此逐步提高我校工科大学生对数学公共课的认识水平,加强培养他们的数学综合素质已经十分必要了。令人高兴的是广东工业大学的大学生们对《数学建模》课程和数学建模竞赛活动有着非常浓厚的兴趣和积极性,且已经有不少学生在比赛中获得了不俗的成绩。因此,加强数学建模教学和数学建模培训对我校学生有着重要意义。目前,广东工业大学数学建模课程教学和数学建模竞赛活动分为三个模块:数学建模A,主要针对数学专业的学生;数学建模B,主要针对非数学专业的专业选修课;数学建模公共选修课,专业面向全校对数学建模感兴趣的学生。另外还为应用数学学院的学生开设了“数学建模实验”与“数学建模课程设计”的相关课程,逐步形成了理论与实践相结合的教学模式。由于《数学建模》课程的教材一般有多个知识单元构成,知识的跳跃性较强,因此,我们曾经的教学方法是安排三个老师,每个老师分别负责讲授自己数学的专业领域,这样做的好处是能充分发挥老师的专业特长,让学生了解到该专业方向的最新国内外动态和进展。然而这样做给我们对学生的考核造成了一定的难度,我们曾经尝试过闭卷、开卷和交论文考查等多种方式,这样考核方式各有各的优势和劣势。如何才能找到更好的教学和考核方式,这是我们一直在具体的教学实践中不断探索和努力的方向。这几年我们一直把问题驱动教学法的思想融入我们的数学建模教学活动中,已经取得了初步的成效,这种方式能既考查到学生运用数学知识解决实际问题的能力,又能让学生自己动手解决自己感兴趣的问题,虽然这些问题可能对学生具有一定的难度,但是它能真正考核到学生的实际水平,这正是我们所愿意看到的。在我们以往的数学建模竞赛培训中存在着许多问题,培训上采取以教师为中心、以填鸭式讲授为主的传统教学模式,课时非常有限,而教学内容容量又比较大,学生在很短的时间很难消化这些知识。因此造成开始报名的时候学生积极性很高,课时到培训快结束的时候,剩下来坚持学习的学生就大大减少了。因此,这种填鸭式的培训让学生消磨了学习数学公共课的热情和积极性,而且也不能提高学生的综合数学能力。因此,对数学建模课程教学和竞赛的培训的改革势在必行。
二、《数学建模》教学改革的三个方面
为了解决目前数学建模教学中存在的问题,必须从《数学建模》课程本身特点出发,改革课堂教学模式,加强学生主动学习环节、实际建模训练环节的教学,将问题驱动教学模式运用到《数学建模》课程的教学过程中去。这样不仅对改变《数学建模》这门课程的教学现状有着积极的意义,而且以点带面,对其他相似或相同特点课程的教学改革也具有很好的促进、借鉴作用,切合我校培养高素质应用型人才的定位,也符合我校2010版培养方案的制订要求,更推动了新时期新形势下的大学数学教学改革。下面分别就指导思想、教学方法和培训方法三方面的改革探索进行论述。
1.指导思想的改革。《数学建模》课程和数学建模竞赛活动是培养具有综合数学素质的复合型专业人才的内在要求。在具体教学实践过程中我们应该强调学习数学公共课的重要性,而不是简单地讲授数学知识点;必须强调的是学生通过自己的努力学习自主地解决所面临的实际问题,而不是成为数学解题能手;必须强调学生在数学建模学习中的主体地位和主观能动性的发挥,而不是学生被动的接受知识点。我们教学改革的目标是要突破纯粹的教师讲、学生听、做习题的教学模式,这种教学模式要突破传统的填鸭式教学,要通过有趣的实际例子激发学生学习数学公共课的积极性,要不断提高学生对数学公共课的兴趣,逐步培养学生建立数学模型的能力和利用计算机等其他技术解决生活中的实际问题的能力。《数学建模》课程和数学建模竞赛本身就是一个具有挑战的科学研究和学习过程,无论是数学建模教学还是数学建模比赛,我们做的目的都是要提高我们工科大学生的数学综合素质,为将来学好专业知识打下良好的数学基础。因此,我们提出问题驱动教学法来组织数学建模的教学和培训工作。通过该方法来充分调动学生学习数学公共课的积极性,让学生在全国数学建模比赛的具体实际活动中体会团结合作精神的重要性,通过告诉学生要学会学习、学会思考、学会与人为善,进而提高他们的动手能力、协助能力和沟通能力,为他们将来走上自己的工作岗位奠定基础。
2.教学方法的改革。选择正确的有效的教学方法能更好地确立教学内容,实现教学目标和培养学生的创新能力。鉴于传统的数学建模教学模式无法达到大幅提高学生综合能力的预期目标,我们提出了以问题驱动为指导思想的新的教学方法――问题驱动教学法。问题驱动教学模式的特点是以学生为学习主体,教师通过问题驱动,引导学生自主学习课程内容,并利用学过的理论知识来解决这些实际问题,最后总结归纳和评价。问题驱动是一种让学生以小组形式共同学习和解决问题的教学策略,通过这样的教学策略,可以让学生们在学习知识和解决问题的过程中培养探究问题解决的技能以及自主学习的技能,实现知识意义的建构。这种教学模式无疑对创新型人才的培养有着积极的意义。黄东明等人还在问题驱动教学理念的基础上提出了双环互动教学模式。在具体的教学实践过程中,我们经常把问题布置给学生,要求他们在一周的时间内自己去收集相关资料,寻求问题的解决方法,这种教学模式不再是传统的填鸭式教学过程,而是以学生自己为主体,要求学生充分发挥主观能动性和积极性。并且我们要求学生把自己准备好的解决问题的方法在讲台上给所有的同学讲解,并且要回答同学的提问。整个学习过程好像一个论文答辩过程,这样的教学模式既能充分调动学生的主观能动性和学习积极性,又能充分发挥学生自己的聪明才智,在实践中体会团队合作的重要性。
3.培训方法的改革。全国大学生数学建模竞赛所涉及的内容相当广泛,常用到的数学理论包括高等数学、线性代数、概率论与数理统计、数学规划、微分方程、离散数学等,常用到的软件有Matlab、Lingo、Mathematics等。在建模过程中常常需要用到学生从未学习的知识来解决实际问题。因此,我们在培训过程中必须要训练学生快速学习新知识并立即运用新知识解决问题的能力。数学建模竞赛是以提交论文的方式进行结果评定的,故在培训的过程中还应该特别注重论文撰写的能力。为了适用数学建模比赛的要求,结合我们在《数学建模》课程教学的改革实际情况,把“问题驱动教学法”运用到竞赛培训中去。在提出驱动问题时,教师可以根据现阶段学生所掌握的知识情况,挑选一个具体的实际问题,学生根据所给问题首先进行归纳分析,然后查阅相关新知识和准备可能要用到的软件。在这个过程中学生需要主动学习可能没有接触到的新知识和软件的新功能,并进行参考文献的泛读和优秀论文的精读。通过对优秀论文的细节把握,提高学生处理实际问题的能力和论文撰写的能力。最后学生建立数学模型并撰写论文。最后由老师对论文进行点评,指出其优点和不足,并提出修改意见。经过近年来教学方法与培训方法的改革试验,学生对数学建模的兴趣大大提高,竞赛成绩稳步上升,取得较好的成果。
三、其他方面的探索
1.加强教师队伍的建设。“问题驱动法”的教学,特别是在学生自主学习阶段需要的一个教学团队。所以加强师资队伍建设是《数学建模》课程教学改革成功与否的关键。一方面,教师应加强学习,提高自身素养,掌握先进的教学理念,同时还要对教学内容进行深刻研究,能从现实生活的各种社会经济现象中发现数学问题,并且用数学语言加以描述。另一方面,各个教师应在教学方法创新上不断实践。传统的数学教学活动都是沿袭着“定义―定理―推论―例题”的模式进行,这种模式既使学生感到数学乏味,也使得原来对数学感兴趣的学生易生厌倦,因此,加强探索新的教学方法迫在眉睫。如何进行高水平的教学,吸引更多的学生热爱和喜欢数学,把学到的数学知识用得更广、更深入,是我们教师不得不思索的问题,更是我们教师要做的主要工作。
2.教材建设的改革。目前的《数学建模》教材多种多样,不过大多数太注重数学的理论性和完整性,这样就使得实用性不强,与实际问题脱节,常常让学生无所适从,很难培养学生运用知识解决问题的能力。经过我们对这门课程的改革常识,我们深刻体会到教材建设应遵循的原则如下:①实用性。教师将要教学的内容强调数学公共知识在实际问题中的作用,在教材的深度和广度上应尽量符合工科大学生的实际需要,适时对数学定理和推论进行删减,增加一些与当前实际问题相关的教学内容,由现实生活中的热点经济、工程实际问题引入数学模型。②可读性。根据该门课程的特点和教学改革的需要,教材中的主要内容要用简单的教学语言表达抽象概念,越简单的越好,这样一般学生容易理解和掌握,尽量使枯涩的数学知识变得生动趣味。③前沿性。教材中的内容既要兼顾传统知识又要引入前沿热点问题,既要强调数学推理又要重视数学工具软件和其他计算机技术的运用。综上所述,教材建设是今后我们在该门课程改革实践中要重点解决的问题。
3.考核方法的改革。目前大多数的数学建模考核方法是闭卷考试,而一般数学考试题目侧重证明与计算,忽略了对实际问题的应用,没有达到《数学建模》课程建设的目标,无法考核学生运用知识解决问题的能力。这与《数学建模》课程设置的初衷相违背。因此,采用多种考核方法相结合。例如,让学生做一些小的开放性课题,撰写类似数学建模比赛的论文,在对工科学生专业知识结合的同时,讲授数学建模的特点和应用领域,这样既可以激发学生对数学建模的兴趣,又能增加他们对数学的理解。在考核过程中我们可以适当加大平时分的力度,淡化对试题的考核,加强学生对具体问题解决能力的考核。
今年恰逢我国数学建模竞赛开展20周年,数学建模竞赛活动的规模得到了空前的发展。数学建模教学和数学建模竞赛活动是我们工科院校的一门重要课程,它为提高工科大学生的数学综合素质和数学在其他专业的应用发挥了重要作用。实践证明,通过进行数学建模竞赛活动,可以大大拓展学生的知识面;充分发挥学生的主观能动性,强化学生自主学习的意识和能力;提高学生的创新能力和解决问题的实际能力;还可以促进学生的团队合作精神。总的来说,问题驱动教学模式在数学建模教学和数学建模竞赛的培训过程中的实践表明:这种教学理念和数学建模的本身的特点是十分吻合的,而这种教学模式对于指导我们进行教学改革具有重要的理论意义和实践价值。
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关键词:高职教育;数学建模;建模竞赛
中图分类号:G633.93 文献标识码:A 文章编号:1002-7661(2012)11-0015-01
一、引言
近十几年来,中国大学生数学建模竞赛已成为目前全国高校中规模最大、影响最广的大学生课外科技活动。该项竞赛能帮助学生提高创新能力、竞争力和一些优秀的品质,在某种意义上说是提前了解到今后走向工作岗位后所需要的能力和品质。是让大学生将所学书本知识应用于解决社会科学和社会活动中的实际问题。这种分析问题、解决问题能力的培养对尚未走出校门的学生来讲是十分重要的。它不仅能加深学生对所学数学知识的理解,而且可以拓宽学生的思路,改变学生已有的思维定势,锻炼学生的团队合作精神,培养学生利用各种资源进行再学习的能力,并且还能使学生学会补充、更新知识的方法,这对学生今后的学习和将来的工作都将会产生深远的影响。
二、在高职中如何开展数学建模活动
1、开设数学建模选修课,普及建模方法,提高群体建模能力。数学建模教学对培养学生运用数学工具分析解决实际问题的能力, 培养学生的创新意识和能力, 推进数学教学改革的深入发展, 都具有重要的意义。因此, 我们一方面将数学建模思想引入日常的数学课程教学中, 进行教学改革,我们逐渐的改革以前传统的数学教学方式,以单纯的知识点来进行教学组织的模型。在教学中,我们更加注重于知识的应用而不仅仅只是知识的简单传授,更多的是以案例的方式、结合相关专业的学生特点来进行教学。例如,在讲解线性方程组的时候引入交通网络流的案例、在讲解逻辑关系时候要求学生化解诸如if(x>0||(x100))中的逻辑语句等、在讲解期望的时候要求学生分析生活中的现象:在一次旅游途中,小王看到有人用20枚签(其中10枚标有5分分值,10枚标有10分分值)设赌。让游客从中抽出10枚,以10枚签的分值总和为奖罚金额,下表
你看,有奖有罚,在11个分值中有4个分值可以获奖,且最高奖额为100元;只有3个分值要受罚,而罚额仅为1元,很有吸引力吧?怪不得有些游客摩拳擦掌,跃跃欲试。那么这些奖是不是这么好拿呢?
一方面, 我校在大一和大二学生中开设数学建模选修课。数学建模选修课的开设受到了学生的好评, 教学效果良好。此举既普及了数学建模知识, 又为数学建模竞赛培养了选手。在数学建模课上,以案例教学的方式构建课程教学内容,让学生在应用中体会数学建模的技术。 数学建模课程建设是数学建模竞赛取得优异成绩的前提; 另一方面, 数学建模竞赛题目都是来自实际问题, 需要教师们平时积累丰富的资料, 在教学和辅导中不断完善, 灌输新思想、新方法, 因而促进了数学建模课程的建设。
2 、赛前辅导阶段,对学生进行暑假集中培训是一个必须且非常重要的环节,在培训中坚持以学生为主体,让学生在兴趣中进行学习,这样才能更有效率。对学生的暑假集中培训我校大致可以分成三个阶段。第一阶段主要是给准备参赛的学生简单介绍一些参加数学建模竞赛的基本知识点和方法,以及在进行数学建模中应该要注意的地方。第二阶段主要让学生自己读论文,讲论文,不要以为看看就明白了,在这个阶段一定要督促学生细细的去读,自己亲自动手去做,只有自己亲自去做,才能真正的学到数学建模的方法。第三阶段,进行3-4次的强化模拟训练,让学生亲自去做论文,只有这样,他们才能真正体会到数学建模的力量,同时真正的学习东西,才能在学中发现问题。例如,在2010年暑假集中培训中,学生在做水资源的评价分析的题目时,就自己学习和利用了很多方法,比如有TOPSIS逼近理想解排序法等,后来在比赛期间,学生就利用这个方法在2010年的全国大学生竞赛中摘取高教社杯的荣誉。
Abstract: Aiming at the existing problems of mathematical modeling teaching in independent colleges, this paper, according to the teaching practice and exploration in recent years, summarizes some experience of mathematics modeling teaching reform, and puts forward some effective methods of mathematical modeling teaching reform.
关键词: 数学建模;独立学院;教学改革
Key words: mathematical modeling;independent colleges;teaching reform
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2014)15-0259-02
0 引言
独立学院是近10年来我国高等教育办学体制改革创新的重要成果,它主要以培养应用型工程技术和经营管理人才为目标,数学建模思想的宗旨即是培养学生应用数学、计算机及相应数学软件、结合专业知识分析和解决实际问题的能力,对独立学院培养应用型人才有着非常积极的作用。尽管数学建模在全国范围内已经开展多年,但是由于各个学校的教学目标,专业设计等区别,其开展模式有着很大差异。尤其是对于独立学院,比较成熟和适应的模式更是少之甚少,本文针对独立学院的特殊性,总结了数学建模教学改革的一些经验,提出了一些方法。
1 独立学院数学建模教学存在的问题
1.1 办学时间短,教学实践少 一般而言,独立学院的建校时间都比较短,数学建模教学也处在依附于主办高校的阶段,但是,无论从培养目标,还是从师资组成和学生水平上来讲,独立学院和主办高校之间存在很大的差距。独立学院的数学建模教学没有足够的探索和实践经验,很难做到因材施教。
1.2 师资队伍经验缺乏,学生数学功底较弱 一方面,独立学院的教师组成基本上都是“两头大,中间小”,即退休老教授和青年教师多,中年教师少的局面。退休老教授的学识和阅历都很丰富,但是他们精力有限,对一些数学软件的应用能力有限;青年教师精力充沛,学习能力较强,但是教学经验不足,知识水平有限。另一方面,独立学院的学生数学功底一般较弱,且学习能力相对较差。
1.3 硬件设施较差,资料不完善 独立学院各门课程都在探索和改革中,数学建模课程的发展更是相对滞后,据了解很多学校没有独立的数学建模实验室更没有先进的数学建模软件工具及图书资料,很难为学生们提供一个良好的学习环境。
1.4 数学建模教学内容多,授课学时少 大多数院校数学建模课程均以公开课形式授课,且压缩了学时,很多学生还没有弄明白怎么回事,课程就结束了,大部分学生不能了解其知识对后续课程作用及所产生的影响。
2 以作者所在院校为例,对数学建模教学的改革和探索
针对以上问题,结合我校近几年数学建模课程教学和组织培训学生参加全国大学生数学建模竞赛的经历,数学组的领导和老师们一直在努力探索一条符合我校办学宗旨,教学环境的数学建模教学体系,总结了一些经验和成果。
2.1 教材改革,让数学建模思想贯穿整个大学数学的教育过程 ①本着让更多学生了解数学建模思想,掌握数学建模思维的想法,从一年级就开始向学生们灌输数学建模的思想,结合几年的教学经验,我教研室已经为我校学生量身定做编写了一套大学数学基础教材,包括《高等数学I》,《高等数学II》,《概率论与数理统计》,《线性代数》等,这些教材都更加注重应用,淡化了数学推导,每一个新概念的引入都尽量从实际出发,将抽象的数学概念与实际联系起来,同时在掌握数学概念和专业知识以后,又将其延伸到新的应用中去,充分体现了数学建模的思想。比如,在《线性代数》的教学中注重引入实际问题,第一章的矩阵概念的引例,就是建模思想的融入,各章最后一节是应用,所选内容均是初等数学模型。②我教研室还针对我校学生基础薄弱,思维活跃的特点,编写了《数学建模》教材,教材以案例讲解为主,重在模型分析与假设,所选案例生动有趣,贴近生活,能够由浅入深,调动学生的积极性,在展示数学无处不在的过程中,让学生们掌握数学建模的思想,形成良好思维习惯。
2.2 课程设置改革,充分发挥数学建模的优势 ①以基础数学课为主,选修课为副,重在普及。我院几乎所有专业学生在进入大学后都要学习高等数学课,针对专业要求不同,各位数学老师设置了不同教学计划,并针对学生的学习情况来贯穿应用数学的思想,努力做到数学基础课与专业课的良好结合,通过教材的改革,老师们在大一的授课过程中就积极灌输和培养学生们的数学建模意识。有了大一的基础,我院又为大二及高年级学生开设了《数学建模》和《数学实验》两门选修课,讲解内容比较浅显,主要以普及数学建模思想,培养学生学数学、用数学的兴趣,调动学生自主学习积极性为目的,另外还旨在为数学建模竞赛选拔人才,经过几年的实践,很多学生反应通过这门课程对数学有了新的认识,很多未能选上课的同学们也经常来听课。②数学建模讲座。多次开展数学建模讲座,除了由我校的数学建模辅导老师讲解外,也聘请过国内数学建模教学的专家教授来讲解,在全院宣传和普及数学建模思想,激发学生参与数学建模的兴趣。另外还对参加全国大学生数学建模竞赛的参赛人进行赛前集训。通过锻炼学生查阅资料、分析并合理假设、多方案选择建立数学模型,数值计算、检验并推广、撰写论文等研究过程,提高了学生应用数学知识的能力、用计算机处理计算的能力,系统思维和能力与实践能力等。③课堂教学开展讨论组。无论是基础课,还是选修课,有意识激发学生的“参与”热情,在讨论祖上师生平等,共同讨论,不同的知识结构互为补充,常常会产生新颖的思想。
2.3 组织和培训学生参加数学建模竞赛,充分调动学生的积极性 为了使数学建模工作走向正规,我们第一阶段是全院性选课,扩大受益面,每年3月初到5月底开设全院选修课《数学建模》;第二阶段选拔参赛队员,选修课一结束,每年6月上旬我们举办学院数学建模竞赛及选拔赛,学生自愿报名自由组队,建模组指导教师对参赛论文进行认真评审,评选一、二、三等论文,然后对获奖论文的学生进行面试,通过笔试和面试对他们做出综合评价,确定参加全国竞赛的代表队;第三阶段是强化训练及培训:为了更好的培训学生,在确定了全国竞赛的代表队后将其分工到指导教师,各位数学建模小组的指导老师们利用暑假时间进行一对一辅导。
2.4 成立数学建模协会,并准备筹办数学建模网站 通过近几年的努力,数学建模思想基本在全校得到了普及,并逐步涌现出一批学数模,爱数模,做数模的优秀学生,他们为了满足日常的学习和交流,自发成立了数学建模协会,由数学建模辅导小组成员担任指导老师,协会组织者大部分选修过数学实验和数学建模课,并在往年的数学建模竞赛中获过奖,对数学建模有着较好的基础和较大的热情,他们主要负责组织校内数学建模活动,数学建模交流论坛,并积极纳新,将数学建模思想贯穿下去,届届相传。
目前,我们已经准备筹建数学建模网站,为学生提高网络了解、学习、交流数学建模心得体会的平台。希望通过此网站的建立,能够更有利于学生利用现代化技术学习和了解数学建模的相关知识。
随着数学建模教学的改革与创新,数学教学也逐步摆脱了传统的知识点式教学方式,更加贴近生活,真正顺应了素质教育的要求;数学建模思想的传播和实践,让更多学生体会到了数学的乐趣和用处,不仅充分发挥了数学思维体系的作用,更为提高学生的综合素质作出了贡献。当然,数学建模教学的改革还是一个长期艰巨的任务,我们将不懈努力,最大程度地发挥数学建模教学的作用,为学校培养更多优秀人才作出贡献。
参考文献:
[1]王兵团.数学建模基础[M].北京:清华大学出版社,2004.