论文部分内容阅读
摘要 数学建模是一种数学的思考方法,是运用数学语言通过抽象简化解决实际问题的一种强有力的数学手段。在数学教学中,渗透建模思想对职业学校的素质教育具有重要意义。
关键词 数学建模 职业学校素质教育
随着改革开放的不断深入,市场经济已有较大的发展空间,国家需要培养一大批能适应社会,服务社会的应用型人才;他们能提出问题、分析问题、并能解决问题。这些问题包括社会问题、生产经营问题和日常生活问题等,这就给数学教学提供了一个有利的平台。目前,职业学校又面临一个这样的学习弱势群体一数学功底差,他们认为在职业学校只学一技之长,学数学是无用的。试想有这样想法的职业学校学生对数学的学习又怎能谈得上积极与主动呢?多数学生对数学学习不感兴趣,面对所学专业实际问题往往不知从何着手,不知把错综复杂的实际问题简化、抽象为合理的数学结构,并运用自己掌握的数学知识去分析求解,从而解决实际问题。所以在职业学校数学教学过程中应该培养学生的数学建模能力。
1 数学建模的定义、方法、过程步骤
1.1什么是数学建模?当人们面临对一个实际问题时,不是直接就现实材料本身寻找解决问题的办法,而是经过一番必要而且合理的假设和简化,恰当地运用数学语言、方法去近似地刻划实际问题得到一个数学结构(数学模型),通过数学上的结构揭示其实际问题中的含义,合理地返回到实际中去,这个过程就称为数学建模。
数学建模就是建立数学模型。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、简化能近似解决实际问题的一种强有力的数学手段。
1.2数学建模的方法
数学建模的方法很多,但从理论上讲,主要有以下两种方法:(1)机理建模方法(2)系统辩识建模方法。直接利用观察数据,根据一定的优良准则在模型中找出与数据拟合的最好模拟,这种方法在建立过程控制模型中是常用的。
1.3数学建模的过程步驟
1.3.1分析问题:了解问题的实际背景,掌握第一手资料。
1.3.2假设化简:根据问题的特征和目的,对问题进行化简,并用精确的数学语言来描述。
1.3.3建立模型:在假设的基础上利用适当的数学工具、数学知识、来刻划变量之间的数量关系,建立其相应的数学结构。
1.3.4求解并检验模型:对模型的求解,并将求解结果与实际情况比较,以此来验证模型的准确性。
1.3.5模型分析:如果模型与实际比较吻合,则要对计算的结果给出其实际含义,并进行解释。
事实上,从方法论角度看,数学建模是一种数学思考方法,是解决实际问题的一种强有力的数学工具。从具体教学角度看,数学建模是一种数学活动。
2 职业学校素质教育的含义
实施素质教育就是以提高国民素质为根本宗旨,以培养学生的创新精神和实践能力为重点,造就有理想、有道德、有文化、有纪律的德、智、体全面发展的人才。2000年发表的《中国教育绿皮书》将素质教育归为五个方面:面向全体学生;促进学生全面发展;重视学生创新精神与实践能力;发展学生主动精神,注重个性发展;着眼于学生终身可持续发展。因此,职业学校素质教育是一种教育理念实践,其核心是发扬学生的主动精神和注重学生的个性发展,培养学生的创新精神和实践能力。
3 数学建模在职业学校素质教育中所起的作用
随着数学教育界中“数学应用意识”教育的不断深入,提高数学应用性的教育迫在眉睫。数学应用性包括两个层次:一是数学的精神、思想和方法;二是数学建模。通过数学建模,使学生可以从熟悉的环境中引入数学问题,增加与生活、生产的联系,培养学生的数学应用意识,巩固学生的数学方法,培养学生的创新意识以及分析和解决实际问题的能力,这正是素质教育和数学教育相结合的目的。
根据数学建模的特点,在数学教学中渗透建模思想,开展建模活动,对职业学校的素质教育具有重要的意义。
3.1数学建模能够促进理论与实践相结合,有利于培养学生应用数学的意识和解决问题的能力
数学建模的过程,是实践一理论一实践的过程,是理论与实践的有机结合。强化数学建模的教学,不仅能使学生更好地掌握数学基础知识,学会数学的思想、方法、语言,也是为了学生树立正确的数学观,增强应用数学的意识,全面认识数学与科学、技术、社会的关系,提高分析问题和解决问题的能力。
3.2数学建模有利于培养学生的创新精神和创造能力
数学建模问题具有一定的开放性,没有一定的规矩可循,没有事先设定的标准答案或答案不是惟一的,具有较大的灵活性。因此需要突破传统的思维模式,面对复杂问题发挥学生的创新精神和创造力、想象力、洞察力以及解决问题的逻辑推理和量化分析能力,善于从实际问题提供的原形中抓住其数学本质,建立新颖的数学模型。
3.3数学建模有利于培养学生的双向翻译能力
数学建模它要求学生运用学过的数学知识,把实际问题翻译成数学模型,又将数学模型的结果用浅显易懂的语言翻译出来,以此来培养学生的双向翻译能力。
3.4数学建模有利于培养学生获取文献资料信息的能力
在信息社会中,大量信息和知识以前所未有的速度传播和扩散,这就要求学生有良好的获取文献资料信息的能力,以便适应现代社会技术创新和知识更新的需要。数学建模问题有强烈的实际背景,涉及到不同的学科领域,问题错综复杂。这就促使学生围绕实际问题广泛查阅资料,获取自己有用的材料,从而提高了学生自觉使用资料的能力。
3.5数学建模有利于培养学生利用计算机及相应软件的能力
数学建模需要对复杂的实际问题和烦琐的数据进行处理。目前计算机和相应的各种软件包,不仅能够节省时间,得到直观形象的结果,有利于深入讨论,而且能够促使学生养成自觉应用最新科技成果的良好习惯。许多良好的计算机软件为求解模型或仿真模型提供了便利的平台。数学建模对培养学生使用计算机的能力是极其重要的。
3.6数学建模有利于锻炼学生的毅力、意志,还有利于培养学生的合作能力
数学建模活动能增强学生克服困难的信心、决心和勇气,同时还能培养学生的团结合作精神和交流、表达的能力;提高组织协调能力,培养其人文素质,丰富学生的知识结构。
此外,数学建模还可以发挥德育教育作用。数学建模问题中有的涉及政治、经济、人口社会等国情内容,还有的涉及一些爱国主义题材,这些给学生的成长提供了良好的素材,起到积极的教育作用。
知识应用素质的教育是全面素质教育中一个不可缺少的部分,数学建模问题有着丰富的社会信息、多视角的横向联系,多层次的能力要求,其多功能的教育价值早已是众所公认的事实,它已成为职业学校学生观察了解社会、认识评价社会的一个窗口。能够运用所学数学知识去解决一些专业上的实际问题,这对职业学校学生素质训练有着极重要的意义。由此说明数学建模是职业学校素质教育的必然要求。
关键词 数学建模 职业学校素质教育
随着改革开放的不断深入,市场经济已有较大的发展空间,国家需要培养一大批能适应社会,服务社会的应用型人才;他们能提出问题、分析问题、并能解决问题。这些问题包括社会问题、生产经营问题和日常生活问题等,这就给数学教学提供了一个有利的平台。目前,职业学校又面临一个这样的学习弱势群体一数学功底差,他们认为在职业学校只学一技之长,学数学是无用的。试想有这样想法的职业学校学生对数学的学习又怎能谈得上积极与主动呢?多数学生对数学学习不感兴趣,面对所学专业实际问题往往不知从何着手,不知把错综复杂的实际问题简化、抽象为合理的数学结构,并运用自己掌握的数学知识去分析求解,从而解决实际问题。所以在职业学校数学教学过程中应该培养学生的数学建模能力。
1 数学建模的定义、方法、过程步骤
1.1什么是数学建模?当人们面临对一个实际问题时,不是直接就现实材料本身寻找解决问题的办法,而是经过一番必要而且合理的假设和简化,恰当地运用数学语言、方法去近似地刻划实际问题得到一个数学结构(数学模型),通过数学上的结构揭示其实际问题中的含义,合理地返回到实际中去,这个过程就称为数学建模。
数学建模就是建立数学模型。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、简化能近似解决实际问题的一种强有力的数学手段。
1.2数学建模的方法
数学建模的方法很多,但从理论上讲,主要有以下两种方法:(1)机理建模方法(2)系统辩识建模方法。直接利用观察数据,根据一定的优良准则在模型中找出与数据拟合的最好模拟,这种方法在建立过程控制模型中是常用的。
1.3数学建模的过程步驟
1.3.1分析问题:了解问题的实际背景,掌握第一手资料。
1.3.2假设化简:根据问题的特征和目的,对问题进行化简,并用精确的数学语言来描述。
1.3.3建立模型:在假设的基础上利用适当的数学工具、数学知识、来刻划变量之间的数量关系,建立其相应的数学结构。
1.3.4求解并检验模型:对模型的求解,并将求解结果与实际情况比较,以此来验证模型的准确性。
1.3.5模型分析:如果模型与实际比较吻合,则要对计算的结果给出其实际含义,并进行解释。
事实上,从方法论角度看,数学建模是一种数学思考方法,是解决实际问题的一种强有力的数学工具。从具体教学角度看,数学建模是一种数学活动。
2 职业学校素质教育的含义
实施素质教育就是以提高国民素质为根本宗旨,以培养学生的创新精神和实践能力为重点,造就有理想、有道德、有文化、有纪律的德、智、体全面发展的人才。2000年发表的《中国教育绿皮书》将素质教育归为五个方面:面向全体学生;促进学生全面发展;重视学生创新精神与实践能力;发展学生主动精神,注重个性发展;着眼于学生终身可持续发展。因此,职业学校素质教育是一种教育理念实践,其核心是发扬学生的主动精神和注重学生的个性发展,培养学生的创新精神和实践能力。
3 数学建模在职业学校素质教育中所起的作用
随着数学教育界中“数学应用意识”教育的不断深入,提高数学应用性的教育迫在眉睫。数学应用性包括两个层次:一是数学的精神、思想和方法;二是数学建模。通过数学建模,使学生可以从熟悉的环境中引入数学问题,增加与生活、生产的联系,培养学生的数学应用意识,巩固学生的数学方法,培养学生的创新意识以及分析和解决实际问题的能力,这正是素质教育和数学教育相结合的目的。
根据数学建模的特点,在数学教学中渗透建模思想,开展建模活动,对职业学校的素质教育具有重要的意义。
3.1数学建模能够促进理论与实践相结合,有利于培养学生应用数学的意识和解决问题的能力
数学建模的过程,是实践一理论一实践的过程,是理论与实践的有机结合。强化数学建模的教学,不仅能使学生更好地掌握数学基础知识,学会数学的思想、方法、语言,也是为了学生树立正确的数学观,增强应用数学的意识,全面认识数学与科学、技术、社会的关系,提高分析问题和解决问题的能力。
3.2数学建模有利于培养学生的创新精神和创造能力
数学建模问题具有一定的开放性,没有一定的规矩可循,没有事先设定的标准答案或答案不是惟一的,具有较大的灵活性。因此需要突破传统的思维模式,面对复杂问题发挥学生的创新精神和创造力、想象力、洞察力以及解决问题的逻辑推理和量化分析能力,善于从实际问题提供的原形中抓住其数学本质,建立新颖的数学模型。
3.3数学建模有利于培养学生的双向翻译能力
数学建模它要求学生运用学过的数学知识,把实际问题翻译成数学模型,又将数学模型的结果用浅显易懂的语言翻译出来,以此来培养学生的双向翻译能力。
3.4数学建模有利于培养学生获取文献资料信息的能力
在信息社会中,大量信息和知识以前所未有的速度传播和扩散,这就要求学生有良好的获取文献资料信息的能力,以便适应现代社会技术创新和知识更新的需要。数学建模问题有强烈的实际背景,涉及到不同的学科领域,问题错综复杂。这就促使学生围绕实际问题广泛查阅资料,获取自己有用的材料,从而提高了学生自觉使用资料的能力。
3.5数学建模有利于培养学生利用计算机及相应软件的能力
数学建模需要对复杂的实际问题和烦琐的数据进行处理。目前计算机和相应的各种软件包,不仅能够节省时间,得到直观形象的结果,有利于深入讨论,而且能够促使学生养成自觉应用最新科技成果的良好习惯。许多良好的计算机软件为求解模型或仿真模型提供了便利的平台。数学建模对培养学生使用计算机的能力是极其重要的。
3.6数学建模有利于锻炼学生的毅力、意志,还有利于培养学生的合作能力
数学建模活动能增强学生克服困难的信心、决心和勇气,同时还能培养学生的团结合作精神和交流、表达的能力;提高组织协调能力,培养其人文素质,丰富学生的知识结构。
此外,数学建模还可以发挥德育教育作用。数学建模问题中有的涉及政治、经济、人口社会等国情内容,还有的涉及一些爱国主义题材,这些给学生的成长提供了良好的素材,起到积极的教育作用。
知识应用素质的教育是全面素质教育中一个不可缺少的部分,数学建模问题有着丰富的社会信息、多视角的横向联系,多层次的能力要求,其多功能的教育价值早已是众所公认的事实,它已成为职业学校学生观察了解社会、认识评价社会的一个窗口。能够运用所学数学知识去解决一些专业上的实际问题,这对职业学校学生素质训练有着极重要的意义。由此说明数学建模是职业学校素质教育的必然要求。