近几年,各种数学建模比赛越来越多,促使数学建模思想的培养受到了较多关注,其有助于学生逻辑思维、解决实际问题能力的提升。高等数学是一门重要的基础课程,学生在学习课程基本知识的同时,需要数学思想的融入及数学素质的提高。在高等数学教学中,教师要不断探索适应时代要求的教学模式,激发学生学习内驱力,培养学生创新意识和创造力,提高人才培养质量。教无定法,不同学校,不同专业,教师要以学生为中心,在课堂教学中不断探索适宜的教学方法。
一、高等数学教学的现状分析
高等数学本身是一门基础课程,理论性强,这在一定程度上影响了学生的学习兴趣和学习热情。有些学生平时偏重于做大量的习题,而忽视对内容本身的深刻理解,对很多内容知其然不知其所以然,对知识囫囵吞枣地接受,掌握知识非常刻板,缺乏变通能力,在灵活运用所学知识解决问题的能力方面受到限制。
(一)高等数学教学方法不合理
如今,为了能够提升课堂互动效果,教师虽然改变了传统的“填鸭式”教学方式,为学生列举生活中的实例,还组织学生相互探讨与交流,可是大部分教师举的例子非常单一,与学生所学专业契合度不高。在这种情况下,学生学习兴趣自然无法提升,课堂互动效果也不理想。
(二)教学手段滞后
部分院校高等数学教学方法均有所创新,教师还将多媒体技术应用于高等数学课堂上,可是应用效果却不理想,教师讲课节奏较快,学生尚未掌握解题思路,教学就已经结束,导致学生今后遇到类似问题仍旧不知道如何处理。
二、基于数学建模的高等数学教学策略
(一)基于建模思想的数学定理学习
数学知识的精华主要体现在数学思想、数学方法等方面,而数学定理则是数学思想与数学方法的主要载体。为此,要想真正学好高等数学,数学定理的掌握也十分重要,而定理通常涉及定理的证明与应用。从某些方面而言,定理证明就是一个建模的过程,或者是说求解、应用推广的过程,通过对各个已知条件的整理、分析,找到证明思路和方式,最后得到结论的过程就是建模思想有效解决实际问题的过程,将证明的定理应用于其他理论或者实际问题中的过程则是建模思想应用与推广的过程。为此,在学习高等数学定理的时候,学生一定要准确意识到建模思想的价值,在定理证明、应用过程中发展自身逻辑推理思维,提高分析数学问题与解决数学问题的能力。
(二)将数学建模思想和方法融入高等数学教学
在教学过程中,经常有学生问:“学习高等数学除了以后专业课上要用,还有什么应用?”事实上,随着近代数学的不断发展,经济生活的各个领域中都渗透着高等数学的思维方法。在众多领域有着广泛应用的数学建模在近几十年得到了蓬勃发展,教师将数学建模的思想和方法恰当地融入高等数学的教学中,就很好地解释了数学理论的“有什么应用”的问题。数学建模是对经济生活中的实际问题,运用数学理论和方法,通过抽象、合理的假设建立能近似刻画实际问题的一种数学手段。利用数学知识理论解决问题并反馈到实践中进而解决实际问题,是将数学理论与实际生活联系起来的桥梁。从海洋到陆地,从高山植被到家庭生活,从宇宙到原子,无一不蕴含着数学模型与技术。将数学建模与高等数学教学相结合,不仅可以开阔、提高学生的数学应用思维,还可以使学生感受到数学在实际生活中处处存在,从而提高学生学习高等数学的兴趣,让学生喜欢上数学,进而提高学生分析和解决实际问题的能力,使学生在学习数学理论的同时,能够利用所学理论知识解决实际问题,尤其是在一些数学理论较明显的章节。比如,在学完连续函数的介值定理这部分内容时,教师可以向学生介绍日常生活中“椅子放稳”的数学模型:在合理的假设下,挪动几次就可以把放不稳的椅子放稳了?这个模型是日常生活中常见的而且在宿舍就可以验证的。教师在教学中可以循序渐进地启发学生怎么把这种现象转化成一个数学问题,并分析用什么数学工具解决,最后给出讲解,指明这个问题的解决要用到介值定理。事实上,高等数学还有很多理论和方法可以为数学建模提供原理,比如极值与条件极值、最小二乘法等,这些理论在优化模型中有着广泛应用,如饮料罐用料最省问题、商品销售预测等。数学模型和高等数学相结合的例子还有很多,教师选取典型的又相对简单的模型,将其用于高等数学教学中,一方面可以加深学生对数学理论知识的印象和理解,另一方面可以提高学生分析解决问题的能力。
(三)基于建模思想的高等数学教学考核
高等数学这门课程的考核方式依然以闭卷考试为主,这明显不利于学生的发展。新课程改革要求教师了解学生的实际情况,依照学生的个体差异展开多样化考核。同时,在考核过程中,教师还要结合学生的创新能力、思维能力等多方面指标,这样才能有效提高考核的有效性。为此,在高等数学教学课堂上,教师可以基于建模思想展开全新的考核,即先对学生基础知识的掌握情况进行考核,然后联系实际生活设计开放性试题,对学生的思维能力和建模思想应用情况进行考核,有效体现出建模思想在高等数学教学中的应用价值,从而促进学生全面发展。
三、结语
总而言之,数学建模思想可谓是联系数学学科与实际问题的桥梁和纽带,也是培养高素质创新人才的重要手段,将其有效应用于高等数学教学课堂上,能够在优化课程教学的同时,有效发展学生的数学思想,让学生学会以建模思想解决实际问题,从而真正提升高等数学教学实效。为此,在课程实践期间,教师一定要认识到建模思想的重要性,将其合理应用于高等数学课堂上,为学生全面发展提供良好保障。
参考文献:
[1]李丽勤.浅谈高等数学教学改革[J].数学学习与研究,2016(15).
[2]纪岗.浅谈高等数学教学改革及创新素质培养[J].吉林省教育学院学报(中旬),2019(2).