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数学建模思想下高等数学论文

实用文 时间:2021-08-31 手机版

  1、高等数学教学中数学建模思想应用的优势

  1.1有助于调动学生学习的兴趣

  在高等数学教学中,如果缺乏正确的认识与定位,就会致使学生学习动机不明确,学习积极性较低,在实际解题中,无法有效拓展思路,缺乏自主解决问题的能力。在高等数学教学中应用数学建模思想,可以让学生对高等数学进行重新的认识与定位,准确掌握有关概念、定理知识,并且将其应用在实际工作当中。与纯理论教学相较而言,在高等数学教学中应用数学建模思想,可以更好的调动学生学习的兴趣与积极性,让学生可以自主学习相关知识,进而提高课堂教学质量。

  1.2有助于提高学生的数学素质随着科学技术水平的不断提高,社会对人才的要求越来越高,大学生不仅要了解专业知识,还要具有分析、解决问题的能力,同时还要具备一定的组织管理能力、实际操作能力等,这样才可以更好的满足工作需求。高等数学具有严密的逻辑性、较强的抽象性,符合时代发展的需求,满足了社会发展对新型人才的需求。在高等数学教学中应用数学建模思想,不仅可以提高学生的数学素质,还可以增强学生的综合素质。同时,在高等数学教学中,应用数学建模思想,可以加强学生理论和实践的结合,通过数学模型的构建,可以培养学生的数学运用能力与实践能力,进而提高学生的综合素质。

  1.3有助于培养学生的创新能力

  和传统高等数学纯理论教学不同,数学建模思想在高等数学教学中应用的时候,更加重视实际问题的解决,通过数学模型的构建,解决实际问题,有助于培养学生的创新精神,在实际运用中提高学生的创新能力。数学建模活动需要学生参与实际问题的分析与解决,完成数学模型的求解。在实际教学中,学生具有充足的思考空间,为提高学生的创新意识奠定了坚实的基础,同时,充分发挥了学生的自身优势,挖掘了学生学习的潜能,有效解决了实际问题。在很大程度上提高了学生数学运用能力,培养了学生的创新意识,增强了学生的创新能力。

  2、高等数学教学中数学建模思想应用的原则

  在进行数学建模的时候,一定要保证实例简明易懂,结合日常生活的实际情况,创设相应的教学情境,激发学生学习的兴趣。从易懂的实际问题出发,由浅到深的展开教学内容,通过建模思想的渗透,让学生进行认真的思考,进而掌握一些学习的方法与手段。在实际教学中,不要强求统一,针对不同的专业、院校,展开因材施教,加强与教学研究的结合,不断发现问题,并且予以改进,达到预期的教学效果。教师需要编写一些可以融入的教学单元,为相关课程教学提供有效的数学建模素材,促进教师与学生的学习与研究,培养个人的教学风格。除此之外,在实际教学中,可以将教学重点放在大一的.第一学期,加强教师引导与教育,根据实际问题,重视微积分概念、思想、方法的学习,结合数学建模思想,让学生充分认识到高等数学的重要性,进而展开相关学习。

  3高等数学教学中融入数学建模思想的有效方法

  3.1转变教学观念

  在高等数学教学中应用数学建模思想,需要重视教学观念的转变,向学生传授数学模型思想,提高学生数学建模的意识。在有关概念、公式等理论教学中,教师不仅要对知识的来龙去脉进行讲解,还要让学生进行亲身体会,进而在体会中不断提高学习成绩。比如,37支球队进行淘汰赛,每轮比赛出场2支球队,胜利的一方进入下一轮,直到比赛结束。请问:在这一过程中,一共需要进行多少场比赛?一般的解题方法就是预留1支球队,其它球队进行淘汰赛,那么36/2+18/2+10/2+4/2+2/2+1=36。然而在实际教学中,教师可以转变一下教学思路,通过逆向思维的形式解答,即,每场比赛淘汰1支球队,那么就需要淘汰36支球队,进而比赛场次为36。通过这样的方式,让学生在练习过程中,加深对数学建模思想的认识,提高高等数学教学的有效性。

  3.2高等数学概念教学中的应用

  在高等数学概念教学中,相较于初高中数学概念,更加抽象,如导数、定积分等。在对这些概念展开学习的时候,学生一般都比较重视这些概念的来源与应用,希望可以在实际问题中找出这些概念的原型。实际上,在高等数学微积分概念中,其形成本身就具有一定的数学建模思想。为此,在导入数学概念的时候,借助数学建模思想,完成教学内容是非常可行的。每引出—个新概念,都应有—个刺激学生学习欲的实例,说明该内容的应用性。在高等数学概念教学中,通过实际问题情境的创设与导入,可以让学生了解概念形成的过程,进而运用抽象知识解决概念形成过程,引出数学概念,构建数学模型,加强对实际问题的解决。比如,在学习定积分概念的时候,可以设计以下教学过程:首先,提出问题。怎样求匀变速直线运动路程?怎样计算不规则图形的面积?等等。其次,分析问题。如果速度是不变的,那么路程=速度×时间。问题是这里的速度不是一个常数,为此,上述公式不能用。最后,解决问题。将时间段分成很多的小区间,在时间段分割足够小的情况下,因为速度变化为连续的,可以将各小区间的速度看成是匀速的,也就是说,将小区间内速度当成是常数,用这一小区间的时间乘以速度,就可以计算器路程,将所有小区间的路程加在一起,就是总路程,要想得到精确值,就要将时间段进行无限的细化。使每个小区间都趋于零,这样所有小区间路程之和就是所求路程。针对问题二而言,也可以将其转变成一个和式的极限。这两个问题都可以转变成和式极限,抛开实际问题,可以将和式极限值称之为函数在区间上的定积分,进而得出定积分的概念。解决问题的过程就是构建数学模型的过程,通过教学活动,将数学知识和实际问题进行联系,提高学生学习的兴趣与积极性,实现预期的教学效果。

  3.3高等数学应用问题教学中的应用

  对于教材中实际应用问题比较少的情况而言,可以在实际教学中挑选一些实际应用案例,构建数学模型予以示范。在应用问题教学中应用数学建模思想,可以将数学知识与实际问题进行结合,这样不仅可以提高数学知识的应用性,还可以提高学生的应用意识,并且在填补数学理论和应用的方面发挥了重要作用。对实际问题予以建模,可以从应用角度分析数学问题,强化数学知识的运用。比如,微元法作为高等数学中最为重要、最为基础的思想与方法,是高等数学普遍应用的重要手段,也是利用微积分解决实际问题,构建数学模型的重要保障。为此,在高等数学教学中,一定要将其贯穿教学活动的始终。在实际教学中,教师可以根据生命科学、经济学、物理学等实际案例,加深学生对有关知识历史的了解,提高学生对有关知识的理解,培养学生的数学建模意识。又比如,在讲解导数应用知识的时候,教师可以适当引入切线斜率、瞬时速度、边际成本等案例;在讲解极值问题的时候,可以适当引入征税、造价最低等案例。这样不仅可以激发学生学习的兴趣与积极性,还可以创设良好的教学氛围,对提高课堂教学效果有着十分重要的意义。

  4、高等数学教学中应用数学建模思想的注意事项

  4.1避免“题海战术”

  数学是一个系统学科,需要从头开始教学,为此,教师一定要注意循序渐进。首先,在教学过程中,教师可以从教材出发,对概念、定理等进行讲解,让学生进行掌握与运用,转变教学模式,让学生牢记教材知识。其次,慎重选择例题练习,避免题海战术,培养学生的数学建模思想,逐渐提高学生的数学素质。

  4.2强调学生的独立思考

  在以往高等数学教学中,均是采用“填鸭式”的教学模式,不管学生是否能够接受,一味的讲解教材知识,不重视学生数学建模思想的培养。目前,在教学过程中,教师一定要强调学生独立思考能力的培养,通过数学模型的构建,激发学生的求知欲与兴趣,明确学习目标,培养学生的数学思维,进而全面渗透数学建模思想,提高学生的数学素质。

  4.3注意恐惧心理的消除

  在高等数学教学中,注意消除学生学习的恐惧心理及反感,提高课堂教学效果。在实际教学过程中,培养学生勇于面对错误的品质,让学生认识到错误并不可怕,可怕地是无法改正错误,为此,一定要提高学生的抗打击能力,帮助学生树立学习的自信心,进而展开有效的学习。学习是一个需要不断巩固和加强的过程,在此过程中,必须加强教师的监督作用,让学生可以积极改正自身错误,并且不会在同一个问题上犯错误,提高学生总结与反思的能力,在学习过程中形成数学思想,进而不断提高自身的数学成绩。

  5、结语

  总而言之,高等数学课堂教学是培养学生数学品质的主要场所之一,通过高等数学教学和数学建模思想的结合,可以加深学生对高等数学知识的理解,进而可以提高学生对高等数学知识的运用能力。目前,在高等数学教学中,一定要重视数学建模思想的融入,改进教学模式,促使教学内容的全面展开,完成预期的教学任务,提高学生的数学水平。

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