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關(guān)鍵詞:數(shù)學(xué)建模策略;教學(xué)原則;
作者簡介:李明振(1965-)男,河南延津縣人,副教授,主要從事數(shù)學(xué)建模的認(rèn)知與教學(xué)研究.
自20世紀(jì)70年代起,英、美等國的許多大學(xué)相繼開設(shè)了數(shù)學(xué)建模課程。迄今為止,我國絕大多數(shù)高校也已相繼將數(shù)學(xué)建模作為理科專業(yè)的必修課程之一。經(jīng)過多年的實(shí)踐探索,數(shù)學(xué)建模教學(xué)取得了一定成效,但效果并不盡人意[1-3]。究其重要原因之一在于,缺乏科學(xué)有效的數(shù)學(xué)建模教學(xué)理論指導(dǎo)。亟需深入開展數(shù)學(xué)建模課程的教學(xué)研究,建立科學(xué)有效的數(shù)學(xué)建模教學(xué)理論,以有效指導(dǎo)數(shù)學(xué)建模教學(xué)實(shí)踐。
所謂數(shù)學(xué)建模策略是指在數(shù)學(xué)建模過程中選擇解決方法、采取解決步驟的指導(dǎo)方針,是選擇、組合、改變或操作與當(dāng)前數(shù)學(xué)建模問題解決有關(guān)的事實(shí)、概念和原理的規(guī)則。它們在數(shù)學(xué)建模過程中發(fā)揮著重要作用,以有效的數(shù)學(xué)建模策略為指導(dǎo),將有助于減少數(shù)學(xué)建模過程中試誤的任意性和盲目性,節(jié)約數(shù)學(xué)建模所需時(shí)間,提高數(shù)學(xué)建模的效率和成功概率。數(shù)學(xué)建模策略一旦被學(xué)生真正理解、熟練掌握、自覺運(yùn)用和廣泛遷移,即轉(zhuǎn)化為思維能力。研究表明,優(yōu)秀學(xué)生與一般學(xué)生在數(shù)學(xué)建模的表征策略、假設(shè)策略、模型構(gòu)建策略、調(diào)整策略等方面均存在差異。優(yōu)秀學(xué)生在數(shù)學(xué)建模策略的掌握與運(yùn)用方面具有較高水平,而一般學(xué)生的數(shù)學(xué)建模策略運(yùn)用水平較低[4]。數(shù)學(xué)建模策略差異是優(yōu)生與一般生數(shù)學(xué)建模水平差異的主要原因。掌握一些有效的數(shù)學(xué)建模策略,既是數(shù)學(xué)建模教學(xué)的重要目標(biāo),也是提升學(xué)生數(shù)學(xué)建模能力的重要步驟,實(shí)施數(shù)學(xué)建模策略的教學(xué)能有效培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)建模能力,應(yīng)將數(shù)學(xué)建模策略的教學(xué)放在重要位置。開展數(shù)學(xué)建模策略的教學(xué)研究,不僅能拓展和豐富數(shù)學(xué)建模教學(xué)理論,而且對數(shù)學(xué)建模教學(xué)實(shí)踐具有重要指導(dǎo)意義。然而,迄今未見關(guān)于數(shù)學(xué)建模策略教學(xué)問題的研究。鑒于此,基于數(shù)學(xué)建模的認(rèn)知與教學(xué)研究[5-7]和多年從事高校數(shù)學(xué)建模教學(xué)的實(shí)踐,筆者認(rèn)為,數(shù)學(xué)建模策略的教學(xué)應(yīng)遵循如下四個(gè)原則。
一、基于數(shù)學(xué)建模案例
策略性的知識(shí)是具有抽象性、概括性的知識(shí),這種知識(shí)的學(xué)習(xí)必須和具體的經(jīng)驗(yàn)結(jié)合起來,才能真正領(lǐng)悟與掌握。否則,只會(huì)是死記策略性知識(shí)的字詞,而難以真正理解與熟練運(yùn)用。因此,數(shù)學(xué)建模策略的教學(xué)應(yīng)基于對數(shù)學(xué)建模案例的解析與探索,使學(xué)生在多種新的現(xiàn)實(shí)問題情境中“練習(xí)”利用所要習(xí)得的數(shù)學(xué)建模策略,實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)建模策略的經(jīng)驗(yàn)化。為此,在數(shù)學(xué)建模教學(xué)中,一方面,針對每種數(shù)學(xué)建模策略的案例練習(xí)均應(yīng)涵蓋豐富的現(xiàn)實(shí)問題,應(yīng)在多個(gè)現(xiàn)實(shí)問題的應(yīng)用中向?qū)W生揭示數(shù)學(xué)建模策略的不同方面。由于不同的問題蘊(yùn)涵不同的情境,運(yùn)用同一數(shù)學(xué)建模策略的不同問題,會(huì)反映出數(shù)學(xué)建模策略的不同側(cè)面與特性。因此,對某種數(shù)學(xué)建模策略應(yīng)擬定多個(gè)可運(yùn)用的不同情境的現(xiàn)實(shí)問題案例,從而為該數(shù)學(xué)建模策略提供豐富的情境支持;另一方面,應(yīng)注重審視與解析每個(gè)現(xiàn)實(shí)問題的解決過程所涉及的多種數(shù)學(xué)建模策略,通過對同一現(xiàn)實(shí)問題的多種數(shù)學(xué)建模策略運(yùn)用的審視與解析,厘清各種數(shù)學(xué)建模策略之間的關(guān)系。一個(gè)數(shù)學(xué)建模問題案例實(shí)質(zhì)上意味著多種數(shù)學(xué)建模策略在此特定的情境中發(fā)生特定的聯(lián)系,解析一個(gè)數(shù)學(xué)建模問題的過程就是將多種數(shù)學(xué)建模策略遷移至此情境的過程,關(guān)注每個(gè)現(xiàn)實(shí)問題所包含的多種數(shù)學(xué)建模策略的應(yīng)用,有助于理解和掌握多種數(shù)學(xué)建模策略在解決同一情境問題時(shí)的有效協(xié)同。實(shí)施同一數(shù)學(xué)建模策略的多個(gè)現(xiàn)實(shí)問題建模案例應(yīng)用和同一現(xiàn)實(shí)問題建模案例的多種數(shù)學(xué)建模策略分析相交叉的教學(xué),能夠有效加強(qiáng)記憶的語言表征與情節(jié)表征之間的聯(lián)系,不僅可使學(xué)生形成對數(shù)學(xué)建模策略的多維度理解,將數(shù)學(xué)建模策略與具體應(yīng)用情境緊密聯(lián)系起來,形成背景性經(jīng)驗(yàn),而且有利于針對現(xiàn)實(shí)問題情境構(gòu)建用于引導(dǎo)解決現(xiàn)實(shí)問題的數(shù)學(xué)建模策略的應(yīng)用模式。將抽象的數(shù)學(xué)建模策略與鮮活的現(xiàn)實(shí)問題情境相聯(lián)系,加強(qiáng)了理性與感性認(rèn)知的有機(jī)聯(lián)系,有助于促進(jìn)數(shù)學(xué)建模策略學(xué)習(xí)的條件化。即知曉數(shù)學(xué)建模策略在何種條件下使用,一旦遇到適合的條件就能自覺使用,從而有助于增強(qiáng)數(shù)學(xué)建模策略的靈活運(yùn)用和廣泛遷移。
二、寓于數(shù)學(xué)建模方法
所謂數(shù)學(xué)建模方法是指為解決現(xiàn)實(shí)問題而構(gòu)造刻劃現(xiàn)實(shí)問題這一客觀原型的數(shù)學(xué)模型的方法。數(shù)學(xué)建模方法在數(shù)學(xué)建模中具有重要作用。數(shù)學(xué)建模策略與數(shù)學(xué)建模方法之間存在密切的關(guān)系。一方面,數(shù)學(xué)建模方法從層次上低于數(shù)學(xué)建模策略,是數(shù)學(xué)建模策略對數(shù)學(xué)建模過程發(fā)生作用的媒介和作用點(diǎn),離開數(shù)學(xué)建模方法,數(shù)學(xué)建模策略將難以發(fā)揮作用;另一方面,數(shù)學(xué)建模策略是對數(shù)學(xué)建模問題解決途徑的概括性認(rèn)識(shí)和通用性思考方法,是數(shù)學(xué)建模方法對數(shù)學(xué)建模過程發(fā)生作用的指導(dǎo)性方針,引導(dǎo)主體在何時(shí)何種情況下如何運(yùn)用數(shù)學(xué)建模方法。如果缺乏數(shù)學(xué)建模策略的有效指導(dǎo),數(shù)學(xué)建模方法的運(yùn)用就會(huì)陷于盲目,勢必導(dǎo)致無從下手或誤入歧途。數(shù)學(xué)建模教學(xué)中,如果僅關(guān)注于數(shù)學(xué)建模方法而忽視數(shù)學(xué)建模策略,那么,所習(xí)得的數(shù)學(xué)建模方法就很難遷移運(yùn)用于新的數(shù)學(xué)建模問題情境;如果僅關(guān)注數(shù)學(xué)建模策略而忽視數(shù)學(xué)建模方法,那么所獲得的數(shù)學(xué)建模策略難免限于表面化和形式化,從而難以發(fā)揮其對數(shù)學(xué)建模方法和數(shù)學(xué)建模過程的指導(dǎo)作用。因此,在數(shù)學(xué)建模策略教學(xué)中,應(yīng)寓數(shù)學(xué)建模策略于數(shù)學(xué)建模方法教學(xué)之中,應(yīng)有意識(shí)加強(qiáng)數(shù)學(xué)建模策略與數(shù)學(xué)建模方法之間的聯(lián)系。為此,應(yīng)基于具體的數(shù)學(xué)建模案例,盡力挖掘所用數(shù)學(xué)建模策略與所用數(shù)學(xué)建模方法之間的內(nèi)在聯(lián)系與對應(yīng)規(guī)律。一種數(shù)學(xué)建模策略可能會(huì)對應(yīng)多種數(shù)學(xué)建模方法,同樣,一種數(shù)學(xué)建模方法也可能對應(yīng)多種數(shù)學(xué)建模策略。應(yīng)在數(shù)學(xué)建模策略與其所對應(yīng)的數(shù)學(xué)建模方法之間對可能的匹配關(guān)系進(jìn)行審視與解析,以揭示所運(yùn)用的數(shù)學(xué)建模策略之間、數(shù)學(xué)建模方法之間以及二者之間的內(nèi)在協(xié)同規(guī)律。
三、揭示一般思維策略
一般思維策略是指適用于任何問題解決活動(dòng)的思維策略。它包括:(1)解題時(shí),先準(zhǔn)確理解題意,而非匆忙解答;(2)從整體上把握題意,理清復(fù)雜關(guān)系,挖掘蘊(yùn)涵的深層關(guān)系,把握問題的深層結(jié)構(gòu);(3)在理解問題整體意義的基礎(chǔ)上判斷解題的思路方向;(4)充分利用已知條件信息;(5)注意運(yùn)用雙向推理;(6)克服思維定勢,進(jìn)行擴(kuò)散性思維;(7)解題后總結(jié)解題思路,舉一反三等等。此外,模式識(shí)別、媒介過渡、進(jìn)退互用、正反相輔、分合并用、動(dòng)靜轉(zhuǎn)換等也屬于一般思維策略范疇。通過深度訪談發(fā)現(xiàn),相當(dāng)一部分學(xué)生希望老師在數(shù)學(xué)建模教學(xué)時(shí)教給他們一些一般思維策略,但數(shù)學(xué)建模教學(xué)實(shí)踐中,往往忽視一般思維策略的教學(xué)。一般思維策略在層次上高于數(shù)學(xué)建模策略,在數(shù)學(xué)建模過程中,它通過數(shù)學(xué)建模策略影響數(shù)學(xué)建模思維活動(dòng)過程。而數(shù)學(xué)建模策略是溝通一般思維策略與數(shù)學(xué)建模過程的紐帶與橋梁,受一般思維策略的指導(dǎo),是一般思維策略指導(dǎo)數(shù)學(xué)建模過程的作用點(diǎn)。離開一般思維策略的指導(dǎo),數(shù)學(xué)建模策略的作用將受到很大限制。因此,在數(shù)學(xué)建模策略教學(xué)過程中,應(yīng)向?qū)W生明確揭示數(shù)學(xué)建模活動(dòng)過程所蘊(yùn)含和所運(yùn)用的一般思維策略,并鼓勵(lì)學(xué)生在數(shù)學(xué)建模實(shí)踐活動(dòng)中有意識(shí)地使用,使學(xué)生充分領(lǐng)悟一般思維策略對數(shù)學(xué)建模策略運(yùn)用的重要指導(dǎo)作用,增強(qiáng)數(shù)學(xué)建模策略運(yùn)用的靈活性,實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)建模策略的遷移,提升數(shù)學(xué)建模能力。
一、創(chuàng)設(shè)問題情境,誘發(fā)學(xué)生的建模熱情
問題是思維的起點(diǎn),良好的問題情境,往往有助于調(diào)動(dòng)學(xué)生的探究欲和好奇心,引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突,燃起學(xué)生對知識(shí)追求的熱情,使其以飽滿的激情快速投入到教學(xué)活動(dòng)中. 因此,在初中生數(shù)學(xué)建模能力的培養(yǎng)過程中,教師要注意創(chuàng)設(shè)良好的問題情境,從學(xué)生感興趣的數(shù)學(xué)模型或?qū)W生的生活經(jīng)驗(yàn)和已有的知識(shí)背景出發(fā),精心設(shè)計(jì)難易適中、趣味新穎、富有啟發(fā)價(jià)值、探究意義的數(shù)學(xué)建模問題,引導(dǎo)學(xué)生思考探究,觸發(fā)學(xué)生的數(shù)學(xué)思維欲望,誘發(fā)學(xué)生的建模熱情.
二、豐富生活背景,培養(yǎng)學(xué)生建模意識(shí)
數(shù)學(xué)建模問題不是單純的數(shù)學(xué)問題,它是從生活實(shí)際原型或背景出發(fā),涉及多方面的生活知識(shí). 在教學(xué)過程中,教師要鼓勵(lì)學(xué)生多接觸社會(huì)實(shí)際,積累豐富自己的生活閱歷,為正確建立數(shù)學(xué)模型奠定良好的基礎(chǔ). 同時(shí),在數(shù)學(xué)建模教學(xué)過程中,教師要盡可能地從學(xué)生的生活實(shí)際出發(fā),結(jié)合教學(xué)內(nèi)容,通過設(shè)置與學(xué)生息息相關(guān)的生活背景,捕捉社會(huì)熱點(diǎn)問題,或根據(jù)學(xué)生已有知識(shí)水平改編例題背景,引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用歸納、分析、推理、概括、驗(yàn)證等一系列的思維方法,建立數(shù)學(xué)模型,解決數(shù)學(xué)建模問題,培養(yǎng)學(xué)生的建模意識(shí),發(fā)展學(xué)生的思維能力.
例如,在解一次函數(shù)y = 5x + 10時(shí),教師可以通過設(shè)置不同的生活背景,引導(dǎo)自主探究,合作交流,培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)建模意識(shí),實(shí)現(xiàn)知識(shí)的構(gòu)建. 生活背景1: 公園里有一個(gè)長為5m,寬為2m 的長方形花壇. 現(xiàn)把花壇加寬xm,以擴(kuò)大花壇面積,則花壇面積y 與x 的函數(shù)關(guān)系為y = 5x + 10. 生活背景2: 彈簧原長10cm,每掛1kg 的物體彈簧伸長5cm,則彈簧長度y( cm) 與掛物重xkg 的函數(shù)關(guān)系為y = 5x + 10. 生活背景3: 某城市出租車起步價(jià)為10 元,超過規(guī)定的公里數(shù)外,每公里再加5 元,則出租車費(fèi)用y 與超出規(guī)定公里數(shù)x的函數(shù)關(guān)系為y = 5x + 10.
三、注重多向思維,拓寬學(xué)生建模思路
受某些固定模式和學(xué)習(xí)方法的影響,學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中往往容易形成單向思維的狀態(tài),并形成一定的思維定勢,從而影響學(xué)生思維的靈活性和全面性. 數(shù)學(xué)建模問題有著一定的假設(shè)條件和所要達(dá)到的目標(biāo),數(shù)學(xué)建模需要將假設(shè)條件與目標(biāo)巧妙地聯(lián)系起來,這種聯(lián)系并不是固定唯一的,而是綜合多向的. 因此,在初中生數(shù)學(xué)建模能力的培養(yǎng)過程中,教師要注意學(xué)生多向思維的培養(yǎng),克服思維定勢的束縛,引導(dǎo)學(xué)生多角度、多方位地構(gòu)建數(shù)學(xué)模型,拓寬學(xué)生的數(shù)學(xué)建模思路,提高學(xué)生思維的靈活性、深刻性以及廣闊性.
池塘AB例如,在講三角形后,筆者設(shè)計(jì)以下問題: 如圖1,有一個(gè)池塘,要測量池塘的兩端A、B 間的距離,直接測量有障礙,用什么方法可以測出A、B 的距離.建模1: 構(gòu)造三角形及其中位線,利用中位線的性質(zhì)求出AB.建模2: 構(gòu)造兩個(gè)三角形,利用全等或相似性質(zhì)來求出AB.建模3: 構(gòu)造等腰三角形或等邊三角形,求出AB.建模4: 構(gòu)造直角三角形,運(yùn)用勾股定理解決問題,求出AB.
四、重視模型歸類,增強(qiáng)學(xué)生建模能力
【關(guān)鍵詞】高校;數(shù)學(xué)建模方法;教學(xué)策略;研究
數(shù)學(xué)建模是高校常見的一門課程,在新課改后,也漸漸引入中學(xué)的數(shù)學(xué)教學(xué)當(dāng)中.數(shù)學(xué)建模課程的開設(shè)在我國有一定的歷史,也逐漸形成了自己的一套教學(xué)研究模式.但是由于對有效的教學(xué)策略研究不夠深入,缺乏科學(xué)的理論指導(dǎo),所以高校的數(shù)學(xué)建模方法教學(xué)往往拘泥于理論,沒有達(dá)到應(yīng)用的效果,不利于提高大學(xué)生的應(yīng)用能力.因此,在高校開展數(shù)學(xué)建模方法教學(xué)策略的研究,對高校數(shù)學(xué)建模的教學(xué)和學(xué)生能力的培養(yǎng)具有重要的指導(dǎo)意義,也是推動(dòng)學(xué)科作用于社會(huì)發(fā)展的一個(gè)力量,應(yīng)該成為高校教學(xué)的一個(gè)研究重點(diǎn).
一、數(shù)學(xué)建模及其方法的概述
數(shù)學(xué)建模是數(shù)學(xué)學(xué)科的一個(gè)分支,具體指的是利用數(shù)學(xué)計(jì)算的方法對生活中的實(shí)際問題進(jìn)行前提假設(shè)、過程分析、建立模型并計(jì)算得出結(jié)論的解決問題過程.數(shù)學(xué)建模是數(shù)學(xué)應(yīng)用于實(shí)際生活的一個(gè)表現(xiàn),是聯(lián)系數(shù)學(xué)學(xué)科和生活實(shí)際的一個(gè)橋梁.數(shù)學(xué)建模的方法很多,分類方式也多種多樣.常用的數(shù)學(xué)建模方法有:類比法、差分法、回歸分析法等等,每一種方法都有對應(yīng)解決的模型類型,在解決實(shí)際問題時(shí),要根據(jù)問題的不同背景選擇適合的解決方法.
二、數(shù)學(xué)建模方法在高校教學(xué)中的重要性
由于數(shù)學(xué)建模是一門聯(lián)系數(shù)學(xué)與生活實(shí)際的學(xué)科,因此,對于高等教育而言,數(shù)學(xué)建模教學(xué)的重要性是不言而喻的.在初等教育中,我們接觸的數(shù)學(xué)在生活中的應(yīng)用并不明顯,即使有相關(guān)的應(yīng)用,也是一些淺顯、簡單的應(yīng)用,不能凸顯出數(shù)學(xué)對人類社會(huì)發(fā)展的重要性.新課改以后,中學(xué)的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)也引入了數(shù)學(xué)建模的相關(guān)學(xué)習(xí),但是這部分的學(xué)習(xí)還是停留在較為簡單的一些模型中,對數(shù)學(xué)建模的了解不夠透徹.在高等教育階段開展數(shù)學(xué)建模方法的學(xué)習(xí)是深化數(shù)學(xué)學(xué)科學(xué)習(xí)的重要手段,通過建模方法的學(xué)習(xí),學(xué)生可以在感知數(shù)學(xué)作用于生活和社會(huì)發(fā)展的同時(shí)掌握數(shù)學(xué)的具體方法,這有利于學(xué)習(xí)其他的數(shù)學(xué)學(xué)科知識(shí).
三、高校數(shù)學(xué)建模方法教學(xué)的現(xiàn)狀
(一)教師缺乏應(yīng)用經(jīng)驗(yàn),課堂過于理論化
開設(shè)數(shù)學(xué)建模課程在高校當(dāng)中已經(jīng)屬于普遍的現(xiàn)象,尤其是在“高教社杯”全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽逐漸普遍化的情況下,許多高校都將數(shù)學(xué)建模列為必修課程.但是,在實(shí)際的高校數(shù)學(xué)建模方法教學(xué)中,學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)來解決實(shí)際問題的能力并沒有明顯的提高,其中教師缺乏應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)是一個(gè)很大的原因.數(shù)學(xué)建模方法教學(xué)是教學(xué)生用數(shù)學(xué)建模方法去解決實(shí)際問題,是應(yīng)用性的教學(xué),要求以學(xué)生作為課堂的主體,讓學(xué)生能主動(dòng)性地開展創(chuàng)造性、研究性的學(xué)習(xí).有些高校負(fù)責(zé)教授數(shù)學(xué)建模方法的教師本身的應(yīng)用知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)就有所欠缺,使得在教學(xué)的過程中課堂過于理論化,條條框框的步驟和方法讓學(xué)生對學(xué)習(xí)失去了興趣,難以將方法真正牢記于心并應(yīng)用起來.
(二)忽略了教學(xué)策略的個(gè)性化選擇
數(shù)學(xué)建模的方法很多,每一種方法都有不同的適用背景和對應(yīng)的能解決的問題模型,因此,對于不同的數(shù)學(xué)建模方法,采用的教學(xué)策略也應(yīng)該有所區(qū)別.簡而言之,因材施教的材不僅僅局限于教學(xué)的對象,也應(yīng)該考慮到教學(xué)的原材料.例如,在數(shù)學(xué)建模方法中,聚類分析對于集散類型的模型是比較有利的,排隊(duì)論對于研究排隊(duì)或者類排隊(duì)問題就是一個(gè)有力的工具.有的教師在教學(xué)中沒有意識(shí)到這一點(diǎn),對于不同的數(shù)學(xué)建模方法,習(xí)慣性地采用基本方法步驟講解加對應(yīng)模型練習(xí)的方式,使得學(xué)生不能很好地掌握每一個(gè)方法的特點(diǎn),對于方法和模型之間的聯(lián)系性沒有很好地摸透,達(dá)不到真正應(yīng)用的目的,從而不利于數(shù)學(xué)思維的培養(yǎng)和良好解決問題習(xí)慣的養(yǎng)成.
四、高校數(shù)學(xué)建模方法的教學(xué)策略研究
(一)注重?cái)?shù)學(xué)建模方法的多重聯(lián)合
多重聯(lián)合的教學(xué)策略就是要求對數(shù)學(xué)建模方法進(jìn)行有機(jī)組成,使其能在解決問題中發(fā)揮最大的作用.要做到方法的聯(lián)合,就要求學(xué)生對每一種數(shù)學(xué)建模方法的含義、特點(diǎn)、步驟、作用了如指掌,這樣才能更好地完成方法之間的選擇、搭配.因此,加強(qiáng)基本方法的學(xué)習(xí)是多重聯(lián)合教學(xué)策略的基礎(chǔ).其次,教師在教學(xué)的過程中要掌握不同數(shù)學(xué)建模方法之間的聯(lián)系性和統(tǒng)攝性,教會(huì)學(xué)生在具體的問題情境中懂得用不同的方法進(jìn)行組合和聯(lián)合,更好地來解決問題.數(shù)學(xué)建模方法的多重聯(lián)合其實(shí)是對數(shù)學(xué)知識(shí)本身的一個(gè)高層次應(yīng)用,因?yàn)橹挥袑Ψ椒巳缰刚?,才能更好地進(jìn)行聯(lián)合運(yùn)用.
(二)注重?cái)?shù)學(xué)建模方法的階級(jí)遞進(jìn)
數(shù)學(xué)建模方法教學(xué)是對數(shù)學(xué)的應(yīng)用學(xué)習(xí)的一個(gè)工具,但是不同的學(xué)生的接受能力、基礎(chǔ)知識(shí)水平、智力水平都是有差異的,因此數(shù)學(xué)建模方法教學(xué)要遵循階級(jí)遞進(jìn)的原則,因材施教,由簡到難.對于剛接觸數(shù)學(xué)建模學(xué)習(xí)的學(xué)生來說,在建模方法的教學(xué)上要以學(xué)生對建模的意義、過程、步驟的掌握為主,后續(xù)再引進(jìn)對方法的深刻領(lǐng)悟和意義分析,這樣才能讓學(xué)生真正掌握數(shù)學(xué)建模的方法,明白建模教學(xué)的意義.如果在教學(xué)的環(huán)節(jié)打破了學(xué)生認(rèn)知能力梯隊(duì),就會(huì)造成學(xué)習(xí)效果下降,打擊學(xué)生學(xué)習(xí)的自信心,甚至使得學(xué)生對學(xué)習(xí)失去興趣,產(chǎn)生抵觸情緒.
(三)注重?cái)?shù)學(xué)建模方法的交叉設(shè)計(jì)
數(shù)學(xué)建模方法的教學(xué)還要注意與現(xiàn)實(shí)情境的交叉,數(shù)學(xué)建模方法本來就是用于解決生活中的實(shí)際問題的,因此,離開了生活實(shí)際的建模方法教學(xué)就會(huì)是紙上談兵.在具體的教學(xué)過程中,教師要注重方法和情境的交叉融合,通過創(chuàng)設(shè)具體的問題情境讓學(xué)生感受到方法的特點(diǎn)和適用情形.以2014年全國高教社杯大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽B題為例,這道題目是數(shù)學(xué)作用于生活的一個(gè)直接體現(xiàn),與學(xué)生的生活實(shí)際也比較貼切.這個(gè)問題情境要求學(xué)生通過數(shù)學(xué)建模的方法對被碎紙機(jī)碎掉之后的紙片進(jìn)行還原.這個(gè)問題情境放在當(dāng)下,可以與人民幣拼接復(fù)原的新聞相結(jié)合,讓學(xué)生在學(xué)習(xí)灰度矩陣建模方法的時(shí)候更有興趣和親身體驗(yàn).
(四)注重開展應(yīng)用性教學(xué)
學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)建模方法的最K目的就是能夠使得學(xué)習(xí)的數(shù)學(xué)知識(shí)能夠有所依、有所用,因此數(shù)學(xué)建模方法教學(xué)的最終歸途應(yīng)該放置于應(yīng)用型教學(xué)當(dāng)中.應(yīng)用性教學(xué)的開展方式是豐富多樣的,除了課堂上實(shí)際問題模型的演練之外,還可以通過全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽來作為學(xué)習(xí)、感受的平臺(tái).大多數(shù)高校都會(huì)要求學(xué)生在寒暑假開展相關(guān)的社會(huì)實(shí)踐調(diào)研,這也可以作為開展應(yīng)用性教學(xué)的平臺(tái).教師可以指導(dǎo)學(xué)生將調(diào)研的問題通過數(shù)學(xué)建模方法來進(jìn)行分析和調(diào)研,形成結(jié)果,做到一舉兩得,讓學(xué)生真切感受數(shù)學(xué)建模方法的應(yīng)用.某高校的學(xué)生在暑期對兩個(gè)校區(qū)之間的校車設(shè)置進(jìn)行了調(diào)查,通過數(shù)學(xué)建模的方法得出了一個(gè)最佳的設(shè)置模型,一方面為學(xué)校的辦學(xué)提供了參考,另一方面也完成了社會(huì)實(shí)踐的任務(wù).數(shù)學(xué)建模方法的教學(xué)如果無法做到與應(yīng)用性教學(xué)相結(jié)合,那么就無法達(dá)到教學(xué)的根本目的,對于學(xué)生自身的成長和能力的培養(yǎng)來說也是不利的.
能有效地使用數(shù)學(xué)建模方法建立數(shù)學(xué)模型并處理生活中的現(xiàn)實(shí)問題是凸顯數(shù)學(xué)應(yīng)用于實(shí)際、服務(wù)于社會(huì)的重要途徑,也是當(dāng)代大學(xué)生順應(yīng)社會(huì)發(fā)展需求應(yīng)當(dāng)具有的能力.數(shù)學(xué)建模方法的學(xué)習(xí)是培養(yǎng)學(xué)生良好地分析、解決問題能力的重要課程,有助于讓學(xué)生真正將數(shù)學(xué)與生活實(shí)際相聯(lián)系,同時(shí)也能為其他數(shù)學(xué)學(xué)科的學(xué)習(xí)打下方法基礎(chǔ).因此,開展高校數(shù)學(xué)建模方法的教學(xué)策略研究無論是對學(xué)生的發(fā)展來說,還是對社會(huì)的發(fā)展來說都是具有十分重要的意義的.在未來,還需要在數(shù)學(xué)建模方法教學(xué)策略研究的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步把握學(xué)科的特點(diǎn),從學(xué)生的學(xué)情和課程建設(shè)的目標(biāo)著手,對教學(xué)策略進(jìn)行調(diào)整和完善,提高高校數(shù)學(xué)建模的教學(xué)成效.
【參考文獻(xiàn)】
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關(guān)鍵詞:高職院校 數(shù)學(xué)建模活動(dòng) 策略
中圖分類號(hào):O2421文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1009-5349(2016)23-0173-01
一、現(xiàn)階段高職院校數(shù)學(xué)教育教學(xué)現(xiàn)狀
目前,高職院校數(shù)學(xué)專業(yè)課程基本上以數(shù)學(xué)理論為主,缺乏實(shí)踐應(yīng)用,專業(yè)聯(lián)系不緊密,學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不濃厚,不利于學(xué)生探索數(shù)學(xué)實(shí)踐應(yīng)用思維的發(fā)展。現(xiàn)階段,很多高職院校為了增加專業(yè)課課時(shí)將公共課尤其是數(shù)學(xué)課課時(shí)一味地縮減;在實(shí)際數(shù)學(xué)教學(xué)中,老師更多的是灌輸理論知識(shí),頂多就是通過實(shí)例導(dǎo)入概念,在數(shù)學(xué)內(nèi)容系統(tǒng)與完整性得到維持的基礎(chǔ)上增加一定數(shù)量的應(yīng)用題,在課程考核中,也只是用簡單數(shù)學(xué)建模滲透,學(xué)生并沒有掌握如何在實(shí)際生活中將建模與專業(yè)結(jié)合起來。因此,在高職院校數(shù)學(xué)教育活動(dòng)中,幫助學(xué)生將數(shù)學(xué)理論應(yīng)用到實(shí)踐與生活中,已成為素質(zhì)教育發(fā)展必須重視的問題。
二、高職院校實(shí)施數(shù)學(xué)建?;顒?dòng)意義
(一)有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新與實(shí)踐能力
為了滿足企業(yè)對人才的需求,高職院校加強(qiáng)培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)實(shí)踐應(yīng)用能力,而數(shù)學(xué)建模則是有效發(fā)揮并實(shí)現(xiàn)應(yīng)用數(shù)學(xué)的重要途徑。建模求解與信息技術(shù)密不可分,在求解過程中,學(xué)生學(xué)會(huì)了操作計(jì)算機(jī)及數(shù)學(xué)軟件,還鍛煉了思維與動(dòng)手能力。數(shù)學(xué)建模問題源于生活,結(jié)合實(shí)際求解,并將結(jié)果應(yīng)用與實(shí)際,學(xué)生參與建?;顒?dòng)可以做到理論聯(lián)系時(shí)間、豐富了知識(shí)、學(xué)以致用、增強(qiáng)了應(yīng)用意識(shí),同時(shí)還提升了自身實(shí)踐能力。
(二)有利于促進(jìn)高職院校數(shù)學(xué)改革
隨著高職院校數(shù)學(xué)建模的逐步課程化,傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)教學(xué)模式逐漸被打破,以學(xué)生為主體,通過問題,培養(yǎng)學(xué)生能力的數(shù)學(xué)教學(xué)模式應(yīng)運(yùn)而生,注入轉(zhuǎn)為引導(dǎo),被動(dòng)為主動(dòng),灌輸轉(zhuǎn)為交流互動(dòng),不斷增強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,還可以提高學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力,高職數(shù)學(xué)專業(yè)的素質(zhì)教育與服務(wù)功能得到充分發(fā)揮。
(三)有利于提高學(xué)生的綜合素養(yǎng)
高職院校人才培養(yǎng)目標(biāo)是應(yīng)用于社會(huì)并為社會(huì)服務(wù),這就要求高職院校必須培養(yǎng)高數(shù)學(xué)素養(yǎng)能力的人才。數(shù)學(xué)建?;顒?dòng)必須有一定的綜合性,建?;顒?dòng)源于生活,因此要鼓勵(lì)學(xué)生善于發(fā)現(xiàn)事物間的本質(zhì)聯(lián)系,全方面、多角度地思考問題,具有創(chuàng)造性思維、知識(shí)整合及計(jì)算機(jī)操作等能力。因此,學(xué)生在參與數(shù)學(xué)建?;顒?dòng)的同時(shí),還提高了自身數(shù)學(xué)素養(yǎng),培養(yǎng)了綜合應(yīng)用知識(shí)的能力。
三、高職院校開展數(shù)學(xué)建模策略
(一)培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)建模素養(yǎng)
高職院校在實(shí)際數(shù)學(xué)教育活動(dòng)中,通過數(shù)學(xué)建模,培養(yǎng)學(xué)生的建模素養(yǎng);通過競賽與培訓(xùn)等活動(dòng),學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)建模的能力得到提升;在課外通過實(shí)踐,增強(qiáng)了數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣與創(chuàng)新實(shí)踐能力。以某職業(yè)技術(shù)學(xué)院為例,通過以下途徑實(shí)現(xiàn)本校順利開展數(shù)學(xué)建?;顒?dòng):在全校范圍內(nèi),設(shè)置與數(shù)學(xué)建模及實(shí)驗(yàn)相關(guān)的選修課,普及推廣數(shù)學(xué)建模;邀請校內(nèi)外專業(yè)數(shù)學(xué)建模老師舉辦知識(shí)講座,加強(qiáng)數(shù)學(xué)建模活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)交流與分享,以此提高本校數(shù)學(xué)建模隊(duì)伍老師綜合素質(zhì);規(guī)范化管理本校數(shù)學(xué)建模協(xié)會(huì),充分發(fā)揮其職能作用;在每次開學(xué)之際,舉辦全校范圍內(nèi)的數(shù)學(xué)建模競賽,為學(xué)生創(chuàng)造良好的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)環(huán)境;以全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽為契機(jī),進(jìn)行針對性培訓(xùn),著重提高學(xué)生動(dòng)手、動(dòng)腦及團(tuán)結(jié)協(xié)作等綜合能力。
(二)加強(qiáng)模擬練習(xí)與案例分析能力
在實(shí)際建模培訓(xùn)中,根據(jù)競賽標(biāo)準(zhǔn),篩選往年具有代表性的練習(xí)題進(jìn)行模擬訓(xùn)練,規(guī)定學(xué)生上交論文時(shí)間。這樣做主要是為了通過論文點(diǎn)評與實(shí)例分析,及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生數(shù)學(xué)或?qū)I(yè)中存在的問題,并采取有效應(yīng)對措施,以此提高數(shù)學(xué)建模水平。此外,橢學(xué)生熟知整個(gè)競賽環(huán)節(jié),加強(qiáng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí),提高處理論文細(xì)節(jié)問題的能力,針對薄弱環(huán)節(jié)加強(qiáng)訓(xùn)練。
(三)組織專業(yè)數(shù)學(xué)建模知識(shí)講座
高職院校在開展數(shù)學(xué)建?;顒?dòng)時(shí),可以通過邀請校內(nèi)外數(shù)學(xué)建模專業(yè)老師組織“數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)與建模競賽”等為主的專業(yè)知識(shí)講座,為學(xué)生講授數(shù)學(xué)建模的作用、基本理論知識(shí)、案例分析以及全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建?;顒?dòng)競賽的相關(guān)問題,介紹如何使用數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)及其軟件包,在學(xué)生初步了解數(shù)學(xué)建?;顒?dòng)的基礎(chǔ)上,產(chǎn)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣。
四、結(jié)語
綜上所述,在高職院校教育改革過程中,數(shù)學(xué)建模具有非常重要的作用,日常教學(xué)與數(shù)學(xué)建模相結(jié)合,成為高職院校人才培養(yǎng)的推動(dòng)力,為學(xué)生創(chuàng)造了能力發(fā)展的平臺(tái)。不同院校根據(jù)學(xué)校實(shí)際情況,構(gòu)建適應(yīng)學(xué)生發(fā)展的數(shù)學(xué)教學(xué)體制,并積極探索可行性的數(shù)學(xué)建模途徑,在高職院校人才培養(yǎng)活動(dòng)中充分發(fā)揮數(shù)學(xué)建模的作用。
參考文獻(xiàn):
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[關(guān)鍵詞] 建模教學(xué);初中;有效策略
初中數(shù)學(xué)新課標(biāo)明確指出,要加強(qiáng)中學(xué)生的應(yīng)用能力,在此背景下,數(shù)學(xué)建模能力被越來越多的教育者所重視,在初中數(shù)學(xué)教學(xué)中發(fā)揮著越來越重要的作用.
從教學(xué)角度分析,數(shù)學(xué)建模的教學(xué)過程能夠?yàn)閷W(xué)生提供自主的學(xué)習(xí)空間,重在培養(yǎng)其應(yīng)用意識(shí),學(xué)會(huì)運(yùn)用數(shù)學(xué)的思維方式去解決實(shí)際問題,獲得適應(yīng)社會(huì)生活所需的基本思想方法和技能. 那么該如何構(gòu)建初中數(shù)學(xué)建模教學(xué)呢?
培養(yǎng)建模意識(shí),樹立信心
數(shù)學(xué)建模的關(guān)鍵是要將現(xiàn)實(shí)問題轉(zhuǎn)化成課堂模型,迅速整理數(shù)據(jù)并能簡化現(xiàn)實(shí)問題. 與傳統(tǒng)數(shù)學(xué)模式相比,建模教學(xué)的題目信息量較大,數(shù)據(jù)較多,數(shù)量關(guān)系復(fù)雜且隱蔽.
綜觀近年來的中考試題,數(shù)學(xué)建模應(yīng)用題的分布越來越廣泛,在函數(shù)、方程、統(tǒng)計(jì)概率、不等式中都有所呈現(xiàn). 而中考題目的信息量也較為復(fù)雜,有文字語言、符號(hào)語言,還有一些圖形語言,相互交錯(cuò)的數(shù)據(jù)混淆了學(xué)生的視野,使其難以成功建模.
根據(jù)學(xué)生在建模學(xué)習(xí)中的問題,筆者認(rèn)為,首先是自信心問題. 因?yàn)槿狈π判?,無法形成良好的心理品質(zhì),學(xué)生遇到數(shù)學(xué)實(shí)際問題容易懼怕,不敢放手鉆研. 該如何引導(dǎo)呢?教師應(yīng)從簡單應(yīng)用題的解決入手,引導(dǎo)學(xué)生樹立解應(yīng)用問題的信心.
現(xiàn)行教材提供了很多富有生活含義的建模模型,如方程和不等式就是刻畫現(xiàn)實(shí)世界數(shù)量關(guān)系的數(shù)學(xué)模型. 再比如,函數(shù)也是有關(guān)數(shù)量變化規(guī)律的數(shù)學(xué)模型. 針對現(xiàn)實(shí)生活的變量問題,都可以轉(zhuǎn)化為函數(shù)極值問題進(jìn)行建模處理,關(guān)鍵是教師要有建模強(qiáng)化意識(shí),培養(yǎng)學(xué)生的信心. 如方程教學(xué)中,可先引入如下生活現(xiàn)實(shí)問題.
例1?搖 某凳子的標(biāo)價(jià)為132元,若降價(jià)為9折出售,獲利10%,求凳子的進(jìn)貨價(jià).
因?yàn)樘峁┝朔匠痰慕忸}模板,建立了降價(jià)問題的處理意識(shí),借此,教師可以繼續(xù)深入引導(dǎo). 于是我又進(jìn)一步給學(xué)生設(shè)置訓(xùn)練題,以加深建模意識(shí).
例2 甲、乙兩車間去年計(jì)劃完成稅利共720萬元,甲車間完成了計(jì)劃的115%,乙車間完成了計(jì)劃的110%,甲、乙共完成稅利812萬元,求去年這兩個(gè)車間各超額完成稅利多少萬元.
在這道題中,要讓學(xué)生建立如下方程組的解題模型:x+y=m,ax+by=n.
解答?搖 設(shè)去年甲、乙兩車間計(jì)劃完成的稅利分別為x萬元和y萬元,根據(jù)題意,得x+y=720,115%x+110%y=812,解得x=400,y=320. 所以甲車間超額完成稅利400×15%=60萬元;乙車間超額完成稅利320×10%=32萬元.
從這里可以看到,教師可以不改變數(shù)學(xué)背景和數(shù)據(jù),也不改變方程組,只需要和生活掛鉤即可培養(yǎng)學(xué)生的建模思想.
通過這些簡單的題目,學(xué)生成功建模后會(huì)產(chǎn)生自信心,并對建模思維有所了解,這為進(jìn)一步解決數(shù)學(xué)問題奠定了良好的心理基礎(chǔ).
強(qiáng)化信息采集練習(xí),提高數(shù)據(jù)運(yùn)
用能力
建模試題的最大特點(diǎn)也即最鮮明的特點(diǎn),就在于其信息量較大,文字較多,術(shù)語較復(fù)雜. 對于初中生來說,有許多模糊的概念性背景,如果無法在短時(shí)間內(nèi)接收到這些信息和數(shù)據(jù),并盡快進(jìn)行吸收和理解,將會(huì)無法成功建模. 對此,教師就要在教學(xué)中多培養(yǎng)學(xué)生的抽象信息能力.
初中階段正是大量接收信息刺激的最佳時(shí)期,初一教材中就有很多諸如商家打折、積分換購等生活問題,如果教師通過適時(shí)引導(dǎo),就能成為建模思想的背景,進(jìn)而刺激學(xué)生對數(shù)學(xué)應(yīng)用問題的敏感度,使其對各種學(xué)科相關(guān)問題給予相關(guān)的數(shù)學(xué)思考.
筆者認(rèn)為,可以在建模教學(xué)中多引導(dǎo),通過以下方面提高初中生解決問題的能力.
1. 抓準(zhǔn)重點(diǎn)字、式等
不等式是建立數(shù)量關(guān)系不等的模型. 對于初中生來說,建立不等式模型有利于其解決社會(huì)生活,如估算產(chǎn)量、核價(jià)、盈虧分析等問題,并能通過隱含的數(shù)量關(guān)系,進(jìn)行不等式(組)轉(zhuǎn)化求解.
例3 某化工廠制定明年的生產(chǎn)計(jì)劃,有以下數(shù)據(jù):(表一)
請根據(jù)數(shù)據(jù)決定該廠明年可能的產(chǎn)量.
這是根據(jù)不等式的建模來解決的實(shí)際應(yīng)用問題. 題目數(shù)據(jù)眾多,數(shù)量關(guān)系紛亂復(fù)雜,學(xué)生如果不能冷靜地深入尋找,根本無法解答. 所以教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生耐心讀懂題目,從中找到有用的數(shù)據(jù)關(guān)系,分析出與明年產(chǎn)量相關(guān)的要素:
(1)工時(shí):不應(yīng)超過200人的總工時(shí).
(2)銷量:至少80000袋.
(3)原料:不應(yīng)超過可能供應(yīng)數(shù),據(jù)此可以建立如下不等式組(其中x為明年的產(chǎn)量):
4x≤200×210020x≤(800-200+1200)×1000x≥80000
通過訓(xùn)練學(xué)生對數(shù)據(jù)的梳理,使其能夠建立模型,獲得解決問題的能力.
2. 借助表格完成數(shù)據(jù),理解轉(zhuǎn)化問題
對于一些復(fù)雜的數(shù)量關(guān)系,可以借助表格完成數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換.
例4 某地現(xiàn)有耕地1000公頃,規(guī)劃10年后人均糧食占有量比現(xiàn)在提高10%,增加產(chǎn)量22%,如果人口年增長率為1%,那么耕地每年至多只能減少多少公頃(精確到1公頃)?
(糧食單產(chǎn)公式為:總產(chǎn)量/耕地面積,人均糧食占有量公式為:總產(chǎn)量/總?cè)丝跀?shù))
在本題中可以看到,數(shù)量關(guān)系較多,有現(xiàn)在耕地面積、人口數(shù)等,也有10年后的耕地面積、人口數(shù)等. 如何才能找到等量關(guān)系,建立清晰的關(guān)聯(lián)呢?可以通過列表的方式,讓學(xué)生梳理數(shù)據(jù),建立聯(lián)系(其中x為每年耕地減少的公頃數(shù),如表二)
注重學(xué)生的實(shí)踐活動(dòng),提高數(shù)學(xué)
建模能力
新課標(biāo)將實(shí)踐與綜合應(yīng)用設(shè)定為一個(gè)學(xué)習(xí)領(lǐng)域,這個(gè)領(lǐng)域的提出,對于提高學(xué)生解決問題的能力具有重要意義. 而學(xué)生建模能力的培養(yǎng),正需要學(xué)生從實(shí)際問題入手,將其轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)模型經(jīng)驗(yàn),并著手進(jìn)行培養(yǎng). 那么,該如何培養(yǎng)學(xué)生的時(shí)間和綜合運(yùn)用能力呢?顯然,只有帶領(lǐng)學(xué)生不斷參與實(shí)踐,將問題情境語言轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)符號(hào),才能讓學(xué)生有直觀的建模概念,并加強(qiáng)建模意識(shí).
例如,在銀行利率問題教學(xué)中,學(xué)生無法理解利率和本金,也無法區(qū)別不計(jì)復(fù)利與計(jì)復(fù)利,這讓我很傷腦筋. 想來想去,我最后給學(xué)生布置了一道實(shí)踐作業(yè),即要求學(xué)生和家長一起到銀行實(shí)地了解情況,和家長探討如何才能讓存款獲得最大收益,并一起討論、交流,再加上自己的計(jì)算. 通過這些實(shí)踐,學(xué)生終于弄明白有關(guān)計(jì)復(fù)利及不計(jì)復(fù)利的含義,并能夠和現(xiàn)實(shí)掛鉤. 再如,學(xué)習(xí)統(tǒng)計(jì)知識(shí)以后,正好舉行數(shù)學(xué)競賽活動(dòng),出現(xiàn)了一些可以拿來探究的實(shí)際問題,兩個(gè)班級(jí)的競賽結(jié)果:(表三)
兩個(gè)班的平均得分都是80,那么如何才能判斷哪個(gè)班的成績較好呢?要充分說明自己的理由.
根據(jù)這個(gè)實(shí)際問題,學(xué)生從統(tǒng)計(jì)入手,展開探究,通過實(shí)際計(jì)算,根據(jù)方差、中位數(shù)等概念,建立建模思維,并能真正理解這些概念.
解答?搖(1)從眾數(shù)看,甲班成績較好.
(2)從中位數(shù)看,甲班成績較好.
(3)從方差上看,甲班成績較好.
(4)從統(tǒng)計(jì)表看,高分段成績乙班較好.
一、評價(jià)指標(biāo)確定及數(shù)據(jù)采集
建模競賽需要隊(duì)員具有必要的數(shù)學(xué)建模知識(shí)和較好的數(shù)學(xué)基礎(chǔ),能熟練使用數(shù)學(xué)軟件,并具有良好的編程能力,有較強(qiáng)的寫作能力和語言表達(dá)能力,同時(shí)還要求思維敏捷,能互相團(tuán)結(jié)協(xié)作等,因此,可分兩步來組織完成, 具體如下:
1、數(shù)學(xué)素質(zhì)考核
教練組對報(bào)名的所有學(xué)生進(jìn)行一次開卷考試(滿分100分),考察其用數(shù)學(xué)基本理論解決問題的能力,要求學(xué)生必須獨(dú)立完成。考核成績將作為選拔依據(jù)之一。
2、綜合能力調(diào)查
通過考核成績進(jìn)行初選,對初選隊(duì)員由其所在班級(jí)全班學(xué)生匿名打分(各項(xiàng)滿分10分),包括思維敏捷度、知識(shí)寬廣度、寫作能力、計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力和團(tuán)結(jié)協(xié)作能力。下面僅列出部分參評隊(duì)員的信息(如表所示):
各項(xiàng)評價(jià)指標(biāo)數(shù)值
二、對參評隊(duì)員的綜合評價(jià)
首先,通過G1法和熵值法分別確定表中列出的評價(jià)指標(biāo)權(quán)重,然后計(jì)算組合權(quán)重,這樣可以綜合考慮主客觀因素的影響,最后通過TOPSIS法(多目標(biāo)決策分析中一種常用的有效方法,又稱為優(yōu)劣解距離法)給出各參評隊(duì)員綜合實(shí)力排名結(jié)果。
1、G1法確定權(quán)重
(1)確定指標(biāo)的序關(guān)系,若評價(jià)指標(biāo)相對于某評價(jià)準(zhǔn)則具有關(guān)系式
則稱指標(biāo)間確定了序關(guān)系。
(2)確定相鄰指標(biāo)間相對重要程度
其中可根據(jù)指標(biāo)相對重要性取值[4].
(3)計(jì)算第m個(gè)指標(biāo)的權(quán)重
(4)計(jì)算第個(gè)指標(biāo)的權(quán)重
(5)m個(gè)指標(biāo)的權(quán)重向量
對表中指標(biāo)進(jìn)行G1法分析,得到權(quán)重為:
2、熵值法確定權(quán)重
熵值法是一種客觀賦權(quán)方法,無主觀因素的影響,客觀性強(qiáng),評價(jià)過程的透明性和可再現(xiàn)性好。相對于主觀賦權(quán)方法得到的權(quán)數(shù)的偏差更小一些,更能真實(shí)反映眾多評價(jià)指標(biāo)的重要程度。設(shè)有個(gè)待評價(jià)對象,項(xiàng)評價(jià)指標(biāo),形成原始指標(biāo)數(shù)據(jù)矩陣,對于某項(xiàng)指標(biāo),指標(biāo)值的差距越大,則該指標(biāo)在綜合評價(jià)中作用越大;如果某項(xiàng)指標(biāo)的指標(biāo)值全部相等,則該指標(biāo)在綜合評價(jià)中幾乎無作用。因此,可根據(jù)各項(xiàng)指標(biāo)值差異程度,利用熵值法計(jì)算各指標(biāo)權(quán)重,為多指標(biāo)綜合評價(jià)提供可靠依據(jù)。具體步驟如下:
(1)指標(biāo)同度量化,計(jì)算第項(xiàng)指標(biāo)下第個(gè)指標(biāo)值的特征比重.
(2)第項(xiàng)指標(biāo)熵值
式中為常數(shù),通常取,使得.如果對于給定的全部相等,那么,此時(shí)取極大值,即.
(3)第項(xiàng)指標(biāo)差異系數(shù)
當(dāng)對于給定的指標(biāo)相差越大時(shí),越小,則該項(xiàng)指標(biāo)對于評價(jià)的比較作用越大,時(shí),作用幾乎為零。
(4)第項(xiàng)指標(biāo)權(quán)重
(5)指標(biāo)權(quán)重向量
對表中數(shù)據(jù)進(jìn)行熵值法分析,得到權(quán)重為:
3、組合權(quán)重確定
在進(jìn)行綜合評價(jià)時(shí),不能過分強(qiáng)調(diào)或追求客觀性,必要時(shí)還需考慮人的主觀能動(dòng)性在賦權(quán)中的作用,因此,可將G1法和熵值法進(jìn)行組合,在此將兩個(gè)權(quán)重系數(shù)的加權(quán)和作為評價(jià)指標(biāo)的權(quán)重,即,其中,其值可由專家或決策者討論確定。計(jì)算并歸一化處理后,得到一組校正權(quán)數(shù)。以此作為評價(jià)指標(biāo)的權(quán)值,可減少單一方法產(chǎn)生的偏差,有利于提高綜合評價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確度。此處取,求得組合后權(quán)重為:
4、TOPSIS綜合評價(jià)
(1)指標(biāo)規(guī)范化處理
式中表示第評價(jià)對象在第個(gè)指標(biāo)上的取值.
(2)正理想解和負(fù)理想解
(3)加權(quán)距離
(4)相對貼近度
一、在生活原型中建構(gòu)概念型數(shù)學(xué)模型
課件依次呈現(xiàn):平衡(空天平)――不平衡(天平的左邊放入兩瓶200克的牛奶)――平衡(天平的右邊放入400克砝碼)。學(xué)生邊觀察天平,邊說出變化過程。當(dāng)天平保持平衡,教師提問:如果從左邊拿走一瓶牛奶,天平還平衡嗎?當(dāng)不知道具體是多少時(shí),可以用字母來表示。隨后,課件呈現(xiàn):天平左邊放入3個(gè)蘋果,右邊放1500克砝碼。學(xué)生交流,列出算式:3X=1500。結(jié)合這些算式,教師提問:這些式子可以分為幾類?學(xué)生容易想到兩類:一類是等式;一類是不等式。教師追問:它們之間又有什么不同之處呢?學(xué)生總結(jié)出不含未知數(shù)的等式表示的是已知量之間的相等關(guān)系,含有未知數(shù)的等式表示的是已知量和未知量之間的相等關(guān)系,進(jìn)而得出“含有未知數(shù)的等式叫做方程”這一概念。
在小學(xué)數(shù)學(xué)教材中,方程是一種典型的數(shù)學(xué)模型。在這個(gè)案例中,從生活中的天平這一生活原型出發(fā),引導(dǎo)學(xué)生逐步體會(huì)和理解等式和方程的含義。通過天平一邊放入物品導(dǎo)致兩邊不平衡到天平兩邊都放物品達(dá)到兩邊平衡,學(xué)生理解了等式的含義。從放入已知物品的重量后平衡到放入未知物品的重量后平衡,學(xué)生體會(huì)了方程的含義。直觀的天平原型為抽象的方程概念提供了鮮活的學(xué)習(xí)載體。對學(xué)生來說,方程概念變得形象、具體、直觀。這種基于生活原型建構(gòu)概念模型的方法,有助于學(xué)生對概念的本質(zhì)建立正確而清晰的認(rèn)識(shí)。
二、在符號(hào)表達(dá)中建構(gòu)方法型數(shù)學(xué)模型
課始,課件呈現(xiàn)購物情境:一件短袖衫32元,一條褲子45元,一件夾克衫65克。買5件夾克衫和5條褲子,一共要付多少元?教師板書:(45+65)×5=45×5+65×5。教師提問:這兩個(gè)算式之間為什么可以用等號(hào)連接起來?你還能說一組這樣的算式?根據(jù)學(xué)生回答,教師設(shè)疑:這個(gè)規(guī)律一定對嗎?在其他算式中還能成立嗎?學(xué)生又通過舉例來驗(yàn)證這個(gè)結(jié)論。在此基礎(chǔ)上,教師又讓學(xué)生思考:從算理上來說明理由。有學(xué)生結(jié)合例題來解釋:把45個(gè)5加上65個(gè)5,合起來就是110個(gè)5,所以左右兩邊相等。教師肯定學(xué)生的想法后,提問:怎樣才能把這些等式都概括起來?教師依次呈現(xiàn)學(xué)生的三幅作品:①(a+b)×c=a×c+b×c;②(+)×=×+×;③(爸+媽)×我=爸×我+媽×我。學(xué)生分別說出每道算式中表示的意思。教師引導(dǎo)學(xué)生給這些規(guī)律取個(gè)名字,學(xué)生說出乘法分配律。最后,教師小結(jié):字母、圖形、文字都是一種符號(hào),用符號(hào)來表示這些等式的規(guī)律,既簡潔,又易記。
乘法分配律是一種比較重要的運(yùn)算定律。這種運(yùn)算定律其實(shí)就是一種方法模型。“觀其形,悟其神”。學(xué)生可以通過觀察這類算式的特征,就能運(yùn)用乘法分配律進(jìn)行計(jì)算。但如何幫助學(xué)生建構(gòu)這種方法模型,顯得尤為重要。在這個(gè)案例中,從購物情境出發(fā),引出兩道不同的等式,進(jìn)而大膽猜測規(guī)律,學(xué)生通過舉例進(jìn)行驗(yàn)證,在此基礎(chǔ)上,引導(dǎo)學(xué)生從乘法意義的角度闡述等式左右兩邊相等的關(guān)系,進(jìn)而讓學(xué)生用自己的方式來抽象表示出乘法分配律這個(gè)數(shù)學(xué)模型。學(xué)生的智慧是無窮的。字母、圖形、文字,雖然形式上不同,但實(shí)質(zhì)上相同,都是乘法分配律的模型。
三、在多維變式中建構(gòu)思想型數(shù)學(xué)模型
教師在引導(dǎo)學(xué)生掌握“雞兔同籠”的題目特征、解題方法后,“龜鶴問題”、“人狗問題”、“雞兔問題”都是同一個(gè)模型。接著,教師進(jìn)一步拓展出人馬問題、三輪車和小轎車的輪子問題等。隨后,師生共同研究“一個(gè)信封里有10張紙幣,有5元的和2元的,共38元。這個(gè)信封里5元和2元的紙幣各有多少張?”教師引導(dǎo)學(xué)生與“雞兔同籠”問題進(jìn)行比較:2元的紙幣相當(dāng)于2只腳的雞,5元的紙幣相當(dāng)于5只腳的怪兔。這幾道題,其實(shí)都可以上升到一種模型。解決問題的時(shí)候,需要有“模型”意識(shí),這樣才能越來越接近問題的本質(zhì)。
“創(chuàng)新是一個(gè)民族進(jìn)步的靈魂,是國家興旺發(fā)達(dá)的不竭動(dòng)力”。大學(xué)在培養(yǎng)創(chuàng)新精神和創(chuàng)新人才方面有著不可推卸的責(zé)任,大學(xué)數(shù)學(xué)作為重要的基礎(chǔ)課程,其課堂教學(xué)模式必須不斷創(chuàng)新,以符合培養(yǎng)創(chuàng)新人才的整體要求。本文就大學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)的現(xiàn)狀以及存在的問題,提出了改進(jìn)和創(chuàng)新課堂教學(xué)模式的一點(diǎn)建議。
一、創(chuàng)新課堂教學(xué)的內(nèi)涵與要求
課堂教學(xué)是大學(xué)人才培養(yǎng)的主要陣地。傳統(tǒng)的課堂教學(xué)強(qiáng)調(diào)知識(shí)的傳授,是一種單向的知識(shí)傳遞的過程。教師的主要任務(wù)是將前人的思想和知識(shí)“復(fù)制”到學(xué)生的大腦中,由于缺乏過程反饋,這種教學(xué)模式十分刻板、單一、枯燥。而知識(shí)在傳輸過程中,沒有經(jīng)過細(xì)致加工,反復(fù)推敲,導(dǎo)致知識(shí)仍然處于未激活狀態(tài),知識(shí)的應(yīng)用性和實(shí)踐特征并未很好凸顯出來。因此,在這樣的課堂教學(xué)中,并無深刻的、內(nèi)涵獨(dú)特的創(chuàng)新意義可言。亟待對大學(xué)課堂的教學(xué)進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新。創(chuàng)新大學(xué)課堂教育的宗旨是以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力為基本價(jià)值取向的,其本質(zhì)和核心是培養(yǎng)人的創(chuàng)新思維能力。具體要求有:學(xué)生是課堂的主體,課堂活動(dòng)應(yīng)該圍繞學(xué)生展開;教師是課堂教學(xué)的組織者和學(xué)生的協(xié)作者;學(xué)生和教師平等地互動(dòng)、對話、交流、合作使課堂成為開放的、有生機(jī)的、活潑的知識(shí)碰撞的場所;學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)知識(shí),教材不是知識(shí)的唯一來源渠道。總之,要通過授課教師對課程內(nèi)容的安排及教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì),激發(fā)和促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)造行為的教育理論與方法,使學(xué)生具有善于探索的獨(dú)立人格,標(biāo)新立異、打破陳規(guī)的批判精神,不拘陳見、富于變通的靈活態(tài)度等等。數(shù)學(xué)教學(xué)是思維活動(dòng)的教學(xué),目前在教學(xué)過程中注重?cái)?shù)學(xué)方法的傳授和應(yīng)用,但忽視了數(shù)學(xué)思想和思維的訓(xùn)練。事實(shí)上,數(shù)學(xué)思想與數(shù)學(xué)方法相互聯(lián)系、密不可分。只有全面掌握數(shù)學(xué)思想,才能真正領(lǐng)會(huì)數(shù)學(xué)的本質(zhì)、掌握數(shù)學(xué)的真諦,才能使學(xué)生不僅能夠成功解決數(shù)學(xué)問題,還能增強(qiáng)創(chuàng)新意識(shí)、樹立創(chuàng)新精神、逐步培養(yǎng)創(chuàng)新能力。因此,就創(chuàng)新數(shù)學(xué)教學(xué)來說,尤其應(yīng)該注重學(xué)生數(shù)學(xué)思想的訓(xùn)練。
二、大學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)現(xiàn)狀及問題
隨著高等教育事業(yè)的不斷發(fā)展和近年來教學(xué)理念的變革,大學(xué)課堂教學(xué)正努力從傳統(tǒng)教學(xué)模式過渡到以學(xué)生為主體的教學(xué)模式上來。然而,由于在中小學(xué)階段大部分學(xué)生已經(jīng)養(yǎng)成了對老師的依賴性和對知識(shí)的被動(dòng)性,加之大學(xué)教師對課堂教育的重視不夠,導(dǎo)致這個(gè)轉(zhuǎn)變的過程十分艱難和長遠(yuǎn)。對于稍顯枯燥的數(shù)學(xué)知識(shí)的教學(xué)來說,尤為如此。傳統(tǒng)教育中的很多弊端仍然頑固地存在,而且直接阻礙著創(chuàng)新教育的發(fā)展。問題主要集中在以下方面:
1.“注入式”教學(xué)模式難以激發(fā)學(xué)生興趣。“注入式”教學(xué)中,教師完全成為主導(dǎo),學(xué)生處于完全被動(dòng)的地位。教師講授什么,學(xué)生學(xué)習(xí)什么。學(xué)生終日忙于聽課、領(lǐng)會(huì)、解題,甚至對于一些文科的學(xué)生來說,領(lǐng)會(huì)環(huán)節(jié)都變成了死記硬背公式、定理等,因?yàn)榻處熤灰髮W(xué)生會(huì)計(jì)算、記住“現(xiàn)成的東西”。這無疑鼓勵(lì)了惰性學(xué)習(xí),扼殺了創(chuàng)新思考,學(xué)生學(xué)習(xí)完課程,對數(shù)學(xué)知識(shí)的發(fā)現(xiàn)過程毫無所知,形不成數(shù)學(xué)思想,頭腦中堆砌的只是一大堆知其然而不知其所以然的定理。這種教學(xué)模式早已是怨聲載道,也不符合我們國家素質(zhì)教育和創(chuàng)新教育的理念和要求,但在目前的大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中仍然普遍存在。在美國等其他發(fā)達(dá)國家,課堂教學(xué)方法多種多樣。同一課程、同一教師,不同的內(nèi)容會(huì)用不同的教學(xué)方法。如講授式、問題式、討論式、情景式等,學(xué)生很容易參與到與老師的互動(dòng)中,因此,課堂教學(xué)是一種輕松活潑、互動(dòng)交流的過程。
2.陳舊的教材難以滿足學(xué)生對新知識(shí)的獲取。在科學(xué)技術(shù)發(fā)展日新月異的時(shí)代,數(shù)學(xué)科學(xué)的發(fā)展也日趨完善。然而,現(xiàn)在普遍使用的大學(xué)數(shù)學(xué)的教材卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有跟上時(shí)展的步伐,可以說,學(xué)生學(xué)到的大多是上世紀(jì)甚至更古老的數(shù)學(xué)知識(shí)。雖然那些可能都是經(jīng)典的數(shù)學(xué)理論,然而數(shù)學(xué)學(xué)科的前沿不能被忽視。事實(shí)上,這點(diǎn)可以通過課外學(xué)習(xí)資料進(jìn)行補(bǔ)充。然而我們的課外學(xué)習(xí)多是布置習(xí)題和作業(yè),著重于對解題和應(yīng)試的一種訓(xùn)練,而不是對興趣的培養(yǎng)和新知識(shí)的補(bǔ)充。而在國外,除了教材外,還有許多課外資料可供學(xué)生參考和學(xué)習(xí),并且在課程網(wǎng)站上信息齊全,學(xué)生可以自主進(jìn)行學(xué)習(xí)。
3.學(xué)校重科研輕教學(xué)的導(dǎo)向難以保證課堂質(zhì)量??蒲兄苯雨P(guān)系高校的排名和地位,因此各高校都將科研項(xiàng)目和論文的多寡作為考核教師業(yè)績的主要標(biāo)準(zhǔn),這就導(dǎo)致了教師將科研工作置于重中之重,同時(shí)忽視了教學(xué)工作。近年來,大學(xué)教師對教學(xué)工作的熱情和工作責(zé)任心普遍下降,備課不認(rèn)真,講課缺乏熱情,不去改善教學(xué)方法和教學(xué)模式,較少與學(xué)生的交流和接觸等現(xiàn)象普遍存在。這均不利于課堂教學(xué)的質(zhì)量和大學(xué)人才培養(yǎng)的質(zhì)量。在中國的高校普遍可見的是對教師申報(bào)項(xiàng)目的培訓(xùn)和指導(dǎo),而國外多是對教師教學(xué)手段和教學(xué)方法的培訓(xùn),許多高校的教務(wù)處成立了教學(xué)優(yōu)化中心或教學(xué)輔助辦公室,其職能就是推介教育理論,推廣教學(xué)方法,培訓(xùn)教育技術(shù),定期開出講座或培訓(xùn)項(xiàng)目等。
三、創(chuàng)新課堂教育模式的措施
1.“合作式”教學(xué)模式提高學(xué)生主體性。學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體,故應(yīng)該成為課堂的主體?,F(xiàn)在的大學(xué)教育中,學(xué)生僅僅作為課堂的聽眾,對于一些學(xué)生不感興趣或者不重要的課程來說,有的時(shí)候?qū)W生甚至連參與者都不是,僅僅為了滿足修學(xué)分的需要,這對教師、教室等教育資源都是一種浪費(fèi),對于學(xué)生的學(xué)習(xí)時(shí)間和學(xué)費(fèi)來說,同樣不公平。而導(dǎo)致這種現(xiàn)狀的原因教師和學(xué)生均有責(zé)任。前者沒有合理引導(dǎo)學(xué)生參與到課堂中并積極思考,沒有合理安排教學(xué)內(nèi)容以激發(fā)學(xué)生熱情和興趣,沒有創(chuàng)新設(shè)計(jì)教學(xué)過程以提高課堂的開發(fā)程度等。對于學(xué)生來說,被動(dòng)的態(tài)度和封閉的心態(tài)導(dǎo)致合作和參與很難進(jìn)行,有的時(shí)候教師給予學(xué)生參與的機(jī)會(huì),往往由于學(xué)生的不配合而不得不取消或者草草收場。因此,作為課堂教學(xué)的主體,學(xué)生應(yīng)該改變觀念,改變從小學(xué)中學(xué)以來的填鴨式教育的慣性,化被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí),主動(dòng)參與,主動(dòng)交流,甚至要求教師多進(jìn)行互動(dòng),進(jìn)而真正訓(xùn)練自己的思維能力。而對于教師來說,主要任務(wù)是營造寬松的學(xué)習(xí)環(huán)境。人在精神放松、心情比較愉快的情況下,思維也變得異常活躍。 然而我們的課堂多是緊張的,教師在講臺(tái)上是一種權(quán)威,而在緊張的狀態(tài)下學(xué)習(xí),思想凝固了,創(chuàng)造性也凝固了。因此,教師要善于營造一種寬松的教學(xué)環(huán)境,在課堂上造成一種學(xué)生情緒高昂,愿意探索的意境,最大限度為學(xué)生創(chuàng)造施展才華的機(jī)會(huì)。
2.豐富教學(xué)資料,優(yōu)化教學(xué)過程。教學(xué)資料是學(xué)生吸取知識(shí)的載體,除了教材提供的信息外,教師應(yīng)該給學(xué)生提供相關(guān)的背景資料,甚至一些數(shù)學(xué)家的小故事,發(fā)現(xiàn)某個(gè)定理的場景,推論得出的過程等。以此激發(fā)學(xué)生對單一、枯燥的數(shù)學(xué)定理和公式的興趣,進(jìn)而尋找其中的數(shù)學(xué)思想。與此同時(shí),在教學(xué)過程中,教師還應(yīng)善于解剖知識(shí),任何概念、定理、公式、法則等都需要經(jīng)過引入、形成、鞏固、深化四個(gè)基本環(huán)節(jié)。教師應(yīng)該重視“引入”這一環(huán)節(jié),多花時(shí)間引導(dǎo)學(xué)生對概念的內(nèi)涵、外延做些必要性的探索,而不是簡單地、過早地把結(jié)論灌輸給學(xué)生,這樣有利于對學(xué)生創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng),進(jìn)而調(diào)動(dòng)他們學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的積極性和樹立學(xué)好數(shù)學(xué)的信心。
3.提高教師素質(zhì)。教師素質(zhì)直接決定課堂教學(xué)的質(zhì)量,這不僅指專業(yè)素質(zhì)或者業(yè)務(wù)素質(zhì),更為重要的是教師的道德品質(zhì)。前者在高校教師面試入職過程都會(huì)進(jìn)行嚴(yán)格的篩選和淘汰,而我國目前狀態(tài)下,高校教師都具有較高的學(xué)歷和業(yè)務(wù)能力。但是后者很難進(jìn)行考核,甚至在考核中被忽視。教師作為傳道、授業(yè)、解惑的主體,其對教育事業(yè)的熱愛、對學(xué)生的關(guān)心、對知識(shí)的尊重、對教學(xué)工作的責(zé)任心等在其工作中都顯得十分重要。然而,在當(dāng)今的大學(xué)這樣的教師越來越稀缺,更多的教師將自己的精力投入到科研中,而忽視了教學(xué)。當(dāng)然前文也提到,這與整個(gè)教育系統(tǒng)的考核體系密切相關(guān)。高校的三大職能“人才培養(yǎng)”“科研研究”“社會(huì)服務(wù)”排在首位的毫無疑問是人才培養(yǎng),課堂教學(xué)是人才培養(yǎng)的主要手段。因此,有關(guān)部門應(yīng)該通過制度的傾斜和引導(dǎo),讓高校和教師更加關(guān)注教學(xué)工作,為社會(huì)培養(yǎng)更多創(chuàng)新性強(qiáng)、實(shí)踐能力強(qiáng)人才。
參考文獻(xiàn):
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【關(guān)鍵字】高中數(shù)學(xué) 生成性課堂 構(gòu)建
生成性學(xué)習(xí)理論認(rèn)為學(xué)習(xí)是一個(gè)主動(dòng)的過程,學(xué)習(xí)者是在主動(dòng)參與的過程中構(gòu)建自己對信息的解釋,并做出推論,它從心理學(xué)的角度確認(rèn)了學(xué)生的主體作用及與環(huán)境的相互作用,同時(shí)承認(rèn)教師的指導(dǎo)作用。對于高中數(shù)學(xué)來說生成性學(xué)習(xí)是學(xué)生學(xué)習(xí)中一個(gè)有機(jī)組成部分,在基礎(chǔ)性和擴(kuò)展性學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步鼓勵(lì)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)自主解決在學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)中所碰到的問題,可以調(diào)動(dòng)學(xué)生創(chuàng)造力和自主能動(dòng)性,增強(qiáng)師生交流,有利于形成一種勇于探索和相互學(xué)習(xí)鼓勵(lì)的良好課堂氛圍,使課堂教學(xué)收獲到意想不到的效果。
一、生成性課堂的特點(diǎn)
生成性課堂教學(xué)是在課堂教學(xué)動(dòng)態(tài)生成理念下形成的教學(xué)形態(tài),是一種開放動(dòng)態(tài)、互動(dòng)多元的教學(xué)形式,是指教學(xué)的開展過程中,在具有彈性預(yù)設(shè)的前提下,由教師和學(xué)生根據(jù)不同的教學(xué)情景自主構(gòu)建教學(xué)活動(dòng)的過程。
首先,它具有一定的探究性。單純的記憶模式和理解教師傳授的知識(shí)不是學(xué)生的主要方式,而是在學(xué)生過程中敏銳的發(fā)現(xiàn)問題和主動(dòng)地提出問題,從而迫切的想要找到解決問題的方式,最后求得結(jié)論才是自主學(xué)習(xí)的過程。因此高中數(shù)學(xué)教師不應(yīng)該拿一些傳統(tǒng)的或者指定某個(gè)材料的學(xué)習(xí)內(nèi)容讓學(xué)生學(xué)習(xí),應(yīng)該把需要學(xué)習(xí)和探究的問題來進(jìn)行歸納和引導(dǎo),這個(gè)問題的設(shè)定可以是一個(gè)案例或者某些背景,鼓勵(lì)學(xué)生自主探究問題并解除疑問得出結(jié)論才是主要的目的。
其次,它具有一定的開放性。學(xué)生在確定課題后,可以通過不同的方式來對問題進(jìn)行探究,如報(bào)刊,網(wǎng)絡(luò),媒體資源等,從而調(diào)動(dòng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力。因?yàn)橛捎趥€(gè)人興趣,經(jīng)驗(yàn)和生成活動(dòng)的不同,后來的生成過程、方法、手段及結(jié)論都會(huì)不同,這種學(xué)習(xí)模式是具有靈活性的,提供了廣闊的空間使學(xué)習(xí)者來發(fā)揮自身的個(gè)性特長和才能,形成一種開放的教學(xué)模式。
再次,它具有一定的實(shí)踐性。當(dāng)代生活以及社會(huì)發(fā)展都受到現(xiàn)代科技的影響,關(guān)注現(xiàn)實(shí)生活應(yīng)該是教師來引導(dǎo)的,要讓學(xué)生親身參與到社會(huì)實(shí)踐中去,將理論與社會(huì),科學(xué)和生活實(shí)際的聯(lián)系緊密的聯(lián)系到一起。
二、高中數(shù)學(xué)生成性課堂教學(xué)模式的應(yīng)用
1.尊重學(xué)生權(quán)利,實(shí)施鼓勵(lì)教學(xué)
教師在課堂上傳授知識(shí)的主體對象是學(xué)生,應(yīng)該讓學(xué)生充分受到平等對等的自由和權(quán)利,使學(xué)生作為平等對象來共同參與到課堂教學(xué)中,鼓勵(lì)學(xué)生多進(jìn)行個(gè)性化理解和獨(dú)立思想以及自由表達(dá)的權(quán)利。尤其是普通學(xué)生,數(shù)學(xué)基礎(chǔ)較差,教師更應(yīng)當(dāng)多鼓勵(lì)學(xué)生,發(fā)現(xiàn)學(xué)生身上的閃光點(diǎn)并給予肯定,增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)信心。同時(shí)要讓學(xué)生具備質(zhì)疑的權(quán)利,如果教師在授課中哪點(diǎn)知識(shí)沒有說明正確,學(xué)生應(yīng)該有批判教師教學(xué)錯(cuò)誤的自由,如果學(xué)生教師質(zhì)問的問題不是正確的乃至不完善的時(shí)候,應(yīng)該免除行為處罰和對學(xué)生精神上的壓迫以及不公平的對待。所以學(xué)生權(quán)利在課堂上自由實(shí)施才能充分保證學(xué)生的主體性。如果有學(xué)生錯(cuò)了錯(cuò)教師應(yīng)該及時(shí)給予改正和教導(dǎo),才能指引學(xué)生走正確的道路。
2.重視學(xué)生錯(cuò)誤,巧妙引導(dǎo)思維
學(xué)生在自行思考問題過程中得到的獨(dú)特的理解是自己的經(jīng)驗(yàn),這些經(jīng)驗(yàn)有些是符合常規(guī)的也即是正確的,也有些是不合理的、錯(cuò)誤的,而在獲得不合理的、錯(cuò)誤的經(jīng)驗(yàn)中形成的思維定式也存在著偏差,這也是導(dǎo)致學(xué)生在解答某些題目時(shí)的障礙所在。而學(xué)生在學(xué)習(xí)中難免會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤,也即是錯(cuò)誤的經(jīng)驗(yàn),因?yàn)橐粋€(gè)人對知識(shí)的認(rèn)知也是從不懂到懂、不會(huì)到會(huì)、不理解到理解的過程演變而來的,沒有人對知識(shí)從一開始都是知曉的,作為課堂主體的學(xué)生在新課程背景下的高中數(shù)學(xué)課堂出錯(cuò)的幾率也會(huì)越來越多,這時(shí)教師就可以利用學(xué)生在課堂上出現(xiàn)的錯(cuò)誤來整合自己的教學(xué)內(nèi)容,從發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤到分析錯(cuò)誤的原因在探究的過程中將知識(shí)升華從而達(dá)到提高自身知識(shí)水平,這種良性發(fā)展的過程會(huì)使教學(xué)更充滿活力,教師也應(yīng)該巧妙的引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)出現(xiàn)的錯(cuò)誤,調(diào)動(dòng)學(xué)生的思維和提高學(xué)生認(rèn)知能力。
3.利用學(xué)生質(zhì)疑,激發(fā)探究欲望
高中數(shù)學(xué)就是要培養(yǎng)學(xué)生的觀察、聯(lián)想和分析問題的能力,在這過程中讓學(xué)生形成獨(dú)立思想和自主探索的習(xí)慣,在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中提出問題往往比發(fā)現(xiàn)問題更有教學(xué)效果,只有對所學(xué)的內(nèi)容有一定的認(rèn)知才會(huì)提出自己的疑問,這也是經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)的學(xué)生個(gè)人獨(dú)立性與知識(shí)獨(dú)立性的體現(xiàn),因此教師應(yīng)該抓住學(xué)生的疑問,將所提疑問轉(zhuǎn)換成教學(xué)內(nèi)容來組織教學(xué),引導(dǎo)學(xué)生往深層含義去思想,從而學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性也會(huì)調(diào)動(dòng)起來。在教學(xué)實(shí)踐中,還應(yīng)當(dāng)注意,有時(shí)學(xué)生提出的猜想、質(zhì)疑可能地錯(cuò)誤的,這時(shí)教師應(yīng)先鼓勵(lì)學(xué)生敢于猜想質(zhì)疑的精神,再通過從旁點(diǎn)撥引導(dǎo)學(xué)生得出正確的結(jié)論,為學(xué)生創(chuàng)造開放平等的課堂氛圍,讓學(xué)生敢于發(fā)出疑問以及和教師的深層次的交流來解決疑問,從而達(dá)到課堂動(dòng)態(tài)生成的目的,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)深化教學(xué)的目的。
4.做好情景預(yù)設(shè),引領(lǐng)學(xué)生生成
課堂情景的設(shè)置也是實(shí)現(xiàn)課堂生成性教學(xué)的一種方法,應(yīng)該時(shí)時(shí)刻刻把學(xué)生定位教學(xué)的中心,遵循學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律和學(xué)生特點(diǎn),以求達(dá)到和傳統(tǒng)教學(xué)不一樣的效果。先將教學(xué)內(nèi)容的大方向指明,再給學(xué)生一定時(shí)間的準(zhǔn)備,鼓勵(lì)學(xué)生多思想,在教學(xué)中可以修正彈性預(yù)設(shè)的教學(xué)目標(biāo),在生成中也可調(diào)整預(yù)設(shè)重點(diǎn),在實(shí)施中根據(jù)教學(xué)實(shí)際情況有所改變。此外,應(yīng)當(dāng)注意構(gòu)建生成性課堂并不是摒棄傳統(tǒng)的課堂教學(xué)方法,在實(shí)踐中還教師應(yīng)積極地將傳統(tǒng)教學(xué)的優(yōu)點(diǎn)也運(yùn)用到生成性教學(xué)模式中,根據(jù)學(xué)生的不同情況在教學(xué)過程中挖掘知識(shí)的生成點(diǎn),達(dá)到從過程到方法、知識(shí)到能力、情感到價(jià)值觀三個(gè)方面有效全面統(tǒng)一。
結(jié)語
生成性教學(xué)具有探究性、開放性和實(shí)踐性的特點(diǎn),將這一教學(xué)模式應(yīng)用于高中數(shù)學(xué)教學(xué)中,可有效地調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性和創(chuàng)造性,在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中,教師應(yīng)當(dāng)尊重學(xué)生的權(quán)利,正確看待學(xué)生的錯(cuò)誤,利用學(xué)生的質(zhì)疑激發(fā)學(xué)生的探究欲望,做好情景預(yù)設(shè),構(gòu)建生成性課堂,發(fā)揮這一教學(xué)模式的作用,提高學(xué)生數(shù)學(xué)素養(yǎng)。
【參考文獻(xiàn)】
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級(jí)別:北大期刊
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