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關(guān)鍵詞:?jiǎn)栴}情境;數(shù)學(xué)建模;過程
人類歷史發(fā)展過程中,數(shù)學(xué)作為一門研究現(xiàn)實(shí)世界數(shù)量關(guān)系和空間形式的科學(xué),一直伴隨著人類的發(fā)展和進(jìn)步。在人類科學(xué)發(fā)展歷史上像歐幾里得的平面幾何,牛頓力學(xué)定律等,均是人類科學(xué)發(fā)展史上成功的數(shù)學(xué)建模范例。
電子計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)與飛速發(fā)展使人們進(jìn)入了信息社會(huì),定量化和數(shù)字化技術(shù)得到了迅速發(fā)展,數(shù)學(xué)以空前的廣度和深度向一切領(lǐng)域滲透,數(shù)學(xué)建模越來越受到人們的重視。
《普通高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》明確提出,在各模塊和專題教學(xué)中要滲透數(shù)學(xué)探究、數(shù)學(xué)建模的思想。數(shù)學(xué)建模雖然沒有具體固定的模式和方法,但有時(shí)可簡(jiǎn)單地把數(shù)學(xué)建模的全過程分為表述、
求解、解釋、驗(yàn)證四個(gè)階段。通過這些階段完成從現(xiàn)實(shí)對(duì)象到數(shù)學(xué)模型,再從數(shù)學(xué)模型到現(xiàn)實(shí)對(duì)象的循環(huán)。再具體點(diǎn)可把數(shù)學(xué)建模分為以下六個(gè)步驟:明確問題、合理假設(shè)、建立模型、模型求解、模型的檢驗(yàn)和修正、模型的應(yīng)用。在日常教學(xué)中如果能夠通過某些簡(jiǎn)單的問題情境讓學(xué)生了解數(shù)學(xué)建模的步驟,體會(huì)數(shù)學(xué)建模的方法,
那么對(duì)提高學(xué)生數(shù)學(xué)建模的能力和水平有很大的作用。如,在函數(shù)復(fù)習(xí)課上給學(xué)生出示了這樣一個(gè)問題:
經(jīng)過調(diào)查某地區(qū)不同身高的未成年男性的體重平均值如
下表:
若體重超過相同身高男性平均值的1.2倍為偏胖,低于0.8被為偏瘦,那么這個(gè)地區(qū)一名學(xué)生身高為175 cm,體重為78 kg的在校男生的體重是否正常?
下面是學(xué)生對(duì)于這一問題的探究過程:
學(xué)生1:對(duì)于這道題所問的問題“身高175 cm,體重為78 kg體重是否正常”的關(guān)鍵在于我們能否知道175 cm身高男生的平均體重。
老師:能否獲得學(xué)生身高為175 cm時(shí)的平均體重。
學(xué)生2:題目中給出的表格是一個(gè)二元表格,兩個(gè)變量分別是體重和身高,從表格上看兩者之間應(yīng)該存在某種對(duì)應(yīng)的函數(shù)關(guān)系,我們只需求出身高和體重的函數(shù)關(guān)系,就可把身高175 cm代入到函數(shù)關(guān)系式中求出身高為175 cm時(shí)的平均體重,再和78 kg進(jìn)行比較,即可得出結(jié)論。
老師:很好,下面請(qǐng)大家仔細(xì)研究一下身高和體重之間的函數(shù)關(guān)系如何表示?
學(xué)生3:我認(rèn)為身高和體重之間是二次函數(shù)關(guān)系。
學(xué)生4:為什么?
學(xué)生3:我把表格中的每一組數(shù)都看作一個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)。把這些點(diǎn)在直角坐標(biāo)系中畫出來發(fā)現(xiàn)這些點(diǎn)構(gòu)成的曲線是拋物線,故此我認(rèn)為身高和體重之間滿足二次函數(shù)關(guān)系。
老師:大家有沒有問題?
學(xué)生5:我同意他的想法,但是我覺得他的說法不妥,不應(yīng)該說是曲線而是散點(diǎn)圖,這個(gè)散點(diǎn)圖上的點(diǎn)可以看作在某一條拋物線上。
老師:說得很好,還有沒有其他問題?如果沒有請(qǐng)大家來算一算。
學(xué)生6:我用待定系數(shù)法先設(shè)出二次函數(shù),再分別把前三組數(shù)據(jù)代入進(jìn)去,求得a=0.0016,b=-0.031,c=2.23,即函數(shù)解析為y=0.0016-0.031x+2.23,并且代入當(dāng)x=100時(shí)y=15.13,和表中數(shù)值很接近。故所確定方程能夠反應(yīng)身高和體重之間的函數(shù)關(guān)系。
老師:大家是否都和他的想法一致?
學(xué)生6:我和他想的一樣但是我有點(diǎn)疑惑?
老師:什么疑惑?說給大家聽聽?
學(xué)生6:當(dāng)x=100時(shí),求出y的值是15.13,和實(shí)際值誤差不大。
但是x取其他值時(shí)所求y的值和實(shí)際值相差較大。如x=160時(shí),二次函數(shù)能真的體現(xiàn)出身高和體重這兩個(gè)變量之間的關(guān)系嗎?有沒有更好的函數(shù)來更為準(zhǔn)確地表示這兩個(gè)變量的關(guān)系?
老師:大家對(duì)他的疑惑怎么看?有同感嗎?
學(xué)生:有。
老師:有沒有更好的函數(shù)關(guān)系表示這兩個(gè)變量關(guān)系,大家想一想?
學(xué)生7:剛才我們是通過散點(diǎn)圖發(fā)現(xiàn)這些點(diǎn)可構(gòu)成拋物線,所以確定為二次函數(shù),這些點(diǎn)我們也可以構(gòu)成指數(shù)函數(shù)的圖象。但是y=ax必然經(jīng)過(0,1)這一定點(diǎn),而在散點(diǎn)圖中曲線的趨勢(shì)并不經(jīng)過(0,1)這點(diǎn),好像又不對(duì)?
學(xué)生8:我們可把他看作y=ax圖象變化后的圖象?例如向上、向下平移變化或伸縮變化。
老師:這幾種圖象變化的函數(shù)關(guān)系如何表示?
學(xué)生9:可表示為:y=ax+b或y=bax
老師:哪一個(gè)更能比較準(zhǔn)確地體現(xiàn)身高和體重之間的函數(shù)關(guān)系呢?
學(xué)生:計(jì)算比較。
以下略。
老師:請(qǐng)大家談一下在解決這個(gè)問題過程的收獲。
學(xué)生10:通過這個(gè)問題可以確定,解決函數(shù)問題一般經(jīng)過以下幾個(gè)步驟:(1)作散點(diǎn)圖;(2)根據(jù)散點(diǎn)圖的特征,聯(lián)想具有類似圖象特征的函數(shù),找?guī)讉€(gè)比較接近的函數(shù)模型進(jìn)行嘗試;(3)求出函數(shù)模型;(4)檢驗(yàn):將幾個(gè)函數(shù)模型進(jìn)行比較驗(yàn)證,得出最合適的函數(shù)模型;(5)利用函數(shù)模型解決實(shí)際問題,這樣五個(gè)步驟來解決。
在這個(gè)問題情境中,沒有明顯的數(shù)學(xué)模型,因此,需要進(jìn)行模型假設(shè):學(xué)生通過由“身高”和“體重”的“數(shù)對(duì)”,想到要建立直角坐標(biāo)系,描出各點(diǎn)位置,觀察連線接近的函數(shù)圖象。“由數(shù)到形”,再“由形到數(shù)”,用幾個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)找出與之相近的模擬函數(shù),利用函數(shù)模型來解決問題。由于選取的模擬函數(shù)不同,求解結(jié)果也各不相同。所以,對(duì)這個(gè)問題還需進(jìn)行模型分析和模型檢驗(yàn)。通過這個(gè)例子讓學(xué)生對(duì)于數(shù)學(xué)建模的過程和方法有了深刻的了解。
在上面的教學(xué)過程中,通過現(xiàn)實(shí)情境統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)研究學(xué)生體重問題,不僅讓學(xué)生體會(huì)到用數(shù)學(xué)解決實(shí)際問題的過程,更讓學(xué)生了解了數(shù)學(xué)建模的過程。數(shù)學(xué)模型不是確定的,需要我們?nèi)ヌ骄空业阶钸m合的模型。確定函數(shù)模型過程一般是:(1)作散點(diǎn)圖;(2)根據(jù)散點(diǎn)圖的特征,聯(lián)想具有類似圖像特征的函數(shù),找?guī)讉€(gè)比較接近的函數(shù)模型進(jìn)行嘗試;(3)求出函數(shù)模型;(4)檢驗(yàn):將幾個(gè)函數(shù)模型進(jìn)行比較驗(yàn)證,得出最合適的函數(shù)模型;(5)利用函數(shù)模型解決實(shí)際問題。學(xué)生在經(jīng)歷了這一簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)建模過程后對(duì)數(shù)學(xué)建模活動(dòng)有了深刻的理解。對(duì)于這一過程的回顧和總結(jié),有助于解決其他函數(shù)問題,如三角函數(shù)模型問題:
已知某海濱浴場(chǎng)浪高y(米)是時(shí)間t(0≤t≤24單位小時(shí))的函數(shù),記作:y=f(x),下表是某日各時(shí)的浪高數(shù)據(jù):
(1)根據(jù)以上數(shù)據(jù)求出y與t的函數(shù)關(guān)系;
(2)根據(jù)規(guī)定浪高超過1米才對(duì)沖浪愛好者開放,請(qǐng)你判斷從上午8:00到晚上20:00之間,有多少時(shí)間可供沖浪愛好者進(jìn)行運(yùn)動(dòng)?
絕大多數(shù)學(xué)生都能想到這節(jié)課數(shù)學(xué)建模的過程,并利用這一
數(shù)學(xué)建模過程:(1)作散點(diǎn)圖;(2)根據(jù)散點(diǎn)圖的特征,聯(lián)想具有類似圖象特征的三角函數(shù);(3)求出三角函數(shù)模型;(4)檢驗(yàn);(5)利用函數(shù)模型解決實(shí)際問題,從而解決這一數(shù)學(xué)問題。因此,讓學(xué)生經(jīng)歷簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)建模過程有助于提高學(xué)生的數(shù)學(xué)建模能力和水平。
一、?在“說”中感知“模型”
數(shù)學(xué)建模首先要將現(xiàn)實(shí)生活中發(fā)生的與數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)有關(guān)的素材及時(shí)引入課堂,為學(xué)生提供一個(gè)熟悉的感興趣的完整情境,通過讓學(xué)生“說”清楚具體情境的意思并提出問題,激活學(xué)生頭腦中已有的生活經(jīng)驗(yàn),使學(xué)生用積累的經(jīng)驗(yàn)來感受其中隱含的數(shù)學(xué)問題。教學(xué)時(shí),教師先利用電腦動(dòng)畫設(shè)計(jì)例題的情境:“校園里原來3個(gè)小朋友在澆花,又來了2個(gè)小朋友”。學(xué)生看了情境變化的過程,在相互補(bǔ)充下逐步發(fā)現(xiàn)并完整地說出情境中的信息:“原來有3個(gè)小朋友澆花,又來了2個(gè)小朋友”;再在教師的啟發(fā)下提出問題:“現(xiàn)在一共有幾個(gè)小朋友在澆花?”這時(shí)有很多學(xué)生會(huì)“插嘴”:3+2=5,這說明學(xué)生已經(jīng)有了求“一共有多少”就要用加法計(jì)算的感知;最后,再讓學(xué)生完整地說出情境的意思。由于學(xué)生第一次接觸“二條件一問題”,在這可以讓學(xué)生多說,指名說、相互說、一起說……讓更多的學(xué)生會(huì)“說”。
二、?在“擺”中體驗(yàn)“模型”
低年級(jí)學(xué)生由于其年齡特點(diǎn),具體形象思維仍占優(yōu)勢(shì),學(xué)習(xí)新知識(shí)在很大程度上還要靠具體形象或表象、動(dòng)作進(jìn)行思維。在教學(xué)過程中,充分利用學(xué)具,能滿足兒童好動(dòng)、好奇、好勝的天性,集知識(shí)性、科學(xué)性、趣味性于一體,也調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。在學(xué)生完整說出情境的意思后,讓學(xué)生利用手中的學(xué)具,自己動(dòng)手將剛才例題的情境“擺”出來。學(xué)生有的用小棒擺、有的用圓片擺、有的用五角星擺……學(xué)生在擺的過程中,不僅興趣盎然,熱情很高,而且又一次親歷“求一共有多少”,就要用加法計(jì)算的感知過程。視頻展示學(xué)生“擺”的作品時(shí),再讓學(xué)生說一說怎么擺的,適當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生“能提出一個(gè)數(shù)學(xué)問題”,這樣擺一擺、說一說,從動(dòng)作思維回到語言思維,進(jìn)而促進(jìn)具體形象思維。
三、?在“畫”中建立“模型”
如果說“擺”是借助實(shí)物表達(dá)數(shù)學(xué)思維的話,那“畫”可以說是用“符號(hào)語言”代替“文字語言”來表達(dá)數(shù)學(xué)思維,這其實(shí)就是數(shù)學(xué)的抽象概括。“畫”能較好地展示出自己的數(shù)學(xué)思維過程,“畫”的過程也能點(diǎn)燃學(xué)生思維的火花。“同學(xué)們,你們能將這個(gè)情境的意思用簡(jiǎn)單的圖形畫下來嗎?”教師的一句話,學(xué)生們立刻動(dòng)筆畫起來,經(jīng)過了“說”情境、“擺”情境,再來“畫”情境,學(xué)生已經(jīng)得心應(yīng)手、非常興奮,很快擺出來,并順利地說出算式及結(jié)果(教師在黑板上板書:3+2=5)。視頻展示學(xué)生“畫”的作品時(shí),教師示范、帶領(lǐng)學(xué)生一起邊說邊做手勢(shì),“把兩部分合起來,求一共是多少?可以用加法來計(jì)算”。學(xué)生經(jīng)歷的“說”、“擺”、“畫”等非常充分的“過程”,并在教師及時(shí)、到位的點(diǎn)撥引導(dǎo)下,能夠認(rèn)識(shí)到“把兩部分合起來,求一共是多少,就要用加法算”及“加法是解決一類問題的模型。”
四、?在“想”中拓展“模型”
從具體的問題經(jīng)歷抽象提煉的過程,初步構(gòu)建起相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型,還要組織學(xué)生將數(shù)學(xué)模型還原為具體的數(shù)學(xué)直觀或可感的數(shù)學(xué)現(xiàn)實(shí),使已經(jīng)構(gòu)建的數(shù)學(xué)模型不斷得以拓展。教師指著“3+2=5”提問:“這里3、2、5指的是什么?+又表示什么意思呢?”學(xué)生很快回答出:“3是原來有3個(gè)小朋友澆花,2是又來了2個(gè)小朋友,5是現(xiàn)在一共有5個(gè)小朋友”“+是合起來的意思。”接著追問:“這里的3、2、5,生活中還可以表示什么呢?”有學(xué)生說:“3枝鉛筆和2枝鉛筆,合起來一共有5枝鉛筆。”有學(xué)生說:“3個(gè)蘋果和2個(gè)蘋果,合起來一共有5個(gè)蘋果”……再追問:“想想生活中有哪些事情可以用加法表示?”語音剛落,學(xué)生便自發(fā)地開始熱烈討論,并紛紛舉手回答:“樹上有2只小鳥,又飛來1只,一共有幾只小鳥?2+1=3。”“我本來有3個(gè)玩具手槍,爸爸又買1個(gè),一共有幾個(gè)玩具手槍?3+1=4。”……大量生活情景的聯(lián)想,不僅將數(shù)學(xué)與生活緊密聯(lián)系在一起,更是將抽象的“模型”生動(dòng)化、形象化。
五、?在“練”中深化“模型”
將建立的數(shù)學(xué)模型運(yùn)用到實(shí)際生活中,從數(shù)學(xué)的角度解決學(xué)生熟悉的生活問題,讓學(xué)生能體會(huì)到數(shù)學(xué)模型的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值,體驗(yàn)到“模型”在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的價(jià)值所在。不同層次的練習(xí),讓學(xué)生再次經(jīng)歷“形象――實(shí)物――符號(hào)――算式”的過程,在“練”中深化“模型”。如擺一擺、說一說,將擺說結(jié)合,將動(dòng)作和語言相連接;看算式,擺一擺,則是數(shù)形的結(jié)合;算一算、填一填,用“數(shù)的組成”直接寫出得數(shù);說一說、填一填,讓學(xué)生觀察情境圖,說意思、提問題、列算式,并通過情境的變化,發(fā)現(xiàn)算式中的規(guī)律;設(shè)計(jì)創(chuàng)新練習(xí):(??)+(??)=5,先讓學(xué)生自己找算式,再引導(dǎo)比較、發(fā)現(xiàn)“加號(hào)前后交換位置的得數(shù)不變”。再如,出現(xiàn)整幅綜合圖,讓學(xué)生自己從圖中找信息,列出相應(yīng)的加法算式,學(xué)生能夠充分說圖意,列出不同形式的加法算式,說明學(xué)生不但會(huì)計(jì)算,還能通過加法來解決實(shí)際問題。
關(guān)鍵詞: 德國應(yīng)用技術(shù)大學(xué) 工程管理 教學(xué)模式 校企合作 應(yīng)用型本科教育
現(xiàn)代大學(xué)制度起源于歐洲,從歐洲到美國,最后在美國成型。隨著高等教育的大眾化,應(yīng)用型職業(yè)技術(shù)教育層次的不斷上升,歐美的技術(shù)院校(Polytechnic)也逐漸被納入大學(xué)(University)范疇。
德國作為世界職業(yè)教育領(lǐng)先的國家,在上世紀(jì)70年代的德國教育改革進(jìn)程中,將中等專業(yè)學(xué)校升格為德國的應(yīng)用技術(shù)大學(xué)。經(jīng)過四十年的發(fā)展,已經(jīng)建立了相對(duì)成熟、規(guī)范的體系結(jié)構(gòu)。2002年1月,作為剛剛走出校門的一個(gè)本科生,筆者帶著親人的囑托和希望,懷揣夢(mèng)想,踏上了飛往德國的求學(xué)之路。通過幾年親身經(jīng)歷,對(duì)中德高等職業(yè)院校的教育模式和理念進(jìn)行比較和分析,筆者認(rèn)為在職業(yè)教育推廣轉(zhuǎn)型的歷史進(jìn)程中,我國應(yīng)用型院校應(yīng)借鑒德國應(yīng)用技術(shù)大學(xué)體系中的可取之處,在現(xiàn)代大學(xué)制度下加強(qiáng)院校制度建設(shè),為高等職業(yè)教育和高等職業(yè)院校的可持續(xù)健康發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的制度基礎(chǔ)。
一、德國基礎(chǔ)教育
德意志聯(lián)邦共和國是一個(gè)劃分為16個(gè)州的聯(lián)邦國家,聯(lián)邦首都及政府所在地是柏林,德國的教育和文化藝術(shù)事業(yè)由聯(lián)邦和各州共同負(fù)責(zé),聯(lián)邦政府主要負(fù)責(zé)教育規(guī)劃和職業(yè)教育,并通過各州文教部長聯(lián)席會(huì)議協(xié)調(diào)全國的教育工作,在中小學(xué)教育、高等教育及成人教育和進(jìn)修(Fortbildung)方面,主要立法和行政管理權(quán)歸屬于各州。全國性的文化藝術(shù)活動(dòng)由聯(lián)邦政府予以資助,對(duì)外文化交流由外交部負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)。
以巴登符騰堡州(Baden Wuertternberg)教育體系為例說明德國的教育體制,巴登符騰堡州實(shí)行13年的義務(wù)教育,年滿6歲的兒童必須依法上小學(xué),學(xué)制為4年,之后經(jīng)過5年級(jí)或6年級(jí)的過渡階段進(jìn)入“分流的中學(xué)階段”,學(xué)生根據(jù)自己的學(xué)習(xí)情況可以選擇進(jìn)入初中學(xué)校(5年級(jí)到9年級(jí))、實(shí)科中學(xué)(5年級(jí)到10年級(jí))和文理中學(xué)(5年級(jí)到13年級(jí))。
圖為巴登符騰堡州教育系統(tǒng)
初中學(xué)校畢業(yè)的學(xué)生絕大部分開始職業(yè)培訓(xùn),同時(shí)進(jìn)入職業(yè)學(xué)校,接受“雙元制”職業(yè)教育。初級(jí)中學(xué)是德國中等教育的主要學(xué)校類別,但目前這類學(xué)校正在萎縮,學(xué)生人數(shù)下降,主要原因是家長希望孩子上更好的學(xué)校,如文理中學(xué)(Gymnasium)。這部分初中畢業(yè)生從“雙元制”職業(yè)學(xué)校畢業(yè)后獲得工匠證書,可進(jìn)入工廠工作,也可以到職業(yè)培訓(xùn)學(xué)院再繼續(xù)進(jìn)行培訓(xùn),培訓(xùn)結(jié)束后可獲得高級(jí)職業(yè)教育證書,此后還可以繼續(xù)升入大學(xué)或參加工作。
實(shí)科中學(xué)學(xué)制6年,相當(dāng)于中等教育程度,完成實(shí)科中學(xué)的學(xué)業(yè),就可以獲得中級(jí)證書,學(xué)生畢業(yè)后可以進(jìn)入職業(yè)學(xué)校,也可以進(jìn)入高級(jí)技術(shù)學(xué)校學(xué)習(xí),為以后應(yīng)用技術(shù)大學(xué)的學(xué)習(xí)做準(zhǔn)備。在高級(jí)技術(shù)學(xué)校畢業(yè)后,可獲得高級(jí)普通職業(yè)教育證書,之后還可以繼續(xù)升入大學(xué)讀書,一般只可以選擇應(yīng)用技術(shù)大學(xué)。
從以上可以看出,德國的教育體制是一個(gè)很完善、很靈活的體系結(jié)構(gòu)。學(xué)生在不同時(shí)期選擇適合自己學(xué)習(xí)能力的學(xué)校,也可以對(duì)學(xué)校進(jìn)行調(diào)整,這樣可以保證人才的合理流動(dòng),有利于學(xué)生的成才,并在社會(huì)上找到自己相應(yīng)的崗位。
二、德國雙元制職業(yè)教育
所謂“雙元制職業(yè)教育”,就是整個(gè)培訓(xùn)過程在企業(yè)和職業(yè)學(xué)校同時(shí)進(jìn)行,且以企業(yè)培訓(xùn)為主,企業(yè)中的實(shí)踐和在職業(yè)學(xué)校中的理論教學(xué)密切結(jié)合。德國的學(xué)生完成9年基礎(chǔ)教育后,由教育局和勞動(dòng)部幫助進(jìn)入職業(yè)學(xué)校學(xué)習(xí)。進(jìn)校后,首先簽訂兩份合同:第一份是與學(xué)校簽的培訓(xùn)合同。合同規(guī)定了經(jīng)過3年的培訓(xùn)學(xué)生應(yīng)達(dá)到的水平;第二份合同學(xué)生與企業(yè)簽訂的,合同規(guī)定,學(xué)生邊學(xué)習(xí)邊在企業(yè)中實(shí)習(xí),從10年級(jí)開始拿工資,每月由企業(yè)發(fā)給學(xué)生800歐左右。由于學(xué)生在學(xué)習(xí)期間能拿到一些錢,因此吸引了大量的學(xué)生上職校。
學(xué)生在職業(yè)學(xué)校上課的時(shí)間也隨年級(jí)的升高而逐漸減少:第一學(xué)年,每周有2天時(shí)間到校上課,每天上9節(jié)課,其中有3節(jié)文化課,6節(jié)專業(yè)課;第二、三學(xué)年每周在校學(xué)習(xí)時(shí)間只有1天,其余時(shí)間均在企業(yè)實(shí)習(xí)。由此可見,德國的職業(yè)學(xué)校十分注重學(xué)生專業(yè)知識(shí)的實(shí)踐,而對(duì)于文化知識(shí),則是需要什么學(xué)什么。這種強(qiáng)化學(xué)生技能的培訓(xùn)所產(chǎn)生的作用是不可估量的。
學(xué)生在職業(yè)學(xué)校畢業(yè)的基礎(chǔ)上,可以選擇就業(yè),也可以申請(qǐng)應(yīng)用技術(shù)大學(xué),或者更加靈活一些,先工作幾年,積累經(jīng)驗(yàn),再根據(jù)個(gè)人情況進(jìn)入大學(xué)學(xué)習(xí),所以說,同一個(gè)班級(jí),學(xué)生的年齡差距較大,最多將近十歲。
三、德國應(yīng)用技術(shù)大學(xué)(FH)教學(xué)模式
德國應(yīng)用技術(shù)大學(xué)是典型的應(yīng)用型高校,是區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的產(chǎn)物。1968年,為消除高校過度集中的情況,使高校的區(qū)域布局更趨合理,德國各州達(dá)成建立專科大學(xué)的協(xié)議。1969至1971年,原聯(lián)邦德國工程師學(xué)校、學(xué)院及工業(yè)設(shè)計(jì)高級(jí)專科學(xué)校、社會(huì)服務(wù)專科學(xué)校、經(jīng)濟(jì)高級(jí)專科學(xué)校改建為專科大學(xué),其三大任務(wù)是:為區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展作貢獻(xiàn),為技術(shù)成果轉(zhuǎn)化作貢獻(xiàn),為培養(yǎng)接受過科學(xué)方法訓(xùn)練的高素質(zhì)職業(yè)人才作貢獻(xiàn)。因此,應(yīng)用技術(shù)大學(xué)是在職業(yè)教育機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上,通過改變其法律地位和培養(yǎng)目標(biāo)而產(chǎn)生的一種大學(xué)。
1.授課學(xué)期
學(xué)生在進(jìn)入應(yīng)用技術(shù)大學(xué)學(xué)習(xí)期間,基本學(xué)制3-4年。以工程管理專業(yè)為例,學(xué)制安排為8個(gè)學(xué)期,其中在校學(xué)習(xí)為6個(gè)授課學(xué)期,每周二十四個(gè)課時(shí)左右(一節(jié)課50分鐘)。每個(gè)教學(xué)班在20人左右,以教授授課為主,沒有教材,借助多媒體和實(shí)驗(yàn)室等相關(guān)手段進(jìn)行教學(xué),學(xué)生在聽課的同時(shí)做好筆記。作業(yè)形式一般多采用工程實(shí)際案例,每名學(xué)生利用1-2周的時(shí)間,或?qū)嶋H計(jì)算,或制定方案,完成作業(yè)。作業(yè)量多在3-4個(gè)小時(shí)左右。課下學(xué)生大多自愿結(jié)合成小組,共同討論,集思廣益,既可以解決實(shí)際學(xué)習(xí)問題,又可以互相溝通,交流感情,培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)精神。授課學(xué)期當(dāng)中,每個(gè)學(xué)期也會(huì)組織學(xué)生到工地現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行參觀1-2次,提高學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)。期末的考試均為開卷考試,學(xué)生在考試期間可以使用任何相關(guān)復(fù)習(xí)資料,包括講義,參考資料,圖紙,作業(yè),等等。但是電子設(shè)備,除了工程用的計(jì)算器可以使用外,如手機(jī)、筆記本電腦是不允許在考試時(shí)使用的。
2.實(shí)習(xí)學(xué)期
第三和第六學(xué)期為實(shí)習(xí)學(xué)期,學(xué)生需要自己尋找工作崗位,一般在第二學(xué)期和第五學(xué)期就開始通過各種渠道申請(qǐng)頂崗實(shí)習(xí)的機(jī)會(huì)。針對(duì)工程管理專業(yè),學(xué)校要求實(shí)習(xí)期間,第二學(xué)期到工地現(xiàn)場(chǎng)工作,實(shí)踐動(dòng)手,由企業(yè)進(jìn)行安排和管理,每月支付相應(yīng)的工資,500歐元―800歐元左右。第六學(xué)期在管理部門,一般企業(yè)都會(huì)制訂好實(shí)習(xí)生相應(yīng)的崗位培訓(xùn)計(jì)劃,2―3個(gè)星期輪換一個(gè)部門。從工程的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、與業(yè)主接洽,到施工現(xiàn)場(chǎng)的管理、人員調(diào)配、工程成本控制等各方面。由于各個(gè)企業(yè)每個(gè)學(xué)期招收的實(shí)習(xí)生數(shù)量不多,1―2人,各個(gè)部門的主管都會(huì)在每周安排1―2次對(duì)實(shí)習(xí)生的單獨(dú)培訓(xùn)時(shí)間。培訓(xùn)方式很靈活,可以根據(jù)主管的工作情況安排,如:與業(yè)主進(jìn)行方案溝通,或者到工地現(xiàn)場(chǎng)檢查施工情況,并解決工程上的實(shí)際問題。每個(gè)實(shí)習(xí)學(xué)期實(shí)習(xí)時(shí)間最少為20周,每周工作40個(gè)小時(shí)。每周結(jié)束,學(xué)生要填寫相應(yīng)的實(shí)習(xí)報(bào)告,總結(jié)一周學(xué)習(xí)的內(nèi)容、相關(guān)的問題和解決方法,在主管部門負(fù)責(zé)人填寫評(píng)價(jià)之后,簽字蓋章,交給學(xué)校負(fù)責(zé)校企培訓(xùn)的教授,作為實(shí)習(xí)學(xué)期考核的依據(jù)。每個(gè)實(shí)習(xí)學(xué)期結(jié)束,一般安排在接下來的學(xué)期第一周,每名學(xué)生利用10分鐘左右的時(shí)間,針對(duì)自己的實(shí)習(xí)學(xué)期做出相關(guān)的報(bào)告(紙質(zhì)文件和多媒體文件)并在課堂上向全班展示,負(fù)責(zé)實(shí)習(xí)考核的教授必須到場(chǎng),聽取匯報(bào)并提出相關(guān)問題。通過者方可獲得相應(yīng)的學(xué)分,進(jìn)入新學(xué)期學(xué)習(xí)。
通過幾年的學(xué)習(xí),學(xué)生的專業(yè)技能有很大的提高。在完成應(yīng)用技術(shù)大學(xué)的學(xué)業(yè)之后,有很多在自己之前做過實(shí)習(xí)的企業(yè)找到了工作,達(dá)到了無縫對(duì)接,順利走上了工作崗位。
由此看來,在我國應(yīng)用型本科教育轉(zhuǎn)型的道路上,一方面可以借鑒德國應(yīng)用技術(shù)大學(xué)的教學(xué)模式,另一方面要針對(duì)國情在校企合作上探索一條成功之路。
參考文獻(xiàn):
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論文摘要: 本文從我校數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽推進(jìn)數(shù)學(xué)建模課程開設(shè)的成功經(jīng)驗(yàn),淺淡了數(shù)學(xué)建模促進(jìn)大學(xué)生能力的培養(yǎng)。
隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展和計(jì)算機(jī)的日益普及,數(shù)學(xué)的應(yīng)用越來越廣泛和深入,數(shù)學(xué)科學(xué)的地位發(fā)生了巨大的變化,它正在從國民經(jīng)濟(jì)和科技的后臺(tái)走到了前沿。
把數(shù)學(xué)與客觀問題聯(lián)系起來的紐帶,首先是數(shù)學(xué)建模。應(yīng)用數(shù)學(xué)去解決各類實(shí)際問題,首先是建立數(shù)學(xué)模型。數(shù)學(xué)建模是聯(lián)系數(shù)學(xué)與實(shí)際問題的橋梁,是數(shù)學(xué)在各個(gè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的媒介,是數(shù)學(xué)科學(xué)技術(shù)轉(zhuǎn)化的主要途徑,數(shù)學(xué)建模在科學(xué)技術(shù)發(fā)展中的重要作用越來越受到數(shù)學(xué)界和工程界的普遍重視,它已成為現(xiàn)代科技工作者必備的重要能力之一。
一、 以競(jìng)賽推進(jìn)數(shù)學(xué)建模課程化
數(shù)學(xué)建模作為一門嶄新的課程在20世紀(jì)80年代進(jìn)入我國高校,蕭樹鐵先生1983年在清華大學(xué)首次為本科生講授數(shù)學(xué)模型課程,他是我國高校開設(shè)數(shù)學(xué)模型課程的創(chuàng)始人,1987年由姜啟源教授編寫了我國第一本數(shù)學(xué)建模教材。在八十年代后期開設(shè)數(shù)學(xué)建模選修課或必修課只是少數(shù)老牌大學(xué)。但自1992年由中國工業(yè)與應(yīng)用數(shù)學(xué)學(xué)會(huì)舉辦全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽( 94年起由國家教委高教司和中國工業(yè)與應(yīng)用數(shù)學(xué)學(xué)會(huì)共同舉辦)以來,隨著參加競(jìng)賽高校的學(xué)生增加,各高校相繼開設(shè)了數(shù)學(xué)建模課程。2008 年全國有31個(gè)省/市/自治區(qū)(包括香港)1023所院校、12846個(gè)隊(duì)(其中甲組10384隊(duì)、乙組2462隊(duì))、3萬8千多名來自各個(gè)專業(yè)的大學(xué)生參加競(jìng)賽。目前,在本科院校根據(jù)自己學(xué)校特點(diǎn)基本上開設(shè)數(shù)學(xué)課程。
我校從95年開始開設(shè)數(shù)學(xué)建模選修課,到97年學(xué)校決定在原有的基礎(chǔ)上,從97級(jí)學(xué)生開始,在部分專業(yè)開設(shè)數(shù)學(xué)建模必修課,并同時(shí)對(duì)其他專業(yè)開設(shè)數(shù)學(xué)建模選修課。最初開設(shè)選修課是因?yàn)閰⒓訑?shù)學(xué)建模競(jìng)賽的需要,選修的學(xué)生數(shù)較少,而且必須是往年成績較優(yōu)的學(xué)生才允許選修。我們通過以競(jìng)賽為平臺(tái), 加強(qiáng)引導(dǎo)與指導(dǎo), 充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情。而且通過數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽,促進(jìn)了我校教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段的創(chuàng)新,參加過訓(xùn)練和競(jìng)賽的學(xué)生們普遍感到,以往學(xué)多門課程的知識(shí)不如參加一次競(jìng)賽集訓(xùn)學(xué)得全面和扎實(shí)。因?yàn)閿?shù)學(xué)建模競(jìng)賽需要全面掌握本領(lǐng)域相關(guān)知識(shí), 在深入理解、領(lǐng)會(huì)前人智能精髓的基礎(chǔ)上, 敢于提出自己的想法和觀點(diǎn)。只有善于進(jìn)行創(chuàng)造性地學(xué)習(xí)和運(yùn)用知識(shí), 善于對(duì)已知知識(shí)進(jìn)行融會(huì)貫通, 注意知識(shí)積累的同時(shí)更注重對(duì)知識(shí)的處理和運(yùn)用, 才能取得成功。隨著數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽在我校影響的增加,同時(shí)參加競(jìng)賽過的學(xué)生能力的提高,要求選修數(shù)學(xué)建模課程的學(xué)生逐年增加?,使得開設(shè)數(shù)學(xué)建模必修課有了一定的群眾基礎(chǔ),同時(shí)開設(shè)數(shù)學(xué)建模課程的目的也轉(zhuǎn)向了競(jìng)賽與普及相結(jié)合,以提高大學(xué)生的綜合素質(zhì)和實(shí)踐能力作為一個(gè)重要目標(biāo)。目前,已在自動(dòng)化、信息管理、統(tǒng)計(jì)、電子信息科學(xué)與技術(shù)、計(jì)算機(jī)、軟件、通信等專業(yè)的學(xué)生開設(shè)不同層次的數(shù)學(xué)建模必修課與限選課,同時(shí)仍然在全校開設(shè)不同層次的數(shù)學(xué)建模選修課。對(duì)于不同層次,理論教學(xué)學(xué)時(shí)分別為34、50、66學(xué)時(shí),并輔以上機(jī)實(shí)踐訓(xùn)練,每年從當(dāng)初幾十名學(xué)生到目前每年近2000名學(xué)生修讀此課。為了進(jìn)一步提高實(shí)踐動(dòng)手能力,在軟件工程、網(wǎng)絡(luò)工程、信息與計(jì)算科學(xué)、應(yīng)用數(shù)學(xué)專業(yè)開設(shè)數(shù)學(xué)建模課程設(shè)計(jì),取得了比較明顯的效果。
為了讓信息與計(jì)算科學(xué)、應(yīng)用數(shù)學(xué)專業(yè)的學(xué)生能更好的應(yīng)用計(jì)算機(jī)工具和數(shù)學(xué)軟件來解決各種實(shí)際問題,從2001年開始我們開設(shè)了數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課作為數(shù)學(xué)建模課程的補(bǔ)充和完善,并且目前面向全校開設(shè)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)選修課。為了進(jìn)一步推廣和普及數(shù)學(xué)建模,讓更多的學(xué)生了解和參與數(shù)學(xué)建模,在原開設(shè)多種課程基礎(chǔ)上,在學(xué)校以及教務(wù)部門的支持下,課程組于2000年起結(jié)合課程教學(xué)安排,在每年五月底舉辦全校大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽。該項(xiàng)活動(dòng)得到了全校學(xué)生的積極響應(yīng),2009年有152個(gè)組,456人參賽。我校數(shù)學(xué)建模教學(xué)已經(jīng)形成了多個(gè)品種、多種層次、多種方式的教學(xué)格局。
二、數(shù)學(xué)建模促進(jìn)大學(xué)生能力的培養(yǎng)
數(shù)學(xué)建模活動(dòng)包括數(shù)學(xué)建模課程、數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽和數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程等方面。建模活動(dòng)本身就是一項(xiàng)創(chuàng)造性的思維活動(dòng),它既具有一定的理論性又具有較大的實(shí)踐性;既要求思維的數(shù)量,還要求思維的深刻性和靈活性。著名數(shù)學(xué)家丁石孫副委員長對(duì)數(shù)學(xué)建模活動(dòng)給予了很高的評(píng)價(jià),他說:“我們教了幾十年的數(shù)學(xué),曾經(jīng)花了很多力氣想使大家能夠認(rèn)識(shí)到數(shù)學(xué)的重要性,但是我們沒有找到一個(gè)合適的方法,數(shù)學(xué)建模活動(dòng)是一個(gè)很好的方法,使很多的學(xué)生包括他們的朋友都能夠認(rèn)識(shí)到數(shù)學(xué)的真正用處”。李大潛院士也曾說過:“數(shù)學(xué)建模活動(dòng)具有強(qiáng)大的生命力,并必將不斷發(fā)展、日臻完善”。很多高校從當(dāng)初為了競(jìng)賽的需要,但隨著對(duì)數(shù)學(xué)建模對(duì)學(xué)生能力培養(yǎng)的認(rèn)識(shí),數(shù)學(xué)教學(xué)改革的深入發(fā)展,許多普通高校都在積極思考,大膽探索,取得了許多可喜的成果。特別是對(duì)數(shù)學(xué)教學(xué)改革以數(shù)學(xué)建模為突破口,在教學(xué)體系、方法和內(nèi)容上都進(jìn)行了實(shí)質(zhì)性的改革,已取得了突破性的成果。如改革教學(xué)內(nèi)容,教學(xué)與計(jì)算機(jī)結(jié)合,實(shí)行研討式教學(xué)等,這也為數(shù)學(xué)建模網(wǎng)絡(luò)教學(xué)奠定了很好的基礎(chǔ)。我校從1997年開始,我校將數(shù)學(xué)建模的教育從面向少數(shù)優(yōu)秀學(xué)生轉(zhuǎn)變?yōu)槊嫦蚋嗟钠毡閷W(xué)生。越來越多的學(xué)生從數(shù)學(xué)建模的學(xué)習(xí)中獲得了進(jìn)步,使數(shù)學(xué)建模教學(xué)在大學(xué)生素質(zhì)培養(yǎng)中日益發(fā)揮著巨大的作用。
1.促進(jìn)大學(xué)生邏輯思維能力與抽象思維能力的提高。建模是從實(shí)際問題到數(shù)學(xué)問題,從數(shù)學(xué)問題到數(shù)學(xué)解,從數(shù)學(xué)解到實(shí)際問題的解決,這一過程提高了大學(xué)生邏輯思維能力與抽象思維能力。
2. 促進(jìn)大學(xué)生的適應(yīng)能力增強(qiáng)的。通過數(shù)學(xué)建模的學(xué)習(xí)及競(jìng)賽訓(xùn)練,他們不僅受到了現(xiàn)代數(shù)學(xué)思維及方法的熏陶,更重要的是對(duì)于不同的實(shí)際問題,如何進(jìn)行分析、推理、概括以及利用數(shù)學(xué)方法與計(jì)算機(jī)知識(shí),還有各方面的知識(shí)綜合起來解決它。因此,他們具有較高的素質(zhì),無論到什么行業(yè),都能很快適應(yīng)需要。
3. 促進(jìn)學(xué)生自學(xué)能力。由于數(shù)學(xué)模型實(shí)際問題的廣泛性,大學(xué)生在建模實(shí)踐中要用到的很多知識(shí)是學(xué)生以前沒有學(xué)過的,而且也沒有時(shí)間再由老師作詳細(xì)講解來補(bǔ)課,只能由教師講一講主要的思想方法,同學(xué)們通過自學(xué)及相互討論來進(jìn)一步掌握。這就培養(yǎng)了學(xué)生的自學(xué)能力和分析綜合能力。他們走上工作崗位之后正是靠這種能力來不斷擴(kuò)充和更新自己的知識(shí)。
4. 促進(jìn)大學(xué)生相互協(xié)作能力。在數(shù)學(xué)建模學(xué)習(xí)過程中,有大量的數(shù)學(xué)模型不是單靠數(shù)學(xué)知識(shí)就能解決的,它需要跨學(xué)科、跨專業(yè)的知識(shí)綜合在一起才能解決,當(dāng)今科學(xué)的發(fā)展也使得一個(gè)人再也沒有足夠精力去通曉每一門學(xué)科,這就需要具有不同知識(shí)結(jié)構(gòu)的人經(jīng)常在一起相互討論,從中受到啟發(fā)。數(shù)學(xué)建模集訓(xùn)、競(jìng)賽提供了這一場(chǎng)所。三位同學(xué)在學(xué)習(xí)、集訓(xùn)、競(jìng)賽過程是彼此磋商、團(tuán)結(jié)合作、互相交流思想、共同解決問題,使得知識(shí)結(jié)構(gòu)互為補(bǔ)充,取長補(bǔ)短。這種能力、素質(zhì)的培養(yǎng)對(duì)他們的科學(xué)研究打下了良好的基礎(chǔ)。
5. 促進(jìn)大學(xué)生分析、綜合和解決實(shí)際問題能力的培養(yǎng)。這是由數(shù)學(xué)建模的任務(wù),目的所決定的。建模過程大體都要經(jīng)過分析與綜合、抽象與概括、比較與類比、系統(tǒng)化與具體化的階段,其中分析與綜合是基礎(chǔ),抽象與概括是關(guān)鍵。而從數(shù)學(xué)解答與模型檢驗(yàn)而言,要求大學(xué)生所學(xué)的數(shù)學(xué)知識(shí)與計(jì)算機(jī)知識(shí)還有其它方面知識(shí)綜合起來,動(dòng)手去解決, 根據(jù)計(jì)算結(jié)果作出合理的解釋。通過實(shí)踐,明白學(xué)以致用,提高了分析、綜合與解決實(shí)際問題的能力。
6. 促進(jìn)大學(xué)生的創(chuàng)造能力的提高。在數(shù)學(xué)建模實(shí)踐中,大多問題沒有現(xiàn)成的答案、沒有現(xiàn)成的模式,要靠充分發(fā)揮自己(和隊(duì)友)的創(chuàng)造性去解決。而面對(duì)一大堆資料、計(jì)算機(jī)軟件等,如何用于解決問題,也要充分發(fā)揮自己的創(chuàng)造性。數(shù)學(xué)建模對(duì)大學(xué)生的創(chuàng)造性的培養(yǎng)是很有好處的。
三、開設(shè)數(shù)學(xué)建模課程取得的效應(yīng)
數(shù)學(xué)建模活動(dòng)十分有利于達(dá)到培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新人才的育人目標(biāo)。我校開設(shè)的數(shù)學(xué)建模課程,在師資水平、普及程度、特色內(nèi)容建設(shè)、校內(nèi)競(jìng)賽以及全國競(jìng)賽等幾個(gè)方面,在國內(nèi)同類院校中處于領(lǐng)先地位,特別是每年全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽中,我校都取得了良好的成績,而且在全國也有一定的影響,得到全國競(jìng)賽組委會(huì)專家的充分肯定。
在教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)方面取得明顯成效。從最初的4名教師,逐步擴(kuò)大到涉及運(yùn)籌與優(yōu)化、微分方程、概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)、計(jì)算科學(xué)、最優(yōu)控制、計(jì)算機(jī)應(yīng)用等在數(shù)學(xué)建模中常用的學(xué)科方向的十多名教師,不僅解決了課程教學(xué)的需要,也促進(jìn)了教師教學(xué)科研水平的提高。
在課程設(shè)置研究方面。根據(jù)我們這樣一類學(xué)校的實(shí)際情況,我們?cè)诓煌瑢I(yè)的學(xué)生中開設(shè)了多種不同課時(shí)不同程度要求的數(shù)學(xué)建模課,滿足了各種不同程度不同水平的學(xué)生的需要。并在個(gè)別專業(yè)開設(shè)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)必修課,同時(shí)面向全體開設(shè)了數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)選修課,把數(shù)學(xué)理論教學(xué)與數(shù)學(xué)軟件以及計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了很好的結(jié)合,進(jìn)一步豐富了數(shù)學(xué)建模教學(xué)的內(nèi)涵。以及在幾個(gè)不同專業(yè)中開設(shè)了數(shù)學(xué)建模課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié),有效地解決了大量一般學(xué)生如何加強(qiáng)數(shù)學(xué)實(shí)踐動(dòng)手能力培養(yǎng)的問題。
在加強(qiáng)教學(xué)內(nèi)容與方法的研究與實(shí)踐方面,并取得明顯成效。除了選用合適的優(yōu)秀教材作為參考資料,更是投入精力編寫了適合我校的教學(xué)用書(即將在高教出版社出版)以及學(xué)生自主學(xué)習(xí)材料。數(shù)學(xué)建模教學(xué)的目的是能夠讓學(xué)生知道到什么地方找什么工具來解決什么樣的問題,我們堅(jiān)持努力把研究式討論式的教學(xué)方法應(yīng)用到數(shù)學(xué)建模教學(xué)中去。2000年開始,每年結(jié)合春季的數(shù)學(xué)建模教學(xué)工作,在五月底進(jìn)行校內(nèi)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽。該項(xiàng)活動(dòng)推廣普及了數(shù)學(xué)建模教學(xué),使更多學(xué)生的研究能力和實(shí)踐動(dòng)手能力得到了鍛煉,同時(shí)也有力促進(jìn)了數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽活動(dòng)在地方性普通院校中的開展,促進(jìn)了競(jìng)賽水平的提高。
在教學(xué)改革方面。將數(shù)學(xué)建模思想融入到其他工科數(shù)學(xué)課程中去,并且在教學(xué)中注意強(qiáng)調(diào)討論式教學(xué)以及學(xué)生的自主學(xué)習(xí)。
在同類院校樹范性方面。2003年,該課程被確定為浙江省首批省級(jí)精品課程。通過幾年的建設(shè),已初步建成較有特色的課程資源。充分提升了網(wǎng)絡(luò)工具的輻射作用,一方面加強(qiáng)了我校數(shù)學(xué)建模教學(xué)和競(jìng)賽工作,以及數(shù)學(xué)建模課外活動(dòng)的開展,另一方面對(duì)其他同類高校能起到較好輻射作用。另外,我校數(shù)學(xué)建模課程教師曾多次作為講課教師參加浙江省數(shù)學(xué)建模教練培訓(xùn)工作,多次應(yīng)邀到兄弟院校講課,也曾有多所院校到我校參觀調(diào)研。
通過幾年努力,完成數(shù)學(xué)建模教改研究項(xiàng)目《數(shù)學(xué)建模提高大學(xué)生綜合知識(shí)能力的探索與實(shí)踐》、《在工科院校中開設(shè)數(shù)學(xué)建模必修課和選修課的實(shí)踐》與《以學(xué)科競(jìng)賽促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的“四維互動(dòng)”模式研究與實(shí)踐》,三項(xiàng)成果皆獲得浙江省教學(xué)成果二等獎(jiǎng)。組織學(xué)生數(shù)學(xué)建模課外活動(dòng)的開展,申報(bào)“新苗人才計(jì)劃”、“創(chuàng)新杯”并取得成功。自1995 年組織學(xué)生參加全國大學(xué)生建模競(jìng)賽以來,共獲全國一等獎(jiǎng)25項(xiàng),全國二等獎(jiǎng)41項(xiàng),浙江省獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)42項(xiàng),二等獎(jiǎng)48項(xiàng),三等獎(jiǎng)41項(xiàng)。2006年至今共獲國際一等獎(jiǎng)8項(xiàng),國際二等獎(jiǎng)14項(xiàng)。取得了省參賽高校與全國高校中的優(yōu)異成績。
通過參加數(shù)學(xué)建模活動(dòng),很多學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和科研能力得到了顯著提高,在畢業(yè)設(shè)計(jì)、實(shí)習(xí)和研究生階段的學(xué)習(xí)中表現(xiàn)出了明顯的優(yōu)勢(shì),得到用人單位和研究生導(dǎo)師的普遍認(rèn)可。從2001年至今獲得“計(jì)算機(jī)世界獎(jiǎng)學(xué)金”十幾位學(xué)生中,清一色在數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽中取得優(yōu)異成績。而且隨著數(shù)學(xué)建模活動(dòng)的不斷深入開展,各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)和各行業(yè)的用人單位逐漸對(duì)數(shù)學(xué)建模在實(shí)際中的應(yīng)用和人才培養(yǎng)中的地位和作用都有了新的認(rèn)識(shí)。目前,數(shù)學(xué)建模活動(dòng)在我校的開展,得到了越來越多同學(xué)的歡迎。數(shù)學(xué)建模活動(dòng)不斷走向深入,由階段性轉(zhuǎn)向日常教學(xué)活動(dòng)。在教學(xué)方面,由初期的只在優(yōu)秀學(xué)生與部分專業(yè)學(xué)生開設(shè)選修課,發(fā)展形成了多個(gè)品種、多種層次、教學(xué)格局;在競(jìng)賽方面,由初期的只參加全國競(jìng)賽,發(fā)展到既參加全國競(jìng)賽,又將參加國際競(jìng)賽,同時(shí)每年舉辦校內(nèi)競(jìng)賽;在撰寫論文方面,由初期的只研究如何撰寫競(jìng)賽論文,發(fā)展到現(xiàn)在與教師做課題與一般學(xué)術(shù)論文寫作,參加新苗人才計(jì)劃與創(chuàng)新杯等。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞:數(shù)學(xué)建模;模式;教學(xué);策略;方法
數(shù)學(xué)建模是指用數(shù)學(xué)的方法解決實(shí)際問題,要求從實(shí)際錯(cuò)綜復(fù)雜的關(guān)系中找出其內(nèi)在規(guī)律,然后用數(shù)字、圖表、符號(hào)和公式將其表示出來,再經(jīng)過數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)的處理,得出供人們進(jìn)行分析、決策、預(yù)報(bào)或控制的定量結(jié)果。這種將實(shí)際問題進(jìn)行簡(jiǎn)化、歸結(jié)為數(shù)學(xué)問題并求解的過程就是數(shù)學(xué)建模[1]。
在高師中開展數(shù)學(xué)建模教育是提高學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題能力的有效途徑、是培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)興趣的有效手段、也是提升學(xué)生數(shù)學(xué)素養(yǎng)的必然要求。怎樣才能更好地開展數(shù)學(xué)建模教育已引起了越來越多研究者的興趣。
本文在數(shù)學(xué)建模教學(xué)方法方面進(jìn)行探討,提出了“做、學(xué)、教――合作探討”的數(shù)學(xué)建模教學(xué)新模式,以求能夠更好地開展數(shù)學(xué)建模教學(xué)。
一、數(shù)學(xué)建模教學(xué)的現(xiàn)狀分析
在數(shù)學(xué)建模課堂上,許多教師可能會(huì)有這樣的感受:我們課前精心備課,課上力求把數(shù)學(xué)建模講解的精彩生動(dòng),以期望學(xué)生能夠有較大的收獲,但學(xué)生在課堂上卻無精打采、一片茫然、收獲甚微。究其原因是因?yàn)樵谡麄€(gè)課堂上學(xué)生沒有自己的思考、沒有探索新知的熱情和激情、也沒有獲得成功后的興奮感和成就感。這會(huì)使原本對(duì)數(shù)學(xué)建模充滿好奇、帶著極大興趣走進(jìn)數(shù)學(xué)建模課堂的學(xué)生逐漸對(duì)數(shù)學(xué)建模失去興趣并產(chǎn)生畏懼感。因此,有必要對(duì)數(shù)學(xué)建模教學(xué)方法進(jìn)行探討。
二、在高師開展數(shù)學(xué)建模教學(xué)的方法
成就動(dòng)機(jī)理論認(rèn)為,學(xué)生最主要的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)就是學(xué)業(yè)成就動(dòng)機(jī),它至少包括三方面的內(nèi)驅(qū)力,即認(rèn)知內(nèi)驅(qū)力、自我提高的內(nèi)驅(qū)力和附屬內(nèi)驅(qū)力[2]。教師要充分考慮學(xué)生現(xiàn)有知識(shí)水平和認(rèn)知能力,精心設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容,注意問題坡度,分階段進(jìn)行教學(xué),讓學(xué)生獲得數(shù)學(xué)建模成就,形成學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)建模的成就動(dòng)機(jī)。
1.初級(jí)階段
在這個(gè)階段,教師應(yīng)通過一系列高質(zhì)量、連貫性的問題引導(dǎo)學(xué)生分析問題是什么、思考問題應(yīng)該怎樣解決,解題方法能否進(jìn)一步改進(jìn)。這會(huì)促使學(xué)生主動(dòng)思考問題、感悟問題。當(dāng)學(xué)生思考、感悟的結(jié)果得到教師和同學(xué)的認(rèn)可時(shí)便獲得了成就感、興奮感。
例如,把如下問題展示給學(xué)生:
A、B兩點(diǎn)都在河的對(duì)岸(不可到達(dá)),怎樣才能測(cè)量出A,B兩點(diǎn)間的距離?
首先讓學(xué)生思考如下問題:
這是哪一類問題?要知道哪些條件才能解決?
你打算用什么辦法解決?怎么解決?
學(xué)生在充分思考、交流后,向全班同學(xué)展示自己對(duì)該問題的思考過程與解決問題的方法。
教師在學(xué)生發(fā)表自己的看法后應(yīng)給予及時(shí)、科學(xué)評(píng)價(jià)。然后,接著問如下問題:
還有其他解決該問題的辦法嗎?
如果有,應(yīng)該怎樣解決?如果沒有,請(qǐng)說明理由。
如果A、B兩點(diǎn)分別在山頂和山腳,那么必須知道哪些條件才能解決?你打算如何解決?
如果A、B是球面上的兩點(diǎn),那么必須知道哪些條件才能解決?怎樣解決?
在這個(gè)“做、學(xué)、教――合作探索”的課堂中,由于學(xué)生會(huì)不斷受到獲得成功的興奮的刺激,所以,也不會(huì)感到疲倦與數(shù)學(xué)建模課堂的枯燥。同時(shí),學(xué)生通過這種方式得到的知識(shí)會(huì)在腦子中留下深刻的印象,從而提升了數(shù)學(xué)建模課堂的教學(xué)質(zhì)量。
2.中級(jí)階段
建構(gòu)主義認(rèn)為:學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)者以自己原有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)積極建構(gòu)新知識(shí)的行為。
認(rèn)知結(jié)構(gòu)遷移理論認(rèn)為:一切有意義的學(xué)習(xí),都是把先前獲得的經(jīng)驗(yàn)遷移到新問題中。
由以上理論可知,學(xué)生在數(shù)學(xué)建模課堂上不應(yīng)該是被動(dòng)接受書本和教師講解知識(shí)的過程,而應(yīng)該是自覺將新知識(shí)與原有知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比、批判、遷移、重建的過程。因此,教師在數(shù)學(xué)建模課堂上,應(yīng)采用“做、學(xué)、教――合作探索”的課堂教學(xué)模式進(jìn)行教學(xué)。
例如,把如下題目展示給學(xué)生:
某企業(yè),2013年1月份、2月份、3月份銷售產(chǎn)品分別為10萬噸、12萬噸、13萬噸。另外,經(jīng)調(diào)查4月份的銷量為13.6萬噸。請(qǐng)以前幾個(gè)月的產(chǎn)量為依據(jù),預(yù)測(cè)10月份該企業(yè)產(chǎn)量應(yīng)定為多少萬噸?
首先,讓學(xué)生在獨(dú)立思考的基礎(chǔ)上,合作探索、充分討論后可能會(huì)有如下幾種探究成果:
(1)用一次函數(shù)模型y=kx+b進(jìn)行預(yù)測(cè);
(2)用二次函數(shù)模型y=px2+ax+r進(jìn)行預(yù)測(cè);
(3)用指數(shù)函數(shù)模型y=a?xb+c進(jìn)行預(yù)測(cè);
(4)用冪函數(shù)模型y=b?lgax+c進(jìn)行預(yù)測(cè)。
其次,利用投影儀展示各小組的成果,并請(qǐng)小組代表簡(jiǎn)述本小組探索的結(jié)果并與其他小組交流,分析哪個(gè)數(shù)學(xué)模型最好,是否還能繼續(xù)改進(jìn)。
然后,根據(jù)交流的結(jié)果,各小組繼續(xù)改進(jìn)自己的數(shù)學(xué)模型,再進(jìn)行交流,最后確定一個(gè)較好的數(shù)學(xué)模型。
學(xué)生只有通過這種方式獲取知識(shí)時(shí),才能夠更好地進(jìn)行知識(shí)正遷移,才能夠更快地提高學(xué)生的思維品質(zhì)。
3.高級(jí)階段
在學(xué)生掌握了一些基本的數(shù)學(xué)建模思想、方法后,應(yīng)讓學(xué)生利用周末或節(jié)假日時(shí)間走進(jìn)超市、企業(yè)等部門去發(fā)現(xiàn)問題、并用數(shù)學(xué)建模的方法解決問題。例如:可以讓學(xué)生走進(jìn)移動(dòng)營業(yè)廳,了解各種業(yè)務(wù)、套餐的收費(fèi)情況,通過數(shù)學(xué)建模的方法為自己選擇最適合自己的套餐。在這個(gè)過程中,學(xué)生不僅可以體會(huì)到數(shù)學(xué)知識(shí)的應(yīng)用價(jià)值,還可以享受到成功的快樂。
教師進(jìn)行數(shù)學(xué)建模教學(xué)的方法對(duì)數(shù)學(xué)建模教育質(zhì)量的高低有著重要的影響。因此,本文就開展數(shù)學(xué)建模教學(xué)的方法進(jìn)行了一些有益的探討,得出若采用“做、學(xué)、教――合作探索”的課堂教學(xué)方法進(jìn)行教學(xué),可以有效提高數(shù)學(xué)建模課堂的教學(xué)質(zhì)量。
參考文獻(xiàn):
數(shù)學(xué)分析論文 數(shù)學(xué) 數(shù)學(xué)家論文 數(shù)學(xué)建模 數(shù)學(xué)初一論文 數(shù)學(xué)物理論文 數(shù)學(xué)簡(jiǎn)史論文 數(shù)學(xué)思維論文 數(shù)學(xué)創(chuàng)新教學(xué) 數(shù)學(xué)初二論文 紀(jì)律教育問題 新時(shí)代教育價(jià)值觀