高職數(shù)學(xué)教學(xué)與數(shù)學(xué)建模相融合之探索

劉睿瓊 侯愛華

摘 要： 本文嘗試將數(shù)學(xué)建模與高職數(shù)學(xué)教學(xué)相融合，引入翻轉(zhuǎn)課堂，課程內(nèi)容中引入數(shù)學(xué)建模相關(guān)知識與方法，并與具體專業(yè)相結(jié)合，采用多種教學(xué)方式，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，使高職數(shù)學(xué)課程發(fā)揮更大的積極作用。

關(guān)鍵詞： 高職數(shù)學(xué)；數(shù)學(xué)建模；翻轉(zhuǎn)課堂；教學(xué)方式

1.引言

培育高素質(zhì)的技能型人才是高職教育的最顯著特點，高職教育注重培養(yǎng)學(xué)生實踐技能、職業(yè)核心能力、可持續(xù)發(fā)展能力以及創(chuàng)新能力。數(shù)學(xué)課程作為高職學(xué)生的公共基礎(chǔ)課，其傳統(tǒng)的教學(xué)模式和教學(xué)方法，對現(xiàn)階段各個高職院校的學(xué)生，已經(jīng)顯得遠遠落后。傳統(tǒng)的高職數(shù)學(xué)注重理論推倒的嚴謹性和邏輯性，與實際生活相脫節(jié)，講解的知識結(jié)構(gòu)與高職學(xué)生的現(xiàn)狀不匹配。為了更好的發(fā)揮數(shù)學(xué)課程在高職教育中的作用，提高學(xué)生的數(shù)學(xué)素質(zhì)，我們嘗試將數(shù)學(xué)建模與高職數(shù)學(xué)教學(xué)相融合，采用多種教學(xué)方式，從多方面進行探索和實踐。

2.翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式

傳統(tǒng)數(shù)學(xué)課堂，教師都是一根粉筆在黑板上寫一節(jié)課的數(shù)學(xué)公式，基礎(chǔ)好的學(xué)生愿意聽，但大部分高職學(xué)生基礎(chǔ)較弱，聽課效果很差，采用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，讓學(xué)生掌控自己的學(xué)習(xí)時間， 全面提升了課堂的互動。我們可以錄制教學(xué)視頻，或利用網(wǎng)絡(luò)上的慕課、公開課等全國名師教學(xué)視頻，讓學(xué)生課前先在輕松的氛圍中觀看視頻，而不必像在課堂上教師集體教學(xué)那樣緊繃神經(jīng)。學(xué)生觀看視頻的節(jié)奏快慢全在自己掌握，自己理解的部分可以快進，不理解的部分可反復(fù)觀看，也可停下仔細思考或筆記，還可以通過聊天軟件向老師和同伴尋求幫助。

學(xué)生在課前觀看視頻后，上課時老師可將學(xué)生分組，提出重點問題或重點題型，讓學(xué)生們討論解決，教師的角色從內(nèi)容的呈現(xiàn)者轉(zhuǎn)變?yōu)榻叹?，同時在課堂上對學(xué)生們理解不透的概念或題型重點講解，有的放矢，重點突出，學(xué)習(xí)效果會更好。當(dāng)教師成為指導(dǎo)者而非內(nèi)容的傳遞者時，也有機會觀察每個學(xué)生的具體學(xué)習(xí)情況。教師要注意營造民主和諧的氛圍，鼓勵學(xué)生大膽地提出問題，敢于質(zhì)疑、猜想、發(fā)表自己的獨立見解，形成一種在復(fù)雜的聯(lián)系中思考問題的良好習(xí)慣。另外學(xué)生們之間也可以彼此幫助，相互學(xué)習(xí)和借鑒，而不是依靠教師作為知識的唯一傳播者，活潑的學(xué)習(xí)氣氛更有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

3.數(shù)學(xué)建模引入教學(xué)過程

全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽近幾年關(guān)注度越來越高，參與學(xué)校和參賽隊也在逐年增加，每年競賽的賽題涉及的知識和領(lǐng)域，讓參與的學(xué)生對數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)和研究都會有新的認識。數(shù)學(xué)建模所討論的數(shù)學(xué)問題來源于生活實際，需要將專業(yè)問題抽象成一個數(shù)學(xué)模型，然后通過查找資料、綜合運用各種數(shù)學(xué)知識加以解決，數(shù)學(xué)建模能夠培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決實際問題、自主學(xué)習(xí)的能力。

教學(xué)中我們可將數(shù)學(xué)建模賽題，引入高職數(shù)學(xué)課程學(xué)習(xí)過程，如將全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽一些賽題進行簡化，以課外作業(yè)形式留給學(xué)生，讓學(xué)生查找資料來完成。例如2016年D題《風(fēng)電場運行狀況分析及優(yōu)化》，需要學(xué)生了解風(fēng)力發(fā)電具體原理（包括風(fēng)速、風(fēng)功率密度、風(fēng)功率、、電能、發(fā)電風(fēng)機葉片吸收等之間關(guān)系）和風(fēng)能資源的評估指標(biāo)（包括平均風(fēng)功率密度、有效小時數(shù)、風(fēng)向、風(fēng)切變、湍流強度等），在問題研究過程中還需要考慮Weibull分布的相關(guān)內(nèi)容，而Weibull分布在學(xué)生數(shù)學(xué)課本中未曾涉及，學(xué)生必須查找關(guān)于Weibull分布的密度函數(shù)、數(shù)字特征、參數(shù)估計以及分布擬合檢驗等內(nèi)容。這樣，通過實際應(yīng)用問題層層遞進，引導(dǎo)學(xué)生一步一步去主動學(xué)習(xí)研究未知的知識，既可以增加學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，又可以拓展學(xué)生知識面，更重要的是讓學(xué)生能體會到數(shù)學(xué)在實際問題中的重要性，這些都是傳統(tǒng)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)所不能及的。

4.高職數(shù)學(xué)教學(xué)與具體專業(yè)相結(jié)合

以往我們高職數(shù)學(xué)的教學(xué)內(nèi)容主要是一元及多元微積分，輕視了高職數(shù)學(xué)知識與專業(yè)課程的關(guān)聯(lián)性和延展性，這與以企業(yè)需求為培養(yǎng)目標(biāo)的宗旨嚴重脫節(jié)。我們的高職數(shù)學(xué)教師應(yīng)當(dāng)融入專業(yè)課教學(xué)團隊，與專業(yè)課程老師溝通交流，尋找專業(yè)課具體數(shù)學(xué)模型案例，讓學(xué)生在建立數(shù)學(xué)模型的過程中，提高對自己所學(xué)專業(yè)的認知。各個專業(yè)對《高等數(shù)學(xué)》、《線性代數(shù)》、《工程數(shù)學(xué)》等課程要求側(cè)重觀點不同，我們將教學(xué)大綱進行統(tǒng)一調(diào)整，計算機類專業(yè)的教學(xué)內(nèi)容加入線性代數(shù)、數(shù)理邏輯及圖論相關(guān)內(nèi)容，電子類專業(yè)加入線性代數(shù)、拉普拉斯變換等工程數(shù)學(xué)相關(guān)內(nèi)容。在有限的課時中，讓學(xué)生掌握的數(shù)學(xué)知識能夠更好地為他們的專業(yè)知識學(xué)習(xí)提供幫助。

5.總結(jié)

數(shù)學(xué)建模是用數(shù)學(xué)去解決各種實際問題的“橋梁”，掌握一定的數(shù)學(xué)建模的思想和方法應(yīng)該是堅實數(shù)學(xué)基礎(chǔ)的重要組成部分。如何提高數(shù)學(xué)的應(yīng)用性和充分發(fā)揮它在素質(zhì)教育中的作用，是當(dāng)前高職數(shù)學(xué)課程改革的方向。

高職數(shù)學(xué)與數(shù)學(xué)建模有機融合，采用多種教學(xué)方式和手段，為新時期高職數(shù)學(xué)課程改革提供了新的思路和方法。緊扣高職高專人才培養(yǎng)的目標(biāo)和數(shù)學(xué)教學(xué)的基本要求，簡化理論，突出應(yīng)用，在介紹相關(guān)的數(shù)學(xué)知識和方法的同時，突出數(shù)學(xué)建模的基本思想、基本知識和基本方法。作為當(dāng)今高職院校的數(shù)學(xué)教師，對學(xué)生授之以魚不如授之以漁，我們希望從數(shù)學(xué)課程出發(fā)，讓學(xué)生在有效的學(xué)習(xí)時間，培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力。

參考文獻

[1]劉 微 數(shù)學(xué)建模與高職數(shù)學(xué)相融合的探索與實踐[J].考試周刊.2014（39）：69.

[2]楊翔釗 淺談如何將數(shù)學(xué)建模融入高職數(shù)學(xué)教學(xué)[J].輕工科技.2017（4）：190-191.

[3]侯愛華 將數(shù)學(xué)建模融入高職數(shù)學(xué)課程的教學(xué)策略[J].未來與發(fā)展。2015（12）：101-103.