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数学建模类有关论文范文检索,与“六合相生,三台联动”机制下的高职数学建模教学体系构建相关毕业设计论文
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摘 要：浙江工贸职业技术学院以系统科学为方法论依据、以“七要素说”为教学论依据,构建了高职高专院校的数学建模教学体系.教学体系包括课程目标子系统、保障机制子系统、实践创新子系统及质量监控子系统.教学体系付诸实践后,取得了丰硕的教学成果,充分证明了其科学性、有效性和实践性.
关 键 词：高职高专院校；数学建模；教学体系；数学实验
中图分类号：G712文献标识码：A文章编号：1672-5727（2013）08-0021-04
数学科学与计算机技术相结合,形成了可以实现的关键技术——数学技术,成为当代高新技术的一个重要组成部分,“高技术本质上是一种数学技术”的提法,已经得到了人们的广泛认同.数学要走向应用,真正显示出它的强大威力,必须依靠一个架设在实际问题与数学之间的桥梁——数学建模.所谓数学建模,就是首先将一个实际问题化为相应的数学问题,然后对这个数学问题进行分析和计算,最后将所求得的解答应用于实际,考察是否有效地解决了这个实际问题.可见,数学建模是联系数学与应用的重要桥梁,是数学走向应用的必经之路.
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数学建模课程是应用数学方法解决实际问题的一门课程.数学建模课程的一个突出功能就是培养学生的实践能力和创新思维.学生通过参加数学建模实践,亲自参加将数学应用于实际的尝试,亲自参加发现和创造的过程,可促使他们更好地应用数学、品味数学、理解数学、热爱数学,将知识传授、能力培养与素质提升融为一体,有效地促进创新型、复合型优秀人才的培养.
我国首次开设数学建模课程是在1982年.自1994年开始在全国开展大学生数学建模竞赛以后,数学建模课程便在全国高校中大面积推广开来.到目前为止,数学建模课程已被全国一千多所高校正式列入教学计划,并已出版了超过100本相关的教材及辅导读物.然而,从总体上来说,数学建模课程并没有形成全国大致统一的教学体系,教学体系的构成及发展呈现出多样化、层次化的局面,上升到理论层面的研究成果更是屈指可数.从中国知网数据库输入关 键 词“数学建模”和“教学体系”,仅搜索到3篇文献.文献1从教材及参考书、数学实验课程、相关课程、数学软件、开课时间、开课形式、学时、考试形式等八个方面总结了2006年之前的普通高校数学建模课程体系的发展现状,又从师资队伍建设、数学建模竞赛、数学建模的其他活动形式、对于数学建模的评价、数学建模的交流与合作、研究生的数学建模等六个方面总结了同一时期教学体系的发展现状；文献2阐述了将数学建模培训融入数学教学体系的方式与途径；文献3针对数学实验课程从教材建设、CAI课件研制、多媒体教学方法及师资队伍建设方面提出了一些思路.
教学体系是由若干组成教学活动的要素通过相互影响、相互作用而构成的一个整体.对于教学体系的构成要素,李秉德先生提出了“七要素说”,具体是指学生、教学目的、教学内容、教学方法、教学环境、教学反馈及教师.浙江工贸职业技术学院经多年的研究和实践,形成了以实现课程目标为根本,以加强保障机制为核心,以搭建实践创新平台为重点,以健全质量监控手段为保证,贯穿高职三年的数学建模教学体系.笔者拟以系统科学作为方法论依据、以“七要素说”作为教学论依据,探讨高职高专院校数学建模教学体系的构建.
高职数学建模课程的培养目标
浙江工贸职业技术学院通过几年的探索、研究、建设和实践,形成了科学、系统、细致、高效的教学体系,成为知识、能力、品质协调统一的,具有实践能力和创新精神的高技能人才培养基地,在高职高专院校数学建模活动的总体水平上名列浙江省前茅,并在科研方面接近或达到全国高职院校一流水平.
高职数学建模教学体系的结构
为了实现数学建模课程的培养目标,学院构建了“六合相生,三台联动”机制下的教学体系,如图1所示.
教学体系包括四个子系统.一是课程目标子系统,是针对高技能人才个体内部的知识、能力、品质的全面培养,这是教学体系的根本.二是保障机制子系统,是高技能人才全面成长的保障机制建设,这是教学体系的核心.三是实践创新子系统,是为高技能人才锻炼成长和施展才华搭建的平台,这是教学体系的重点.四是质量监控子系统,其作用是根据教学效果对前三个子系统进行适时动态调整,这是教学体系的保证.这四个方面形成相互衔接、有序递进、循环优化的高职数学建模教学体系.教学体系具备两个功能：一是培养学生的实践能力,二是培养学生的创新精神.以实践功能为主,以创新功能为辅.
高职数学建模教学体系的构建内容
(一)课程目标子系统
课程目标包括知识与能力目标、过程与方法目标、情感态度与价值观目标.“三维目标”之间相互渗透,融为一体,要求教师在教学中重视学生参与、体验、探究的方法和过程,既要重视知识传授和能力培养,又要重视良好情感和态度的培养以及正确的价值观的形成.课程目标子系统如图2所示.
(二)保障机制子系统
保障机制子系统包括课程融合、教学贴合、资源整合、科教密合、学研结合、师师联合.以上六个方面环环相扣、相辅相成,概括为“六合相生”保障机制子系统,如图3所示.
课程融合,集成融合课程体系（1）数学实验与数学建模融合.传统的数学实验与数学建模的内容体系不妨称之为“并联式”,如图4所示.为了实现数学建模与数学实验课程的融合,我们将“并联式”改为“串联式”,如图5所示.（2）数学建模、数学实验与数学主干课程融合.教学内容中减少了繁杂的手工计算,把繁杂的计算题目安排到实验课中去训练.实验内容分为4个层次：实验工具介绍；验证性实验；计算性实验；探索性实验.实验内容的教学环节是：推出实验项目—设计实验步骤—编写程序并运行—结果分析与探讨.学生采用自主学习和小组合作学习的方式.每单元布置2～3个实验作业.实验作业以填写实验报告的形式完成.实验报告的完成质量作为评价的依据记入平时成绩.（3）数学建模与专业课程融合.我们确立了“瞄准专业需求,突出岗位能力,分类量身定做”的理念.针对专业课程中的某些难点,数学教师与专业课教师合作,以数学建模方法解决这些难点问题,形成一些数学模型,从而化解了难点.例如,我们针对数控专业、机电专业、模具专业在零件加工编程中需要计算“基点坐标”的难点问题,开发了“基点坐标模型”,这是数学建模融入专业课程的一个成功的典型案例.教学贴合,形成教学要素体系（1）教学结构.我们创设了两种“主导—主体”型教学结构,从时间上保证了学生的主体地位.一是“先建模后实验”教学结构.就是把课堂时间一分为二,建模环节和实验环节各占一半时间,先进行建模环节的教学,以教师为主导；然后是实验环节的教学,以学生为主体.这样就避免了教师“一灌到底”的授课方式,给学生留出一半的时间用于实验探索.二是“建模与实验交替循环”教学结构.在建模思想、理论推导等方面,以教师为主导.需要实验辅助的地方,诸如解方程、画函数图像、简化解析式等,让学生动手实验,以学生为主体.在学生实验结果的基础上,教师继续讲解和推导,如此循环下去,学生的实验操作随时随地插入问题解决过程中,直到该问题圆满解决为止.（2）教学模式.试验了PBL问题驱动教学模式.PBL的典型模式由组成合作小组、启动问题与合作解决问题、模型评价与学习反思三个环节构成.（3）建模方法.创立了适合高职教学的“五步建模法”：提出问题—选择建模方法—建立模型—模型求解—回答问题.（4）教学环境.努力建设信息化教学环境,突破时空限制,实现数据、资料等各种资源的整合共享和应用系统的互通操作,提高师生获取科技信息的速度和质量.我们的做法是：依靠“大学城教育云平台”,教师将数学建模与实验课程的内容发布在个人空间里,学生通过登陆教师的个人空间,就可以下载学习资料,学习课程内容,并上交学习结果,或者师生在大学城空间直接答疑
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