大学生数学建模思维意识的培养
数学的功能主要有两点,分别是培育逻辑思维和提高学生利用所学知识解决问题的能力。一个是思维培养功能,一个是知识应用功能。传统数学教育的侧重点是培育数学思维,丰富理论知识,而非后者,这样造成的一个后果就是学生积累了大量的数学知识,不过只是局限在纯粹化的数学理论上。所以,在大学数学教育中,教师应该主动凸显建模思想,结合传统数学课程内容,在教学环节渗透和培育建模思想,从不同的角度和细节出发,适当穿插和渗透与建模有关的知识,实现对学生建模素质全方位和多角度的培育,加强对学生的思维熏陶,让学生的综合建模素质得到提升。
(一)重视传统数学课中重要方法的应用
在传统的数学教育中,教师在教学中渗透的重要方法,能帮助学生解决实际问题,因而加大方法讲解力度可以让学生在模型学习中受益。[2]
(二)充分利用数学软件,注重数学的教学试验
在美国数学会公报里,Saunders MacLane提出把“直觉—探究—出错—思索—猜想—证明”作为理解数学的过程。学生借助计算机平台进行数学实验,而教师则指导学生进行规律的探索,这样在实际的实验学习中能够进行亲密无间的合作,同时也可以化被动为主动,在主动发现中收获知识与技能。
数学软件与实验不可以只将关注点放在概念与方法的引入上,不能只是当作直观教具的发展,必须贯彻到数学全程,为学生提供思考操作以及大胆尝试的平台。
(三)改编例题或习题成为简单的数学建模问题
当前数学教材中的例题在条件、结论和解法方面,都拥有明显的定向性特征,但我们仍然可以将其进行改编,使其变成符合学生认知规律,并且能够激励学生产生学习主动性的建模问题。例如,同济大学高数微分方程鸭子过河问题,假如去除鸭子游速和河水流速,那么这个问题就成了一个不确定性的问题。要探讨鸭子到达目的地需要怎样的条件?要花费多久的时间?如果去掉游动方向朝向目的地的条件,变成任意方向,要让鸭子到达目的地,必须加入怎样的一般条件?以到达目的地为前提,鸭子用时最短的路线可以怎样设计?这些问题都可以让学生探究学习,让学生在这些改编习题的指引下学会建模思维。