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Abstract: Mathematics modeling is a mathematical tool for solving real world problems with focus on major and unique features of the system studied, which is the core of mathematics competence of undergraduates. In this paper, the significance of mathematics modeling is analyzed by presenting the relations between mathematics modeling and mathematics competence. Finally, it studies how to cultivate undergraduates′ comprehensive qualities by mathematics modeling study.
Key words: undergraduate; mathematics modeling; mathematics competence
數學模型作為對實際事物的一種數學抽象或數學簡化,其應用性強的特點使其影響正在向更廣闊的領域拓展、延伸。因適應新時期應用型、創新型人才培養的需要,數學建模受到了高等院校的重視,相應的課程建設計劃得到了實施,競賽活動得到了開展?;跀祵W建模培養學生解決實際問題能力的優勢,通過數學建模來提升大學生的綜合素質,已成為一個逐步引起關注的教育教學問題。
一、數學建模的內涵及其應用趨勢
《數學課程標準(實驗)》中提出:“數學探究、數學建模、數學文化是貫穿于整個高中數學課程的重要內容……,高中階段至少應安排一次較為完整的數學探究、數學建?;顒?。”[1]對于數學建模的理解,可以說它是一種數學技術,一種數學的思考方法。它是“對實際的現象通過心智活動構造出能抓住其重要且有用的特征的表示,常常是形象化的或符號的數學表示”[2]。從科學、工程、經濟、管理等角度來看,數學建模就是用數學的語言和方法,通過抽象、簡化建立能近似刻畫并“解決”實際問題的一種強有力的數學工具。
通俗地說,數學建模就是建立數學模型的過程。幾乎一切應用科學的基礎都是數學建模,凡是要用數學解決的實際問題也都是通過數學建模的過程來實現的。就其趨勢而言,其應用范圍越來越廣,并在大學生數學素質培養中肩負著重要使命。尤其是 20 世紀中葉計算機和其他技術突飛猛進的發展,給數學建模以極大的推動,數學建模也極大地拓展了數學的應用范圍。曾經有位外國學者說過:“一切科學和工程技術人員的教育必須包括數學和計算數學的更多內容。數學建模和與之相伴的計算正在成為工程設計中的關鍵工具?!保?]正因為數學通過數學建模的過程能對事實上很混亂的東西形成概念的顯性化和理想化,數學建模和與之相伴的計算正在成為工程設計中的關鍵工具。因而了解和一定程度掌握并應用數學建模的思想和方法應當成為當代大學生必備的素質。對絕大多數學生來說,這種素質的初步形成與《高等數學》及其相關學科課程的學習有著十分密切的關系。
二、數學建模與數學綜合素質提升
當今的數學教育界,對什么是“數學素質”,有過深入廣泛的討論。經典的說法認為,數學是一門研究客觀世界中數量關系和空間形式的科學,因而,人們認識事物的“數”、“形”屬性及其處理相應關系的悟性和潛能就是數學素質。一是抽取事物“數”、“形”屬性的敏感性。即注意事物數量方面的特點及其變化,從數據的定性定量分析中梳理和發現規律的意識和能力。二是數理邏輯推理的能力。即數學作為思維的體操、鍛煉理性思維的必由之路,可提高學生的邏輯思維能力和推理能力。三是數學的語言表達能力。 即通過數學訓練所獲得的運用數學符號進行表達和思考、求助與追問的能力。四是數學建模的能力。即在掌握數學概念、方法、原理的基礎上,運用數學知識處理復雜問題的能力。五是數學想像力。即在主動探索的基礎上獲得的洞察力和聯想、類比能力。因此,數學建模能力已經成為數學綜合素質的重要內容。那么,數學建模對于學生的數學綜合素質的提升表現在哪些方面呢?
(一)拓展學生知識面,解決“為‘遷移’而教”的問題。數學建模是指針對所考察的實際問題構造出相應的數學模型,通過對數學模型的求解,使問題得以解決的數學方法。數學建模教學與其他數學課程的教學相比,具有難度大、涉及面廣、形式靈活的特點,對學生綜合素質有較高的要求。因此,要使數學建模教學取得良好的效果,應該給學生講授解決數學建模問題常用的知識和方法,在不打亂正常教學秩序的前提下,周密安排數學建模教學活動,為將來知識的“遷移”打下基礎。具體可將活動分為三個階段:第一階段是補充知識,重點介紹實用的數學理論和數學方法,不講授抽象的數學推導和繁復的數學計算,有些內容還可以安排學生自學,以此調動學生的學習積極性,發揮他們的潛能;第二階段是編程訓練,強化數學軟件包MATLAB編程,突出重要數學算法的訓練;第三階段是數學建模專題訓練,從小問題入手,由淺入深地訓練,使學生體會和學習應用數學的技巧,逐步訓練學生用數學知識解決實際問題,掌握數學建模的思想和方法。[4]
(二)發揮主觀能動性,強化學生自主學習能力。數學建模是一種對實際的現象通過心智活動構造出能抓住其重要且有用的特征的表示,需要學生發揮主觀能動性,通過主體心智活動的參與,實現問題的建構和解決。在大學,自主學習是學生學習的一種重要方式。大學生課外知識的獲得、參與科研活動、撰寫畢業論文和進行畢業設計等等,都是在教師的指導下的自主學習,因此,自主學習的意識和能力培養成為提升大學生綜合素質的關鍵。數學建模對于強化學生自主學習能力,培養數學綜合素質無疑具有典型意義。由于數學建模對知識掌握系統性的要求,而這些系統的知識又不可能系統地獲得,很多參與數學建模學習和研究的學生,都深感其對提高自主學習能力的重要性,并從中汲取不竭的動力,進行后續的學習和研究
(三)把握數學建模的內在特質,培養學生的創新能力。創新能力是指利用自己已有的知識和經驗,在個性品質支持下,新穎而獨特地提出問題、解決問題,并由此產生有價值的新思想、新方法、新成果。數學建模具有創新的內在特質,其本身就是一個創新的過程?,F實生產和生活中,面臨的每一個實際問題往往都比較復雜,影響它的因素很多,從問題的提出、模型的建構、結果的檢驗等各個方面都需要創新活動的參與,建立數學模型需以創新精神為動力,不斷激發學生的創造力和想像力。因此,在數學建?;顒又?,要鼓勵學生勤于思考、大膽實踐,嘗試運用多種數學方法描述實際問題,不斷地修改和完善模型,不斷地積累經驗,逐步提高學生分析問題和解決問題的能力。持續創新是知識經濟時代的重要特征,高等院校應堅持把數學建模教育作為素質培養的載體,大力培養學生的創新精神、創新勇氣和創新能力,使其真正成為創新的生力軍。
(四)促進合作意識養成,培養團隊協作精神。 適應時代的發展,越來越多的高校將參加數學建模競賽作為高校教學改革和培養科技人才的重要途徑。數學建模比賽的過程就是培養學生全局意識、角色意識、合作意識的過程,也是一個塑造學生良好個性的過程。數學建模競賽采取多人組隊、明確時間、完成規定任務的形式進行。一個數學建模任務的完成,往往需要成員之間的討論、修改、綜合,既有分工、又有合作,是集體智慧的結晶。競賽期間學生可以自由地查閱資料、調查研究,使用必要的計算機軟件和互聯網。作為對學生的一種綜合訓練,學生要解決建模問題,必須有足夠的知識,并有將其抽象成數學問題、有良好的數學素養,有熟練的計算機應用能力,還要有較好的寫作能力,這些知識和能力要素的取得,往往來自于一個堅強的團隊。具有一定規模的建模問題一般都不能由個人獨立完成,只有通過合作才能順利完成,沒有全局觀念和協作精神作為支撐,要完成好建模任務是非常困難的。
三、在數學建模的教與學中提升學生數學素質
數學建模課程的教學不是傳統意義上的數學課,它不是“學數學”,而是“學著用數學”。它是以現實世界為研究對象,教我們在哪里用數學,怎樣用數學。對模型的探索,沒有現成的普遍適用的準則和技巧,需要成熟的經驗見解和靈巧的簡化手段,需要合理的假設,豐富的想像力,敏銳的洞察力。直覺和靈感往往也起著不可忽視的作用。因此,在數學建模教學中要把握“精髓”,側重于給予學生一種綜合素質的訓練,培養學生多方面的能力。
(一)將數學建模思想滲透到教學中去。把數學建模的思想和方法有機地融入“高等數學”等課程教學是一門“技術含量”很高的藝術。其困難之一就是數學建模往往與具體的數學問題和方法,可能是很深奧的數學問題和方法緊密相連。因此,怎樣精選只涉及較為初等的數學理論和方法而又能體現數學建模精神,既能吸引學生而且學生又有可能遭遇的案例,并將其融入課程教學中十分重要。特別要重視在教學中訓練學生的“雙向翻譯”的能力。這一能力的要求,簡單地說,就是把實際問題用數學語言翻譯為明確的數學問題,再把數學問題得到解決的結論或數學成果翻譯為通俗的大眾化的語言。“雙向翻譯”對于有效應用數學建模的思想和方法,是一個極為關鍵的步驟,權威的專家多次強調了這一點。建模的力量就在于“通過把物質對象對應到認定到能‘表示’這些物質對象的數學對象以及把控制前者的規律對應到數學對象之間的數學關系,就能構造所研究的情形的數學建模;這樣,把原來的問題翻譯為數學問題,如果能以精確或近似方法求解此數學問題,就可以再把所得到的解翻譯回去,從而解出原先提出的問題。”
(二)數學建模教學中重視各種技術手段的使用。在“高等數學”等課程的教和學中,使用技術手段,尤其是數學軟件,只是時間的問題,盡管關于技術手段的好與壞還仍有爭議。企圖用技術手段來替代個人刻苦努力的學習過程,只會誤導學生。但決不能因此徹底地排斥技術手段, 這是一個“度”的問題。對于數學建模的教師來說,技術手段既可能成為科研和教學研究的有力工具, 也可以通過教學實踐來研究怎樣使用它們。數學建模課程教學中涉及數理統計、系統工程、圖論、微分方程、計算方法、模糊數學等多科性內容,這些作為背景性知識和能力的內容,一個好的教師一定要在教學中把它作為啟發性的基本概念和方法介紹給學生。而這些內容要取得基于良好引導效果的教學成效,就必須使用包括數學軟件在內的多種技術手段,以此來培養學生興趣,引導學生自學,挖掘學生的學習潛能。
(三)確立“學生是中心,教師是關鍵”的原則。所有的教學活動都是為了培養學生,都要以學生為中心來進行, 這是理所當然的。數學建模的教學要改變以往教師為中心、知識傳授為主的傳統教學模式,確立實驗為基礎、學生為中心、綜合素質培養為目標的教學新模式。然而,教學活動是在教師的領導和指導下進行的, 因而,教師是關鍵。在教學過程中教師對問題設計、啟發提問、思路引導、能力培養方面承擔重要職責,教師能否充滿感情地、循循善誘、深入淺出地開展數學建模的教學就成了學生學習成效的關鍵,教師的業務能力、敬業精神、個人風格等發揮著非常重要的作用。因此,作為數學建模的教師,把數學建模思想運用在高等數學教學中的意義,就在于在整個教學中給了學生一個完整的數學,學生的思維和推理能力受到了一次全面的訓練,使學生不僅增長了數學知識,而且學到了應用數學解決實際問題的本領。
參考文獻
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【關鍵詞】小學數學;教學模式;自主互動
近幾年來,我國在小學數學教學方法上的改革,已取得了可喜的成績,新的課堂教學模式也層出不窮。但符合素質教育的時代要求,既能被廣大小學數學教師所接受,又可在實際教學中實施推行的常規性新模式,仍尚待創建。
一、建構常規新模式的必要性
二十一世紀,新技術已成為經濟和社會發展主要的直接資源??萍贾R創新速度越快,就越需要有創新人才。創新人才的培養的關鍵在于教育。因此,學校教育就應在教學中以培養學生的創新能力為目標,讓學生受到充分而全新的基礎能力的訓練。時代呼喚著一種“以知識為載體,能力為內容,創新為目的”新的課堂教學常規模式的創建。
二、創建常規新模式的現念
我國著名教育家葉圣陶先生早就指出“教是為了達到不需要教”,強調上課時要讓學生“主動求知,主動練習”,“自奮其力,自致其知”。九年義務教育新大綱要求從小給學生打好數學的初步基礎,發展思維能力,培養創新意識、實踐能力和學習數學的興趣,養成良好的學習習慣。因此,新模式的構建理念必須是從兒童的好奇、好動的心理特點出發,充分尊重學生的自主性,培養學生的主體意識,使學生在積極主動的學習探究過程中,形成自主學習的良好行為習慣和創造意識,形成運用知識的自學能力、應變能力、實踐能力,從而具備適應未來發展的基本素質。
1.新模式構建必須改變那種“你講我聽”、“你灌我受”的陳腐觀念,把以教師為中心轉變為以學生為主體,教師應由“幕前”走到“幕后”,由“帶著教材走向學生”轉為“學生主動走向教材成為教學過程的實際參與者”。課堂教學結構的設計,必須最大限度的讓學生參與到探求新知的活動中去,把“學和練”的時間留給學生,把“問”的權力交給學生,把“講”的機會讓給學生,把“議、評”的自由還給學生。只有這樣,才能打破“教師中心”制,體現學生在課堂上的主體地位。
2.新模式構建擬設的每個環節都必須是學生活動。心理學家皮亞杰指出,兒童學習的最根本的途徑應該是活動,活動是聯系主客體的橋梁,是認知發展的直接源泉。因此,每個環節都要使學生在活動中有參與學習的機會。小學數學教學新大綱中強調引導學生觀察、操作、猜測等都是以學生為主的活動要求。教學中引導學生動手、動腦、動口,充分調動學生的各種感官的參與,就能達到探求知識、發展能力、提高興趣和形成良好的行為習慣的目的。
3.新模式的構建既要注重以學生為主體,又要考慮教師的引導和點化作用。教師這種引導點化,不僅貫穿在課堂教學活動中的每個環節,還要貫穿在課前、課中、課后的各個方面。它的作用主要是幫助學生明確想要學什么,幫助學生懂得怎樣學、怎樣問、怎樣探求討論,幫助學生發現所學知識的意義;組織、創建、維持某種滋養學習過程的意境、氣氛及心理調節。師生之間應是一種平等的合作伙伴關系,而不是控制者與被控制者的關系。
三、新模式構建的基本框架
根據數學課堂教學的常規模式構建的革新理念,新模式構建的全稱是“自主互動、五環節”數學課堂教學常規模式。所謂“自主互動”就是以創新精神、能力培養為主要實施目標,以學生自主學習、生生合作、師生合作為組織形式的教學實踐活動;“五環節”是課堂教學的基本結構,程序是:預習――質疑――討論――調節――演練。
1.預習。預習是數學教學中不可缺少的環節,可在課前也可在課內,方法是以自讀教材為主。主要任務是了解內容、掌握概念、記憶公式法則定理、理解例題等。主要目的是培養學生閱讀能力,包括提問、分析、解決的能力,整理歸納、總結知識的能力,培養學生的合理科學支配時間的能力和自我管理學習行為的能力。小學生由于所掌握的知識少,自學能力還不強,因此預習時教師必須精心設計預習提綱,或者運用現代教育技術創設情境加以提示,讓學生帶著問題有針對性地去看教材,克服盲目或流于形式的壞習慣,低年級教師更要扶著學生去預習。
2.質疑。質疑應該是學生在預習過程中,從不同方面、不同角度去探索問題提出獨特見解的思維過程。因此,它是課堂教學過程不可缺少的環節。學生在預習時,肯定會遇到這樣或那樣的問題。教師就要考慮學習者的需要,安排一定的時間,讓學生把預習中的疑點、難點提出來,并加以解決。模式安排質疑這一教學環節正是根據學生的認知需要而安排的,這是把“問”的權力還給學生的具體表現。教師要創造和諧、平等的課堂氛圍,鼓勵學生大膽提出質疑。對于好問、多問、深問、怪問、錯問的學生,教師要持有正確的態度,予以保護,從而增強學生自信心。
3.討論。談論與預習、質疑緊密相連、是前兩個環節的延伸。模式構建擬設討論這個環節,正是區別于傳統教學模式的根本所在。它充分體現學生參與教學過程、參與學習的原則,只有這種參與才是有效的參與,才有利于提高教學效率,提高學生學習質量。討論的方法是:依據老師整理歸納質疑環節中提出的問題。按先后順序逐題討論,較容易的問題全班討論,較難的問題先小組討論,再全班談論。談論的原則是:師生共同討論,以學生為主,學生為先,學生能夠解決不了的問題老師可給予引導點化,或用現代教育技術媒體幫助學生突破難點。
4.調節。調節時引導學生自主學習的一個調控環節。既有傳統教育模式中對知識歸納小結的意義,又有對學生學習情緒和活動參與過程的調節作用??梢允墙處熣{節,也可引導學生開展自我評價、相互評價。目的是讓學生對學習的知識獲得整體的認識,以提高分析、綜合能力,提高學生參與活動的積極性和探究知識的興趣。
關鍵詞: 數學建模 創新能力 數學建模競賽
一、引言
數學建模是指對于現實世界的某個特定對象,為了某種特定的目的,根據特有的內在規律,通過做出一些必要的簡化假設,運用適當的數學工具得到的一個數學結構。它要求建模人員能夠結合實際問題靈活運用數學知識和計算機軟件,以及其他學科的相關知識,建立、求解、評估及改善數學模型,在建模過程中充分發揮自身的聰明才智和創新精神。隨著計算機技術的飛速發展,數學的應用日益廣泛,數學建模的作用越來越重要,而且已經滲透到各個領域。可以毫不夸張地說,數學和數學建模無處不在。這20年來,參加全國大學生數學建模競賽的人數迅猛增加,平均年增長達25%以上。到2011年,已經有1251所院校、19490個隊(其中甲組16008隊、乙組3482隊)、58000多名來自各個專業的大學生參加了此項競賽活動。目前全國大學生數學建模競賽已成為全國高校中規模最大、影響最大的大學生課外科技活動。該活動的成績也在一定程度上體現了參賽學校教學、素質教育和創新能力培養的水平。如今,每年的國內各種大學排名榜的出爐或重新洗牌,都把各校在大學生數學建模競賽中取得的成績和進展列為不容忽視的考核因素,國內院校在進行研究生面試、錄取工作時,用人單位對畢業生進行考核、錄用時,參加過數學建模競賽并獲得優異成績的學生往往占優勢。
當今世界,創新已經成為國家競爭戰略的基礎。加強創新精神和創新能力的培養,已是世界各國教育改革的共同趨勢。傳統的數學教育往往只注重知識的傳授、公式的推導、定理的證明和應試能力的培養,重連續、輕離散,重經典、輕現代,偏重知識的死記硬背,忽視知識的靈活運用。它不能有效地激發廣大學生的學習興趣和求知欲,不能有效地培養學生的創新意識和創新能力。因而,隨著素質教育的提出和被重視,社會對當代教師培養和挖掘學生創新能力方面的要求也更高了,創新成了教學中必不可少的一部分。
二、大學生的創新能力
創新型人才是指具有較強的創新精神、創新意識和創新能力,并善于將創造能力化為創造性成果和產品的人才。盡管創新精神、創造意識和創新能力的培養不是一個學科或一門課程的教學所能完成的,但大量的中外教育實踐充分說明,數學教育在創新型人才的培養中具有其他學科不可替代的優勢和作用。因為數學理論和方法是人們從量的側面研究現實世界所得到的客觀規律,是研究各種科學技術不可缺少的語言和工具。然而,我們的數學教育,從中學教師的“刻板”講解到大學教師的“規范”說教,從中、高考的標準化訓練到考研命題的標準化引導,滿腦子的標準化答案,嚴重抹殺了大學生的創造力。再加上學生不能主動有效地將所學知識運用到生活中去,缺乏學以致用的愿望和實踐,本質上只是機械的吸收和思想的僵化。綜上主客觀原因,目前絕大部分大學生的創新能力呈現如下一些特點:具有創新意識,但不善于利用和創造條件,不能把握本學科最新的發展動態,不重視相關學科知識的遷移等,限制了創新能力的進一步發展;思維敏捷,但缺乏真正意義上的創新。針對當前大學生創新能力的特點,如何培養和提高大學生創新能力,不僅關系到學生的自身發展,而且關系到國家的進步和發展,因此十分有必要探究此課題。
三、數學建模有助于大學生創新能力的培養
在數學教學中幫助學生形成建模意識,實質上就是培養學生的創造性思維能力,因為建?;顒颖旧砭褪且豁梽撛煨缘乃季S活動?!敖!笨梢岳斫鉃闃嬙炷P?,但模型的構造并不是一件容易的事,需要有足夠強的構造能力,因為學生構造能力的提高是學生創造性思維得以發展、創造能力得以提升的前提和基礎:創造性地使用已知條件,創造性地應用數學知識。它既具有一定的理論性又具有較大的實踐性;既要求思維的數量,又要求思維的深刻性和靈活性,而且在建?;顒舆^程中,能促使學生獨立自主地運用問題所給的條件,尋求解決問題的最佳方法和途徑,也能培養學生的想象力、直覺思維、猜測、轉換、構造等能力。而這些數學能力正是創造性思維所具有的基本特征。
首先,從數學建模課程來看,它是通過大量生動有趣的實例來激發學生的興趣和熱情,引導學生不斷地獲取新知識,使用新方法和新技術,在分析問題、獲取知識、提出思路和解決問題的過程中培養學生的創新意識和創新能力。數學建模課程的教學是以學生為主體,以實踐為中心,師生共同探討解決問題的新穎的人才培養活動。數學建模課程聯系實際領域寬廣,實際案例豐富,通常在一般的教科書和參考文獻中是無例可循的,這樣就能訓練學生通過資料查閱、文獻檢索、網絡搜集等多種手段來了解問題的背景和實際意義,迅速獲取相關的新知識和經驗,并將所獲得的新知識和經驗創造性地用于解決新的實際問題。
其次,從數學建模競賽來看,它為數學與外部世界的聯系打開了一個通道,提供了一種有效的方式,搭建了學科交流的平臺,對培養大學生的綜合素質起到了顯著的作用。數學建模競賽讓學生面對一個已知或從未接觸過的實際問題,并運用數學方法和計算機技術加以分析、解決。在這個過程中,他們必須開動腦筋、拓寬思路,充分發揮想象力和創造力,這將有助于培養學生的創新意識及主動學習、獨立研究的能力。此項競賽往往結合社會熱點問題,它的題目都是從實際問題中提煉出來的,內容涵蓋工業、農業、工程、技術、金融保險、生態環境等方方面面。推進這種極富挑戰性的競技活動,還有助于在院校中形成理論聯系實際的學風。從問題的分析到模型的建立,從模型的求解到結果的分析,從模型的評價到應用前景的展望,既沒有固定的模式可循,又沒有現成的方法可套用。數學建模競賽的題目并非單純屬于某一領域的問題,而是會涉及三四個甚至更多的領域。如2010年全國大學生數學建模競賽B題(2010年上海世博會影響力的定量評估)就涵蓋了經濟、旅游、社會、文化等多個方面。再如2011年的A題(城市表層土壤重金屬污染分析)就涉及地質、環境等領域的知識。因此,要寫好這些論文,就需要參賽選手具有扎實的多學科知識,具備綜合各門各類知識的能力,能夠綜合運用多種技巧技能。
最后,從數學建模的教學來看,教師在教學中應該強調學生發現知識的過程,而不是強調簡單地獲得結果;強調學生學會創造性地解決問題的數學方法和養成不斷探索的精神,而不是照本宣科地學習和講授。在教學中教師應教育和鼓勵學生在學習、接受新知識時,要像前人創造數學理論、發現數學方法那樣去思考和分析問題,在解決問題的各種學習實踐中要盡量提出有新意的見解和方法,在積累知識的同時注意培養和發展創新能力。在教學中,要多留時間讓學生獨立思考,為學生提供自由想象、自由發揮的空間,激勵學生于無疑處生疑,對數學理論、數學方法的邊界條件多提疑問,發現別人未觸及的潛在的解決問題的方法。還要鼓勵學生大膽猜想,養成善于猜想的數學思維習慣。另外,在教學中,可以安排一題多解的教學活動內容,引導學生從多角度、多方位思考問題,并且設計一套多變的訓練模式,培養學生的發散思維。
總之,開展數學建?;顒?,培養和提高大學生的觀察力、想象力、創造力、全面考慮問題的能力、交流與表達的能力、解決實際問題的能力,讓學生的積極性、主動性和創造性得到充分發揮。數學建模競賽活動是以數學應用為突破點,以競技為動力,為高等院校教學改革提供了一個契機和先導。數學建模競賽是培養學生創新能力和綜合素質的重要途徑,是教改的切入點和生長點,為探索創新型人才培養模式拓寬了思路。
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【關鍵詞】數學建模;創新能力;主成分分析法
一、上海工程技術大學對學生創新能力的培養
數學建模是通過對實際問題進行合理假設,用數學語言、數學方法抽象出與實際問題近似的數學模型,通過對數學模型求解,解決實際生產、生活問題。數學建模對使用的方法、利用的工具都不加以限制,由于其創造性、趣味性、可參與性吸引了很多大學生參加,從建立模型到得出結果,學生分析問題的能力、創新能力、動手實踐能力都得到了提高,數學的思維也在無形中加深。院校對數學教育非常重視,數理與統計學院踐行了“數學建模為載體的數學應用能力‘六點一線’培養模式”,從而提高學生的數學應用能力和創新能力。以《高等數學》等課程的教學平臺為起步,利用第二課堂進行普及,通過校級數學建模競賽選拔人才,以集中培訓為平臺提高學生數學建模能力,參加國內外數學建模競賽展示學生數學建模水平。以大學生創新實驗和科研作為拓展平臺,培養學生數學應用與創新能力。通過對學生數學建模能力的培養提高他們的數學應用能力和創新能力。
二、數學建模對大學生創新能力影響的理論分析
創新能力是指在創新意識的基礎上提升分析問題、解決問題的能力。從各個角度去看問題,全面地看問題抓住其關鍵,能夠用自己的觀點對問題進行解釋,運用各種方法解決問題,從中選取最優解決方法。對于創新能力測評的方法有很多,如:主成分分析法、層次分析法、變異系數加權法、因子分子法等。層次分析法是根據各因素間的關系,通過各層特征向量構造上層與下層的權重矩陣;變異系數加權法是計算各因素的變異系數且根據其相對大小確定指標權重;主成分分析法是將多個相關變量轉化為少數幾個綜合指標,將這些綜合指標作為主成分,每個主成分都能反映問題的部分信息。本文采用主成分分析法對創新能力指標進行量化分析。
三、模型變量選取
通過對參加數學建模的師生進行深度訪談以及查閱資料分析后得出,影響創新能力的因素主要為智力因素和非智力因素,其中以智力因素為主。智力因素指認知活動的操作系統,智力因素中對創新能力產生的主要影響是注意能力、邏輯思維能力、形象思維能力;非智力因素主要是個性心理因素和思想因素。在此基礎上選定原因變量為:觀察能力、注意能力、想象能力、記憶能力、邏輯思維能力、形象思維能力、靈感、直覺、頓悟思維能力、個性心理因素和思想因素,以變量的提升程度作為指標,結果變量則選擇為創新能力的提升程度。數學建模的實際問題中往往存在一些小細節,觀察能力決定了這些小細節是否能被找到;注意力集中才能專心于數學建模,不被外界打擾,這在數學建模競賽中尤為重要;合理的想象才能創造有價值的新思想;記憶能力指數學建模時在理解中提高記憶力;邏輯思維能力指利用概念、判斷、推理等思維形式通過一定的方式得出事物的本質和規律,這無論在分析題目還是建模、編程中都非常重要;利用形象思維能力能把理論的題目結合自己的感觀通過語言、圖像等形式進行描述;靈感、直覺、頓悟思維能力代表了創造性的突發思維和突如其來的領悟;而個性心理因素指人的求知欲、好奇心、興趣愛好等;思想道德能力則是指人的世界觀、人生觀、價值觀。
四、模型的建立與求解
為了得到學生創新能力提升的情況,對參加過數學建模的學生進行調查問卷,問卷題目為參加數學建?;顒雍透傎惡蟾鱾€能力的提升程度,選項為提升很大、略有提升、沒什么變化和退步,將選項轉化為數據,分別為1、0.66、0.33、0?;厥沼行д{查問卷共285份,對調查問卷利用SPSS22.0進行分析,利用主成分法,得到主成分的系數矩陣,系數代表了原因變量的線性方程中不同成分的權重,數值越大,對這個指標的影響越大。通過表1可以看出,第一個主成分反映的是思想能力、形象思維能力和邏輯思維能力,這個主成分的方差占總方差的比例最大,所以在數學建模影響創新能力的因素中思想能力、形象思維能力和邏輯思維能力是影響最大的,嚴謹的邏輯思維、良好的形象思維以及正面向上的觀念對于創新能力是不可或缺的。第二個主成分反映的是個性心理能力,分析其方差占總方差的比例得出,個性心理能力對創新能力影響較大,興趣愛好、好奇心等心理因素的培養對創新能力的提高能起到一定的作用。第三個主成分體現了想象力,由于第三個主成分所占比例較小,所以得出想象力對創新能力有一定影響,但是影響較小,合情合理的天馬行空能帶來不一樣的創新。通過分析問卷中創新能力提升程度的數據,15.3%的學生覺得通過數學建模創新能力得到了較大的提升,而65.9%的學生覺得通過數學建模創新能力略有提升,18.8%的學生則認為數學建模后創新能力沒有變化甚至略有退步??梢姡挥猩贁祵W生認為通過數學建模能夠大幅度提升自己的創新能力,而大部分的學生都是認為略有提高。數學建模對院校學生創新能力的確起到了一定的促進作用。
五、結語
在調查問卷中發現,大學數學主干課程和第二課堂對于數學建模和創新能力的培養還不夠深入,而校級選拔平臺要求較低以及創新實驗和科研未能普及都導致了數學建模對創新能力的促進較小。集中培訓和建模競賽的參與人數較多及其應用能力更強導致了更能提升學生的創新能力。因此,可以提出一些改進措施,大學數學主干課程和第二課堂對于創新能力的培養應該更深入一些,這樣可以在潛移默化中給學生帶來積極的影響。而校級選拔平臺則可以增添一定的趣味性或挑戰性以此吸引學生進行挑戰。創新實驗和科研平臺則可以增加其普及率來吸引學生,培養更多的創新型人才。
【參考文獻】
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[3]許先云,楊永清.突出數學建模思想,培養學生創新能力[J].大學數學,2007,4:137~140
一、為在科學課堂中創建信息技術環境做準備工作
國務委員陳至立曾指出:“充分認識應用現代教育技術是現代科學技術和社會發展對教育的要求,是教育改革和發展的要求?!彪S著國家新課程標準的實施,在現代教育理論的指導下,充分利用信息技術資源,優化課堂形式勢在必行。
在科學課堂中創建信息技術環境必然會改變教學過程的模式,那如何優化教學過程,較大地提高教學質量,這就對教師提出了不同于以往的要求。
為了培養學生的獨立思考和獨立工作能力,教師在教學過程中需要加強引導和指導,因此教師本身素質的高低就成為教育成敗的關鍵。教師需要正確認識和操作信息技術,這種認識和操作運用不只是簡單的技巧,而且包括教師的教學觀念的變化。
如果教師的教學觀念不轉化,即使有了出色的多媒體軟件教材,也只是一個簡單的教具,作為課堂教學的點綴而已。如有的教師雖然采用了多媒體教學,但教學方法是陳舊的,與普通的掛圖沒有什么兩樣,沒有真正發揮多媒體的優勢,無疑是一種浪費。
因此只有教師改變了教學觀念,從而改變了教學方法,創建一個真正的信息技術環境,并使其發揮作用。
二、在科學課堂中創建信息技術環境的教學工作
教學中我們應嘗試利用信息技術這片廣闊的天地來輔助教學,利用多媒體課件中的視頻和圖片、網絡的資源等形式讓學生提高學習興趣,增強了對知識接收能力,以及解決一些常規實驗不能解決的問題。
1、多媒體課件的運用
在科學課堂中創建信息技術環境的主要教學方式是運用多媒體課件。首先,多媒體上的學習材料融文字、圖片、影像、音樂等信息為一體,不僅豐富多彩,有“聲”有“色”,而且取之不盡,用之不渴。
其次,教學資源方面,突破了僅呈現教材內容和情景畫面的單一模式,增加了學生自主選擇內容,從而極大地豐富了學生探索學習的內容,進一步培養了學生自主學習的能力與主動發展精神。
這樣的例子舉不勝舉,例如:教科版四年級下冊第三單元第4課《生的食物和熟的食物》,讓學生根據經驗講述什么食物生吃、什么食物熟吃時,如果只讓學生舉例生、熟食肯定會顯得無聊無趣,而把食材全部帶來課堂也是不現實的,這時利用白板課件把食物圖片放在一頁上以閃光燈形式一一呈現,就顯得十分生動有趣了。
2、網絡資源的運用
首先,把網絡材料應用于觀察教學,在豐富教學材料的同時,還可以借助其真實、及時、知識性來提高學生對觀察課的興趣,進而極大提高教學效率與效果。
其次,教師還可以按教學大綱要求,根據學生的實際情況制訂相應的教學計劃,提供網址或制作網頁,要求學生通過網絡自主進和學習,這種教學模式能很好地照顧學生的興趣與個性差異,最大限度地發揮了學生學習的自主性。
例如:我在教授《地球內部的運動改變了地球的地形地貌》時,發現這些教學內容比較宏觀、抽象,離學生的思維比較遠,因此我借助信息技術,解決無法跨越的時間和空間的限制,將宏觀的現象濃縮進教室。我帶領學生來到電腦教室,讓學生上網查詢資料、信息。
先從學生最關注地震和火災入手,了解現狀,并且注意從學生周圍熟悉的現實生活中尋找科學知識的“原型”和最新的信息,查詢有關圖片以及文字資料。由于本課的信息技術是作為一種“探索工具”與實驗教學整合,由此,使全班學生學習積極性與主動性空前高漲,在整堂課中,不僅大大發揮了學生的探索精神,而且使他們人人積極動腦思考,小組間團結合作。
三、在科學課堂中創建信息技術環境的注意事項
1、不能隨意濫用多媒體
在課堂教學中,有的課件中穿插了大量圖像、藝術字、動畫、視頻、音樂等素材,令人眼花繚亂,分散了學生的注意力,使學生缺乏思維的空間和時間。例如:圖片、文字的出現加了旋轉、聲音等特效,學生只是注意了旋轉、聲音,卻忽視了最為重要的圖片和文字的內容。視頻、動畫過長,浪費了時間,常常使課堂教學有始無終,學生無法對所學知識進行消化。
2、不能讓信息技術一攬包
信息技術的發展并不能替代教師的作用。有的教育家認為,為了培養學生的獨立思考、獨立工作能力,強調學生的自主性、主體性,就要淡化教師的作用。這顯然是不正確的。
同樣地,小學科學是以探究實驗為基礎,探究是研究科學最基本的一種手段,我們不能單純靠老師講解、演示,必須讓學生親自動手實驗,切身體驗。在自主觀察、探究中,在發現現象、總結規律,掌握各種知識和技能。有的教師認為學生的動手探究實驗,浪費時間、并且實驗過程難組織,不如用多媒體課件模擬實驗進行演示,效果好。
那么可能導致的直接后果就是:整節課學生沒有做過一個實驗,沒有真正思考過一個問題,也沒有自主學習過什么內容,只是欣賞了精彩的動畫模擬演示實驗,全無思索地回答了一些簡單的問題。這種過分依賴動感、直觀的學習材料的整合,必將形成思維上的惰性,降低了學生學習的質量,教學的有效性將無從談起。
四、在科學課堂創建信息技術環境的展望
目前,我們已經深深地感到在科學課堂創建信息技術環境對于改革自然教學的模式、策略等方面具有極強的生命力。在科學課堂創建信息技術環境需要我們廣大教師的不斷探索和艱苦努力。
相信隨著在科學課堂中創建信息技術環境深入發展,必將進入全方位的改革階段,實現課程改革的更高目標,科學教學也必將與其它學科一樣,會加速實現現代化的跨越式發展。同時學生的學習內容也更加具有時代性,既豐富多彩又充實完整。
而且,這種學習內容直觀呈現的形式可以培養學生的探究學習、發現學習和主動學習的能力,在拓寬相關學科知識的同時,培養學生廣泛的學習興趣和良好的信息素養,使之更好地應對信息化社會的各種挑戰。
【關鍵詞】數學建模;創新教育;技術應用
全國大學生數學建模競賽經過21年的發展,目前已成為全國高校規模最大的基礎性學科競賽,也是世界上規模最大的數學建模競賽.此項競賽旨在培養應用書本知識解決實際問題的能力、培養創新意識和創造能力、培養團隊合作意識和團隊合作精神、訓練邏輯思維和開放性思考方式.上海電機學院自2005年參加全國本科組比賽以來,在數學建模教育的改革與發展方面,做著不懈地努力,經過多年的探索與研究,已經形成了較為完整的數學建模教育體系。
為了以數學建模為平臺,增強大學生的素質教育,豐富學生的第二課堂,我們采用了課堂教學、課外教學、學生教學的教學方式.課堂上,教師將數學相關的知識點進行展開,跳過理論推導與證明,重點講述其應用相關的事例,啟發學生對其應用性的思考,引出所要解決的實際問題,將學生分成若干組進行討論.課下,采用答疑、講授等其他第二課堂的方法將學生向正確的方向引導,并給出相關的指導意見.考核時,學生以小組為單位進行互講互評,最后每個班級給出一份包括問題分析、解決方案、可行性報告的建模論文,并作為公共資源存檔。
為了增強數學建模教學的實踐性與競賽性,我們投入資金進行相關軟硬件的購置,建成了一個集教學、實踐、培訓、競賽于一體的機房.并形成了一套相對承受的競賽機制,即校內宣傳、基本培訓、校內競賽、上機實踐、暑期培訓、全國比賽.上海電機學院從組織學生參加全國大學生數學建模競賽以來,從初期的每年3、4支隊伍到現在17支隊伍,從數量到質量都得到了極大的提高.就數學建模的普及程度而言,數學建模協會、數學聯合學習社等社團已經變成全校規模最大,涉及面最廣的社團,數學建模及建模競賽已經深入學生中。
自2005年舉辦首屆上海電機學院校內數學建模競賽以來,經過8年的成長與發展.在硬件上,我們建立了數學建模實驗室;在軟件上,我們已經形成了一套完整的機制,包括宣傳機制、競賽機制、評閱機制、選拔機制、培訓機制、后勤保障機制、獎勵機制等。
數學建模實驗室可以容納50名學生同時上機、查閱資料、參加競賽、創新實驗.內部配備充足的數學建模資料、獨立的服務器并開設討論區和休息區.修改和完善相關的規章制度確保數學建模基地安全平穩運行.每年參加數學建模競賽指導的教師達到11人,具有碩士及以上學位的指導教師達百分之九十以上.這些條件為以數學建模實驗室為依托開展數學建模創新教育打下了堅實基礎.組織機制:成立了校數學建模競賽組委會,負責宣傳、后勤保障、征題命題及審核解答、評閱、賽后指導、數模課程建設、創新團隊建設等工作.宣傳機制:每年3月中旬開始,通過開展數學建模宣講會向學生系統地介紹什么是數學模型、數學建模競賽、數學建模的方法、步驟和一般過程、數學建模所能培養能力以及參加競賽對個人綜合能力的提升等.通過學校主頁、部門網站、散發傳單、張貼海報,教師輔導員到班級宣傳等形式信息.確保將建模和建模競賽推廣到每個學生.競賽機制:根據全國大學生數學建模競賽上海賽區的相關要求制定了上海電機學院數學建模競賽章程.全校統一競賽題目,將圖書館機房及數學建模專用機房開放,并開放通宵建模教室.評閱機制:由命題小組等相關教師成立評審專家組,堅持公平、公正、的原則,在成績反饋監督機制下,以上海賽區的閱卷流程為規范,制定了評卷方法與步驟,篩選出優秀論文,并采用上機檢驗及論文答辯的方式確定優秀的參賽小組.培訓機制:重在培訓,突出培訓,從而蘊含競賽期間參賽學生能夠獨立自主地完成競賽.后勤保障機制:數學建模組委會競賽前召開相關職能部門及各負責領隊會議,協調解決學生上機問題、競賽場地問題、網絡連通問題、讀書館查閱資料問題、打印論文問題、伙食保障問題、安全問題、以及相關應急預案。
數學建模能夠促進大學生能力的培養.數學建?;顒影〝祵W建模課程、數學建模競賽和數學實驗課程等方面.建?;顒颖旧砭褪且豁梽撛煨缘乃季S活動,它既具有一定的理論性又具有較大的實踐性;既要求思維的數量,還要求思維的深刻性和靈活性.很多高校當初為了競賽的需要而開設了數學建模課程,但隨著對數學建模對學生能力培養的認識,數學教學改革的深入發展,許多普通高校都在積極思考,大膽探索,數學建模教學取得了許多可喜的成果.特別是對數學教學改革以數學建模為突破口,在教學體系方法和內容上都進行了實質性的改革,已取得了突破性的成果:改革教學內容,教學與計算機結合,實行研討式教學等,這也為數學建模網絡教學奠定了很好的基礎。
培養學生創新能力方面:
1、發揮學生的想象能力,培養學生的直覺思維.通過數學建模教學,使學生有獨到的見解和與眾不同的思考方法,如善于發現問題,溝通各類知識之間的內在聯系等。
2、構建建模意識,培養學生的轉換能力由于數學建模就是把實際問題轉換成數學問題,因此我們在教學中應該注重問題的轉化,培養學生思維的靈活性、創造性.鼓勵學生對問題的深入研究,激發其學習數學的主動性,開拓學生創造性思維能力,促使其養成善于發現問題,獨立思考的習慣。
構建數學建模教學模式方面:
1、平時按數學建模的觀點分析組織教學內容.經濟數學基礎課程中含有豐富的數學建模素材,其中許多概念本身就是從客觀事物的數量關系中抽象出來的數學模型,它必對應著某實際原型.因此,我們專門加以挖掘整理,從全新的角度重新組織經濟數學基礎的教學體系。
2、針對教材中實際應用問題較少的現狀,在教學中盡量精選一些實際例題進行建模示范,通過具體問題的建模范例,突出數學建模的思想方法,幫助學生理論聯系實際并在課后練習中也突出數學建模思想.通過經濟數學基礎的教學, 可以落實日常語言變為數學語言的訓練,使每個學生受到將實際問題抽象成數學問題的訓練,促使學生學會用數學的眼光透視問題,從數學的角度去思考周圍的實際問題,培養用數學的意識,學會用數學的理論、思想、方法分析處理問題,培養數學建模能力。
參考文獻
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關鍵詞:民間美術;教學創新;策略
民間美術是民間優秀文化的重要組成部分,隨著社會的快速發展,怎樣繼承與發展民間美術已經成為了美術教育者急需解決的問題。在美術教學中貫穿于民間美術的教學,不僅能培養學生的民間美術藝術素養、增強學生的美術技能,而且還能促使學生形成良好的品質與習慣,有利于全面調動學生學習民間美術的積極性和主動性。由此可見,民間美術的創新性教學在美術教育中的重要意義。所以,民間美術的創新教育,應被充分的理解,廣大的美術教育工作者,要運用好這一學科知識,把握好這一學科特點,為我們培養出高素質的人才而努力。在此,筆者結合自己的實踐教學經驗,提出了幾點創新民間美術教學的策略,望與廣大同仁一起分享。
一、與其他學科融匯貫通
在藝術領域中,民間美術不僅和繪畫、設計有著密切的聯系,而且和音樂、舞蹈也有著互通的關系,它們都是人們對生活的再現。把范圍再擴大一點來說,民間美術還和歷史、文學、地理、物理等多個學科間有著一定的結合點。比如,民間美術史主要是在大的歷史背景下發展起來的,民間美術的表達方法有不少都與文學中的“賦、比、興”的表達方式相近,民間美術所呈現出的地域性與其存在的地理條件及環境是密切相關的,民間美術的造型方法也有不少都和物理學的內容緊密相關……所以,在創新民間美術教學時,應和多門學科融會貫通,這樣才能收到顯著的教學效率。
二、運用現代化教學手段
在民間美術教學中運用現代化的教學手段能夠獲取事半功倍的成效。比如,通過幻燈片放映民間美術作品圖片,它的真實感和藝術感染力是課本圖例永遠實現不了的。再如,通過錄像的方式播放民間美術的制作過程,它的生動性、準確性是教育者講授中難以實現的。通過多媒體教學,教育者親自制作課件,學生主動參與教學過程,不僅能創新民間美術教學模式,使教學更具直觀性、條理性、客觀性,激發學生學習熱情,而且還能顯著提高課堂教學效率。
三、運用情境教學方法
實際上,民間美術教學還是一種情感教育,在教學過程中,教育者應全面調動所有能夠培養學生情感的因素。創設良好的課堂情境是創新民間美術教學的關鍵外在因素,其涵蓋了課堂的環境創設、結構設計、音響設計等,不同的民間美術種類均具備著不同的地域性,風格、主題思想以及情緒情感,而課堂情境的每個環節對學生來說都是不同的信息反映,只有當這些信息反映相一致時,才能夠刺激到學生,進而提升課堂功效。比如,讓學生對民間蠟染進行欣賞,在學生觀察作品的同時教育者通過適當的語言講授,并向學生們播放一些少數民族(如貴州)中民間日常生活的畫面,并將少數民族(如貴州)音樂為該課堂的背景音樂。學生在該種創新的教學情境下得到的感受是全面的,是傳統教學永遠達不到的。
四、重組有關教材
在新課程標準的基礎上,充分挖掘當地民間美術資源,對原有教材予以調整。增設一些學生喜聞樂見的和教育者擅長的內容,教育者應緊跟現代社會的需求,有創造性地對民間美術教學內容進行重組。
綜合新舊課本,把相同年級的新舊課本中相同的內容有機的融合起來,以擴大知識量,教育者不應將眼光放在一個版本的美術教材上,因為各版本的民間美術教材均具備獨有的特色與可取的地方,教學中應提煉相類似的內容,取長補短,在教學內容上應找到結合點,充分挖掘學生的創新潛力。另外,變換制作材料,拓展內容交叉點同樣是一項比較好的教學方法,在民間美術的一些制作工藝復雜、工具材料要求嚴格的內容中比較適用。在創新型課堂教學過程中,除了要欣賞與了解民間美術外,還可采用其他形式進行相關制作與學習,比如,將木雕、根雕改成橡皮泥、陶泥或者蘿卜進行雕刻制作;將服裝、刺繡等通過繪畫、設計形式加以體現……
五、講練相結合,全面發揮學生主體性與能動性
我們所看到的所有民間美術作品都是經過一定的工藝手段后而最終形成的視覺藝術品,其雖然也要具備相應的技術技法,但相對于專業美術作品而言,其對技法水平要求不高,這主要是因為民間美術的創造者是生活在基層中的老百姓。便捷、樸質是很多民間美術作品的特征,學生在大部分情況下是具備一定的能力進行實踐操作的。實踐過程其實就是強化學生的理解程度,創新教學模式,滿足教學最終目的的過程,雖然會占用一部分課堂時間,但是教學功效顯著。所以在創新民間美術課堂教學中,教師要注意講練結合,全面發揮學生的主體性與能動性。
六、結語
綜上所述可知,創新民間美術課堂教學,可以使美術教育者的教學空間更加的靈活與廣闊,使美術課堂教學更加的生動和有效。其充分體現了新教材的理念,學生在該創新模式下可以得到不斷的提高和升華。
參考文獻:
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【關鍵詞】新型教學模式小學數學教學實踐
一、小學數學課堂中運用新型教學模式的意義
1.營造開放的教學環境,培養學生學習興趣
新型教學模式的應用并不代表需要改變數學學科的教學基礎,而是運用多媒體技術等工具輔助教學,改變傳統呆板的教學氛圍,營造開放式、游戲式的教學環境。這種開放的教學環境,更有利于調動學生學習的主動性和能力性,打破傳統教學模式的局限,讓學生真正成為課堂的主人。傳統教學模式下,學生只能被動接受教師講解的知識,缺乏自己獨立思考的空間,導致無法產生學習數學的興趣。而新型教學模式下,師生之間處于一種平等的溝通交流關系,學生能夠在課堂中直抒己見,學習興趣和主動性大大提高。
2.挖掘數學學習興趣,培養學生思維習慣
數學學科的最終目的是通過學習數學知識,引導學生知道如何運用數學知識解決實際問題,這也是素質教育下對于數學學科的基本要求。不同于傳統教學模式下,教師重視如何引導學生進行知識遷移,運用所學過的知識解決問題;新型教學模式下更多的是培養學生的思維方式和思維習慣,由于學生發展存在個體差異性,因此每個學生都有著自己的思維習慣,數學學科并不僅僅是簡單的數學知識和數學原理的講解,更多的是從中培養學生的邏輯思維。而運用新型數學模式記性教學,學生不僅會加深自己對于數學學科的理解,養成自己的思維和思考習慣,而且能夠通過教師創設的教學情境,挖掘到數學學習的樂趣。
二、新型教學模式在小學數學教學中的運用
1.開放式教學模式在小學數學教學中的運用
與其他學科相比,數學學科具有極強的抽象性和邏輯性,而對于小學階段的學生而言,由于其抽象邏輯思維尚未建立,在學習數學過程中存在一些問題。這就需要教師化難為易、化抽象為生動,結合日常生活的實例開展教學,拉近學生與數學學科之間的距離,從而降低學生學習數學的抵觸情緒,更好的讓學生接受和理解數學知識。小學階段是學生打好數學基礎的關鍵階段,部分數學教學和家長認為小學數學就是會認、會算各種數字,實際上這種想法過于片面。在開放式的教學氛圍中,運用多媒體技術進行輔助教學,引導學生了解數學的涵義和重要性,能夠提高學生學習數學的興趣。同時教師可以借助小木棒、珠算器等工具,創設生活化的情境,讓學生根據自己的生活經驗明白學習數學的意義和重要性。此外,開放式的教學環境還需要教師與學生之間建立平等良好和諧的溝通關系,學生在課堂上能夠將自己學習過程中的困惑與教師交流,從而促進學生成長和進步。
2.游戲化教學模式在小學數學教學中的運用
小學生正處于好奇心比較強的階段,這就導致其在學習的過程中注意力比較容易分散,難以長時間集中注意力。而數學學科與其他學科相比,抽象性和邏輯性比較強,學生在學習過程中容易感到乏味和厭倦。這就需要教師采用游戲化教學模式吸引學生的注意力,引導學生參與到教學活動中去,從而提高課堂教學效果和質量。但是需要注意的是,游戲化教學的主要目的是引導學生參與教學活動,重點在于教學,因此小學數學教師要根據學生的個性化特點和教學目標,選擇合適的教學內容開展游戲活動,一方面提高學生的學習興趣,另一方面也能夠讓學生在游戲中有所收獲。如在學習“奇數和偶數”的相關內容時,教師可以提前準備好一個黑盒子和一個白盒子以及許多玻璃球,并且在玻璃球上用馬克筆寫上數字。在開始“奇數和偶數”之前用“摸球游戲”導入,并且告訴學生游戲規則為從兩個盒子里面各摸一個球,只要相加為偶數就可以獲得獎勵,學生參與游戲的積極性大大提高。經過游戲導入后,教師再提問“會不會出現摸出兩個球是奇數的情況”,學生分組進行討論,教師再進行總結,加深學生的印象。
在我國中學數學教學的實踐環節,教學工作者通常會對教材內容進行深入剖析,在為學生解讀數學問題內容的過程中培養學生的解題能力與數學思維. 但是,受學生個體差異因素的影響,這種傳統的教學模式在實踐環節往往難以有效發揮出實際效果,致使中學數學教學的有效性大大降低.
1. 新課改下中學數學教學中存在的問題
1.1 中學數學教學觀念落后
目前依然有很多教學工作者認為書本教材就是課堂教學的唯一依據,在開展數學教學的過程中對教材中概念的正確使用產生了曲解,致使實踐教學與新課程標準發生偏離,逐步導致中學數學教學的質量嚴重下滑;學生在這種較為落后的教育觀念影響下更加難以有效提升自身的學習成績,長此以往造成嚴重的惡性循環.
1.2 中學數學教學方法落后
在我國中學數學的課堂教學過程中,填鴨式的教學方法已經根深蒂固,傳統教學模式極大的降低了課堂教學的科學性,致使學生在課堂上受到極大的限制;教學工作者在授課過程中將自己看作是課堂教學的主體,致使學生的主體地位逐漸被忽視,嚴重削弱了學生參與課堂學習的有效性,降低了學生在中學數學課堂上的學習積極性;傳統教學模式嚴重削弱了中學數學課堂教學的有效性,已經逐漸成為我國中學教育領域急需探究與解決的重點問題.
1.3 中學數學教學設施落后
在我國中學數學的課堂教學環節,普遍存在教學設施落后的問題,這一問題導致學生在參與數學知識探究的過程中缺乏有效的引導與幫助,數學課堂教學的科學性與有效性難以在課堂上充分發揮,這極大地降低了學生參與數學課堂學習的實際效果;很多中學在數學課堂授課環節,仍采用傳統的黑板、粉筆及常規數學教學用具,這些較為落后的教學用具很容易導致學生對數學學習逐漸失去興趣,嚴重削弱了數學課堂教學的有效性;部分院校對于中學數學課堂教學的重要性并未有一個明確的認識,致使校內諸多設施及教學用具都處于損壞與老化的狀態,嚴重降低了中學數學教學的有效性.
2. 新課改下中學數學教學有效模式構建的方法
2.1 結合數學教材開展創新性教學
在構建中學數學教學有效模式的過程中,教學工作者應充分提升自身對數學教材的運用能力,根據我國新課程改革中的實際要求,對中學階段的數學教學大綱進行分析與探究,分析學生在課堂學習過程中容易產生的問題因素,對教材內容進行相應的增、改、換、刪. 例如,教學工作者在數學授課過程中,應在備課階段對教材內容有一個明確的認識與把握,結合本堂課程的重點與班級學生的數學思維進行分析,對教材中超出學生理解水平的部分進行適當刪減,對教學內容中存在的不足與缺陷進行完善,結合自身的豐富教學經驗,選擇性地將教材當中的經典數學教學內容加以重點描述和補充.
2.2 營造良好的數學教學氛圍
教學工作者應當積極構建輕松愉悅的課堂學習氛圍,為學生營造更好的學習環境,充分調動學生的學習積極性,使學生能夠更好的參與到中學數學教學實踐活動當中. 例如,教學工作者在新課改下的中學數學授課環節,可以充分利用多媒體教學形式,通過創設數學情景劇的方式,將傳統的數學知識講授模式轉變為聲情并茂的課堂教學形式,運用分組討論的方式使班級學生能夠在課堂上以小組的形式對數學情景劇當中的內容與重點因素進行研究,以此加深學生對所學數學知識的理解與記憶,充分提升中學數學課堂教學的整體質量.
2.3 優化作業布置及教學評價
中學數學教學的有效模式能夠充分符合我國新課程改革的相關要求,在構建中學數學教學有效模式的過程中,教學工作者應當積極優化課堂教學環節的作業布置及教學評價工作,教學模式中應體現出對學生綜合素質水平與知識運用能力的培養,還應按照教學內容中的公式與解題思維方式進行針對性設計,以此提升作業布置與教學評價工作的科學性與有效性. 通過優化作業布置與教學評價工作,教學工作者在數學授課過程中能夠極大的提高學生在課堂上的學習積極性;在實踐教學過程中,教學工作者可以通過優化教學評價的方式,使學生能夠更加直觀的理解數學定律的運用方式;教學工作者在課后作業布置的過程中,應當挑出課程例題中的重點,運用最簡單直接的方式,使學生能夠對問題內容有一個深刻的認識,避免學生被繁雜的課后作業內容弄昏頭腦,以此達到高效且優質化的教學效果.