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小學(xué)數(shù)學(xué)建模能力的培養(yǎng)策略研究篇一
摘 要:模糊現(xiàn)象是教育現(xiàn)象的根本特征之一,在教學(xué)中無處不在,而應(yīng)用在大學(xué)數(shù)學(xué)的具體教學(xué)中,最直接且最為廣泛的應(yīng)用即體現(xiàn)在教學(xué)評(píng)價(jià)當(dāng)中。利用模糊數(shù)學(xué)這類不確定數(shù)學(xué)方法來處理大學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)評(píng)價(jià)中的不確定性是實(shí)用有效的,對(duì)當(dāng)前的教學(xué)評(píng)價(jià)改革具有一定的理論意義和實(shí)踐價(jià)值。提出了一種以大學(xué)生為評(píng)價(jià)主體的基于模糊法的大學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)評(píng)價(jià)模型。該模型具有廣泛的推廣和應(yīng)用價(jià)值。
關(guān)鍵詞:模糊法;大學(xué)數(shù)學(xué);應(yīng)用;評(píng)價(jià)
1 模糊法與大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的模糊性
所以在教學(xué)實(shí)踐中,對(duì)一個(gè)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)學(xué)概念,我們往往是先要盡量地使概念通俗化、簡單化、直觀化,相對(duì)于嚴(yán)謹(jǐn)來說,這實(shí)際上就是模糊處理。
無可否認(rèn),數(shù)學(xué)內(nèi)容是抽象的,然而“數(shù)學(xué)抽象難度是一個(gè)具有多層次的模糊概念”。數(shù)學(xué)很抽象,這一觀點(diǎn)幾乎人人認(rèn)可。數(shù)學(xué)的抽象性具有多層次性、逐級(jí)抽象、理想化等特點(diǎn)。數(shù)學(xué)家徐利治先生引入了數(shù)學(xué)抽象物之間的抽象度和抽象難度的概念,按照模糊系統(tǒng)觀,可以將數(shù)學(xué)抽象物分成許多模糊子系統(tǒng)并對(duì)每個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行模糊分析。數(shù)學(xué)抽象物間的抽象難度是客觀存在的,我們常常注意到:不同年齡的學(xué)生對(duì)相同數(shù)學(xué)抽象物間的認(rèn)識(shí)難度是不同的,同一年齡的學(xué)生對(duì)相同抽象物間的認(rèn)識(shí)難度也不一定相同,這是一幅動(dòng)態(tài)的模糊圖,這種動(dòng)態(tài)的模糊還將隨著年齡的增長和知識(shí)的增加發(fā)生變化。
認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn),我們?cè)诮虒W(xué)實(shí)踐中就可以模糊處理:數(shù)學(xué)概念的呈現(xiàn)不一定要嚴(yán)格定義;每個(gè)數(shù)學(xué)結(jié)論不可能也沒有必要都給出嚴(yán)格證明;每部分知識(shí)不可能講得太深;體系也不可能追求完整;教材并非一定要按知識(shí)體系編排等等。
從數(shù)學(xué)知識(shí)的發(fā)展上,不確定性與選擇性等模糊對(duì)象越來越成為數(shù)學(xué)重要的研究內(nèi)容?,F(xiàn)代數(shù)學(xué)的不斷發(fā)展,除了社會(huì)、自然及其自身矛盾解決的需要外,也與模糊的存在分不開?!案怕收摗蓖黄屏司窒抻跊Q定性現(xiàn)象的研究而研究隨機(jī)現(xiàn)象,“模糊法”也以不確定性的事物為其研究對(duì)象。隨著社會(huì)的向前發(fā)展,這些數(shù)學(xué)分支的重要性日漸凸現(xiàn)。就數(shù)學(xué)定理來說,它揭示的內(nèi)容卻可能與模糊有關(guān)。數(shù)學(xué)是研究現(xiàn)實(shí)世界的空間形式和數(shù)量關(guān)系的學(xué)科,我們應(yīng)充分認(rèn)識(shí)到現(xiàn)實(shí)世界中存在著大量的不確定性與機(jī)會(huì)選擇等模糊現(xiàn)象的.事實(shí)。
模糊現(xiàn)象是教育現(xiàn)象的根本特征之一,在教學(xué)中無處不在,而應(yīng)用在大學(xué)數(shù)學(xué)的具體教學(xué)中,最直接且最為廣泛的應(yīng)用即體現(xiàn)在教學(xué)評(píng)價(jià)當(dāng)中,無論是從評(píng)價(jià)者的評(píng)定角度去看,還是從被評(píng)對(duì)象的行為表現(xiàn)來看,都具有模糊性。對(duì)于教學(xué)評(píng)價(jià)中的模糊性很難用精確數(shù)學(xué)去處理,必須借助模糊法作為工具進(jìn)行定量分析,故模糊數(shù)學(xué)方法用于教育教學(xué)的綜合評(píng)價(jià)由來己久,有大量的文獻(xiàn)發(fā)表,限于篇幅,不再列舉。
大學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)評(píng)價(jià)中開展大學(xué)生評(píng)教就是通過大學(xué)生的視角、觀點(diǎn)和需要對(duì)數(shù)學(xué)教師的課堂教學(xué)思想和行為進(jìn)行觀察,來判斷數(shù)學(xué)教學(xué)是否滿足大學(xué)生的需要、能否完成學(xué)習(xí)目標(biāo)作出價(jià)值判斷的過程。
2 基于模糊法的大學(xué)數(shù)學(xué)評(píng)教多層次模型
(1)建立大學(xué)生評(píng)教指標(biāo)的層次結(jié)構(gòu)。
依據(jù)層次分析法,我們將評(píng)價(jià)總目標(biāo)a即學(xué)生對(duì)教師的教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià),分解成三個(gè)層次,a={b1,b2,b3,b4,b5},其中教學(xué)態(tài)度bl={c7,c17,c18,c19},教學(xué)內(nèi)容b2={c10,c11,c14,c15,c16},教學(xué)方法b3={c6,c8,c9,c12,c13},教學(xué)效果b4={c1,c2,c3,c4,c5,c20},其中評(píng)價(jià)指標(biāo)cl表示表1中第l個(gè)問題(l =1,2,……,20)。從而可以建立學(xué)生評(píng)教指標(biāo)層次結(jié)構(gòu)如表1:
3 基于模糊法的大學(xué)數(shù)學(xué)評(píng)教指標(biāo)權(quán)重的確定
為了客觀地確定各評(píng)價(jià)指標(biāo)在相應(yīng)的評(píng)價(jià)項(xiàng)目中的重要性程度,依據(jù)層次分析法常用的1~9標(biāo)度,建立總目標(biāo)教學(xué)質(zhì)量a、教學(xué)態(tài)度盡、教學(xué)內(nèi)容bz、教學(xué)方法幾、教學(xué)效果b4的成對(duì)比較矩陣,且計(jì)算各比較矩陣的權(quán)重向量、最大特征值、一致性指標(biāo)、一致性比率如下表2至表6: ?4 基于模糊法的大學(xué)數(shù)學(xué)評(píng)教未來發(fā)展
首先,大學(xué)生評(píng)教渠道問題?,F(xiàn)在國內(nèi)外許多大學(xué)開始用網(wǎng)絡(luò)手段進(jìn)行大學(xué)生評(píng)教。這種評(píng)價(jià)渠道具有靈活、詳細(xì)、快捷、省力等優(yōu)勢。無論對(duì)于教師個(gè)人還是對(duì)于學(xué)校,都能迅速反饋。
其次,大學(xué)生評(píng)教方式問題。現(xiàn)在大學(xué)大學(xué)生參與教學(xué)評(píng)價(jià)的方式非常單一,只是通過評(píng)價(jià)表來反映對(duì)教學(xué)的看法。然而,評(píng)價(jià)表本身存在著一些明顯的缺陷:由于題目數(shù)量的限制,評(píng)價(jià)信息難以全面和詳實(shí);等級(jí)評(píng)定會(huì)出現(xiàn)比較隨意的現(xiàn)象;數(shù)字化結(jié)果對(duì)于指導(dǎo)教學(xué)缺乏具體性;僅靠分?jǐn)?shù)來比較不同教師的教學(xué)水平不具有足夠的說服力。由于這些弊端的存在,大學(xué)生評(píng)教不能單獨(dú)依靠評(píng)價(jià)表,必須結(jié)合其他行之有效的評(píng)價(jià)方式。
最后,大學(xué)生評(píng)教結(jié)果問題。大學(xué)生評(píng)教具有多種功能,其中最重要的是協(xié)助教師總結(jié)自己的教學(xué)工作,更好地履行教書育人的任務(wù),然而,從目前的情況來看,學(xué)生評(píng)教未能很好地發(fā)揮這一功能,在每次教學(xué)評(píng)價(jià)之后,學(xué)校只是把評(píng)價(jià)結(jié)果歸入教學(xué)檔案,不及時(shí)反饋,也不在各個(gè)層面上展開討論,基于評(píng)價(jià)結(jié)果所進(jìn)行的宏觀調(diào)控就更少。這種“監(jiān)而不控,評(píng)而不變”的現(xiàn)象在大學(xué)中比較普遍。要使學(xué)生評(píng)教的結(jié)果得以充分的利用,學(xué)校應(yīng)組織教師以集體討論和個(gè)人反思的形式,對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行及時(shí)的分析和研究,并制定出改進(jìn)的策略和行動(dòng)計(jì)劃。對(duì)于那些不太具體的評(píng)價(jià)結(jié)論,教學(xué)主管領(lǐng)導(dǎo)以及教師應(yīng)主動(dòng)詢問學(xué)生,開展師生之間的溝通與對(duì)話,以便對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果作出全面、正確的診釋。教師只有理解和接受了大學(xué)生評(píng)價(jià)的結(jié)果,才會(huì)樂意、主動(dòng)地使用評(píng)價(jià)信息,教學(xué)評(píng)價(jià)才實(shí)現(xiàn)了它應(yīng)有的價(jià)值。
參考文獻(xiàn)
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小學(xué)數(shù)學(xué)建模能力的培養(yǎng)策略研究篇二
數(shù)學(xué)建模在p2p網(wǎng)絡(luò)借貸平臺(tái)中的的應(yīng)用論文
p2p網(wǎng)絡(luò)借貸平臺(tái),是p2p借貸與網(wǎng)絡(luò)借貸相結(jié)合的金融服務(wù)網(wǎng)站。網(wǎng)絡(luò)借貸指的是借貸過程中,資料與資金、合同、手續(xù)等全部通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn),它是它是隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和民間借貸的興起而發(fā)展起來的一種新的金融模式。p2p網(wǎng)貸平臺(tái)為借款人提供了貸款新渠道,為擁有可借出資金的投資人提供了潛在的投資機(jī)會(huì)。p2p網(wǎng)絡(luò)借貸平臺(tái)在某個(gè)時(shí)刻把借款方和投資方進(jìn)行債權(quán)匹配,使效益和利潤達(dá)到最高。在保證雙方額度和時(shí)間相吻合的前提下,可以選擇一對(duì)一或一對(duì)多的債權(quán)匹配方式。某p2p借貸平臺(tái)現(xiàn)擁有某一個(gè)時(shí)刻的借款方的數(shù)據(jù),包括借款額度、借款時(shí)間、借款利率等信息,投資方數(shù)據(jù),包括有投資額度、投資時(shí)間、利率等信息。
1.問題提出及分析
利用數(shù)學(xué)建模解決p2p網(wǎng)絡(luò)借貸平臺(tái)債權(quán)匹配問題;
主要研究的是借款方與投資方的債權(quán)匹配問題,根據(jù)數(shù)據(jù),給出一套相應(yīng)的匹配方案。由p2p網(wǎng)絡(luò)借貸平臺(tái)的運(yùn)營模式可知借款方數(shù)據(jù)中的額度指的是借款金額(元人民幣),周期指的是借款期限即償還周期(月),利率指的是借款方在借款期限內(nèi)所承擔(dān)的月利率(%);投資方中額度指的投資方可借出的投資金額(元人民幣),周期指的是投資方的投資周期(月),利率指的是投資方的回報(bào)利率(%)。通過分析表中數(shù)據(jù),根據(jù)額度和時(shí)間相吻合的原則,建立變量之間的數(shù)學(xué)關(guān)系,從而給出一套相應(yīng)的匹配方案。最終建立p2p網(wǎng)絡(luò)借貸平臺(tái)債權(quán)匹配問題的數(shù)學(xué)模型。
2.模型假設(shè)
(1)假設(shè)借款方和投資方的交易行為發(fā)生在同一時(shí)刻,借款期限內(nèi)第一個(gè)月的月初;
(2)假設(shè)借款方在借款期限內(nèi)無提前還款行為,投資方不能提前撤資,即借款方在借款期限的月末(最后一月末)還款,投資方在投資周期的月末(最后一月末)收益;
(3)假設(shè)利息計(jì)算按照單利計(jì)算;
(4)假設(shè)只有投資人已借出金額才可獲得收益,沒有出借的金額不產(chǎn)生利息,也不計(jì)入投資方的收益當(dāng)中,;
(5)假設(shè)每個(gè)借款方的還貸能力均相同,且同等概率地接受投資人投資,投資方向每個(gè)借款人同等概率地進(jìn)行投資;
(6)假設(shè)p2p網(wǎng)絡(luò)借貸平臺(tái)不向借款方和投資方收取手續(xù)費(fèi);
3.定義與符號(hào)說明
借款人i的借款金額:mi(i=1,2,…,n);借款人i的借款周期:ti(i=1,2,..,n)
借款人i的月還款利率:ri(i=1,2,…,n);投資人j的投資金額:mj(j=1,2,…,m)
投資人j的投資周期:tj(j=1,2,…,m);投資人j的月回報(bào)利率:rj(j=1,2,…,m)
借款人i向投資人j借的金額:xij(i=1,2,…,n;j=1,2,…,m)
p2p平臺(tái)的總利潤:pp2p平臺(tái)的總收入:rp2p平臺(tái)的總支出:c
4.模型的建立與求解
本文從p2p網(wǎng)絡(luò)借貸平臺(tái)的角度出發(fā),分析p2p網(wǎng)絡(luò)借貸平臺(tái)的總利潤與借款方、投資方之間的關(guān)系,運(yùn)用規(guī)劃模型,以p2p網(wǎng)絡(luò)借貸平臺(tái)的總利潤為目標(biāo)函數(shù),添加相應(yīng)約束條件,從而得出在一定條件下既能使p2p網(wǎng)絡(luò)借貸平臺(tái)的總利潤達(dá)到最大,又能使借款方和投資方的額度和時(shí)間相吻合的模型,繼而給出一套較優(yōu)的匹配方案。
對(duì)于p2p網(wǎng)絡(luò)借貸平臺(tái)來說,由于不考慮平臺(tái)所收取的手續(xù)費(fèi),p2p網(wǎng)絡(luò)借貸平臺(tái)的總利潤等于總收入加上總支出,即:
p﹦r-c
p2p網(wǎng)絡(luò)借貸平臺(tái)的總收入等于所有借款方在借款期限到期時(shí)所支付的利息和,假設(shè)共有n個(gè)借款人,m個(gè)投資人。
要使總利潤最大,則總支出應(yīng)最小,根據(jù)假設(shè),總支出等于所有借出金額的投資人所獲得的收益之和,即:
上式即為問題一的目標(biāo)函數(shù)。
相應(yīng)的約束條件為:
1)額度匹配:借款人i向每個(gè)投資人所借金額之和等于借款人i的所需求的借款金額,投資人j向所有借款人所借金額之和不大于投資人j的投資金額;
2)時(shí)間匹配:借款人i的借款周期不大于任一向借款人i投資的投資人j的投資周期;
3)非負(fù)約束:各變量均非負(fù)。
根據(jù)題中數(shù)據(jù),結(jié)合上述模型,利用lingo軟件對(duì)模型進(jìn)行編程求解。
5.模型評(píng)價(jià)與推廣
5.1 模型評(píng)價(jià)
(1)模型的優(yōu)點(diǎn)
1)本文所建立的模型與實(shí)際聯(lián)系較為緊密,通用性、推廣性較強(qiáng);
2)本模型的穩(wěn)定性和正確性較好,可信度較高;
3)本模型的可操作性強(qiáng),適用范圍廣;
4)本模型中提出了一個(gè) 的通用指標(biāo),可廣泛應(yīng)用于其他領(lǐng)域。
(2)模型的缺點(diǎn)
1)我們對(duì)模型進(jìn)行了簡化,即假設(shè)每個(gè)借款方的還貸能力均相同,且同等概率地接受投資人投資,投資方向每個(gè)借款人同等概率地進(jìn)行投資,這樣的簡易處理,會(huì)影響到目標(biāo)函數(shù)最值的計(jì)算,降低了精確度;
2)本模型沒有分析敏感性和風(fēng)險(xiǎn)性因素的影響,降低了模型的精確度;
5.2 模型推廣
1)本文所建模型可加入其它變量推廣成非線性規(guī)劃模型;
2)本模型可進(jìn)一步考慮敏感性和風(fēng)險(xiǎn)性因素的影響,使其能更好地與實(shí)際相符合。
參考文獻(xiàn)
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小學(xué)數(shù)學(xué)建模能力的培養(yǎng)策略研究篇三
淺談數(shù)學(xué)建模教育在高職院校中的應(yīng)用論文
數(shù)學(xué)是一切科學(xué)與技術(shù)的基礎(chǔ),它的產(chǎn)生與發(fā)展都是為了推動(dòng)社會(huì)的發(fā)展。因此,數(shù)學(xué)在社會(huì)生活中的地位是不可動(dòng)搖的。然而,很多人都習(xí)慣把數(shù)學(xué)知識(shí)說成理論性的知識(shí),覺得數(shù)學(xué)知識(shí)對(duì)社會(huì)的發(fā)展起不到促進(jìn)作用,故從心底對(duì)數(shù)學(xué)產(chǎn)生了數(shù)學(xué)無用論的思想。20世紀(jì)70年代,數(shù)學(xué)建模進(jìn)入了一些西方國家大學(xué),它的出現(xiàn)帶動(dòng)了數(shù)學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展,也駁斥了數(shù)學(xué)無用論的思想,使得數(shù)學(xué)理論很好地實(shí)踐于生活當(dāng)中的各個(gè)領(lǐng)域。20世紀(jì)80年代開始,隨著改革開放,我國的數(shù)學(xué)建模教學(xué)和數(shù)學(xué)建模競賽活動(dòng)也日益蓬勃地發(fā)展起來。1982年復(fù)旦大學(xué)首先在應(yīng)用數(shù)學(xué)專業(yè)學(xué)生中開設(shè)了數(shù)學(xué)模型課程,隨后很多院校也相繼開設(shè)。由于數(shù)學(xué)建模在各個(gè)高校中成功地引入,1994年教育部高教司決定每年在全國舉行全國大學(xué)生數(shù)學(xué)數(shù)模競賽。隨著每年數(shù)學(xué)建模競賽的發(fā)展,目前數(shù)學(xué)建模課程和競賽在本科院校得到了普及,從而推動(dòng)了數(shù)學(xué)教學(xué)的發(fā)展。
隨著數(shù)學(xué)建模競賽在本科院校的普及,開始增設(shè)了高校大專組的數(shù)學(xué)建模競賽。數(shù)學(xué)建模競賽的引入,提高了高職院校數(shù)學(xué)課程的重視度,改變了古板、簡單地傳授數(shù)學(xué)理論知識(shí)給學(xué)生的課程方式。另外,隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展,數(shù)學(xué)的應(yīng)用不僅在工程技術(shù)、自然科學(xué)等領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用,而且以空前的廣度和深度向經(jīng)濟(jì)、金融、生物、醫(yī)學(xué)、環(huán)境、地質(zhì)、人口、交通等新的領(lǐng)域滲透,數(shù)學(xué)建模和與之相伴的科學(xué)計(jì)算正在成為眾多領(lǐng)域中的關(guān)鍵工具。
一、數(shù)學(xué)建模的概念及競賽模式
用數(shù)學(xué)方法解決科技生產(chǎn)領(lǐng)域的實(shí)際問題,關(guān)鍵第一步是建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型。也就是說,當(dāng)需要從定量的角度分析或者探究一個(gè)實(shí)際問題時(shí),就要在調(diào)查研究的基礎(chǔ)上,充分了解對(duì)象信息,做出合理的假設(shè),分析其內(nèi)部規(guī)律等,運(yùn)用數(shù)學(xué)的符號(hào)或者語言表示出來,這就是數(shù)學(xué)模型。通過計(jì)算得到的模型結(jié)果來解釋實(shí)際問題,并接受實(shí)際的檢驗(yàn),這個(gè)建立數(shù)學(xué)模型的全過程就稱為數(shù)學(xué)建模。
一般來說,數(shù)學(xué)建模過程按照以下步驟來進(jìn)行:
為了激勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的積極性,提高學(xué)生建立數(shù)學(xué)模型和運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)解決實(shí)際問題的綜合能力,鼓勵(lì)廣大學(xué)生踴躍參加課外科技活動(dòng),開拓知識(shí)而,培養(yǎng)創(chuàng)造精神及合作意識(shí),同時(shí)推動(dòng)大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)體系、教學(xué)內(nèi)容和方法的改革,國家教育部高教司和中國工業(yè)與應(yīng)用數(shù)學(xué)學(xué)會(huì)共同主辦而向全國大學(xué)生的群眾性科技活動(dòng),即全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽。數(shù)學(xué)建模競賽遵循的模式:
1)參賽隊(duì)由三名大學(xué)生和一名指導(dǎo)教師組成,指導(dǎo)教師負(fù)責(zé)學(xué)生的訓(xùn)練,競賽時(shí)指導(dǎo)教師不得參與。
2)參賽者從所給的題目當(dāng)中選擇一道題目來進(jìn)行競賽,競賽期間可以運(yùn)用各種方式進(jìn)行查閱自己所需要的資料,如:計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò),學(xué)校圖書館等等。
3)競賽時(shí)間為三天,到時(shí)參賽者須提交一篇有關(guān)數(shù)學(xué)建模競賽的論文,其中論文內(nèi)容包括:摘要,問題的重述,問題的分析,模型的假設(shè),符號(hào)說明,模型的建立,模型的求解,模型評(píng)價(jià),參考文獻(xiàn)等。
4)競賽期間,時(shí)間由參賽者自由安排,但是不允許參賽者與其他組的參賽者進(jìn)行討論、交流。
二、高職院校進(jìn)行數(shù)學(xué)建模教育存在不足
高職院校教育以培養(yǎng)實(shí)用型、技能型人才為目標(biāo),側(cè)重于培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力。數(shù)學(xué)建模正是運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)建立數(shù)學(xué)模型的方式,解決實(shí)際問題。因此,數(shù)學(xué)建模的目的與高職院校教育的目的不謀而合。在高職院校推廣數(shù)學(xué)建模競賽,不但可以提高高職院校的競爭力,而且符合它的辦學(xué)理念。然而,在許多高職院校中,對(duì)學(xué)生進(jìn)行數(shù)學(xué)建模能力培訓(xùn)重視的力度不夠。
在學(xué)生方面,高職院校的學(xué)生認(rèn)知水平低下,擁有的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)比較差、應(yīng)用數(shù)學(xué)軟件能力不強(qiáng)、解決實(shí)際問題的意識(shí)不強(qiáng)等種種因素,導(dǎo)致了學(xué)生害怕數(shù)學(xué),學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)只是為了應(yīng)付考試,對(duì)數(shù)學(xué)產(chǎn)生了恐懼感,同時(shí)心里也產(chǎn)生了數(shù)學(xué)無用論的思想。
在教師方面,師資不足,數(shù)學(xué)教學(xué)方法單一,教學(xué)方式陳舊,只是采取填鴨式的教學(xué)方法。大部分?jǐn)?shù)學(xué)教師對(duì)數(shù)學(xué)建模課程的研究不是很滲透,只是簡單地了解數(shù)學(xué)建模課程的初等模型.對(duì)于較為深入的模型沒有深入地進(jìn)行研究,以致在教學(xué)方面,沒有能夠很好地帶動(dòng)學(xué)生去學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)建模課程,使學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)建模課程產(chǎn)生學(xué)習(xí)的興趣。
在學(xué)校方面,由于學(xué)生數(shù)學(xué)底子較差,有些學(xué)校不開設(shè)高等數(shù)學(xué)和數(shù)學(xué)建模課程。高職院校學(xué)生競賽項(xiàng)目較多,很多競賽都與本專業(yè)鉤掛,導(dǎo)致學(xué)校較重視與相關(guān)專業(yè)競賽的項(xiàng)目,而忽略了數(shù)學(xué)建模競賽。學(xué)校對(duì)數(shù)學(xué)建模選修課給予課時(shí)不足,使得學(xué)生只能了解數(shù)學(xué)建模選修課的皮毛,且學(xué)校對(duì)全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽支持的力度不夠。
三、數(shù)學(xué)建模對(duì)高職院校的影響
(一)對(duì)課程教改方面的影響
數(shù)學(xué)教育本質(zhì)上是一種素質(zhì)教育,傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)教學(xué)方法僅僅介紹數(shù)學(xué)的理論知識(shí),對(duì)問題的應(yīng)用背景等方面介紹較少,另外高職院校學(xué)生的數(shù)學(xué)底子相對(duì)薄弱,單純地向他們灌輸數(shù)學(xué)的理論知識(shí),不但沒有提升他們的數(shù)學(xué)理論水平,反而使他們對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)失去了學(xué)習(xí)的興趣。然而,在數(shù)學(xué)教學(xué)課程中引入數(shù)學(xué)建模思想,將數(shù)學(xué)建模的思想和方法融入數(shù)學(xué)教學(xué)課程中,為數(shù)學(xué)與外部世界打開了一個(gè)通道,打造了一種以學(xué)生為中心的全新的、有效的數(shù)學(xué)教學(xué)模式,為學(xué)生提供將所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用于解決實(shí)際問題的機(jī)會(huì),給學(xué)生以更大的思維空間,提高學(xué)生的思維能力和數(shù)學(xué)素質(zhì),也大大增加了學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)理論知識(shí)的興趣。
隨著數(shù)學(xué)建模的`概念以及電子計(jì)算機(jī)的出現(xiàn),數(shù)學(xué)知識(shí)的應(yīng)用已經(jīng)以空前的廣度和深度向其他各個(gè)行業(yè)滲透。數(shù)學(xué)模型這個(gè)詞越來越多地出現(xiàn)在現(xiàn)代人的生產(chǎn)、工作和社會(huì)活動(dòng)中。例如:公司要根據(jù)產(chǎn)品的需求狀況、生產(chǎn)成本等信息,建立一個(gè)投資方案模型,認(rèn)真核準(zhǔn)投資的收益率和風(fēng)險(xiǎn)損失率,在投資前較好地對(duì)投資進(jìn)行預(yù)測和評(píng)估,確定投資方案,以取得最佳經(jīng)濟(jì)效益;氣象工作者為了得到準(zhǔn)確的天氣預(yù)報(bào),一刻也離不開根據(jù)氣象衛(wèi)星匯集的氣壓、雨量、風(fēng)速等數(shù)據(jù)建立起來的數(shù)學(xué)模型等等。高職院校的各個(gè)專業(yè)都是以實(shí)踐性為主要目標(biāo),在各個(gè)專業(yè)教學(xué)中輸入數(shù)學(xué)建模的思想,不但能夠增加學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)理論知識(shí)的興趣,而且還可以提高他們對(duì)專業(yè)知識(shí)的理解能力.同時(shí)提升他們分析以及解決問題的能力;另外,數(shù)學(xué)建模思想的引入,改變了原專業(yè)課程的授課方式,相當(dāng)于向?qū)I(yè)課程注入了一個(gè)新鮮的血液,其教學(xué)方式也達(dá)到了促進(jìn)的作用。因此,引入數(shù)學(xué)建模思想,可以有效地?cái)U(kuò)大數(shù)學(xué)的實(shí)用性更好地為專業(yè)課程服務(wù),達(dá)到雙贏的目的。
例如:求汽車在公路上做勻速直線運(yùn)動(dòng)的路程。
相對(duì)于這道題來說,估計(jì)每個(gè)人都會(huì)求解,都知道答案應(yīng)該為:路程等于速度乘以時(shí)間,即s=v*t。
然而,對(duì)于這樣答案理解的人,也僅僅局限于初中階段。對(duì)于大學(xué)階段,我們還能單一地這樣認(rèn)為嗎?汽車在做直線運(yùn)動(dòng)過程中,每時(shí)每刻的速度都會(huì)一樣嗎?顯然,汽車在做直線運(yùn)動(dòng)過程中,每時(shí)每刻的速度肯定不會(huì)一樣的,上述問題只是一種理想的狀態(tài),它忽略了空氣阻力等其他因素,即在求解汽車在公路上做勻速直線運(yùn)動(dòng)的路程的模型中,首先假設(shè)空氣阻力忽略不計(jì),公路上的阻力都是一致的,這樣我們才可以得出汽車在公路上做勻速直線運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)模型:s=v*t。通過學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)建模課程,經(jīng)過這樣地處理,既向?qū)W生灌輸了數(shù)學(xué)建模的概念,增加了他們學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣,又使得學(xué)生對(duì)問題的來龍去脈產(chǎn)生了清晰的認(rèn)識(shí)。因此,在高職院校各個(gè)專業(yè)課中引入數(shù)學(xué)建模思想,不但使得學(xué)生對(duì)知識(shí)有了更清晰的認(rèn)識(shí),而且也可以促進(jìn)專業(yè)課程的改革。
(二)對(duì)學(xué)生的影響
開展數(shù)學(xué)建模活動(dòng),能擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)而。數(shù)學(xué)建模所涉及的內(nèi)容廣泛,用到的知識(shí)而寬廣,運(yùn)用涉及的領(lǐng)域在物理學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、管理學(xué)等各方面。學(xué)生參加數(shù)學(xué)建模課程的培訓(xùn),可以學(xué)習(xí)到多種類型的數(shù)學(xué)模型,比如:線性規(guī)劃模型、人口預(yù)測模型、層次分析法模型等等。這些模型都是擁有實(shí)際的背景,使得學(xué)生不僅對(duì)問題的實(shí)際背景來源有了更深地認(rèn)識(shí),而且增加了他們課外知識(shí)的知識(shí)面。其次,建立和解決數(shù)學(xué)建模模型,一般都會(huì)運(yùn)用到數(shù)學(xué)編輯器和數(shù)學(xué)軟件;開展數(shù)學(xué)建模競賽活動(dòng),使得學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)編輯器mathtype和數(shù)學(xué)軟件 matlab、lingo產(chǎn)生了了解,熟悉它們基本的運(yùn)用,擴(kuò)展他們的模型解決能力。
開展數(shù)學(xué)建?;顒?dòng),有利于培養(yǎng)學(xué)生的自主創(chuàng)新和實(shí)踐能力。數(shù)學(xué)建模是一個(gè)富有創(chuàng)造性思維的活動(dòng),它不等同于簡單的應(yīng)用題目。對(duì)于給予一道數(shù)學(xué)建模應(yīng)用題目,它沒有絕對(duì)統(tǒng)一的答案,這給予了很大的思維空間。將數(shù)學(xué)建模的方法和思想融入教學(xué)課程中,有助于激發(fā)學(xué)生的原創(chuàng)性沖動(dòng),喚醒學(xué)生對(duì)工作的創(chuàng)造性意識(shí)。通過建立模型,學(xué)生要從錯(cuò)綜復(fù)雜的實(shí)際問題中,抓住問題的本質(zhì),明確問題的要求,將問題與實(shí)際聯(lián)系在一起,做出合理的假設(shè),運(yùn)用所給問題的條件尋求解決問題的最佳方案和途徑,這一過程能充分發(fā)揮學(xué)生豐富的想象力和創(chuàng)新能力。另一方面,數(shù)學(xué)建模是科學(xué)運(yùn)用到實(shí)踐的過程,高職院校當(dāng)中開展數(shù)學(xué)建?;顒?dòng)可以有效地培養(yǎng)高職學(xué)生的實(shí)踐能力和動(dòng)手能力以及分析問題和解決問題的能力,為學(xué)生今后從事技術(shù)性工作奠定良好的基礎(chǔ)。
開展數(shù)學(xué)建?;顒?dòng),有助于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。數(shù)學(xué)建模的主要目的是把所學(xué)到的知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐中,數(shù)學(xué)建模的很多題目都與我們自身息息相關(guān)的。例如:的c題目,問題針對(duì)腦卒中(俗稱腦中風(fēng))是目前威脅人類生命的嚴(yán)重疾病之一,為了進(jìn)行疾病的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,對(duì)腦卒中高危人群能夠及時(shí)采取干預(yù)措施,也讓尚未得病的健康人,或者亞健康人了解自己得腦卒中風(fēng)險(xiǎn)程度,進(jìn)行自我保護(hù)。題目給出了中國某城市各家醫(yī)院1月至12月的腦卒中發(fā)病病例信息以及相應(yīng)期間當(dāng)?shù)氐闹鹑諝庀筚Y料,讓我們建立數(shù)學(xué)模型研究腦中風(fēng)的發(fā)病率與什么因素有關(guān),我們?nèi)绾晤A(yù)防腦中風(fēng)的發(fā)生。因此,這樣的題目貼近生活,很容易激發(fā)學(xué)生想去進(jìn)一步研究的興趣,想知道究竟何種原因產(chǎn)生這種疾病,這種疾病有何危害,如何去預(yù)防等等。
開展數(shù)學(xué)建模競賽活動(dòng),有助于增強(qiáng)學(xué)生之間的團(tuán)結(jié)合作精神。在當(dāng)今世界上,團(tuán)結(jié)合作是每個(gè)人應(yīng)該具備的一種品質(zhì)。在團(tuán)結(jié)合作過程中,我們可以學(xué)會(huì)如何與人相處,如何尊重他人,如何寬容他人,如何培養(yǎng)我們的責(zé)任心。數(shù)學(xué)建模競賽由三個(gè)人組成一個(gè)小組,在競賽期間,我們要順利、完整地完成一道題目,成員間必須擁有合作的意識(shí),以及分工要合理。因此,學(xué)生參加數(shù)學(xué)建模競賽,不僅可以培養(yǎng)同組隊(duì)員之間的默契,而且也可以增強(qiáng)學(xué)生之間的團(tuán)結(jié)合作精神。
四、結(jié)論
數(shù)學(xué)建模已是當(dāng)今時(shí)代所需要的,數(shù)學(xué)建模競賽是全國各個(gè)學(xué)科大競賽當(dāng)中參賽者人數(shù)最多的一項(xiàng)比賽。高職院校開設(shè)數(shù)學(xué)建模課程以及參加數(shù)學(xué)建模競賽,不但可以提高課程的教學(xué)效果和質(zhì)量,而且還可以有效地提升學(xué)生的基本素質(zhì),激發(fā)他們的潛能。
小學(xué)數(shù)學(xué)建模能力的培養(yǎng)策略研究篇四
大學(xué)數(shù)學(xué)建模方法教學(xué)策略在中學(xué)的有效應(yīng)用論文
【論文關(guān)鍵詞】數(shù)學(xué)建模 教學(xué)策略 應(yīng)用
【論文摘要】目前在很多高校都已經(jīng)開設(shè)了“數(shù)學(xué)建?!闭n程,大學(xué)數(shù)學(xué)建模方法教學(xué)策略也逐漸成熟,那么在中學(xué)可設(shè)“數(shù)學(xué)建模”課程或進(jìn)行教學(xué)也成為了新課改下的熱門話題,但如何把大學(xué)數(shù)學(xué)建模方法教學(xué)策略應(yīng)用到中學(xué)教學(xué)中,還需要加以研究。
數(shù)學(xué)建模是指根據(jù)需要針對(duì)實(shí)際問題組建數(shù)學(xué)模型的過程,也就是對(duì)某一實(shí)際問題,經(jīng)過抽象、簡化、明確變量和參數(shù),并依據(jù)某種“規(guī)律”建立變量和參數(shù)間的一個(gè)明確的數(shù)學(xué)關(guān)系(即數(shù)學(xué)模型),然后求解該數(shù)學(xué)問題,并對(duì)此結(jié)果進(jìn)行解釋和驗(yàn)證,若通過,則可投入使用,否則將返回去,重新對(duì)問題的假設(shè)進(jìn)行改進(jìn),所以,數(shù)學(xué)建模是一個(gè)多次循環(huán)執(zhí)行的過程。鑒于目前很多高校都開設(shè)了“數(shù)學(xué)建?!闭n程,數(shù)學(xué)建模課程的開設(shè)對(duì)高校教育改革起到了很大的作用,在新課改的背景下,數(shù)學(xué)建模也將被引入到中學(xué)教育之中。研究大學(xué)數(shù)學(xué)建模方法教學(xué)策略并探討其在中學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用很有必要。
1.大學(xué)與中學(xué)在數(shù)學(xué)建模教學(xué)上的聯(lián)系
大學(xué)教育面對(duì)的是成年學(xué)生,而中學(xué)教育面對(duì)的多是未成年學(xué)生,在年齡上,兩者有著區(qū)別;大學(xué)生是已經(jīng)受過中學(xué)教育的學(xué)生,而中學(xué)生尚未完成中學(xué)教育,所以在受教育程度上兩者有很大差別,但盡管如此,兩者都是在校學(xué)生,都還處在教育系統(tǒng)之中,所以兩者及兩種教育環(huán)境仍然具有一些相同之處。
1.1兩者教學(xué)環(huán)境大同小異
無論是大學(xué)教育,還是中學(xué)教育,采取的教學(xué)方式都是課堂授課教學(xué),都有固定的場所,特定的老師和相配套的課本教材等等,在這一點(diǎn)上來講,兩者區(qū)別并不大,都處在相同的教育系統(tǒng)中,只是兩種環(huán)境中的老師水平不同,學(xué)生受教育的程度以及教學(xué)深度不同罷了。
1.2數(shù)學(xué)建模模式相同
數(shù)學(xué)建模,本身內(nèi)涵已經(jīng)固定,既適合在大學(xué)教育中設(shè)立此類課程,也適合中學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí),其目的都是一樣,都是要解決實(shí)際的現(xiàn)實(shí)問題,都具備數(shù)學(xué)建模的實(shí)用化特征,但由于所用數(shù)學(xué)知識(shí)有所差別,解決的實(shí)際問題大小有差異,但都是解決問題。
1.3中學(xué)生和大學(xué)生都具備接受知識(shí)的能力
數(shù)學(xué)課程在小學(xué)就已經(jīng)開始設(shè)立,到中學(xué)教育程度時(shí),相比小學(xué)生,中學(xué)生的數(shù)學(xué)能力有大幅度提高,已經(jīng)能夠進(jìn)行很好的知識(shí)理解,雖然并沒有大學(xué)生的理解力那么高,但學(xué)習(xí)簡單的數(shù)學(xué)建模的能力已經(jīng)具備。
1.4中學(xué)數(shù)學(xué)建模學(xué)習(xí)能為以后更深的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)
在中學(xué)開設(shè)數(shù)學(xué)建模課程教學(xué),能為以后高層次的數(shù)學(xué)建模培養(yǎng)人才,從早就打下良好的數(shù)學(xué)基礎(chǔ),能夠減少將來遇到的各種問題。
2.可應(yīng)用于中學(xué)數(shù)學(xué)建模中的大學(xué)教學(xué)策略
數(shù)學(xué)建模,是提高學(xué)生的數(shù)學(xué)素質(zhì)和創(chuàng)新能力的重要途徑,是提高教師的教學(xué)和科研水平的有效手段。從以上的介紹可知,大學(xué)數(shù)學(xué)建模方法教學(xué)策略可以很好的應(yīng)用于中學(xué)數(shù)學(xué)建模教學(xué)過程中。目前,大學(xué)課程中開展數(shù)學(xué)建模教學(xué)的途徑與方法很多,其中,能夠很好的應(yīng)用到中學(xué)數(shù)學(xué)建模課程中的`也有很多,下面著重?cái)⑹霰容^常用且很奏效的主要途徑和方法:
2.1充分利用教材,對(duì)教材進(jìn)行深度把握
教師在課堂教學(xué)過程中要充分利用手中的教材工具,對(duì)教材進(jìn)行深度把握,提高教材利用的效率。教材是專家學(xué)者在對(duì)理論深層地把握的基礎(chǔ)上結(jié)合生活中的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)總結(jié)研究出來的,教材內(nèi)容既是理論的實(shí)踐化,又是生活的理論化,其中要講授和闡明的問題都是非常具有代表性的,因此教材具有很高的利用價(jià)值,要懂得充分利用。但教材中并沒有告訴教師具體的教學(xué)方法,只是安排了需要進(jìn)行教授的課程,因此在教學(xué)過程中,教師要使用合理的教學(xué)方式進(jìn)行授課,如在對(duì)教材內(nèi)容講解后可以考慮把教材中的問題換一種方式進(jìn)行重新提問和思考,變換問題的條件,更改提出問題的方式,對(duì)因果進(jìn)行互換,結(jié)合新的問題進(jìn)行重新提問。數(shù)學(xué)本身就是生活的提煉,是對(duì)生活中的實(shí)際問題的一種簡化,通過反芻的方式,把數(shù)學(xué)模型重新應(yīng)用到實(shí)際問題中,對(duì)理解數(shù)學(xué)模型的構(gòu)建和內(nèi)涵都具有很大的作用。 ? 2.2利用案例教學(xué),設(shè)計(jì)精良的案例
所謂案例教學(xué)法,是指教師在課堂教學(xué)中用具體而生動(dòng)的例子來說明問題,已達(dá)到最終目的的一種教學(xué)方式。而數(shù)學(xué)建模教學(xué)中的案例教學(xué)法,則對(duì)應(yīng)的是在數(shù)學(xué)建模教學(xué)過程中,結(jié)合案例進(jìn)行數(shù)學(xué)建模問題的講解,達(dá)到讓學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)建模的建模過程和方法以及建模的具體應(yīng)用有清晰的認(rèn)識(shí)的目的。數(shù)學(xué)建模教學(xué)中應(yīng)用案例教學(xué)法主要應(yīng)該包括三個(gè)部分,即事前、事中、事后三個(gè)部分。事前是指教師在數(shù)學(xué)建模開始之前選擇合適的問題,講解問題的環(huán)境,也就是介紹清楚問題的背景資料,所掌握的數(shù)據(jù)信息,建??赡苡玫降臄?shù)學(xué)方法和模型,以及問題的最終目的。事中是指在教師講解清楚問題的準(zhǔn)備工作之后,教師與學(xué)生,學(xué)生之間針對(duì)問題進(jìn)行討論,討論的目的是要搞清楚問題的實(shí)質(zhì)是什么,可以利用哪些方法和模型工具,探討那一種方法最為合理,最終決定使用的具體模型工具。事后則是指模型的最后檢驗(yàn),模型是否合理需要通過最后對(duì)模型結(jié)果的檢驗(yàn)做標(biāo)準(zhǔn),可以在兩種以上不同的模型得出的結(jié)果之間進(jìn)行對(duì)比,考察其存在的差距。
2.3強(qiáng)化課堂教學(xué)效果,課后進(jìn)行實(shí)踐
課堂上進(jìn)行數(shù)學(xué)建模的教學(xué)和探討,課后要補(bǔ)以實(shí)踐進(jìn)行強(qiáng)化訓(xùn)練。課堂教學(xué)一定程度上停留在理論階段,雖然數(shù)學(xué)建模具有很大實(shí)用性,但是學(xué)生進(jìn)行建模的時(shí)候只是通過教師所提供的數(shù)據(jù)信息和建模方法,盡管學(xué)生也參與了一定的討論,卻仍然無法能讓學(xué)生對(duì)用模能夠有比較直觀的感受和了解,因此實(shí)踐訓(xùn)練成為了數(shù)學(xué)建模一個(gè)必不可少的構(gòu)成部分。數(shù)學(xué)建模實(shí)踐主要可以通過兩種形式進(jìn)行,一種是實(shí)驗(yàn)室實(shí)踐,學(xué)校應(yīng)該建立健全數(shù)學(xué)建模專用實(shí)驗(yàn)室,實(shí)驗(yàn)室可以看做是現(xiàn)實(shí)的理想化環(huán)境,在理想化的實(shí)驗(yàn)室里可以很好的對(duì)認(rèn)模、建模等過程的認(rèn)識(shí)。由于中學(xué)生對(duì)理解問題的能力還處于初級(jí)階段,實(shí)驗(yàn)室可以不用那么復(fù)雜,這樣既可以節(jié)約實(shí)驗(yàn)室建設(shè)成本,也能同時(shí)達(dá)到實(shí)踐訓(xùn)練目的。一種聯(lián)系實(shí)際進(jìn)行實(shí)踐。教師要從較為簡單的實(shí)際問題出發(fā),讓學(xué)生自主選擇和他們自己比較相關(guān)的問題,進(jìn)行簡單的數(shù)學(xué)建模練習(xí),然后以作業(yè)的形式上交給教師,教師進(jìn)行逐個(gè)批復(fù),然后就發(fā)現(xiàn)的新問題進(jìn)行討論與解決。
2.4開展數(shù)學(xué)建?;顒?dòng),鼓勵(lì)學(xué)生積極參與
為了提高學(xué)生的數(shù)學(xué)建模能力,學(xué)??梢蚤_展數(shù)學(xué)建?;顒?dòng),可以是競賽制的,也可以是非競賽制的,但對(duì)成績比較優(yōu)秀的學(xué)生都要給一定的獎(jiǎng)勵(lì),以提高學(xué)生的積極性。建?;顒?dòng)要有規(guī)章制度,要比較正規(guī)化,否則可能會(huì)達(dá)不到預(yù)期效果,而且建模過程要保證學(xué)生不受干擾,競賽要保證公平、公開。
2.5鞏固學(xué)生基礎(chǔ),開發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣
數(shù)學(xué)建模首先需要的是扎實(shí)的數(shù)學(xué)功底,學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)要過關(guān),同時(shí)學(xué)生要具備較好的理論聯(lián)系實(shí)際的能力以及抽象能力,因此教師必須要抓好學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí),從一開始就打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),在日常的教學(xué)過程中要有意加強(qiáng)學(xué)生的理論聯(lián)系實(shí)際的意識(shí)和能力。還有就是要開發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,興趣是他們最好的老師,如果教學(xué)過程過于枯燥無味,那么學(xué)生們就無法提起興趣進(jìn)行學(xué)習(xí),會(huì)產(chǎn)生厭倦情緒,不利于學(xué)習(xí)效果。數(shù)學(xué)建模過程本身應(yīng)該是一個(gè)比較有趣的過程,是對(duì)實(shí)際生活進(jìn)行簡化的一個(gè)過程,它應(yīng)該是生動(dòng)的,有實(shí)際價(jià)值的。應(yīng)該鼓勵(lì)學(xué)生間的交流,鼓勵(lì)學(xué)生用建模的思維方法去思考和解決生活中發(fā)現(xiàn)的小問題,對(duì)做的比較好的同學(xué)可以予以適當(dāng)?shù)莫?jiǎng)勵(lì)。■
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