数学建模中创新思维的培养
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以数学建模为载体提高大学生的科研创新能力数学建模是一种将实际问题转化为数学模型并应用数学方法解决问题的科学方法。
在大学生的科研创新过程中,数学建模可以作为重要的载体,帮助提高大学生的科研创新能力。
首先,数学建模可以提高大学生的问题解决能力。
数学建模要求解决实际问题,需要大学生具备扎实的数学基础和分析问题的能力。
通过数学建模的实践活动,大学生可以提升问题解决的能力,从而培养科研创新能力。
其次,数学建模可以培养大学生的团队协作能力。
数学建模需要团队合作,涉及到各种领域的知识和技能,需要各成员根据自己的专业背景和能力共同解决问题。
通过团队合作,大学生可以学习到如何协作、分工以及如何互相支持和鼓励,这都是发挥科研创新能力必不可少的品质。
第三,数学建模可以提高大学生的动手能力。
数学建模需要各成员通过不断实践和尝试修正模型,通过编程来实现动态解决问题,并在实验中不断反复调整与改进模型。
这样可以帮助大学生实现从理论到实践的转化,在实践的过程中培养出动手能力。
第四,数学建模可以培养大学生的创新意识。
通过实际的数学建模活动,大学生可以从中学习到许多科学的解决方法,更加深入的理解到创新意识的重要性。
可以帮助大学生通过思考和分析实际问题的过程中发现新的问题,并寻求创新解决方案。
这种创新意识是培养科研创新能力的重要因素。
总之,数学建模是提高大学生科研创新能力的重要手段。
不但具有提高问题解决能力、培养团队合作能力、提高动手能力的作用,同时还培养了创新意识,通过数学建模活动,大学生可以真正做到理论和实践相结合。
这种方法不但可以帮助大学生获取更多的科学知识和技能,更重要的是能够培养出一定的科研创新思维,同时对未来的工作和学习也有着重要的帮助和支持。
高中数学学习中如何培养数学建模创新思维在高中数学的学习中,培养数学建模创新思维是提升数学综合素养和解决实际问题能力的关键。
数学建模不仅是一种实用的工具,更是一种创新思维的体现,能够帮助我们将抽象的数学知识与现实世界的问题紧密联系起来。
首先,要深刻理解数学建模的概念。
数学建模简单来说,就是将现实生活中的实际问题,通过合理的假设和简化,转化为数学语言和数学问题,然后运用数学方法和工具进行求解,最终将结果再解释回现实问题,并验证其合理性。
例如,在研究车辆行驶的油耗问题时,我们可以通过建立数学模型来分析速度、载重、路况等因素对油耗的影响。
为了培养数学建模创新思维,扎实的数学基础知识是必不可少的。
高中数学的函数、方程、不等式、数列、几何等知识板块,都是构建数学模型的重要基石。
比如函数知识,它在很多实际问题中都有广泛的应用,像销售利润与销售量之间的关系就可以用函数模型来表示。
只有熟练掌握这些基础知识,才能在面对实际问题时迅速找到合适的数学工具和方法。
积极参与数学实践活动也是培养数学建模创新思维的重要途径。
学校和老师可以组织一些数学建模比赛、课题研究等活动。
在这些活动中,学生们需要自己收集数据、分析问题、建立模型并求解。
比如,研究学校食堂的排队时间问题,同学们可以通过观察不同时间段的排队人数、窗口数量、服务效率等,建立排队模型,分析如何优化排队流程以减少等待时间。
在这个过程中,学生们会遇到各种困难和挑战,需要不断地尝试和改进,这无疑会锻炼他们的创新思维和解决问题的能力。
此外,学会观察和思考生活中的数学现象也是至关重要的。
数学在我们的日常生活中无处不在,从家庭理财到交通规划,从商品促销到资源分配,都蕴含着丰富的数学原理。
比如,在购物时比较不同促销方案的优惠程度,就是一个简单的数学建模过程。
通过对这些日常现象的观察和思考,我们能够培养敏锐的数学感知力,从而更容易发现问题并尝试用数学建模的方法去解决。
在学习过程中,要敢于打破常规,尝试多种解题方法和思路。
数学建模与创新思维的培养进入新的世纪时期,人类将进入知识经济时代。
知识的发明创造对社会发展越来越重要,其劳动者则是掌握知识具有创造性的人才。
中共中央国务院在《深化教育改革,全面推进素质教育》中指出实施素质教育,就是全面贯彻党的教育方针,重点培养学生的创新精神和实践能力。
应试教育向素质教育的转轨,是当前教育教改的方向,也是每个教师义不容辞的责任。
数学教师应在培养学生的素质上狠下功夫。
而数学素质一般认为包括:数学意识、问题解决、逻辑推理和信息交流四个方面。
数学建模既有“数学意识”的因素,也是“问题解决”的一部份。
因此在中学实施“数学建模”的教学是提高学生应用意识和数学素质的重要途径之一。
也是培养学生的创新能力的重要举措。
一中学数学建模教与学的现状数学应用问题在未列入高考问题之前,在中学数学教学中得不到应有的重视。
相当一部份教师认为数学主要是培养学生运算能力和逻辑推理能力。
视应用问题为“不好的数学”。
至于如何从数学的角度出发,分析和处理学生周围的生活及生产实际问题更是无意顾及。
学生应用意识淡薄。
很多走向社会的学生认为他在中学所学的数学,在他以后的工作生活中“没有用处”。
由于学生应用意识不强,影响了学生用发展的眼光看问题,忽略了与实际的联系。
为应付高考,急功近利。
短期训练是大部份高三教师的“法宝”。
因高考把应用题作为必考题。
而应用问题取材困难,现成的好的应用问题并不多。
高三老师就高三阶段把各地的模拟题用来对学生进行强化训练。
因学生平时很少涉及实际建模问题的解决。
这种做法只能是事倍功半。
学生解决应用问题的能力没有很大的提高。
有的学校更是放弃应用问题的教学,认为教不教学生都不会。
从近几年高考应用题考后的质量分析不难发现:通过以上作法,难以从根本上提高学生的建模能力。
某市高三统考出了这样一道应用题:买一套新住房需要人民币15万元,若一次付清优惠25%,若连续五年分期付款付清,则需每年的相同月份内交付3万元。
若银行一年期存款率为8%,按本利累进计算(即每年的存款与利息之和转为下年存款)。
数学建模与创新思维的培养长沙市雅礼中学唐丙乾进入新的世纪时期,人类将进入知识经济时代。
知识的发明创造对社会发展越来越重要,其劳动者则是掌握知识具有创造性的人才。
因此各国都在积极探讨培养适应知识经济、具有创造力人才的教育模式。
使培养出来的人才在未来的社会更具竞争力。
中共中央国务院在《深化教育改革,全面推进素质教育》中指出实施素质教育,就是全面贯彻党的教育方针,重点培养学生的创新精神和实践能力。
应试教育向素质教育的转轨,是当前教育教改的方向,也是每个教师义不容辞的责任。
数学教师应在培养学生的素质上狠下功夫。
而数学素质一般认为包括:数学意识、问题解决、逻辑推理和信息交流四个方面。
数学建模既有“数学意识”的因素,也是“问题解决”的一部份。
因此在中学实施“数学建模”的教学是提高学生应用意识和数学素质的重要途径之一。
也是培养学生的创新能力的重要举措。
一中学数学建模教与学的现状数学应用问题在未列入高考问题之前,在中学数学教学中得不到应有的重视。
相当一部份教师认为数学主要是培养学生运算能力和逻辑推理能力。
视应用问题为“不好的数学”。
至于如何从数学的角度出发,分析和处理学生周围的生活及生产实际问题更是无意顾及。
学生应用意识淡薄。
很多走向社会的学生认为他在中学所学的数学,在他以后的工作生活中“没有用处”。
由于学生应用意识不强,影响了学生用发展的眼光看问题,忽略了与实际的联系。
为应付高考,急功近利。
短期训练是大部份高三教师的“法宝”。
因高考把应用题作为必考题。
而应用问题取材困难,现成的好的应用问题并不多。
高三老师就高三阶段把各地的模拟题用来对学生进行强化训练。
因学生平时很少涉及实际建模问题的解决。
这种做法只能是事倍功半。
学生解决应用问题的能力没有很大的提高。
有的学校更是放弃应用问题的教学,认为教不教学生都不会。
从近几年高考应用题考后的质量分析不难发现:通过以上作法,难以从根本上提高学生的建模能力。
某市高三统考出了这样一道应用题:买一套新住房需要人民币15万元,若一次付清优惠25%,若连续五年分期付款付清,则需每年的相同月份内交付3万元。
新课标对数学建模的要求
根据新课标的要求,数学建模的目标是培养学生的动手实践能力、创新思维能力和问题解决能力。
具体要求如下:
1.数学建模要立足于实际问题,通过数学的模型描述和分析实
际问题,解决实际问题。
2.数学建模要注重学科交叉,将数学与其他学科(如物理、化学、经济等)相结合,拓宽学生的视野和思维方式。
3.数学建模要注重创新思维,培养学生的创新意识和创新能力,鼓励学生提出新的模型和解决方法。
4.数学建模要注重实际操作,让学生亲自采集数据、建立模型、验证模型,并通过实际操作提高学生的动手实践能力。
5.数学建模要注重团队合作,鼓励学生与他人合作解决实际问题,培养学生的团队合作能力和沟通能力。
6.数学建模要注重模型评价,教会学生对模型的评价和改进,
提高学生的批判性思维能力。
总之,数学建模要求学生在实际问题中灵活运用数学知识和方法,培养学生的实际应用能力和问题解决能力。
同时,数学建模也要注重学生的创新思维和团队合作能力的培养,提高学生的综合素质。
七年级数学学习中如何培养数学建模思维在七年级的数学学习中,培养数学建模思维是非常重要的。
数学建模思维能够帮助学生将实际问题转化为数学问题,并运用数学知识和方法来解决,这对于提升学生的数学应用能力和综合素质具有关键意义。
首先,我们要理解什么是数学建模思维。
简单来说,数学建模就是用数学的语言和方法,对现实世界中的实际问题进行抽象、简化和假设,从而构建出一个数学模型来解决问题。
而数学建模思维,则是在这个过程中所运用的思考方式和能力,包括对问题的观察、分析、抽象、转化、求解和验证等一系列环节。
那么,在七年级数学学习中,如何培养这种重要的思维呢?一、注重基础知识的掌握扎实的数学基础知识是培养建模思维的基石。
七年级的数学知识,如代数运算、几何图形、方程与不等式等,都是后续建模的重要工具。
例如,在学习代数运算时,要熟练掌握有理数、整式的加减乘除等运算规则,这在构建数学模型中用于表示数量关系;学习几何图形时,要理解图形的性质和定理,为在建模中描述空间关系提供基础。
以一个简单的实际问题为例,比如计算长方形花园的周长和面积。
要解决这个问题,首先需要知道长方形的周长和面积公式,这就依赖于对几何图形基础知识的掌握。
只有熟练掌握了这些基础知识,才能在遇到实际问题时,迅速将其与数学知识联系起来,为构建模型做好准备。
二、联系生活实际,激发学习兴趣数学源于生活,又服务于生活。
将数学学习与生活实际紧密联系起来,能够让学生更直观地感受到数学的实用性,从而激发他们学习数学和培养建模思维的兴趣。
教师可以在教学中引入一些生活中的数学问题,如购物中的折扣计算、行程问题中的速度时间关系、水电费的计费方式等。
让学生亲自去调查、收集数据,并尝试用数学方法解决这些问题。
例如,在学习百分比时,可以让学生去超市观察商品的打折情况,计算实际的购买价格;在学习行程问题时,可以让学生记录自己上学或出行的时间和路程,计算速度。
通过这些实际的例子,学生能够更好地理解数学知识,同时也能逐渐培养从生活中发现数学问题、构建数学模型的能力。
提高学生的数学建模能力数学建模是一种将现实问题转化为数学模型,并利用数学方法解决问题的过程。
它是数学教育的重要组成部分,也是培养学生综合素质的有效途径之一。
要提高学生的数学建模能力,需要从以下几个方面入手。
一、激发兴趣,培养数学思维激发学生对数学建模的兴趣是培养其数学建模能力的第一步。
教师可以通过生动的实例、有趣的故事、精彩的应用案例等方式,引导学生对数学建模产生浓厚的兴趣。
同时,要注重培养学生的数学思维能力,比如逻辑思维、创新思维、问题解决思维等。
通过培养数学思维,学生能够更好地理解和运用数学建模方法。
二、加强实践,解决实际问题数学建模实践是提高学生能力的关键。
教师可以组织学生参与到真实的建模项目中,让他们亲自动手解决实际问题。
通过实践,学生能够更加深入地理解数学建模的过程和方法,并将所学的数学知识应用到实际中去。
同时,实践还可以培养学生的团队合作精神和实际操作能力。
三、拓宽知识,提升综合能力数学建模需要学生具备广泛的知识背景和综合能力。
因此,教师应当注重拓宽学生的知识面,不仅要教授数学知识,还要关注与数学建模相关的其他学科知识,如物理学、经济学、计算机等。
此外,还要培养学生的信息获取和处理能力,使他们能够独立获取和分析问题所需的信息,并运用数学建模方法解决问题。
四、培养创新,促进思维发展数学建模是一项需要创新思维的工作。
教师应该引导学生不断思考,培养他们的创新能力。
可以通过给学生提供自主研究的机会,让他们自己寻找问题、研究解决方案,培养他们的独立思考和创造力。
同时,教师还可以组织一些数学建模竞赛或活动,为学生提供展示自己创新成果的平台,激发他们的动力和潜力。
五、强化实践能力,提高解题效率数学建模的过程需要学生具备一定的实践能力和解题效率。
教师可以引导学生掌握一些数学工具和软件,提高他们的解题效率。
同时,还应当加强学生的实践能力培养,教授一些实际问题的解题技巧和方法,让学生在解决问题时能够灵活运用各种数学方法和工具。
在数学建模中培养学生的创新思维摘要:数学建模能力是解决实际应用问题的重要途径和核心,因此在高中数学教学中构建数学建模意识是我们高中数学教学改革的一个正确的方向。
本文结合自己的教学体会,总结了我在高中数学教学中构建数学建模意识的基本途径和方法。
并且通过建模教学培养了学生的创新思维。
关键词:数学建模、数学模型方法、数学建模意识、创新思维新课程改革要求我们创设高效数学课堂.营造能充分调动学生积极性的学习氛围,使每一位学生都学有所获。
我国普通高中新的数学教学大纲中也明确提出要”切实培养学生解决实际问题的能力,要增强用数学的意识,能初步运用数学模型解决实际问题,逐步学会把实际问题归结为数学模型,然后运用数学方法进行探索、猜测、判断、证明、运算、检验使问题得到解决。
”这些要求不仅符合数学本身发展的需要,也是社会发展的需要。
因为我们的数学教学不仅要使学生获得新的知识而且要提高学生的思维能力,要培养学生自觉地运用数学知识去考虑和处理日常生活、生产中所遇到的问题,从而形成良好的思维品质,造就一代具有探索新知识,新方法的创造性思维能力的新人。
一、构建数学建模意识的基本途径。
1.中学数学教师要提高自己的建模意识。
为了培养中学生的建模意识,数学教师应首先需要提高自己的建模意识。
这不仅意味着我们在教学内容和要求上的变化,更意味着教育思想和教学观念的更新。
中学数学教师除需要了解数学科学的发展历史和发展动态之外,还需要不断地学习一些新的数学建模理论,并且努力钻研如何把中学数学知识应用于现实生活。
北京大学附中张思明老师对此提供了非常典型的事例:他在大街上看到一则广告:”本店承接a1型号影印。
”什么是a1型号?在弄清了各种型号的比例关系后,他便把这一材料引入到初中”相似形”部分的教学中。
这是一般人所忽略的事,却是数学教师运用数学建模进行教学的良好机会。
2、数学建模教学应与现行教材结合起来研究。
教师应研究在各个教学章节中可引入哪些模型问题,如讲立体几何时可引入正方体模型或长方体模型把相关问题放入到这些模型中来解决;又如在解析几何中讲了两点间的距离公式后,可引入两点间的距离模型解决一些具体问题,而储蓄问题、信用贷款问题则可结合在数列教学中。
数学建模中创新思维的培养
作者:吴治国
来源:《江西教育·综合版》2012年第03期
所谓数学模型,是指对于现实世界的某一特定研究对象,为了某个特定的目的,在做了一些必要的简化假设,运用适当的数学工具,并通过数学语言表述出来的一个数学结构。
数学中的各种基本概念,都是以各自相应的现实原型作为背景而抽象出来的数学概念。
我们的数学教学说到底实际上就是使学生把某知识系统纳入到数学模型中去处理,能运用数学模型解决数学问题和实际问题。
一、构建数学建模意识的基本途径
1.努力培养学生的建模意识。
中学数学教师应首先需要提高自己的建模意识。
这不仅意味着我们在教学内容和要求上的变化,更意味着教育思想和教学观念的更新。
同时,还需要不断学习一些新的数学建模理论,并且努力钻研如何把中学数学知识应用于现实生活。
2.数学建模教学还应与现行教材结合起来研究。
如讲立体几何时可引入正方体模型或长方体模型把相关问题放入到这些模型中来解决。
这样通过教师的潜移默化,学生可以从各类大量的建模问题中逐步领悟到数学建模的广泛应用,从而激发学生去研究数学建模的兴趣,提高他们运用数学知识进行建模的能力。
3.注意与其他相关学科的关系。
由于数学是学生学习其他自然科学以至社会科学的工具,而且其他学科与数学的联系是相当密切的。
因此我们在教学中应注意与其他学科的呼应,这不但可以帮助学生加深对其他学科的理解,也是培养学生建模意识的一个不可忽视的途径。
例如教了正弦型函数后,可引导学生用模型函数y=Asin(ωx+φ)写出物理中振动图像或交流图像的数学表达式。
这样的模型意识不仅仅是抽象的数学知识,而且将对他们学习其他学科的知识以及将来用数学建模知识探讨各种边缘学科产生深远的影响。
二、构建数学建模意识与培养学生创造性思维
在诸多的思维活动中,创新思维是最高层次的思维活动,是开拓性、创造性人才所必须具备的能力。
通过数学建模活动,既能培养学生独立自觉地运用所给问题的条件,寻求解决问题的最佳方法和途径,又可以培养学生的想象能力和直觉思维、猜测、转换、构造等能力。
而这些数学能力正是创造性思维所具有的最基本的特征。
1.发挥学生的想象能力,培养学生的直觉思维。
通过数学建模教学,使学生有独到的见解和与众不同的思考方法。
例如:证明sin5°+sin77°+sin149°+sin221°+sin293°=0
分析:此题若作为“三角”问题来处理,当然也可以证出来,但从题中的数量特征来看,发现这些角都依次相差72°,联想到正五边形的内角关系,由此构造一个正五边形(如图)
由于AB+BC+CD+EA=0
从而它们的各个向量在Y轴上的分量之和亦为0,故知原式成立。
这里,正五边形作为建模的对象恰到好处地体现了题中角度的数量特征。
反映了学生敏锐的观察能力与想象能力。
如果没有一定的建模训练,是很难“创造”出如此简洁、优美的证明的。
2.以“构造”为载体,培养学生的创新能力。
我们前面讲到,“建模”就是构造模型,但模型的构造并不是一件容易的事,又需要有足够强的构造能力。
如:求函数f(θ)=■+■(0<θ<π)。
分析:学生首先想到的是用不等式求得最小值为2,但忽略了等号成立的条件。
若把函数变换为f(θ)=■,则可构造数学模型“求过定点A(0,—4)及动点B(2sinθ,sin2θ)的直线朋斜率的最小值” 而动点B(2sinθ,sin2θ)的轨迹是抛物线段:y=■x2(0<x≤2)结合图像知f(θ)的最小值为■。
从上面例子可以看出,只要我们在教学中教师仔细观察,精心设计,可以把一些较为抽象的问题,通过现象除去非本质的因素,从中构造出最基本的数学模型,使问题回到已知的数学知识领域,并且能培养学生的创新能力。
综上所述,在数学教学中构建学生的数学建模意识与素质教学所要求的培养学生的创造性思维能力是相辅相成且密不可分的。
要真正培养学生的创新能力,光凭传授知识是远远不够的,重要的是在教学中必须坚持以学生为主体,以培养学生的创新思维为出发点,引导学生自主活动,在学习过程中自觉构建数学建模意识,只有这样才能使学生分析和解决问题的能力得到长足进步,也只有这样才能真正提高学生的创新能力,使学生学到有用的数学。
◆(作者单位:江西省南昌市南钢学校 )
□责任编辑:周瑜芽。