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教师如何开展数学建模课程

来源:中国多媒体与网络教学学报(上旬 作者:周需焕
发布于:2020-02-22 共3569字
数学建模获奖论文优秀范文10篇之第五篇:教师如何开展数学建模课程
  
  摘要:数学建模课程教学普遍有着单向输出的模式,本研究对三个班级两个专业学生进行一学期的任务型教学实践,研究任务型教学的设计理念、教学过程、任务设定,并以调查问卷的形式得到反馈信息,对教学效果进行分析对比。分析结果表明,任务型教学是一类完全可行的、学生乐于接受的创新型教学形式,可以激发学生对数学建模的学习热情,提高学生的自主学习能力,增加学生的课程参与度。
 
  关键词:任务型教学; 教学实践; 问卷分析;
 
  Abstract:
 
  In this article,after a semester of teaching activities for three classes in two majors,we study the design,the process and the task in task-based teaching of mathematical modeling.Based on questionnaire,we study the teaching effectiveness.The results show that task-based teaching is a practicable and well-received model in mathematical modeling teaching.Moreover,it has great advantages in stimulate the learning passion,improving the ability of self-study and increasing involvement of student.
 
  Keyword:
 
  Task-Based teaching; teaching activities; questionnaire analysis;
数学建模
 
  一、引言
 
  全国大学生数学建模竞赛已成为最参与度最广的一项高校竞赛,竞赛题目的要求也在不断提高。参赛队伍如何准备学习竞赛知识,如何提高竞赛能力,教师如何开展建模课程,成为了广泛关注的一项课题。
 
  众多教师与学者在教学中不断总结实践,让数学建模的教学活动从内容到方法上都有宝贵的经验案例。叶其孝就早期数学建模培训的实践,提出在高校开展数学建模教育实验的理论并分析其可行性、形式、影响意义。洪双义分析数学建模教学的特点以及发展,提出以“MM教育方式”指导数学建模活动。姜启源等指出数学建模教学与竞赛对学生创新精神、实践能力和综合素质以及对教育改革起到的推动作用。李明振等以认识弹性为理论指导,探究了数学建模教学的一些方法。汪晓银等则将数学建模的过程看成是科学研究的过程,从而以科研的培养思想来指导学生学习与建模。杨启帆等以浙江大学的教学为例,指出数学建模教学对人培养的增益作用。多年的发展与实践,学者们对数学建模的人才培训增益、教学主体内容、数学教育改革的推动形成共识,但是对于如何开展进行教学活动,不同的教育实践者也提出不同的看法。
 
  本文基于任务型教学理论,结合教学实践,探究数学建模课程任务型教学。任务型教学模式已经在语言类课程的教学中广泛运用,是教育部英语新课标中大力倡导的教学方法。其起源于20世纪80年代,由N. S. Prabhu提出,将教学实验分为任务前、任务中、任务后。到90年代迅速发展,Jane Willis架构了任务型语言教学的程序模式,即任务前、任务环和语言焦点,现在的任务型教学主要基于Willis的模型。David Nunan提出了任务型教学法原则,即真实性原则、形式——功能原则、任务阶梯型原则、做中学原则以及脚手架原则。在众多教育实践者的完善之下,这一教学法也得到了广泛的认同与运用,而数学建模课程的发展、特点,也具备开展任务型教学的条件。
 
  二、教学模式分析
 
  1.传统数学课程特点。
 
  传统数学课程以教师讲授知识点为主,不仅需要教师对知识有深刻的理解,同时也需要教师有丰富的教学经验来把握讲解节奏和课堂氛围。学生跟着教师的逻辑完成思考与理解,并做好笔记方便课下学习。课后作业补置对巩固知识学习、保证知识连续性起着重要的作用。虽然一直在鼓励对数学教学进行改革,但经典的教学模式经久不衰,也一直为广大数学教师所坚持。
 
  2.数学建模课程特点。
 
  数学建模课程更类似于一门应用课程,与一般的数学课程有着如下几个方面的不同:一是概念定义较少,数学建模课程由一类类的问题组成,形象具体;二是问题具有导向性,数学建模课以实际问题为导向;三是学生参与性,数学建模课以学习方法模型为主,学生在课程上与教师共同参与建模。
 
  三、任务型教学实践
 
  任务型教学模式能极大的激发学生的课程参与性,我们在一学期的教学实践中,以任务型教学模式开展数学建模课程的讲授,探究适合该课程的任务型教学模式。
 
  1.任务前。
 
  学生在课前阶段需要做好课前充分准备,了解数学建模的经典方法的来源、用途、用法、理论以及实际应用等,梳理好其理论基础与实际应用。教师需了解学生的知识储备,比较分析知识难度和学生认知之间的差距,思考学生可能会遇到的困难以及如何应对这些困难。要求教师对知识有足够深刻的了解,同时了解学生的情况,并不断调整课程安排。课堂的任务前阶段即每次课程中,在学生开始接触任务之前教师的讲解阶段。这一阶段以教师讲授为大约主,需要占据整个课程1/3的时间。内容必须是具体、可操作而且是抓住核心知识点。这一步是学生能否完成任务的核心所在,如果学生在这一阶段良好的接收了教师的讲解,则此次任务型教学活动就能起到很好的效果。
 
  2.任务环。
 
  任务环是任务型教学的核心环节,占课堂教学2/3的时间。在这一环节中学生需要完成教师布置的任务。这一阶段需要注意几个方面:一是难度,每次教学内容对学生而言都是新的挑战,针对不同的任务需要作出降低难度的处理,可从易到难,或让学生在任务前对任务进行预讲解;二是纪律,任务型教学过程中的讨论与求助是支持并且倡导的,但部分学生不思考而直接借鉴其他同学或者完全借助网络,是需要重点控制的纪律严格要求并关注学生的参与情况,才能取得良好的效果。
 
  3.任务后。
 
  任务后主要是教师对学生完成情况的评价以及学生自己对任务学习的总结。与传统任务型教学的设计不同,任务后阶段不安排统一时间汇报,而采取以下两种方式进行反馈:一是学生自主运行程序得到结果。由于结果通常是唯一的,学生能把程序运行出正确定结果是一种极强的自我肯定,二是规定任务时间,每次任务的程序与想法以作业形式必须当天发给教师,没有做完也是如此,计入平时作业成绩。三是每次上课开始时,针对上次任务进行点评,重点评价做的好的与未交作业的同学。
 
  四、问卷设计与反馈
 
  1.问卷设计。我们设计了调查问卷来反馈本学期数学建模教学实践的效果。调查问卷包含对大部分数学课的感受、理想中的数学课程、对本学期数学建模课程的学习过程体会和对本学期数学建模课程的学习效果体会4个部分及1个留言建议,每部分有5小问,从“非常不认同”到“非常认同”依次赋值1~5。
 
  第一部分的结果表明大部分同学其实对理论型教学模式有较高的认可。学生需要改变的是对这种模式下教师的素质(知识渊博,见解深刻,风趣幽默)的改变,以及对自己所学知识的检验。
 
  第三部分对学习过程的体会,大多数学生都认为这门课程的学习需要足够的数学与编程基础,尤其是对编程的基础需求更强烈。此外这门课程的学习难度也较大,自主完成任务需要得到多方面的帮助。
 
  第四部分对学习效果的体会中,学生给出的评价较为积极。同学们很欢迎任务型教学的模式,在完成任务时有着极高的自我成就感,能够激发学生学习兴趣的强烈动机。
 
  五、总结与建议
 
  在短时间内学习新知识,并利用知识解决问题,可以激发学生极大的学习动机。任务型教学可以激发学生对数学建模的学习热情,提高学生的自主学习能力,增加学生的课程参与度。但同时应当注意到,这一模式也面临着如下几个问题。
 
  第一,任务型教学需要学生利用已有的知识来建构新的知识并完成任务,因此需要对学生的现有知识体系有清楚的认知。
 
  第二,任务型数学建模课程的核心是任务,学生的需求更多来自于解决实际问题,明白知识的用法,了解自己的能力与知识。较难的任务会打击学生的学习热情与信心,而太简单的任务又完法达到效果,教师需要准确的设定任务难度。
 
  第三,传统的板书推导+例题讲解形式的理论教学模式依然为大部分学习所认同,数学课程的改变需求,更多来自于课程内容与教师素质。
 
  随着教学实践不断进行,任务型教学模式将不断推广优化,成为数学建模课程教学的一种高效可行的模式。
 
  参考文献
  [1]叶其孝.数学建模教学活动与大学生教育改革[J].数学的实践与认识,1997 (1):92-96.
  [2]洪双义.一种新型数学教育方式的探索——“数学建模教学”实验研究小结[J].数学教育学报,2003(2):91-94.
  [3]姜启源,谢金星.一项成功的高等教育改革实践——数学建模教学与竞赛活动的探索与实践[J].中国高教研究,2011 (12):79-83.
  [4]李明振,庞坤,宋乃庆.认识弹性理论指导下的高师数学建模教学[J].数学教育学报,2007(1):96-99.
  [5]汪晓银,吴雄华.从科学研究的视角重构数学建模教学[J].数学建模及其应用,2018 (04):25-29.
  [6]杨启帆,谈之奕.通过数学建模培养创新人才——浙江大学数学建模方法与实践教学取得明显人才培养效益[J].中国高教研究,2011 (12):84-85.
  [7]Prabhu,N.S.Second Languge Pedagog[M].Oxford:Oxford University Press,1987.
  [8]Willis,J.Framework for Task-Based Learning[M].London:Longman,1996.
  [9]Nunan,D.Second Language Teaching & Learning[M].Heinle:Heinle Publishers,1999.
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作者单位:南京森林警察学院基础部 南京财经大学应用数学学院
原文出处:周需焕,曹霁,肖伟梁.数学建模课程的任务型教学探究[J].中国多媒体与网络教学学报(上旬刊),2019(12):210-211.
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