摘要: 本文通過(guò)分析研究性學(xué)習(xí)的特點(diǎn),結(jié)合數(shù)學(xué)建模課程,探討了基于數(shù)學(xué)建模開(kāi)展研究性學(xué)習(xí)的實(shí)施方法,為轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式、培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)素質(zhì)、提高學(xué)生的創(chuàng)新能力提供了方法。
關(guān)鍵詞: 數(shù)學(xué)建模思想 研究性學(xué)習(xí) 數(shù)學(xué)思維能力 創(chuàng)新能力
如何培養(yǎng)創(chuàng)新人才,是當(dāng)代教育的一個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題。隨著研究的深入,研究性學(xué)習(xí)和研究性教學(xué)引起了教育界的廣泛關(guān)注,被認(rèn)為是可以圓滿地解答這個(gè)問(wèn)題的方法。但是如何開(kāi)展研究性教學(xué),提高學(xué)生的研究性學(xué)習(xí)能力?為了應(yīng)用研究性教學(xué),增強(qiáng)教學(xué)效果,各個(gè)學(xué)科都開(kāi)展了廣泛的基于研究性學(xué)習(xí)的實(shí)踐和研究。本文將應(yīng)用數(shù)學(xué)建模的思想探討在數(shù)學(xué)教學(xué)中如何開(kāi)展研究性教學(xué),提高學(xué)生的研究性學(xué)習(xí)能力。
一、對(duì)數(shù)學(xué)研究性學(xué)習(xí)的認(rèn)識(shí)
數(shù)學(xué)研究性學(xué)習(xí),就是指在教學(xué)過(guò)程中建構(gòu)具有教育性、創(chuàng)造性、實(shí)踐性為主的學(xué)生自主活動(dòng),它是以激勵(lì)學(xué)生主動(dòng)參與、主動(dòng)實(shí)踐、主動(dòng)思考、主動(dòng)探索、主動(dòng)創(chuàng)新為基本特征,以促進(jìn)學(xué)生數(shù)學(xué)研究性學(xué)習(xí)為目的的一種新型教學(xué)觀和教學(xué)形式。作為研究性學(xué)習(xí)的一種特殊應(yīng)用,數(shù)學(xué)研究性學(xué)習(xí)具有研究性學(xué)習(xí)的共性,想要正確認(rèn)識(shí)研究性學(xué)習(xí)的真諦,應(yīng)把握以下幾點(diǎn):1.以人為本的教育思想在課堂教學(xué)中的體現(xiàn)。研究性學(xué)習(xí)是一種教學(xué)指導(dǎo)思想,而不僅僅是一門(mén)具體課程,開(kāi)展研究性學(xué)習(xí),貴在堅(jiān)持,重在滲透。只有通過(guò)長(zhǎng)期的全方位的滲透才能取得預(yù)期的效果。2.研究性學(xué)習(xí)的根本是學(xué)生應(yīng)成為課堂教學(xué)中的主體,真正改變?cè)械慕虒W(xué)中老師主導(dǎo)學(xué)生的教學(xué)關(guān)系,將課堂還給學(xué)生。3.研究性學(xué)習(xí)的重點(diǎn)是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。當(dāng)然,數(shù)學(xué)研究性學(xué)習(xí)的開(kāi)展也具有其獨(dú)特的特點(diǎn),特別是數(shù)學(xué)作為一門(mén)基礎(chǔ)學(xué)科,極其抽象和乏味,這一點(diǎn)在研究性學(xué)習(xí)的開(kāi)展過(guò)程中,需要我們特別注意。
二、數(shù)學(xué)建模思想對(duì)于研究性學(xué)習(xí)的啟發(fā)
1.注意激發(fā)學(xué)生旺盛的求知欲。數(shù)學(xué)建模是利用數(shù)學(xué)方法解決實(shí)際問(wèn)題的一種實(shí)踐,即通過(guò)抽象、簡(jiǎn)化、假設(shè)、引進(jìn)變量等處理過(guò)程后,將實(shí)際問(wèn)題用數(shù)學(xué)方式表達(dá),建立起數(shù)學(xué)模型,然后運(yùn)用先進(jìn)的數(shù)學(xué)方法及計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行求解的一種實(shí)踐。在建模的過(guò)程中,需要有大量數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的準(zhǔn)備,需要進(jìn)行枯燥的數(shù)字處理,如果沒(méi)有對(duì)數(shù)學(xué)旺盛的求知欲,想要輕松地建模并解答是萬(wàn)萬(wàn)不可能的。數(shù)學(xué)研究性學(xué)習(xí)也是如此,在研究性學(xué)習(xí)的開(kāi)展過(guò)程中,時(shí)刻都有新的數(shù)學(xué)知識(shí)需要接受,需要頻繁地查閱最新的學(xué)術(shù)知識(shí),這些都考驗(yàn)著學(xué)生的耐性和毅力。如果沒(méi)有旺盛的求知欲,數(shù)學(xué)研究性學(xué)習(xí)就無(wú)法開(kāi)展下去。那如何才能激發(fā)學(xué)生旺盛的求知欲呢?教師在研究性學(xué)習(xí)的展開(kāi)過(guò)程中,一定要做到講解要有啟發(fā)性、感染力;提問(wèn)要有思考性、吸引力;討論要有針對(duì)性、驅(qū)動(dòng)力;練習(xí)要有實(shí)踐性、激發(fā)力。只有這樣,才能在緊緊抓住學(xué)生的注意力,激發(fā)學(xué)生的求知欲。
2.注意學(xué)生數(shù)學(xué)思維能力培養(yǎng)。在數(shù)學(xué)建模的過(guò)程中,學(xué)生需要對(duì)已有的材料進(jìn)行分析,將問(wèn)題與已有的知識(shí)進(jìn)行比對(duì)、綜合、歸納或者發(fā)散。只有學(xué)生具有靈活的數(shù)學(xué)思維能力,才能針對(duì)具體的問(wèn)題找到合適的模型并解決。所以在建模過(guò)程中,需要從以下幾個(gè)方面培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)思維能力:(1)讓學(xué)生經(jīng)歷從不知到知的探索,感受、理解知識(shí)產(chǎn)生和發(fā)展的過(guò)程,培養(yǎng)學(xué)生的探索精神和探索能力。(2)培養(yǎng)學(xué)生從已知到未知進(jìn)行推理的習(xí)慣。(3)訓(xùn)練學(xué)生從個(gè)別到一般的歸納思維,以及從一般到個(gè)別的演繹思維。只有形成這樣的思維方式,才能在建模中靈活運(yùn)用各種知識(shí),解決問(wèn)題。(4)鼓勵(lì)學(xué)生勇于挑戰(zhàn)權(quán)威。數(shù)學(xué)研究性學(xué)習(xí)同所有的研究性學(xué)習(xí)一樣,需要學(xué)生具有探索的熱情,探索的方法,需要建立科學(xué)的思維方式,既善于歸納總結(jié),又善于聯(lián)想發(fā)散。只有具備了這些思維能力,才能在研究性學(xué)習(xí)的道路上順利地走下去。
3.教學(xué)模式的啟發(fā)。在數(shù)學(xué)建模的教授過(guò)程中,教師往往采取模塊化的教學(xué)模式。由于數(shù)學(xué)建模課程涉及諸多專(zhuān)業(yè)知識(shí),交叉融合了眾多的學(xué)科知識(shí),使得課程教學(xué)的組織及實(shí)施都具有相當(dāng)?shù)碾y度,學(xué)生接受起來(lái)較困難。而采用模塊式教學(xué),將課程所涉及的主要內(nèi)容以模塊的形式講授,使得模塊之間既相對(duì)獨(dú)立又相互影響,降低了難度,增強(qiáng)了教學(xué)效果。數(shù)學(xué)研究性學(xué)習(xí)涉及的知識(shí)很多很雜,采取模塊化教學(xué),同樣可以幫助同學(xué)建立一個(gè)比較完整的知識(shí)體系,增強(qiáng)學(xué)習(xí)效果。而由于數(shù)學(xué)研究性學(xué)習(xí)與數(shù)學(xué)建模的不同,研究性學(xué)習(xí)還可以采取應(yīng)用模式——用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題;開(kāi)放模式——帶著問(wèn)題走出課堂;討論模式——師生主體討論等多種模式來(lái)開(kāi)展。
4.教學(xué)手段的革新。數(shù)學(xué)建模的學(xué)習(xí)基本上是在機(jī)房進(jìn)行,教師大量運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)和多媒體教學(xué)等各種現(xiàn)代化的教學(xué)手段,特別在介紹計(jì)算機(jī)軟件包的時(shí)候,學(xué)生還能邊學(xué)邊練,從而提高課堂教學(xué)效率。利用因特網(wǎng)等現(xiàn)代通訊工具建立教師與學(xué)生之間、學(xué)生與學(xué)生之間的密切聯(lián)系,提高工作效率。
5.學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)的多元性與社會(huì)性。研究性學(xué)習(xí)由于難度大,時(shí)間久,因此在評(píng)價(jià)考核方面,應(yīng)該考慮多方面的因素,采用定性描述與定量統(tǒng)計(jì)相結(jié)合方式??梢越梃b建模的評(píng)價(jià)方式。由于數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽的參賽結(jié)果不排名不打分,因此競(jìng)賽具有很強(qiáng)的可參與性,能使學(xué)生在活動(dòng)中學(xué)習(xí),在學(xué)習(xí)的過(guò)程中產(chǎn)生愉悅感和自豪感,調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的積極性。
總之,研究性學(xué)習(xí)是一種全新的學(xué)習(xí)方式和教學(xué)模式,它對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力,提高學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力都具有十分重要的作用,借鑒數(shù)學(xué)建模教學(xué)開(kāi)展的成功經(jīng)驗(yàn),將數(shù)學(xué)建模的思想融入研究性學(xué)習(xí)的各個(gè)環(huán)節(jié)中,采用多種教學(xué)模式,革新教學(xué)手段,建立合理的評(píng)價(jià)體系,必定能培養(yǎng)出合格的創(chuàng)新人才。
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課題項(xiàng)目:本文系湖北省教育廳教研項(xiàng)目“數(shù)學(xué)建模思想對(duì)大學(xué)生研究性學(xué)習(xí)的作用與研究”的研究成果之一。(項(xiàng)目編號(hào):2010Y03