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一注冊入學背景下民辦高職數(shù)學教學的現(xiàn)狀
從2011 年起,江蘇省民辦高職院校全面試行注冊入學錄取模式。所謂“注冊入學”,是指在學生及家長自愿的前提下,不參加高考,不填報志愿,高校通過注冊直接錄取一部分學生,這意味著考生除了通過高考,上大學又多了一條路。實際上,由于高考生源總量急劇下降。民辦職校更是面臨生源嚴重匱乏的困境,所以注冊入學成了真正意義上的“寬進”,大有揀到筐里都是菜的意味。生源質(zhì)量也隨之開始急劇下降,筆者所在的江蘇省南通理工學院(前身為紫瑯職業(yè)技術學院),也是2011 年參與注冊入學錄取模式的民辦高職院校中的一員,筆者親身感受到了生源質(zhì)量下降這一明顯的事實,江蘇高考數(shù)學總分為文科160 分,理科200 分,數(shù)學考了20~30 分的已經(jīng)不是個別現(xiàn)象,再加之部分學生學習意識上出現(xiàn)了嚴重的錯誤,認為自己既然已經(jīng)是高考的失敗者,選擇了高職院校,只要學好專業(yè)課程就好了,學不學數(shù)學也是無所謂的。這無疑又給原本就困難的高職數(shù)學教學再一次雪上加霜。因此在數(shù)學課堂上出現(xiàn)了各種不協(xié)調(diào)的現(xiàn)象,比如玩手機、睡覺,有的學生干脆就曠課。那么如何調(diào)動這些學生學習數(shù)學的興趣,提高課堂參與度,讓高職數(shù)學更好地為專業(yè)服務,發(fā)揮高職數(shù)學在人才培養(yǎng)中的作用呢?這些都切切實實地擺在了我們一線教育者面前。
二數(shù)學建模融入民辦高職院校數(shù)學教學的理論探索
1 數(shù)學建模的基礎知識
什么是數(shù)學模型?數(shù)學模型是用數(shù)學符號、公式、圖表等刻畫現(xiàn)實對象數(shù)量規(guī)律的數(shù)學表達式、圖形和算法,是一種理想化、抽象化的方法,是用數(shù)學解決實際問題的典型方法。數(shù)學建模一般分為以下幾個步驟:明確問題、合理假設、建立模型、模型求解及模型的檢驗與修正這幾個步驟。數(shù)學建模解決的都是實際問題,沒有固定的答案和參考書,要求學生利用所學的知識合作解決。在這個過程中學生親身經(jīng)歷將實際問題抽象成數(shù)學模型并進行解釋與應用,進而使學生獲得對數(shù)學理解的同時,在思維能力、情感態(tài)度與價值觀等多方面得到進步和發(fā)展。
2 數(shù)學建模融入民辦高職院校數(shù)學教學的必要性
高職院校的高等數(shù)學課程既是一門重要的工具課,它為專業(yè)課程提供必要的數(shù)學工具;又是一門重要的文化課,為提高學生的文化素養(yǎng)和職業(yè)的生涯發(fā)展提供所需要的數(shù)學基礎。2010 年在高職院校公共基礎課為專業(yè)服務的教改大潮中,筆者所在南通理工學院對高等數(shù)學做出了相應的教學改革。教學改革主要體現(xiàn)在學時和教學內(nèi)容上,首先教學學時統(tǒng)一定為60 學時,其次在教學內(nèi)容上摒棄面面俱到,而是以根據(jù)各專業(yè)教學計劃的要求及專業(yè)培養(yǎng)目標的差異將高等數(shù)學內(nèi)容分為基礎模塊和專業(yè)選修模塊兩大類,將一元函數(shù)微積分作為基礎模塊,作為學生的必修部分。對于機電系、建筑系等系部將向量代數(shù)和空間解析幾何、常微分方程作為其選修模塊。對于經(jīng)貿(mào)系的學生,我們將運籌學初步和概率論初步作為他們的選修模塊,這樣既能滿足專業(yè)需要和能力培養(yǎng)的要求又充分體現(xiàn)高等數(shù)學的應用性和工具性。在近三年的教學中教學效果還是不錯的,受到了部分學生的歡迎。但由于前面提及的注冊入學的實施,生源質(zhì)量的下降,顯然教學內(nèi)容的改革已經(jīng)不能完全適應現(xiàn)在的教學要求了,這就需要我們教師不斷提高我們自身的素質(zhì),豐富我們的教學方式方法。筆者認為可以將數(shù)學建模的思想融入到平時的教學中進行大膽的嘗試.民辦高職院校的數(shù)學教學中融入數(shù)學建模,不僅讓學生對數(shù)學建模有了一定的了解,更重要的是讓學生體會到數(shù)學的廣泛應用。這種應用包括生活實際中的應用,科技方面的應用,可以說各行各業(yè)中都有著數(shù)學的應用的存在。而且這樣還能夠加深學生對很多重要的數(shù)學概念、方法的理解,提高學生學習數(shù)學的興趣和信心,造成“用而后知不足”的進一步學習更多數(shù)學的強烈愿望。同時了解和在一定程度上掌握數(shù)學建模的思想和方法對今后學生的學習和工作中用到數(shù)學方法解決種種面臨的實際問題也是一種很好的鍛煉[1]。在基礎模塊一元函數(shù)微積分的教學中不少內(nèi)容本身就可以看作是數(shù)學建模的模型求解的階段,比如說定積分的計算等[2]。
三數(shù)學建模融入民辦高職數(shù)學教學的具體案例
南通理工學院的高職數(shù)學教學課時是統(tǒng)一規(guī)定的60 課時,在這僅有的60 課時里,我們既要完成規(guī)定內(nèi)容的教學工作,又要增強高職數(shù)學教學的吸引力與針對性,發(fā)揮好其在育人過程中的作用。這就需要我們考慮兩個問題,一是如何安排數(shù)學建模的案例;二是案例的內(nèi)容選擇[3]。數(shù)學建模的案例的數(shù)量要適度,既不能太多,也不能太少。在內(nèi)容的選擇上,以注冊入學背景下的民辦高職學生的數(shù)學基礎,數(shù)學建模競賽的題目顯然是不適應學生的實際情況,這就需要我們教師集體備課,找出適合學生基礎的數(shù)學建模案例。下面我們就舉例說明數(shù)學建模融入民辦高職數(shù)學教學的具體案例。
1 函數(shù)
函數(shù)是研究變量之間的對應關系的,是研究各類數(shù)學問題的基礎和工具。
例1 個人所得稅
我國的《中華人民共和國個人所得稅法》規(guī)定月收入超過3500 元為應納稅所得額(表中僅保留了原表中前4 級的稅率).
個人所得稅一般在工資中直接扣發(fā),全月應納稅所得額指的是每月扣除各種保險以后的收入減去3500 的余額,請建立月收入與納稅金額之間的函數(shù)關系。
2 導數(shù)應用
例2 可口可樂飲料罐為什么是這種樣子[4]?
3 不定積分和定積分
例3 謀殺在何時
某地發(fā)生一起兇殺案,警察下午4 點趕到案發(fā)現(xiàn)場時,法醫(yī)測得尸體的溫度為30 度,室溫為20 度,已知尸體在最初的2 小時內(nèi)會降低2 度,那么謀殺發(fā)生在何時?
關于定積分的數(shù)學模型很多,如定積分應用中求平面圖形的面積和旋轉(zhuǎn)體的體積就可以作為一個數(shù)學模型來讓民辦高職的學生來建模,體會定積分的應用。
4 常微分方程
例4 掃雪時間問題
一個冬天的早晨開始降雪,并且降雪的速率是恒定的,持續(xù)了一天,一臺掃雪機從早上八點開始在公路上掃雪,到九點前進了2 千米,到十點前進了3 千米,假設掃雪機每小時掃去積雪的體積為常數(shù),則是何時開始下雪的?
5 概率初步
例5 報童問題
報童每天清晨從報社購進報紙零售,晚上將沒有賣掉的報紙退回.設報紙的購進價為b 元,零售價位a 元,退回價為c元,應該自然假設,報童每天購進的報紙不能太多,太多賣不完,又要賠錢;也不能太少,太少不夠賣。請你為報童籌劃一下,他應該如何確定每天購進報紙的數(shù)量,以獲得最大的收入?
我們在南通理工學院的部分班級進行了試運行,取得了良好的教學效果,同學們表示易接受,數(shù)學課生動了,學生對課堂的參與度和對數(shù)學學習的積極性均得到了大幅提高。
總之,在高職數(shù)學中靈活地融入建模的思想激發(fā)學生學習數(shù)學的興趣,讓學生感受到數(shù)學應用性廣泛的特征,改變他們原有的“數(shù)學無用論”的錯誤觀點,這樣我們不僅教會了學生相應的基礎知識,更重要的是我們教會了學生學以致用,培養(yǎng)了他們應用數(shù)學分析現(xiàn)實問題解決問題的能力,這正是素質(zhì)教育所提倡的。當然將數(shù)學建模有效融入數(shù)學的教學中就需要我們教育工作者閱讀大量關于建模的書籍,提高自身的建模素質(zhì),編寫出切實有效的案例來使得高職數(shù)學的教學更加科學有效。
參考文獻
[1]崔海英,等. 把數(shù)學建模融入高等數(shù)學教學中的兩個案例[J].北京聯(lián)合大學學報(自然科學版),2010,24(1):82-84.