项目教学法在数学建模教学中的应用

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  [摘要]如何提高数学建模的教学效果,有效地培养学生的职业能力,淄博职业学院采用项目教学法,取得良好效果。本文介绍了项目教学法及项目教学法在数学建模教学中的应用。
  [关键词]项目教学法 数学建模
  
  引言
  
  高职院校的培养目标决定了高等职业教育的教学内容,即让学生掌握更多的基本技能,而理论知识则以够用为度,这是高职院校课程改革中应解决的根本问题。因此,强调实践、探究的各种研究性学习模式应运而生,必将成为今后高职教育的一股不可阻挡的潮流。“项目教学法”就是一种典型的以学生为中心的教学方法。
  
  项目教学法简介
  
  项目教学法,是师生通过共同实施一个完整的“项目”工作而进行的教学活动。在高职教育中,项目是指以生产一件具体的、具有实际应用价值的产品为目的任务,它应该满足以下的条件:该工作过程可用于学习一定的教学内容,具有一定的应用价值;能将某一教学课题的理论知识和实际技能结合在一起,有明确而具体的成果展示。
  项目教学法符合建构主义学习理论的要求。建构主义的学习理论认为,学习的过程是学生自己在头脑中对知识的意义进行建构的过程,学生是教学过程中意义建构的主体,教师是这个建构过程的指导者、帮助者。以往我们的教学组织过程中会很注重知识的系统性,学科的完整性;而项目教学法以任务驱动作为核心组织教学过程,知识以够用为度,将教学过程从理论导向转移为实践导向,能力导向,教师把教学内容做成“项目任务书”下达给学生,学生在教师的指导下亲自完成项目的全过程,在这一过程中教师可以帮助学生,解决在项目完成过程中遇到的实际问题,做好全程监控指导,这样不但可以提高学生的兴趣,调动学习的积极性,而且培养了学生解决实际问题的能力。
  在项目教学中,学习过程成为一个人人参与的创造实践活动,注重的不是最终结果,而是完成项目的过程。学生在项目完成过程中,理解和把握课程要求的知识技能,体验创新的艰辛与乐趣,培养分析问题和解决问题的思想和方法。
  
  项目教学法在数学建模教学中的实施
  
  数学建模是联系数学与世界问题的桥梁,是数学在各个领域广泛应用的媒介,是数学科学技术转化的主要途径。恩格斯曾说过:“由一种形式转化为另一种形式不是无聊的游戏。而是数学的杠杆,如果没有它,就不能走很远。”数学建模就是把实际问题转换成数学问题,如果用好这根有力的杠杆。有助于学生感受数学在解决实际问题中的价值和作用,体验综合运用知识和方法解决实际问题的过程;有助于激发学生学习数学的兴趣,培养学生的创新意识和实践能力。因此,本文提出将项目教学法应用于数学建模的教学。
  
  1、项目准备
  首先选择项目,项目分综合项目和单项项目。选择设计一个或几个贯穿整个数学建模课程的大型综合项目,作为训练学生综合能力的主要载体,这是以项目为课程能力训练载体的原则。综合项目的选择要点是实用性、典型性、覆盖性、综合性、趣味性、挑战性、可行性。单项项目用于训练学生的单项能力,彼此能尽量相互独立。为使学生易于接受,我们按照由浅入深、由简到繁的原则,选择了几个单项项目:①椅子能在不平的地面上放稳吗?②商人怎样安全过河;③如何预报人口增长等。在后续的数学建模综合实训中,我们选择了如下综合项目:①冰山运输;②易拉罐下料;③随机人口模型等。然后对要完成的项目提出具体要求。并明确项目完成过程中应该掌握的知识和技能。最后让学生制定项目实施计划,并进行项目分工。
  
  2、项目实施
  项目实施阶段,要以学生为主体,教师为主导。项目教学法要求学生全过程参与,每个环节都要独立或在合作下完成,在整个学习过程中始终以培养学生的能力目标为主。
  开课之初,首先将学生每三人分为一组,布置任务,明确要求,告知学生这次课要达到的能力目标。要求每位学生都要对所给项目进行认真分析,提出自己的见解,然后小组讨论,尝试各种解决方案,最后确定最优的解决途径(必要的时候教师可以进行适当提示和启发)。其次,根据既定的解决方案,三人各司其职,通过查阅各种文献资料,选用适当的数学软件,用一周的时间做出一个符合竞赛要求的论文。这样既使学生掌握了数学建模的方法,又使他们深刻体会到数学是解决实际问题的锐利武器,有利于教学中贯彻理论和实际相结合的原则,增强了学生的想象力,洞察力和创造力;培养了学生的自学能力和论文写作能力。
  在综合项目训练阶段,我们布置一些与其他学科相联系或从实际生活中来的开放型建模题。给学生以更大的思维空间。以学生为中心,以问题为主线,积极引导学生进行探索。使学生感受到数学建模与实际应用之关系,这样,学生完成项目就不是一味是以“练”为主,而是以“做”为主,通过“做”来体验数学建模,认识数学建模,从而掌握数学建模的思想方法,提高数学建模学习的兴趣。
  
  3、项目评估
  项目评估是项目教学法的一个重要环节。应根据能力目标设计评估标准,客观公正地评价学生的学习过程及效果。学生在完成项目的过程中可能会存在各种各样的问题,教师在评估中要指出问题之所在及解决方法;总结比较各学习小组的特点,引导他们学习别人的长处,使学生的各种能力在评估中得到提高。对于考核的成绩,先在小组内根据各组员对小组的贡献打分互评,然后取平均分作为小组成员的分数,再由学生本人自评,最后是教师对每个同学的评价成绩,前两项各占30%,教师评价占40%。综合三项评定来确定每一个同学的本项目成绩。
  
  结束语
  
  实践证明,项目教学法是一种比较有效的教学方法,它突破了传统的教学模式,通过解决学生所熟悉的一些实际问题来实现对知识的掌握,大大提高了学习的积极性和主动性,进一步培养了学生的自我学习能力,为学生以后的发展奠定了基础。在整个教学过程中既发挥了教师的主导作用又体现了学生的主体作用,充分地展示了现代职业教育“以能力为本”的价值取向,使课堂教学的质量和效益得到大幅度的提高,所以在高职院校中应大力推广项目教学法。
  
  参考文献:
  [1]吴言,项目教学法,职业技术教育,2003,7
  [2]姜启源,数学模型(第三版)[M],北京:高等教育出版社,2003
  作者单位:淄博职业学院 山东淄博
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