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二元式授課模式
教學(xué)內(nèi)容主要集中在一些經(jīng)典的統(tǒng)計(jì)方法和典型評(píng)價(jià)技術(shù),其中包括:聚類分析、判別分析、主成分分析、因子分析、典型相關(guān)分析、常規(guī)綜合評(píng)價(jià)方法以及當(dāng)代相對(duì)評(píng)價(jià)技術(shù)———數(shù)據(jù)包絡(luò)分析.考慮到一般管理學(xué)院的學(xué)生在學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)分析方法上的困難,為了使他們?cè)趯W(xué)習(xí)初期不至于“知難而退”,有必要遵循“師傅領(lǐng)進(jìn)門”的原則.與此同時(shí),更要幫助學(xué)生了解為什么信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)的學(xué)生要學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)分析方法?管理建模的實(shí)踐意義何在?數(shù)據(jù)分析與企業(yè)管理和企業(yè)績(jī)效之間的關(guān)系是什么?現(xiàn)在學(xué)習(xí)的數(shù)據(jù)分析技術(shù)與以往學(xué)過的基礎(chǔ)數(shù)學(xué)類課程“高等數(shù)學(xué)”、“線性代數(shù)”、“應(yīng)用統(tǒng)計(jì)”、“運(yùn)籌學(xué)”之間的關(guān)系是什么?統(tǒng)計(jì)分析技術(shù)與數(shù)據(jù)挖掘之間的關(guān)系、數(shù)據(jù)挖掘與專業(yè)課數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)倉庫之間的關(guān)系、各種數(shù)據(jù)分析技術(shù)之間的關(guān)系等等.通過從不同角度的闡述,使學(xué)生明確學(xué)習(xí)的目的和學(xué)習(xí)的目標(biāo),將大學(xué)階段學(xué)習(xí)過的各種專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)拼接成一個(gè)有機(jī)的整體,實(shí)現(xiàn)一個(gè)完整的從薄到厚、再從厚到薄的知識(shí)積累過程.授人以“漁”是以學(xué)生為主導(dǎo)的學(xué)習(xí)范式,這是研究型教學(xué)所倡導(dǎo)的平等參與教學(xué)組織形式,而課程的組織形式為能力導(dǎo)向型[3].比如,當(dāng)在教師指導(dǎo)下掌握了常規(guī)的評(píng)價(jià)技術(shù)之后,學(xué)生很快會(huì)發(fā)現(xiàn)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)的關(guān)鍵是首先應(yīng)該建立有效的與評(píng)價(jià)目的密切相關(guān)的指標(biāo)體系.于是,在完成“常規(guī)綜合評(píng)價(jià)方法”的講授之后,安排一次討論課,論題就是“評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立與選擇問題”.學(xué)生按照下列要求去準(zhǔn)備討論資料:(i)選取評(píng)價(jià)指標(biāo)的一些原則;(ii)定量指標(biāo)的篩選方法;(iii)給出5—6個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系;(iv)給出2—3個(gè)評(píng)價(jià)體系建立的依據(jù);(ⅴ)按其中一個(gè)評(píng)價(jià)體系收集數(shù)據(jù)并給出評(píng)價(jià)結(jié)果.資料可以來自教材、網(wǎng)絡(luò),還可以來自發(fā)表的學(xué)術(shù)論文.對(duì)收集的資料進(jìn)行整理并形成PPT課件,在討論課上向全體學(xué)生和教師匯報(bào),聽眾可以隨時(shí)提問并參加討論.這種學(xué)習(xí)范式基本具備了研究型教學(xué)的基本特征,比如問題性、過程性、參與性、開放性、能動(dòng)性、獨(dú)立性等[2-3].又如,在進(jìn)行“聚類分析”與“判別分析”時(shí),通常要求指標(biāo)是數(shù)量型的.當(dāng)含有定性指標(biāo)或全部是定性指標(biāo)時(shí),又如何進(jìn)行分類呢?通過這個(gè)現(xiàn)實(shí)問題引導(dǎo)學(xué)生尋找新的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)———決策樹,并將其作為討論課論題.學(xué)生按照下列要求去準(zhǔn)備資料和PPT課件:(i)決策樹的概念和基本原理;(ii)舉3—4個(gè)例子說明決策樹的應(yīng)用;(iii)利用一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)集,說明決策樹的建立過程;(iv)利用實(shí)例和一種統(tǒng)計(jì)軟件建立決策樹.其他討論課論題還有:“數(shù)據(jù)挖掘方法———神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”、“層次分析法”、“各種統(tǒng)計(jì)軟件與數(shù)據(jù)挖掘軟件”、“各行業(yè)投入產(chǎn)出指標(biāo)的選擇問題”,總計(jì)六個(gè)論題.討論課的順序也進(jìn)行了精心安排.由“常規(guī)綜合評(píng)價(jià)方法”引出討論題“評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立與選擇問題”;由“聚類分析、判別分析”引導(dǎo)的討論題是具有同種功能的非統(tǒng)計(jì)類數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)“決策樹”和“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”.在介紹統(tǒng)計(jì)分析方法“聚類分析、判別分析、主成分分析、因子分析、典型相關(guān)分析”時(shí),所使用的課堂演示以及上機(jī)實(shí)驗(yàn)軟件是比較常用的社會(huì)統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件SPSS,為了使學(xué)生對(duì)統(tǒng)計(jì)軟件和數(shù)據(jù)挖掘軟件有個(gè)更加寬泛的認(rèn)識(shí),設(shè)計(jì)了討論課“各種統(tǒng)計(jì)軟件與數(shù)據(jù)挖掘軟件”.與“常規(guī)綜合評(píng)價(jià)方法”類似,在采用“數(shù)據(jù)包絡(luò)分析”進(jìn)行相對(duì)評(píng)價(jià)時(shí)也會(huì)遇到投入產(chǎn)出指標(biāo)體系的確定問題,而且不同行業(yè)投入產(chǎn)出指標(biāo)體系的建立方式也不盡相同,因此,“數(shù)據(jù)包絡(luò)分析”之后的討論題就是“各行業(yè)投入產(chǎn)出指標(biāo)的選擇問題”.作為定性與定量相結(jié)合的一種評(píng)價(jià)技術(shù),層次分析法在項(xiàng)目管理中已經(jīng)成為一個(gè)重要的決策工具.在與本課程同時(shí)進(jìn)行的學(xué)位課“IT項(xiàng)目管理”中,學(xué)生們已經(jīng)深有體會(huì).為了加深學(xué)生對(duì)不同類型評(píng)價(jià)技術(shù)的認(rèn)識(shí),最后一次討論課設(shè)計(jì)為“層次分析法”.為了激勵(lì)學(xué)生積極參與討論課,將課上主講學(xué)生小組的表現(xiàn)記為平時(shí)成績(jī).無論是以教師為主導(dǎo)的學(xué)習(xí)還是以學(xué)生為主導(dǎo)的學(xué)習(xí),教學(xué)過程強(qiáng)化教師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生間的合作[4].一方面,教師從學(xué)生那里獲取學(xué)生的各科成績(jī)信息,并在實(shí)驗(yàn)課上利用各種統(tǒng)計(jì)方法加以分析.由于涉及到保研排名,因此,學(xué)生愿意與教師合作提供它們的學(xué)習(xí)成績(jī)信息.另一方面,通過課堂上教師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生之間“頭腦風(fēng)暴”式的對(duì)話,活躍課堂氣氛,提高學(xué)生的獨(dú)立思考和自主學(xué)習(xí)能力,促進(jìn)新知識(shí)的傳遞與共享.
考評(píng)體系的改革
本課程的總成績(jī)包括平時(shí)成績(jī)(40%)和小論文成績(jī)(60%),考評(píng)體系充分體現(xiàn)學(xué)生間的合作性學(xué)習(xí)原則.平時(shí)成績(jī)主要考查學(xué)生對(duì)課程擴(kuò)展內(nèi)容的掌握情況,以三人或二人一組參與命題討論的形式課堂完成.本次共有34名學(xué)生,采用學(xué)生自主分組策略[5],分成了12組.通過抽簽方式?jīng)Q定每個(gè)小組的討論題,為了便于比較,每個(gè)討論題由2個(gè)小組完成.當(dāng)兩個(gè)小組完成討論后,其它十個(gè)小組和教師給出評(píng)分.教師評(píng)分占60%,學(xué)生評(píng)分占40%.學(xué)生各個(gè)小組的評(píng)分采用去掉一個(gè)最高分和一個(gè)最低分再求平均值的方式得出.為了檢驗(yàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果,進(jìn)一步提高他們的學(xué)習(xí)能力,本課程將考試作為一個(gè)重要的學(xué)習(xí)過程.考試采用與數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽相同的模式形成小論文.選題范圍包括:(i)管理信息系統(tǒng)領(lǐng)域中的建模問題,包括電子商務(wù)、電子政務(wù)、ERP實(shí)施等;(ii)生產(chǎn)管理領(lǐng)域中的建模問題;(iii)風(fēng)險(xiǎn)管理領(lǐng)域中的預(yù)測(cè)與評(píng)價(jià)問題;(iv)政策評(píng)價(jià)等.這些問題不囿于本課程的教學(xué)內(nèi)容,具有開放性、實(shí)時(shí)性.要求在一定的時(shí)間內(nèi),提交研究報(bào)告.本次教學(xué)設(shè)計(jì)了三個(gè)題目.第一個(gè)選題是“電子商務(wù)網(wǎng)站的信譽(yù)評(píng)價(jià)模型”.題目設(shè)計(jì)的背景是:目前電子商務(wù)網(wǎng)站方興未艾,大有逐步替代傳統(tǒng)購物模式之勢(shì).在網(wǎng)上購物時(shí),人們常常根據(jù)網(wǎng)站的鉆石和皇冠的數(shù)目來確認(rèn)網(wǎng)站的信譽(yù).網(wǎng)站鉆石數(shù)目是由買家的好評(píng)、中評(píng)和差評(píng)的數(shù)量決定的.為了獲得好評(píng),賣家常采用下列欺騙手段:(i)花錢買好評(píng);(ii)逼迫買家給好評(píng);(iii)親朋好友贊助好評(píng).要求學(xué)生設(shè)計(jì)一種管理模型,一方面能夠有效地預(yù)防賣家采用各種欺騙手段獲取信譽(yù)得分,另一方面還能真正地反映商家的信譽(yù),確保電子商務(wù)在我國(guó)健康地發(fā)展.第二個(gè)選題是“我國(guó)金融機(jī)構(gòu)的效率評(píng)價(jià)模型”.金融機(jī)構(gòu)的效率直接關(guān)系到經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)的效率和安全.這次金融危機(jī)的導(dǎo)火索就是美國(guó)金融企業(yè)房地美、房利美以及雷曼兄弟的債務(wù)危機(jī).要求學(xué)生利用上市銀行的投入產(chǎn)出數(shù)據(jù),對(duì)我國(guó)主要金融機(jī)構(gòu)的效率進(jìn)行評(píng)價(jià),并為各家機(jī)構(gòu)提供整改策略.第三個(gè)選題是驗(yàn)證西方經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)主要論斷———“股票市場(chǎng)是宏觀經(jīng)濟(jì)的晴雨表”.股票市場(chǎng)是宏觀經(jīng)濟(jì)的晴雨表是西方經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)的著名結(jié)論.由于中國(guó)的經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)體制、監(jiān)管策略以及歷史文化等因素的影響,使得中國(guó)市場(chǎng)與西方市場(chǎng)有比較明顯的差異.要求學(xué)生利用中國(guó)進(jìn)入WTO以來的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)與股票市場(chǎng)各種指標(biāo)驗(yàn)證這個(gè)論斷在中國(guó)的適應(yīng)性.第一個(gè)題目是電子商務(wù)中一個(gè)典型的管理問題,既涉及管理模式的建立又涉及評(píng)價(jià)指標(biāo)體系和評(píng)價(jià)方法的選擇,第二個(gè)題目屬于金融領(lǐng)域的風(fēng)險(xiǎn)管理課題,而第三個(gè)問題屬于宏觀經(jīng)濟(jì)問題,但不要求學(xué)生僅僅限于這些題目.由于課程結(jié)束時(shí),恰逢東北三省的數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽,因此,學(xué)生可以通過參加數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽,完成小論文.本次東三省數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽題有三個(gè)題目.A題題目是“企業(yè)的營(yíng)銷管理問題”;B題題目是“走遍全中國(guó)”;C題題目是“封閉系統(tǒng)的貨幣分配問題”.A與B題都可以歸類于管理決策問題.A題屬于營(yíng)銷管理決策;B題屬于物流管理決策,它們恰好彌補(bǔ)了前三個(gè)選題中管理決策問題不足的問題.盡管這些題目與數(shù)據(jù)挖掘無關(guān),但對(duì)問題的探索方式,尋找解決問題的途徑與三個(gè)選題具有共通之處.12個(gè)組中有2個(gè)小組選擇了數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽題,5個(gè)小組選擇了第一個(gè)選題,4個(gè)小組選擇了第二個(gè)選題,1個(gè)小組選擇了第三個(gè)選題.
【關(guān)鍵詞】高職 數(shù)學(xué)建模 課程建設(shè) 課程教學(xué)
【中圖分類號(hào)】G【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A
【文章編號(hào)】0450-9889(2013)05C-0078-03
數(shù)學(xué)模型是描述實(shí)際問題數(shù)量規(guī)律,由數(shù)學(xué)符號(hào)組成,抽象而簡(jiǎn)化的數(shù)學(xué)命題、數(shù)學(xué)公式或圖表及算法。數(shù)學(xué)建模的方法被廣泛地應(yīng)用于工程、生物、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、政治等領(lǐng)域。為加強(qiáng)高職數(shù)學(xué)課程的應(yīng)用性教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力,特別是解決專業(yè)技術(shù)問題的能力,廣西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院交通土建類專業(yè)群從2007年起開設(shè)數(shù)學(xué)建模課程,并對(duì)數(shù)學(xué)建模課程建設(shè)與課程教學(xué)進(jìn)行了系統(tǒng)的研究與實(shí)踐。本文擬以此為例,探討高職數(shù)學(xué)建模課程建設(shè)與教學(xué)問題。
一、制定符合教學(xué)實(shí)際和學(xué)生認(rèn)知規(guī)律的教學(xué)方案,開發(fā)適用性教材
數(shù)學(xué)建模作為一門應(yīng)用性數(shù)學(xué)課程,教學(xué)目的是培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)去解決實(shí)際問題的能力。該課程綜合性強(qiáng),對(duì)于由高考最后批次錄取或由中職直升上來的高職生來說,在教學(xué)上有一定難度。課程建設(shè)的關(guān)鍵在于制定符合教學(xué)實(shí)際和學(xué)生認(rèn)知規(guī)律的教學(xué)方案,在于精選模型,編寫和采用適用性教材。廣西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院交通土建類專業(yè)群將數(shù)學(xué)建模課程安排在第一學(xué)年的下學(xué)期,設(shè)置為任選課程,教學(xué)任務(wù)32課時(shí),每周兩課時(shí),以路橋工程系的學(xué)生為主要教學(xué)對(duì)象?;谧陨斫虒W(xué)實(shí)際,在制訂課程教學(xué)方案時(shí),廣西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院交通土建類專業(yè)群明確提出要重視學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)、學(xué)生接受能力和專業(yè)應(yīng)用的要求,如表1所示。有針對(duì)性地將課程的教學(xué)安排設(shè)置為初等數(shù)學(xué)模型、常用數(shù)學(xué)軟件簡(jiǎn)介、高等數(shù)學(xué)模型和專業(yè)應(yīng)用模型四個(gè)教學(xué)單元,對(duì)各教學(xué)單元提出合適的教學(xué)目標(biāo),教學(xué)的重點(diǎn)放在初等數(shù)學(xué)模型與專業(yè)應(yīng)用模型上。選擇簡(jiǎn)單易懂、實(shí)用性強(qiáng)、趣味性高、啟發(fā)性好且能夠在一個(gè)課時(shí)內(nèi)講解清楚的教學(xué)模型,并選配相應(yīng)的練習(xí)模型,以便任課教師在課堂教學(xué)中能廣泛采用講練結(jié)合的教學(xué)方式,達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,使學(xué)生體會(huì)建模的思想和方法,提高學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)能力和應(yīng)用能力的課程教學(xué)目的。
由于教材在課程教學(xué)中具有“導(dǎo)教”與“導(dǎo)學(xué)”的雙重作用,因此,在制定教學(xué)方案以后,教材的選擇將成為課程教學(xué)是否能順利開展的關(guān)鍵。數(shù)學(xué)建模課程作為高職院校一門新興的應(yīng)用性數(shù)學(xué)課程,由于各高職院校學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)不同,教學(xué)要求和教學(xué)安排不同,專業(yè)的差異性大,所以數(shù)學(xué)建模教材雖多,但就院校個(gè)體而言通常并不適用。為解決這一問題,廣西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院交通土建類專業(yè)群教師根據(jù)表1中擬定的教學(xué)方案編寫了相應(yīng)的適用性教材。教學(xué)實(shí)踐表明,他們所制定的課程教學(xué)方案目的明確,教學(xué)安排符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律和學(xué)院的教學(xué)實(shí)際,編寫的教材適用性好,使課程教學(xué)達(dá)到了預(yù)期的教學(xué)目的。
二、創(chuàng)設(shè)直觀教學(xué)情境,培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣與建模能力
高職學(xué)生的思維以直觀思維為主。在教學(xué)過程中,應(yīng)以直觀教學(xué)法為主,通過巧設(shè)教學(xué)情境,數(shù)形結(jié)合、計(jì)算機(jī)輔助等方式,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,提高其學(xué)習(xí)能力、建模能力,培養(yǎng)其創(chuàng)新精神。為了在課程的首次課就使學(xué)生喜歡上這門課程,可選擇極具趣味性與參與性的“商人安全過河問題”作為課程的首個(gè)教學(xué)模型,設(shè)置讓學(xué)生演繹“安全過河”的教學(xué)情境,使課程教學(xué)在學(xué)生高度參與和歡快的氣氛中開始。
模型1:三名商人各帶一名隨從來到河邊,要乘船渡河,現(xiàn)此岸有一小船只能容納2個(gè)人,需由他們自己劃行,隨從密謀,在河的任一岸,一旦隨從比商人多,則殺人越貨,但如何乘船渡河的方案由商人定,請(qǐng)問商人如何才能安全過河?
采用的教學(xué)方法如下:讓6位學(xué)生分別扮演商人與隨從,游戲般演繹安全過河。進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生將他們?cè)谘堇[中獲取的安全過河方案,在直角坐標(biāo)系中通過圖形直觀地標(biāo)出,最終順利完成模型的建立。興趣是最好的老師。讓學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)產(chǎn)生濃厚的興趣是最高效的教學(xué)方法。教學(xué)實(shí)踐表明,通過創(chuàng)設(shè)直觀教學(xué)情境,學(xué)生積極參與建模的過程,具有啟發(fā)性好的特點(diǎn),符合高職學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律,達(dá)到了第一個(gè)教學(xué)模型就能使學(xué)生對(duì)課程的教學(xué)產(chǎn)生好感,對(duì)建模學(xué)習(xí)充滿期待,認(rèn)為數(shù)學(xué)建模有趣、有用、能學(xué)好,從而激發(fā)他們學(xué)習(xí)熱情的目的。
又如,對(duì)具有“多狀態(tài)、多方案”的“風(fēng)險(xiǎn)決策”問題,創(chuàng)設(shè)“請(qǐng)你來拍板”的教學(xué)情境,讓學(xué)生置身于決策情境中,引導(dǎo)其分別從“風(fēng)險(xiǎn)最小”、“收益最大”和“風(fēng)險(xiǎn)與收益相衡”等不同的角度去思考問題,構(gòu)建起風(fēng)險(xiǎn)決策問題中的“悲觀準(zhǔn)則”、“樂觀準(zhǔn)則”及“折中準(zhǔn)則”等數(shù)學(xué)模型。再如,對(duì)充滿趣味和建模啟發(fā)性的“四肢動(dòng)物體身長(zhǎng)與重體的關(guān)系”問題,以豬為例,創(chuàng)設(shè)“數(shù)形結(jié)合”的教學(xué)情境。首先從“豬身有形”出發(fā),引導(dǎo)學(xué)生將豬身的“幾何模型”由最初的“圓柱形”感覺逐漸優(yōu)化到“圓柱形彈性梁”的認(rèn)識(shí),在數(shù)形結(jié)合的直觀教學(xué)情境中建立模型。
直觀是高職學(xué)生慣用的思維方式,數(shù)學(xué)建模具有實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn),在教學(xué)過程中巧設(shè)直觀教學(xué)情境,讓學(xué)生積極參與問題的解決與模型建立的過程,有助于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與數(shù)學(xué)建模能力,充分體現(xiàn)出以教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體的教學(xué)效果。
三、簡(jiǎn)介常用數(shù)學(xué)軟件,提高學(xué)生的建模能力
在建模過程中,通常需要處理大量的數(shù)據(jù),而計(jì)算機(jī)應(yīng)用的普及,為進(jìn)行數(shù)據(jù)分析提供了便利的條件。為提高學(xué)生的數(shù)據(jù)分析能力,提高其建模水平,在學(xué)生初步掌握建模思想與方法后,可采用簡(jiǎn)介的形式,介紹功能強(qiáng)大、容易掌握、便于進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的電子表格軟件Excel和數(shù)學(xué)應(yīng)用軟件Mathematica的基本操作。將軟件的操作應(yīng)用學(xué)習(xí)融入數(shù)學(xué)建模的教學(xué)過程中,對(duì)Excel軟件,主要介紹其在數(shù)值計(jì)算、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析與圖表生成方面的操作,對(duì)數(shù)學(xué)應(yīng)用軟件Mathematica則重點(diǎn)介紹其在數(shù)學(xué)計(jì)算、圖形描繪和曲線擬合方面的操作,以此達(dá)到提高建模水平的同時(shí)使學(xué)生掌握兩個(gè)應(yīng)用軟件的基本操作方法的教學(xué)效果。
以模型2為例,在教學(xué)中創(chuàng)設(shè)探究“自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律”的教學(xué)情境,將Mathematica軟件的數(shù)據(jù)分析、圖形描繪和曲線擬合等操作方法介紹融入“自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律”問題的研究中。通過問題的研究過程來掌握軟件的使用方法。
模型2:學(xué)院實(shí)驗(yàn)興趣小組為探索“自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律”,利用教學(xué)大樓不同的樓層高度進(jìn)行了自由落體試驗(yàn),獲取實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)如表2所示,試求該物體所作自由落體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。
采用的教學(xué)方法如下:依據(jù)表2中的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),借助Mathematica軟件描繪出能反映物作自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的散點(diǎn)圖(如圖1所示),初步判斷出其運(yùn)動(dòng)規(guī)律并通過Mathematica軟件進(jìn)行曲線擬合分析(如圖2所示),獲得本次自由落體試驗(yàn)中物體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律為:h=4.7543t2。
四、融入公路工程案例,凸顯課程的專業(yè)應(yīng)用性
數(shù)學(xué)是高端技能型人才培養(yǎng)教育中的基礎(chǔ)工具課,數(shù)學(xué)建模作為應(yīng)用性數(shù)學(xué)課程,更須凸顯為專業(yè)教學(xué)與專業(yè)應(yīng)用服務(wù)的教學(xué)理念。為此,可將交通工程的應(yīng)用性案例融入課程的教學(xué)過程中。如在初等數(shù)學(xué)模型中探究公路工程的測(cè)量問題;在高等數(shù)學(xué)模型的學(xué)習(xí)中研究高速公路車流量問題、橋梁設(shè)計(jì)問題等。同時(shí)設(shè)置專業(yè)應(yīng)用模型教學(xué)單元,以廣西公路工程中的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)為依據(jù),借助Excel和Mathematica等應(yīng)用軟件,探究如模型3所示的“回歸分析”與模型4所示的“交通工程施工質(zhì)量控制”等專業(yè)應(yīng)用問題,提高學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決專業(yè)問題的能力。
模型3:廣西紅水河某在建橋梁工程為更全面了解混凝土的技術(shù)性能,進(jìn)行了混凝土坍落度經(jīng)時(shí)損失試驗(yàn),其試驗(yàn)結(jié)果如表3所示。
(1)試分析混凝土坍落度與擴(kuò)展度是否具有顯著的線性關(guān)系;
(2)試通過混凝土坍落度的經(jīng)時(shí)損失,評(píng)價(jià)其流動(dòng)性是否能滿足進(jìn)行混凝土澆注與搗實(shí)工作的要求。
模型4:廣西紅水河某在建橋梁的主跨混凝土28天齡期回彈值檢測(cè)記錄如表4所示,試以抗壓強(qiáng)度的期望值為基準(zhǔn),繪制施工質(zhì)量控制管理圖并對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行質(zhì)量評(píng)定。
廣西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院將數(shù)學(xué)建模課程的教學(xué)與學(xué)生專業(yè)學(xué)習(xí)和專業(yè)應(yīng)用緊密相聯(lián),讓專業(yè)應(yīng)用貫穿于整個(gè)建模課程的教學(xué)過程中,有力地回答了“數(shù)學(xué)有什么用”和“數(shù)學(xué)怎么用”等問題,獲得了理想的教學(xué)效果。該校組織學(xué)生參加近年來全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模比賽,多次獲得全國(guó)一、二等獎(jiǎng)及自治區(qū)一、二、三等獎(jiǎng)。數(shù)學(xué)建模課程被設(shè)立為該校院級(jí)精品課程,課程建設(shè)分別獲得院級(jí)教學(xué)成果一等獎(jiǎng)和自治區(qū)級(jí)教學(xué)成果三等獎(jiǎng)。
綜上所述,數(shù)學(xué)建模是高職院校一門新興的應(yīng)用性數(shù)學(xué)課程,課程建設(shè)應(yīng)堅(jiān)持以“能力為本位、學(xué)生為主體、專業(yè)應(yīng)用為目的”為指導(dǎo)思想。應(yīng)制定符合本校教學(xué)實(shí)際和學(xué)生認(rèn)知規(guī)律的教學(xué)方案,精選符合高職學(xué)生認(rèn)知規(guī)律、簡(jiǎn)單易懂、實(shí)用性強(qiáng)、趣味性高、啟發(fā)性好的教學(xué)模型,編寫和應(yīng)用適用性教材。同時(shí),巧設(shè)直觀教學(xué)情境,借助數(shù)形結(jié)合、計(jì)算機(jī)輔助等教學(xué)方式,培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,使其體會(huì)建模的基本思想和方法,增強(qiáng)學(xué)習(xí)能力和應(yīng)用能力,提高數(shù)學(xué)建模課程的教學(xué)質(zhì)量。
關(guān)鍵詞 建模 學(xué)生 數(shù)學(xué)素質(zhì)
中圖分類號(hào):G424 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
Modeling to Promote Student to Improve the Quality of Mathematics
MA Hengguang
(Liaocheng Technician College, Liaocheng, Shandong 252400)
Abstract Mathematical modeling is an actual phenomenon constructed by mental activity can seize an important and useful features, it's related to the level of university students' mathematics, mathematics ability, mathematics sense and mathematical quality, is the core of the overall quality of college mathematics content. This paper discusses the meaning of mathematical modeling, mathematical modeling is important to improve the quality of students' mathematical optimization modeling and presents some suggestions for teaching.
Key words modeling; student; mathematical quality
1 數(shù)學(xué)建模的內(nèi)涵
自 1992 年起開始主辦全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽以來,全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽規(guī)模飛速發(fā)展,參賽院校從 1992 年的全國(guó) 79 所增加2011年的全國(guó)1251所 ,參賽隊(duì)也從 1992 年的 314隊(duì)增加到 2011 年的 19490 隊(duì)。并且隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,CAD 技術(shù)大量替代傳統(tǒng)工程設(shè)計(jì)中的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn),MATLAB 等數(shù)學(xué)軟件能夠提供精確的計(jì)算結(jié)果和實(shí)現(xiàn)良好的量化分析。這些,都使得數(shù)學(xué)建模展現(xiàn)出強(qiáng)大的活力,發(fā)揮出更大的作用。數(shù)學(xué)建模就是將現(xiàn)實(shí)世界中的實(shí)際問題加以提煉抽象為數(shù)學(xué)模型,然后求出模型的解,驗(yàn)證模型的合理性,并用該模型的結(jié)論來解釋現(xiàn)實(shí)問題。其運(yùn)用方法主要有機(jī)理分析法和測(cè)試分析法,機(jī)理分析主要是通過已經(jīng)認(rèn)識(shí)的客觀事物特性,找出內(nèi)部數(shù)量規(guī)律,由數(shù)量規(guī)律建立數(shù)學(xué)模型。而測(cè)試分析則需用到概率和數(shù)理統(tǒng)計(jì)知識(shí)來進(jìn)行建模,也就是說,測(cè)試分析是用來解決“黑箱”問題的。數(shù)學(xué)建模一般包括以下幾個(gè)步驟:模型準(zhǔn)備,模型假設(shè),模型建立,模型求解,模型分析,模型檢驗(yàn)和模型應(yīng)用。具體說來,首先,用數(shù)學(xué)語言了解實(shí)際問題。其次,根據(jù)建模的目的和實(shí)際問題的特性,提出恰當(dāng)?shù)募僭O(shè),并運(yùn)用數(shù)學(xué)工具刻畫各變量之間的關(guān)系,同時(shí)也要注意對(duì)建模進(jìn)行必要的簡(jiǎn)化。最后,將獲取的數(shù)據(jù)資料,對(duì)模型進(jìn)行計(jì)算,并將分析后的數(shù)據(jù)與實(shí)際情況進(jìn)行比較,繼而驗(yàn)證出模型的準(zhǔn)確性、合理性。
2 建模對(duì)學(xué)生數(shù)學(xué)素質(zhì)的促進(jìn)作用
2.1 培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)意識(shí)
數(shù)學(xué)意識(shí)不僅能使學(xué)生理解和學(xué)習(xí)現(xiàn)成的數(shù)學(xué)知識(shí)和技能,而且還能夠讓學(xué)生逐步學(xué)會(huì)主動(dòng)地認(rèn)識(shí)數(shù)學(xué),初步形成用數(shù)學(xué)的觀點(diǎn)和方法看待事物,處理問題,具有從現(xiàn)實(shí)世界中尋找數(shù)量關(guān)系和數(shù)學(xué)模型的態(tài)度和方法,是將認(rèn)識(shí)數(shù)學(xué)過程中的態(tài)度和情感體驗(yàn)聯(lián)系在一起的前提。數(shù)學(xué)建模能使學(xué)生從現(xiàn)實(shí)世界中看似與數(shù)學(xué)沒有絲毫關(guān)系的問題最終抽象成數(shù)學(xué)問題,培養(yǎng)學(xué)生以數(shù)學(xué)的思維、從數(shù)學(xué)的角度去思考現(xiàn)實(shí)問題,潛移默化地加強(qiáng)了數(shù)學(xué)意識(shí)。
2.2 培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)語言翻譯能力
建立數(shù)學(xué)模型,要運(yùn)用到假設(shè)、收集和應(yīng)用證據(jù)等進(jìn)行抽象簡(jiǎn)化。確切地將其用數(shù)學(xué)語言表達(dá)成數(shù)學(xué)問題的形式,然后將數(shù)學(xué)語言編譯成計(jì)算機(jī)程序,通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)分析、論證得出曲線圖表或數(shù)學(xué)語言表達(dá)的結(jié)論。最后還要用常人能理解的一般描述性語言表達(dá)出來,提出解決某一問題的方案或是建議。數(shù)學(xué)建模可以充分鍛煉學(xué)生的自然語言、數(shù)學(xué)語言和計(jì)算機(jī)語言之間的翻譯表達(dá)能力。
2.3 提高學(xué)生的創(chuàng)新能力
創(chuàng)新能力是人的各種能力的綜合和最高形式表現(xiàn)。創(chuàng)新能力不僅僅是智力活動(dòng),它不僅表現(xiàn)為對(duì)知識(shí)的攝取、改組和應(yīng)用,還表現(xiàn)了一種發(fā)現(xiàn)問題、積極探索問題的心理取向,是一種善于把握機(jī)會(huì)的敏銳性和積極改變自己并改變環(huán)境的應(yīng)變能力。數(shù)學(xué)建模的實(shí)質(zhì)就是構(gòu)造模型。但模型的構(gòu)造并不容易,需要有足夠強(qiáng)的創(chuàng)造能力。通過構(gòu)造模型,在學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)之上,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維。從而在不斷地運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)和發(fā)散思維之中,提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。
2.4 提高學(xué)生轉(zhuǎn)換能力
數(shù)學(xué)建模實(shí)質(zhì)是把實(shí)際問題轉(zhuǎn)換成數(shù)學(xué)問題,通過數(shù)學(xué)建模,使學(xué)生有獨(dú)到的見解和與眾不同的思考方法。恩格斯曾經(jīng)說過:“由一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式不是無聊的游戲而是數(shù)學(xué)的杠桿,如果沒有它,就不能走很遠(yuǎn)?!币虼?,我們?cè)跀?shù)學(xué)教學(xué)中要注重轉(zhuǎn)化,善于發(fā)現(xiàn)問題,溝通各類知識(shí)之間的內(nèi)在聯(lián)系。進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的思維轉(zhuǎn)換能力,(下轉(zhuǎn)第148頁)(上接第125頁)這對(duì)培養(yǎng)學(xué)生思維品質(zhì)的靈活性、創(chuàng)造性及開發(fā)智力、能力培養(yǎng)、提高解題速度大有裨益。
3 優(yōu)化高校建模教學(xué)方法措施
3.1 在教學(xué)中滲透建模教學(xué)思想
在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中,滲透數(shù)學(xué)建模的思想,讓學(xué)生初步了解建立數(shù)學(xué)模型的思想和方法,通過逐漸的滲透,能潛移默化地培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)意識(shí)和數(shù)學(xué)思維習(xí)慣。例如,在學(xué)習(xí)函數(shù)內(nèi)容時(shí),可以介紹金融業(yè)務(wù)中的單利模型,用微分方程建立冷卻模型和濃度模型。對(duì)于繁復(fù)的公式推導(dǎo)以及難度大的數(shù)學(xué)計(jì)算,可用數(shù)學(xué)軟件解決復(fù)雜的數(shù)學(xué)計(jì)算,實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)和數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的有機(jī)結(jié)合。如學(xué)習(xí)定積分時(shí),要求學(xué)生掌握定積分概念的產(chǎn)生背景、定積分的思想、基本性質(zhì)和微積分基本定理,并熟練使用牛頓·萊布尼茲公式、換元法和分部積分法,對(duì)于難度大的定積分計(jì)算,要善于使用數(shù)學(xué)軟件求解。
3.2 加大數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課的力度
通過歷屆數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽情況來看,有許多學(xué)生在比賽時(shí),能夠列出公式,能構(gòu)建出模型,但卻不知道如何解答模型。例如,列出了問題的微分方程,但不知道怎樣求解,建立了問題的模型,但不知怎樣去開發(fā)算法,解出模型。因此,應(yīng)當(dāng)加大學(xué)生的解題能力訓(xùn)練,特別是要培養(yǎng)學(xué)生利用現(xiàn)代的數(shù)學(xué)軟件進(jìn)行解題的能力。在全校開展數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課和數(shù)學(xué)建模實(shí)驗(yàn)課,將學(xué)生分為各個(gè)小組,以小組為單位開展對(duì)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)和數(shù)學(xué)建模實(shí)驗(yàn)問題的探討,有利于培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手解題能力。
3.3 建立穩(wěn)定的教育實(shí)習(xí)基地
教育實(shí)習(xí)基地建設(shè)歷來是各師范院校十分重視的問題。如何建設(shè)好穩(wěn)定的教育實(shí)習(xí)基地?第一,在工作中,要打破傳統(tǒng)教育實(shí)習(xí)管理體制,建立健全的管理體制。制度建設(shè)可以嘗試由地方教育行政部門參與和嘗試選留畢業(yè)生和實(shí)習(xí)相結(jié)合形式共同參與制度建設(shè)。第二,營(yíng)造互惠互利的聯(lián)合機(jī)制。做到互相交流教育、科研信息,共同研究基礎(chǔ)教育改革,共同建設(shè)教育實(shí)習(xí)基地。第三,提高實(shí)習(xí)生綜合素質(zhì),確保教育實(shí)習(xí)基地的建設(shè)和鞏固。
總之,數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)不僅要在數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)、基本技能和思維能力、運(yùn)算能力、空間想象能力等方面得到訓(xùn)練和提高,而且要在應(yīng)用數(shù)學(xué)、分析和解決實(shí)際問題的能力方面得到訓(xùn)練和提高。在課堂教學(xué)中,要使學(xué)生學(xué)會(huì)提出問題,建立數(shù)學(xué)模型,將把問題抽象為數(shù)學(xué)問題。只有這樣,才能提高分析問題和解決問題的能力,才能提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。因此,如果我們能逐步地將數(shù)學(xué)建?;顒?dòng)和數(shù)學(xué)教學(xué)有機(jī)地結(jié)合起來,就能更好地提高學(xué)生的數(shù)學(xué)素質(zhì)。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:數(shù)據(jù)挖掘;供應(yīng)商畫像;信用風(fēng)險(xiǎn)
0引言
在供應(yīng)商信用風(fēng)險(xiǎn)管理過程中,充分利用好大數(shù)據(jù)是企業(yè)占領(lǐng)市場(chǎng)、獲取利潤(rùn)的捷徑。將供應(yīng)商數(shù)據(jù)化,即構(gòu)建供應(yīng)商畫像是企業(yè)對(duì)供應(yīng)商信用進(jìn)行有效管理的重要手段,其目的是供應(yīng)商信用的全數(shù)據(jù)描述,根據(jù)價(jià)值細(xì)分供應(yīng)商,了解供應(yīng)商信用情況,制定精準(zhǔn)的供應(yīng)商管理方案,為供應(yīng)商信用管理提供支持。本文基于對(duì)供應(yīng)商的評(píng)價(jià)分析管理,通過對(duì)供應(yīng)商信息風(fēng)險(xiǎn)管理中大數(shù)據(jù)的挖掘、分析,提出供應(yīng)商畫像的概念,并以此為依據(jù)實(shí)現(xiàn)不同供應(yīng)商信用分級(jí)管理,同時(shí)提出業(yè)務(wù)和系統(tǒng)的改進(jìn)策略,以優(yōu)化供應(yīng)商之間及供應(yīng)商與電網(wǎng)企業(yè)之間的關(guān)系。在保證服務(wù)質(zhì)量的前提下,降低供應(yīng)鏈運(yùn)行成本,幫助電網(wǎng)企業(yè)建立競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),獲得更多的客戶滿意度。
1國(guó)內(nèi)外數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的研究現(xiàn)狀
數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)是一種對(duì)電力企業(yè)信用管理決策提供支持的技術(shù),它主要是基于機(jī)器學(xué)習(xí)、人工智能、統(tǒng)計(jì)學(xué)等技術(shù)對(duì)大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,從而做出歸納性的推理,挖掘出數(shù)據(jù)中的潛在模式,并對(duì)供應(yīng)商的信用風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行預(yù)測(cè),從而幫助企業(yè)的決策者們及時(shí)調(diào)整市場(chǎng)策略以減少可能存在的風(fēng)險(xiǎn),做出盡可能少的錯(cuò)誤決策。從商業(yè)層面上來說,數(shù)據(jù)挖掘還可以描述為:按照企業(yè)既定的業(yè)務(wù)目標(biāo),對(duì)海量的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行探索和分析,從而揭示隱藏的、未知的或者驗(yàn)證已知的數(shù)據(jù)的規(guī)律性,并進(jìn)一步將其模型化,用戶興趣模型也就應(yīng)運(yùn)而生。根據(jù)已有的數(shù)據(jù)對(duì)用戶信用風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行建模,并進(jìn)行規(guī)則抽取與提煉,得到用戶的畫像。國(guó)內(nèi)將數(shù)據(jù)挖掘的技術(shù)應(yīng)用在電信領(lǐng)域的成果案例也不少。比如李軍利用數(shù)據(jù)挖掘的算法對(duì)電信行業(yè)的客戶流失模型進(jìn)行建立與分析,針對(duì)不同種類的客戶分別進(jìn)行了不同模型的流失分析;段云峰、吳唯寧、李劍威等在數(shù)據(jù)倉庫及電信領(lǐng)域的應(yīng)用中,運(yùn)用數(shù)據(jù)倉庫的方法對(duì)電信行業(yè)的服務(wù)客戶進(jìn)行存儲(chǔ)管理;吳愛華在數(shù)據(jù)挖掘在客戶關(guān)系管理中的應(yīng)用研究中,應(yīng)用了數(shù)據(jù)挖掘的相關(guān)知識(shí)來研究數(shù)據(jù)挖掘算法在用戶關(guān)系管理中的應(yīng)用;葉松云在我國(guó)電信行業(yè)客戶流失管理的建模分析及應(yīng)用研究中,通過對(duì)電信行業(yè)的流失客戶進(jìn)行模型建構(gòu),通過管理這個(gè)流失模型來有效控制客戶的流失。目前南方電網(wǎng)企業(yè)和供應(yīng)商的信息交換處在一種繁雜的狀態(tài),電網(wǎng)企業(yè)可以對(duì)單個(gè)供應(yīng)商信用情況進(jìn)行信息的查詢,反饋,但很難通過獲得的信息對(duì)多個(gè)供應(yīng)商信用進(jìn)行有序、有效的管理。供應(yīng)商的管理缺乏直觀、可視化的手段和方法。通過建立供應(yīng)商模型可以將紛亂的數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗和建模,提供進(jìn)一步的分析決策。
2基于大數(shù)據(jù)分析的電力企業(yè)供應(yīng)商信用風(fēng)險(xiǎn)管理
根據(jù)以上分析,在電力企業(yè)供應(yīng)商信用風(fēng)險(xiǎn)管理過程中,需要對(duì)收集到的供應(yīng)商數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,進(jìn)行行為建模,以抽象出供應(yīng)商的標(biāo)簽,這個(gè)階段注重的是大概率事件,通過數(shù)學(xué)算法模型來排除供應(yīng)商的偶然行為,故需要運(yùn)用機(jī)器對(duì)供應(yīng)商的行為、偏好進(jìn)行猜測(cè),根據(jù)供應(yīng)商的關(guān)注點(diǎn)或投標(biāo)意向、投標(biāo)歷史、中標(biāo)情況等因素來判斷供應(yīng)商的忠誠度、履約能力、信用等級(jí)等,并對(duì)供應(yīng)商行為進(jìn)行建模。簡(jiǎn)單來說,供應(yīng)商畫像就是通過算法計(jì)算等方式,用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)衡量供應(yīng)商的表現(xiàn),并對(duì)未來發(fā)展進(jìn)行預(yù)測(cè),這是一種把單個(gè)分析集成化,把平面分析立體化的過程??梢?,在供應(yīng)商信用風(fēng)險(xiǎn)管理過程中,應(yīng)結(jié)合供應(yīng)商屬性、行為、評(píng)價(jià)標(biāo)簽體系,充分研究數(shù)學(xué)算法模型,并應(yīng)用Python、R等工具建模推演,構(gòu)建供應(yīng)商評(píng)價(jià)模型,全面刻畫供應(yīng)商畫像。
2.1畫像構(gòu)建與數(shù)據(jù)分析
供應(yīng)商畫像模型旨在幫助管理供應(yīng)商、優(yōu)化投標(biāo)決策,因此畫像構(gòu)建的關(guān)鍵過程在于結(jié)合實(shí)際業(yè)務(wù)情況定性地選取投標(biāo)決策關(guān)心的供應(yīng)商評(píng)價(jià)指標(biāo),定量化評(píng)價(jià)指標(biāo),最后選取合適的評(píng)價(jià)維度給供應(yīng)商貼上標(biāo)簽,通過不同維度的標(biāo)簽還原供應(yīng)商的“畫像”。因此,數(shù)據(jù)處理和分析建模的過程應(yīng)該基于上述關(guān)鍵過程的指標(biāo)數(shù)據(jù)特征以及業(yè)務(wù)分析邏輯?,F(xiàn)在針對(duì)供應(yīng)商畫像的研究還不算特別多,我們以流行的“用戶畫像”分析進(jìn)行對(duì)比,從而可以發(fā)現(xiàn)供應(yīng)商畫像和用戶畫像有何異同,從用戶畫像當(dāng)中又能尋找到什么可行的分析思路。圖1是用戶畫像的一般流程??梢园l(fā)現(xiàn)供應(yīng)商畫像與用戶畫像的建模過程本質(zhì)上都是數(shù)據(jù)收集-建模-畫像成型的過程,區(qū)別只是在于:首先,畫像構(gòu)建的目的不同,用戶畫像的目的是進(jìn)行精準(zhǔn)營(yíng)銷,而精準(zhǔn)營(yíng)銷的建模工作是要對(duì)用戶分類后對(duì)不同類別用戶的消費(fèi)行為進(jìn)行預(yù)測(cè)。而供應(yīng)商畫像的目的是為了精準(zhǔn)管理、精準(zhǔn)招標(biāo),建模工作是要對(duì)供應(yīng)商分類后對(duì)不同類別的供應(yīng)商進(jìn)行評(píng)級(jí)。其次,畫像的標(biāo)簽維度不同,標(biāo)簽維度的構(gòu)建同樣是從畫像構(gòu)建的目的出發(fā),用戶畫像關(guān)心的是用戶的購買能力、行為特征、社交網(wǎng)絡(luò)等,供應(yīng)商畫像關(guān)心的是供應(yīng)商的商務(wù)狀況、產(chǎn)品質(zhì)量、信用狀況。(1)數(shù)據(jù)收集。通過訪談和調(diào)研搜集數(shù)據(jù),確定供應(yīng)商指標(biāo)的打分邏輯和統(tǒng)計(jì)口徑。(2)數(shù)據(jù)預(yù)處理。對(duì)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗,目前收集到的數(shù)據(jù)量非常小,且需要進(jìn)行整合、預(yù)處理,包括缺失值和異常值的處理、數(shù)據(jù)數(shù)量級(jí)的統(tǒng)一、后續(xù)分析所要進(jìn)行的標(biāo)準(zhǔn)化處理。在構(gòu)建供應(yīng)商畫像的現(xiàn)有數(shù)據(jù)中,資格評(píng)審涉及的商務(wù)與技術(shù)兩大維度的數(shù)據(jù)已經(jīng)根據(jù)權(quán)重進(jìn)行了打分,分?jǐn)?shù)的數(shù)量級(jí)為10以內(nèi),因此部分?jǐn)?shù)據(jù)只需要剔除不滿足資格評(píng)審的數(shù)據(jù)(表現(xiàn)為所有維度都為0值)以及數(shù)值超出權(quán)重的分值。履約評(píng)價(jià)的數(shù)據(jù)有物資合同簽訂及時(shí)率(0-100%)、一次性試驗(yàn)通過率(0-100%)、到貨及時(shí)率(0-100%)和不良行為記錄(分值范圍0.1-12)。對(duì)于這部分?jǐn)?shù)據(jù)需要根據(jù)權(quán)值進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化,由于權(quán)值需要根據(jù)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)一步確定,因此目前只需要將不良行為記錄的量化數(shù)值壓縮到與0-100%相同的范圍。(3)數(shù)據(jù)降維。目前的供應(yīng)商信用風(fēng)險(xiǎn)評(píng)級(jí)指標(biāo)過多,不能滿足供應(yīng)商畫像的特征提取與分類要求,需要進(jìn)行降維處理。擬采用關(guān)聯(lián)性分析和主成分分析降低指標(biāo)維度,同時(shí)最大化保留原有數(shù)據(jù)的信息。在資格評(píng)審中,商務(wù)基本面信息的數(shù)據(jù)涉及15個(gè)指標(biāo),技術(shù)能力更是高達(dá)10余個(gè),這些指標(biāo)反映的意義具有較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性(共線性)且在有限的數(shù)據(jù)量的情況下變量過多將會(huì)大大降低模型的自由度從而影響精確度,因此為了滿足后續(xù)的分類和擬合要求,必須要剔除冗余變量,對(duì)指標(biāo)進(jìn)行降維處理。(4)特征分類。結(jié)合業(yè)務(wù)理解初步確定分類個(gè)數(shù)(供應(yīng)商不同特征維度的級(jí)別個(gè)數(shù)),利用聚類分析算法對(duì)供應(yīng)商不同特征維度進(jìn)行分類,后續(xù)根據(jù)分類情況和數(shù)據(jù)特征適當(dāng)調(diào)整分類個(gè)數(shù)。在構(gòu)建標(biāo)簽之前,需要對(duì)供應(yīng)商進(jìn)行分類,由于目前的數(shù)據(jù)是不具有分類結(jié)果標(biāo)簽(y值),因此這是一個(gè)無監(jiān)督的分類問題,無法采用決策樹、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等學(xué)習(xí)類模型;又因?yàn)槟壳皵?shù)據(jù)集的數(shù)據(jù)量非常少,需要大量訓(xùn)練數(shù)據(jù)的無監(jiān)督深度學(xué)習(xí)模型也不適用,因此,針對(duì)無監(jiān)督和小樣本的特點(diǎn),選用聚類分析解決分類問題。聚類試圖將數(shù)據(jù)集中的樣本劃分為若干個(gè)通常是不相交的子集,每個(gè)子集稱為一個(gè)“簇”。通過這樣的劃分,每個(gè)簇可能對(duì)應(yīng)一些潛在的概念(類別),如“財(cái)務(wù)狀況良好”、“技術(shù)能力強(qiáng)”等。不過,這些概念對(duì)于聚類算法而言事先是未知的,聚類過程僅僅能自動(dòng)形成簇結(jié)構(gòu),簇對(duì)應(yīng)的概念語義需要結(jié)合業(yè)務(wù)來把握和命名。常用的聚類算法有K均值算法、層次聚類算法等非常多,而針對(duì)現(xiàn)有的數(shù)據(jù),K-means算法適用的情景是:簇?cái)?shù)確定(同維度標(biāo)簽評(píng)級(jí)個(gè)數(shù)確定)且較少、數(shù)據(jù)量較大;而Hierarchicalclustering適用簇?cái)?shù)不確定(可能有一定范圍)、數(shù)據(jù)量相對(duì)大的情況。具體采用哪一種分類算法要根據(jù)數(shù)據(jù)情況以及業(yè)務(wù)分類要求和可視化要求而定。(5)分類結(jié)果檢驗(yàn)。通過計(jì)算該特征維度不同類別的供應(yīng)商的加權(quán)總分對(duì)分類后不同簇的供應(yīng)商的總分進(jìn)行統(tǒng)計(jì)上的顯著性檢驗(yàn)。(6)構(gòu)建畫像標(biāo)簽。結(jié)合對(duì)供應(yīng)商管理評(píng)級(jí)的業(yè)務(wù)理解,從數(shù)據(jù)層面分析該特征維度下不同簇的供應(yīng)商的區(qū)別,并增加語義內(nèi)容。
2.2設(shè)計(jì)供應(yīng)商畫像
根據(jù)行業(yè)經(jīng)驗(yàn)及領(lǐng)先實(shí)踐,通過對(duì)南網(wǎng)供應(yīng)商各類行為數(shù)據(jù)及外部數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)挖掘,結(jié)合公司戰(zhàn)略、未來發(fā)展愿景還有指標(biāo)構(gòu)建的一般原則,將供應(yīng)商的綜合畫像構(gòu)建為六大一級(jí)指標(biāo),分別為供應(yīng)商資質(zhì)評(píng)價(jià)、供應(yīng)商履約運(yùn)行評(píng)價(jià)、企業(yè)風(fēng)險(xiǎn)信用評(píng)價(jià)、社會(huì)行為與責(zé)任、供應(yīng)商生態(tài)與供應(yīng)商創(chuàng)新。其中最重要的企業(yè)風(fēng)險(xiǎn)信用評(píng)價(jià)指標(biāo)包括企業(yè)基本風(fēng)險(xiǎn)(如企業(yè)人員變更頻率)、司法風(fēng)險(xiǎn)(開庭公告次數(shù)、法律訴訟次數(shù))、經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)(稅務(wù)評(píng)級(jí)等級(jí)、股權(quán)質(zhì)押比率、動(dòng)產(chǎn)抵押比率、司法拍賣事件次數(shù)、欠稅信息次數(shù)、行政處罰次數(shù)、抽檢檢查合格比率)。
關(guān)鍵詞: 數(shù)學(xué)建模 教學(xué)模式 案例教學(xué)
一、數(shù)學(xué)建模及教學(xué)
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展,數(shù)學(xué)的應(yīng)用以空前的廣度和深度向工程、經(jīng)濟(jì)、生物、醫(yī)學(xué)、環(huán)境、地質(zhì)、人口、交通等新的領(lǐng)域滲透,數(shù)學(xué)的應(yīng)用被越來越多的人所關(guān)注。當(dāng)人們?cè)谘芯磕硞€(gè)實(shí)際問題時(shí),通常對(duì)該問題進(jìn)行綜合分析和合理假設(shè)后,用數(shù)學(xué)語言表示出對(duì)應(yīng)的數(shù)學(xué)模型,通過計(jì)算機(jī)軟件加以求解,并對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析檢驗(yàn)的過程就是數(shù)學(xué)建模。
數(shù)學(xué)建模是數(shù)學(xué)知識(shí)和應(yīng)用能力共同提高的最佳結(jié)合點(diǎn),是啟迪創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新思維、鍛煉創(chuàng)新能力、培養(yǎng)人才的一條重要途徑;也是激發(fā)學(xué)生求知欲望,培養(yǎng)主動(dòng)探索、努力進(jìn)取學(xué)風(fēng)和團(tuán)結(jié)協(xié)作精神的有力措施。由于數(shù)學(xué)建模的開放性和實(shí)踐性,這就要求數(shù)學(xué)建模的教學(xué)不僅要傳授給學(xué)生解決問題的方法和技巧,更重要的是通過教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生各方面的能力,包括分析問題的能力、對(duì)問題的創(chuàng)新能力、結(jié)合軟件求解的能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和論文寫作能力等,為全面提高學(xué)生的綜合素養(yǎng)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
二、高職類數(shù)學(xué)建模教學(xué)現(xiàn)狀
在高職類的民辦院校,學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)整體而言較薄弱,相比專業(yè)課而言對(duì)數(shù)學(xué)不夠重視,缺乏學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)熱情;而數(shù)學(xué)建模課是在學(xué)習(xí)了微積分、線性代數(shù)、概率論等課程的基礎(chǔ)上開展起來的,學(xué)生對(duì)微積分的學(xué)習(xí)積極性都不高,更不用說線性代數(shù)、概率論這些課程了,所以開展數(shù)學(xué)建模課的難度之大可想而知,下面結(jié)合我校的實(shí)際情況對(duì)數(shù)學(xué)建模教學(xué)的開展做出總結(jié)。
1.指導(dǎo)過數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽的老師都知道,數(shù)學(xué)建模涉及的數(shù)學(xué)知識(shí)面廣泛,包括線性代數(shù)、常微分方程、概率論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)、線性規(guī)劃等,需要一定的課時(shí)量做保障,但目前大多數(shù)的民辦高職院校很難滿足指導(dǎo)老師的要求,因?yàn)閿?shù)學(xué)作為一門公共課越來越被邊緣化,如果學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)不給予足夠重視更是難以開展下去,所以數(shù)學(xué)建模一般作為選修課開展,課時(shí)量有限,這就使得數(shù)學(xué)建模的教學(xué)只能選擇相對(duì)重要的內(nèi)容進(jìn)行講解。我們學(xué)院把選修課的內(nèi)容大致分成四塊:常微分方程和差分方程、線性規(guī)劃和圖論、MATLAB和數(shù)據(jù)分析、概率論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)。
2.數(shù)學(xué)建模的計(jì)算要結(jié)合數(shù)學(xué)軟件進(jìn)行求解,主要是MATLAB、lingo、SPSS等數(shù)學(xué)軟件,這就要求學(xué)校有比較完善的硬件設(shè)施,這些軟件的學(xué)習(xí)也是先介紹一些常用功能,再結(jié)合實(shí)際案例讓學(xué)生練習(xí)如何用數(shù)學(xué)軟件求解。數(shù)學(xué)建模的教學(xué)不僅是為了提高學(xué)生各方面的能力,還有一個(gè)重要原因就是參加全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽,所以針對(duì)數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽還要指導(dǎo)學(xué)生如何寫作,主要是科技論文的寫作模式、格式、要求等,還有賽前的組織和模擬訓(xùn)練,對(duì)學(xué)生提交的論文進(jìn)行講評(píng),并給出改進(jìn)意見等。
三、結(jié)合本院數(shù)學(xué)建模教學(xué)情況,探討數(shù)學(xué)建模教學(xué)模式的改革與創(chuàng)新
數(shù)學(xué)建模是數(shù)學(xué)和實(shí)際問題聯(lián)系的橋梁,是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)分析、解決實(shí)際問題的意識(shí)和能力的一種有效手段,是提高學(xué)生數(shù)學(xué)素質(zhì)的重要途徑。因此,數(shù)學(xué)建模的教學(xué)顯得尤為重要,與平時(shí)的數(shù)學(xué)課教學(xué)還有很大不同,結(jié)合我院教學(xué)現(xiàn)狀,談?wù)剶?shù)學(xué)建模教學(xué)的改進(jìn)建議。
1.將數(shù)學(xué)建模教學(xué)滲透到數(shù)學(xué)教學(xué)的全過程
由于我校數(shù)學(xué)課時(shí)偏少,而且主要講微積分,沒有專門開設(shè)線性代數(shù)、概率論、數(shù)學(xué)軟件等數(shù)學(xué)課程,雖然在大一第二學(xué)期開設(shè)了數(shù)學(xué)建模選修課,也只是選講一些基礎(chǔ)的理論知識(shí)、方法,并且沒有上機(jī)時(shí)間,因此滿足不了數(shù)學(xué)建模和數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)需要。所以,要達(dá)到數(shù)學(xué)建模的教學(xué)要求,必須將數(shù)學(xué)建模教學(xué)滲透到數(shù)學(xué)課程教學(xué)中,在講課過程中多引入來源于生活的實(shí)際案例。實(shí)踐證明,在不降低教材知識(shí)和教學(xué)基本要求的情況下,增添數(shù)學(xué)模型教學(xué)內(nèi)容和數(shù)學(xué)建模實(shí)踐環(huán)節(jié),結(jié)合相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行相關(guān)模型的教學(xué),可以收到不錯(cuò)的效果。
將數(shù)學(xué)建模的教學(xué)滲透到具體教學(xué)過程中,要著重培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)思維能力,掌握解決問題的數(shù)學(xué)方法,提升學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng),讓學(xué)生真正感受到數(shù)學(xué)的魅力所在,我們?cè)诟叩葦?shù)學(xué)和數(shù)學(xué)建模選修課的授課過程中穿插了具體的數(shù)學(xué)模型,類似于公平席位的分配、椅子四角著地、銀行貸款等實(shí)際問題,通過對(duì)問題的分析、探討進(jìn)而列出對(duì)應(yīng)的數(shù)學(xué)模型,并讓學(xué)生結(jié)合所學(xué)的知識(shí)加以求解,最后老師再給予講評(píng),這樣就能大大提高學(xué)生用數(shù)學(xué)解決實(shí)際問題的能力。
2.加強(qiáng)數(shù)學(xué)建模教學(xué)內(nèi)容的應(yīng)用性和教學(xué)方法的合理性
在數(shù)學(xué)建模課程中,教學(xué)重點(diǎn)不是向?qū)W生系統(tǒng)傳授知識(shí),而是讓學(xué)生在參與解決問題的過程中,學(xué)習(xí)運(yùn)用所學(xué)知識(shí)思考問題、尋找解決問題的有效方法,感受數(shù)學(xué)發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造的樂趣,從而對(duì)數(shù)學(xué)的本質(zhì)增強(qiáng)理解,培養(yǎng)其應(yīng)用能力。結(jié)合我校的實(shí)際情況,要想在此基礎(chǔ)上取得更好的教學(xué)效果和取得更突出的成績(jī),數(shù)學(xué)建模的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法都應(yīng)該有相應(yīng)的改進(jìn)和提高。
(1)就教學(xué)內(nèi)容而言,一方面在微積分中穿插講解簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)模型,主要涉及最值的應(yīng)用題、定積分的應(yīng)用題等,加強(qiáng)與專業(yè)的融合,促進(jìn)相關(guān)內(nèi)容的有機(jī)結(jié)合和相互滲透,使看起來枯燥的數(shù)學(xué)內(nèi)容與各專業(yè)之間架起橋梁。另一方面,除了在選修課《數(shù)學(xué)建?!分兄v解對(duì)應(yīng)的數(shù)學(xué)模型外,還要增加學(xué)生的上機(jī)時(shí)間,熟悉常用數(shù)學(xué)軟件的操作和應(yīng)用,真正做到教學(xué)內(nèi)容的應(yīng)用性。
(2)就教學(xué)方法而言,教師可采取數(shù)學(xué)建模案例教學(xué)法和互動(dòng)式教學(xué)法相結(jié)合。案例教學(xué)法可選擇一些有建模特點(diǎn)的典型題目給學(xué)生,首先讓學(xué)生認(rèn)真思考,分析題目的特點(diǎn),如何做出合理假設(shè)等,由教師引導(dǎo)學(xué)生建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型,讓學(xué)生在這個(gè)過程中體會(huì)到數(shù)學(xué)建模的特點(diǎn)。互動(dòng)式教學(xué)方就是在整個(gè)教學(xué)過程中,教師始終處于主導(dǎo)地位,作為必不可少的教學(xué)組織者,其職責(zé)是創(chuàng)造學(xué)生活動(dòng)的情境,根據(jù)問題的實(shí)質(zhì)為學(xué)生設(shè)計(jì)思維活動(dòng)的“平臺(tái)”。
四、結(jié)語
數(shù)學(xué)建模的教學(xué)沒有固定的模式和方法,只有通過不斷摸索和實(shí)踐總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗(yàn),由于涉及的知識(shí)面很廣,教學(xué)內(nèi)容也不可能面面俱到,主要是在整個(gè)教學(xué)過程中要讓學(xué)生參與其中,親身體驗(yàn),通過數(shù)學(xué)建模著重培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)思維,提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力和用數(shù)學(xué)軟件計(jì)算的能力,進(jìn)而提升學(xué)生的綜合素養(yǎng),為以后走上工作崗位奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn):
[1]崔慶岳.高職類經(jīng)濟(jì)數(shù)學(xué)教學(xué)理念的初探[J].中外企業(yè)家,2015,1.
1.?dāng)?shù)學(xué)建模競(jìng)賽有利于學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。數(shù)學(xué)建模是對(duì)現(xiàn)實(shí)問題進(jìn)行合理假設(shè),適當(dāng)簡(jiǎn)化,借助數(shù)學(xué)知識(shí)對(duì)實(shí)際問題進(jìn)行科學(xué)化處理的過程。數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽的選題都是源于真實(shí)的,受社會(huì)關(guān)注的熱點(diǎn)問題[2]。例如:小區(qū)開放對(duì)道路通行的影響(2016年賽題),2010上海世博會(huì)影響力的定量評(píng)估(2010年賽題),題目有著明確的背景和要求,鼓勵(lì)參賽者選擇不同的角度和指標(biāo)來說明問題,整個(gè)數(shù)學(xué)建模的過程力求合理,鼓勵(lì)創(chuàng)新,沒有標(biāo)準(zhǔn)答案,沒有固定方法,沒有指定參考書,甚至沒有現(xiàn)成數(shù)學(xué)工具,這就要求學(xué)生在具備一定基本知識(shí)的基礎(chǔ)上,獨(dú)立的思考,相互討論,反復(fù)推敲,最后形成一個(gè)好的解決方案,參賽作品好壞的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)是模型的思路和方法的合理性、創(chuàng)新性,模型結(jié)論的科學(xué)性。同一個(gè)實(shí)際問題從不同的側(cè)面、角度去思考或用不同的數(shù)學(xué)知識(shí)去解決就會(huì)得到不盡相同的數(shù)學(xué)模型。數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽不僅是培養(yǎng)和提高學(xué)生創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)的新途徑,也是將數(shù)學(xué)理論知識(shí)廣泛應(yīng)用于各科學(xué)領(lǐng)域和經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的有效切入點(diǎn)和生長(zhǎng)點(diǎn)。
2.?dāng)?shù)學(xué)建模競(jìng)賽有利于促進(jìn)學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)的完善。高校的理工科專業(yè)都開設(shè)很多基礎(chǔ)數(shù)學(xué)課,例如:高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、概率統(tǒng)計(jì)、運(yùn)籌學(xué)、微分方程等,目前這些課程基本上還是理論教學(xué),主要以考試、考研為主要目標(biāo)。由于缺少實(shí)際問題的應(yīng)用,知識(shí)點(diǎn)相對(duì)分散,很多學(xué)生不知道學(xué)了有什么用,怎么用。那么如何將所學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)高效的立體組裝起來,并有針對(duì)性拓展和延伸,是一個(gè)重要的研究課題[3]。實(shí)踐表明:數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽對(duì)于促進(jìn)大學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)完善是一個(gè)極好的載體。例如在解決2009年賽題———眼科病床的合理安排的問題時(shí),學(xué)生不僅要借助數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法,找到醫(yī)院安排不同疾病手術(shù)時(shí)間的不合理性,還要結(jié)合運(yùn)籌學(xué)給出新的病床安排方案,并結(jié)合實(shí)際情況評(píng)估新方案合理性;2014年賽題嫦娥三號(hào)軟著陸軌道設(shè)計(jì)與控制策略,參賽學(xué)生首先根據(jù)受力分析和數(shù)據(jù),判斷出可能的變軌位置,再結(jié)合微分方程和控制論構(gòu)建模型,并借助計(jì)算機(jī)軟件求解,找到較好的軌道設(shè)計(jì)方案。整個(gè)數(shù)學(xué)建模過程中,參賽學(xué)生將所學(xué)分散的數(shù)學(xué)知識(shí)點(diǎn)拼裝集成化,在知識(shí)體系上,數(shù)學(xué)建模實(shí)現(xiàn)了知識(shí)性、實(shí)踐性、創(chuàng)造性、綜合性、應(yīng)用性為一體的過程;在知識(shí)結(jié)構(gòu)上,數(shù)學(xué)建模實(shí)現(xiàn)了學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)從單一型、集中型向復(fù)合型的轉(zhuǎn)變。
3.?dāng)?shù)學(xué)建模競(jìng)賽有利于培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神,提高溝通能力。現(xiàn)代社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈,具備良好的團(tuán)隊(duì)協(xié)作和溝通能力的優(yōu)秀人才越來越受到社會(huì)的青睞。數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽也需要三個(gè)隊(duì)員組成一個(gè)團(tuán)隊(duì),因?yàn)橐谝?guī)定的時(shí)間內(nèi)完成確定選題,分析問題、建立模型、求解模型,結(jié)果分析,單靠一個(gè)人是很難完成的,這就必須要由團(tuán)隊(duì)成員之間相互尊重、相互信任、互補(bǔ)互助,并且發(fā)揮團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神,才能讓團(tuán)隊(duì)的工作效率發(fā)揮到最大。同時(shí),數(shù)學(xué)建模作為一種創(chuàng)造性腦力活動(dòng),不僅要求團(tuán)隊(duì)成員之間學(xué)會(huì)傾聽別人意見,還要善于提出自己的想法和見解,并清晰、準(zhǔn)確地表達(dá)出來。團(tuán)隊(duì)成員間良好的溝通能力,不僅可激發(fā)團(tuán)隊(duì)成員的競(jìng)賽熱情和動(dòng)力,還可以形成更加默契、緊密的關(guān)系,從而使競(jìng)賽團(tuán)隊(duì)效益達(dá)到最大化。
二、依托數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽,提升大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力的對(duì)策
1.以數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽為抓手,構(gòu)建分層的數(shù)學(xué)建模教學(xué)體系,拓寬學(xué)生受益面。不同專業(yè)和年級(jí)學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)、學(xué)習(xí)能力和培養(yǎng)的側(cè)重點(diǎn)都存在較大差異,構(gòu)建數(shù)學(xué)建模層次化教學(xué)課程體系有利于增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)和使用數(shù)學(xué)的興趣,讓更多的學(xué)生了解數(shù)學(xué)建模以及競(jìng)賽,通過自己動(dòng)手解決實(shí)際問題,更加真切感覺到數(shù)學(xué)的應(yīng)用價(jià)值,切實(shí)增強(qiáng)數(shù)學(xué)的影響力,擴(kuò)大學(xué)生的受益面。南京郵電大學(xué)、華南農(nóng)業(yè)大學(xué)、重慶大學(xué)和南京理工大學(xué)等高校這些方面相關(guān)工作和經(jīng)驗(yàn)值得借鑒。因此,構(gòu)建數(shù)學(xué)建模分層課程體系,在課程內(nèi)容設(shè)置上,結(jié)合專業(yè)特色,有針對(duì)性設(shè)置教學(xué)方案和內(nèi)容,逐步完善具有不同專業(yè)特色的數(shù)學(xué)建模教材,講義和數(shù)據(jù)庫、并保持定期更新,不斷深入推進(jìn)創(chuàng)新教學(xué)理念[4];在課程時(shí)間的安排上,遵循循序漸進(jìn)的基本思路,一、二年級(jí)大學(xué)生開設(shè)數(shù)學(xué)建模選修課,介紹數(shù)學(xué)建模的基本理論和一些基本建模方法,三年級(jí)、四年級(jí)和研究生階段開設(shè)創(chuàng)新性數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程,重點(diǎn)訓(xùn)練學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的動(dòng)手能力,并通過參加建模培訓(xùn)、數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽以及課外科研活動(dòng),培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)解決實(shí)際問題的能力;在課程目標(biāo)的定位上,數(shù)學(xué)建模有別于其他的數(shù)學(xué)課程,集中體現(xiàn)在數(shù)學(xué)的應(yīng)用、實(shí)踐與創(chuàng)新,因此,數(shù)學(xué)建模不僅是一門課程,同時(shí)也是一門集成各種技術(shù)來解決實(shí)際問題的工具[6]。
2.以數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽為載體,搭建橫縱向科技服務(wù)平臺(tái),擴(kuò)大數(shù)學(xué)建模影響力。數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽的理念是“一次參賽,終身受益”,這就要求數(shù)學(xué)建模活動(dòng)要立足高遠(yuǎn),不斷向縱深推進(jìn)與發(fā)展,將數(shù)學(xué)建模應(yīng)用融入服務(wù)國(guó)計(jì)民生。因此,選擇優(yōu)秀本科學(xué)生、研究生和畢業(yè)生,結(jié)合大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計(jì)劃,科研課題以及企事業(yè)單位關(guān)注的問題等,讓他們自己動(dòng)手去調(diào)查數(shù)據(jù),查閱相關(guān)建模問題的文獻(xiàn)資料,建立數(shù)學(xué)模型,借助軟件進(jìn)行模型求解,最后獨(dú)立撰寫出建模科技論文或決策咨詢報(bào)告。全程參與“課外實(shí)習(xí)與科技活動(dòng)”的方式,不僅實(shí)現(xiàn)了因需施教、因材施教的目標(biāo),還搭建了連接企業(yè)和學(xué)生的橋梁,不僅讓大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)落到實(shí)處,為企事業(yè)單位提供了智力支撐,真正實(shí)現(xiàn)所學(xué)知識(shí)服務(wù)社會(huì)。
3.以數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽為平臺(tái),加強(qiáng)教師的隊(duì)伍建設(shè),提升教師教育教學(xué)能力。數(shù)學(xué)建模授課和指導(dǎo)教師的教育教學(xué)能力直接影響著學(xué)生的創(chuàng)新能力。教育教學(xué)能力是指教師從事教學(xué)活動(dòng)、完成教學(xué)任務(wù)、指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)所需要的各種能力和素質(zhì)的總和。數(shù)學(xué)建模的教學(xué)與傳統(tǒng)數(shù)學(xué)教學(xué)相比,對(duì)教師的動(dòng)手能力、教學(xué)內(nèi)容駕馭能力、教學(xué)研究和創(chuàng)新能力等有較高的要求,因此,數(shù)學(xué)建模指導(dǎo)教師可以通過自主研修,網(wǎng)絡(luò)研修,參與集體備課、聽評(píng)課、教學(xué)研討等方式提高自身業(yè)務(wù)水平,同時(shí)積極參與賽區(qū)、全國(guó)組織的學(xué)習(xí)和培訓(xùn),加強(qiáng)交流,開闊視野,不斷地提高自我認(rèn)知、認(rèn)識(shí)水平。只有建成一支高素質(zhì)、實(shí)力雄厚、結(jié)構(gòu)合理、富有創(chuàng)新能力和協(xié)作精神的學(xué)科梯隊(duì),數(shù)學(xué)建模整體水平才能有較大提升,才能適應(yīng)數(shù)學(xué)建模發(fā)展的現(xiàn)實(shí)需要,切實(shí)有利于學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力的提高[6,7]。
三、我校數(shù)學(xué)建模教學(xué)和競(jìng)賽改革的實(shí)踐
1.構(gòu)建模塊化教學(xué)體系。針對(duì)我校輕工特色,結(jié)合專業(yè)培養(yǎng)需求,構(gòu)建模塊化教學(xué)體系。針對(duì)食品、生工、醫(yī)藥、化工和輕化等實(shí)驗(yàn)科學(xué)為主的專業(yè),重點(diǎn)將實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)分析和預(yù)測(cè)分析等內(nèi)容模塊化;針對(duì)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)較好的物聯(lián)網(wǎng)、計(jì)算機(jī)、信息計(jì)算和自動(dòng)化等專業(yè),構(gòu)建微分方程,運(yùn)籌優(yōu)化和控制論等內(nèi)容模塊化;偏于社科類的管理、會(huì)計(jì)、金融和國(guó)貿(mào)等專業(yè),重點(diǎn)將概率模型、優(yōu)化等內(nèi)容模塊化。再結(jié)合數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽和大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計(jì)劃,構(gòu)建“專業(yè)基礎(chǔ)模塊+知識(shí)拓展模塊+競(jìng)賽需求模塊+科研論文寫作模塊”的實(shí)踐教學(xué)體系。
近幾年來,隨著企業(yè)信息化
應(yīng)用的逐步深入以及數(shù)據(jù)信息的不斷擴(kuò)展,使得上海煙草開始從更深層面去探索數(shù)據(jù)應(yīng)用,并以建設(shè)企業(yè)數(shù)據(jù)中心作為載體,推進(jìn)企業(yè)各個(gè)層面的人員去使用和分析數(shù)據(jù)。
然而,數(shù)據(jù)分析和管理信息系統(tǒng)是不完全相同的兩類信息化項(xiàng)目,數(shù)據(jù)中心建設(shè)工作要想做得更好,企業(yè)除了要營(yíng)造一定的實(shí)施氛圍(如企業(yè)的氛圍、人員的意識(shí)等)外,從信息化本身的角度來看,數(shù)據(jù)分析的管理方法也需要盡快完善。正是在這樣的企業(yè)信息化建設(shè)背景下,數(shù)據(jù)挖掘的過程模型CRISP-DM成為了構(gòu)建企業(yè)數(shù)據(jù)中心的重要參考。
建設(shè)中存在四大問題
與數(shù)據(jù)挖掘的過程模型CRISP-DM中的要求相比較,目前,我們?cè)跀?shù)據(jù)中心建設(shè)過程中還存在一些問題,主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。
1. 以需求分析代替了商業(yè)理解
在CRISP-DM過程模型中,“商業(yè)理解”的重點(diǎn)是根據(jù)商業(yè)目標(biāo)的要求找出存在的商業(yè)問題,并把商業(yè)問題轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)分析問題,這一過程主要回答了“為什么要做?”的問題。而我們目前所做的“需求分析”往往是從業(yè)務(wù)問題出發(fā)并轉(zhuǎn)化成了數(shù)據(jù)分析問題,這一過程只回答了“怎么做?”的問題。這就使得一些數(shù)據(jù)分析往往沒有什么實(shí)際作用或者是作用不大,這主要就是因?yàn)闃I(yè)務(wù)問題解決的商業(yè)目標(biāo)并不清晰。
2. 數(shù)據(jù)理解工作還不成系統(tǒng)
“數(shù)據(jù)理解”應(yīng)該是一個(gè)獨(dú)立的過程,其在整個(gè)數(shù)據(jù)分析應(yīng)用項(xiàng)目實(shí)施過程中非常重要。而我們?cè)谧鰯?shù)據(jù)中心建設(shè)項(xiàng)目的可行性研究時(shí),只是很粗略地對(duì)源數(shù)據(jù)進(jìn)行了一些了解,比如了解了源數(shù)據(jù)是來源于業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫還是手工編制的Excel文件,數(shù)據(jù)大致包含了什么信息等,卻并沒有對(duì)源數(shù)據(jù)進(jìn)行細(xì)致的分析。此外,對(duì)數(shù)據(jù)質(zhì)量問題的分析在可行性研究階段根本尚未建立。因此,數(shù)據(jù)中心建設(shè)項(xiàng)目中分析主題的數(shù)學(xué)模型雖然建立了,但卻缺少足夠的數(shù)據(jù)支持,有時(shí)甚至是在項(xiàng)目實(shí)施后的階段才去了解源數(shù)據(jù)的情況,并倉促將源數(shù)據(jù)導(dǎo)入數(shù)據(jù)中心,也并未建立源數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、及時(shí)提供的保障機(jī)制,這就造成了數(shù)據(jù)分析應(yīng)用中,數(shù)據(jù)質(zhì)量較差、可信度很低的情況。
3. 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備不充分
在CRISP-DM過程模型中,“數(shù)據(jù)準(zhǔn)備”也是一個(gè)獨(dú)立的過程,且需要與建立模型的過程互動(dòng),通過多次的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備,使數(shù)據(jù)能夠被所建立的模型使用。而目前,企業(yè)在數(shù)據(jù)中心的建設(shè)中,業(yè)務(wù)人員和數(shù)據(jù)中心建設(shè)人員并不熟悉業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中源數(shù)據(jù)的情況,也就無法對(duì)所需要的數(shù)據(jù)做準(zhǔn)確的描述,而熟悉源數(shù)據(jù)的人員又不熟悉數(shù)據(jù)中心建設(shè)的需求,因此數(shù)據(jù)準(zhǔn)備階段的工作量很大,協(xié)調(diào)成本也很高。
4. 模型評(píng)估機(jī)制未建立
目前,對(duì)模型的評(píng)估主要體現(xiàn)在檢查功能的實(shí)現(xiàn)情況,比如檢查所需要的報(bào)表、圖表、數(shù)據(jù)是否按要求建立。由于之前并沒有很好地落實(shí)商業(yè)理解階段確定商業(yè)目標(biāo)的工作,以及根據(jù)商業(yè)目標(biāo)提出商業(yè)問題的工作,因此對(duì)模型的評(píng)估不能真正體會(huì)其為商業(yè)目標(biāo)服務(wù)的作用,只能停留在技術(shù)和功能的層面上。
解決問題的五個(gè)方法
根據(jù)CRISP-DM過程模型的要求,總結(jié)我們目前在數(shù)據(jù)中心建設(shè)中所存在的一些問題,不難看出,數(shù)據(jù)中心建設(shè)項(xiàng)目的實(shí)施不僅要有方法論,而且還要有一些關(guān)鍵的實(shí)施要點(diǎn)。因此,在企業(yè)數(shù)據(jù)中心建設(shè)過程中,要做好以下幾個(gè)方面的工作。
1. 抓好商業(yè)理解階段的工作
在數(shù)據(jù)中心建設(shè)過程中,商業(yè)理解階段的核心是要正確把握好業(yè)務(wù)目標(biāo)以及需要解決的業(yè)務(wù)問題,并將這些業(yè)務(wù)問題轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)分析問題,這就是將人的經(jīng)驗(yàn)(隱性知識(shí))轉(zhuǎn)化為顯性知識(shí)的過程,需要回答“業(yè)務(wù)目標(biāo)清晰嗎?”“業(yè)務(wù)問題是為實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)目標(biāo)服務(wù)的嗎?”“業(yè)務(wù)問題的解決是可以被量化的嗎?”等問題。
雖然對(duì)于數(shù)據(jù)中心建設(shè)和信息系統(tǒng)建設(shè)這兩類信息化項(xiàng)目來說,需求理解階段都是項(xiàng)目建設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié),但相比較,數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目在這一階段更需要引起高度重視,因?yàn)槠涫窃诮鉀Q“為什么?”的問題,一旦這一問題業(yè)務(wù)部門沒有思考好、信息化部門沒有理解好,數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目將會(huì)在開始階段就埋下了失敗的因子。
2. 把數(shù)據(jù)理解作為可行性研究中的重要工作
在數(shù)據(jù)中心建設(shè)項(xiàng)目中,數(shù)據(jù)理解階段的任務(wù)是從數(shù)據(jù)的完整性角度對(duì)項(xiàng)目做可行性研究,關(guān)鍵是要回答“數(shù)據(jù)分析所要解決的商業(yè)問題有數(shù)據(jù)支持嗎?這些數(shù)據(jù)在哪里可以被收集到?”等問題??梢哉f,數(shù)據(jù)理解階段的工作是商業(yè)理解的延續(xù),也是數(shù)據(jù)準(zhǔn)備的前提,承上啟下,非常重要。
通過可行性研究,如果數(shù)據(jù)質(zhì)量存在問題,那么在商業(yè)理解階段確立的業(yè)務(wù)問題將沒有條件通過數(shù)據(jù)分析的手段被解決。這時(shí)應(yīng)該重新確立所要解決的業(yè)務(wù)問題,避免接下來各階段數(shù)據(jù)分析工作的失敗。在確認(rèn)數(shù)據(jù)條件具備以后,數(shù)據(jù)理解階段還需要進(jìn)一步定義數(shù)據(jù)中心的元數(shù)據(jù),包括描述源數(shù)據(jù),定義源數(shù)據(jù)的傳輸、抽取、清洗、加載標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)周期等,并確定源數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化要求、元數(shù)據(jù)的使用周期和共享范圍等。
此外,數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)是為共享而存在的,這是數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)的一個(gè)主要特征,要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享,一方面可以借助技術(shù)手段,提供數(shù)據(jù)導(dǎo)航系統(tǒng); 另一方面在數(shù)據(jù)理解階段就要有意識(shí)、有目的性地確定數(shù)據(jù)的共享范圍。
3. 建立提高數(shù)據(jù)質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)
對(duì)于企業(yè)數(shù)據(jù)中心而言,數(shù)據(jù)質(zhì)量(完整性、準(zhǔn)確性、及時(shí)性)從某種意義上來說比建立的模型水平更為重要,數(shù)據(jù)質(zhì)量不好、建立的模型再好也只是一個(gè)錯(cuò)誤的結(jié)果。而數(shù)據(jù)質(zhì)量受兩個(gè)方面的因素影響:一是源數(shù)據(jù)是否缺失;二是源數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)中心元數(shù)據(jù)之間傳輸、抽取、清洗、加載等相關(guān)機(jī)制是否健全。第一種情況在數(shù)據(jù)理解階段就可以被分析出來并加以規(guī)避;第二種情況需要在數(shù)據(jù)準(zhǔn)備階段建立完善的提高數(shù)據(jù)質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)。
在數(shù)據(jù)準(zhǔn)備階段,要使源數(shù)據(jù)相對(duì)固化和穩(wěn)定下來,表結(jié)構(gòu)、字段的屬性、長(zhǎng)度和含義、源數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)中心元數(shù)據(jù)之間的傳輸、抽取、清洗和加載方式都要處于相對(duì)靜止的狀態(tài)。對(duì)以上這些信息的變更需要有一套嚴(yán)格的工作流程加以規(guī)范,使相關(guān)人員及時(shí)知曉并維護(hù)好數(shù)據(jù)中心的元數(shù)據(jù)。
此外,在建立數(shù)據(jù)中心元數(shù)據(jù)的校對(duì)機(jī)制時(shí),在準(zhǔn)備數(shù)據(jù)的同時(shí),還要跟業(yè)務(wù)人員共同商量,因?yàn)閿?shù)據(jù)中心的元數(shù)據(jù)來源于業(yè)務(wù)系統(tǒng)中的源數(shù)據(jù),了解業(yè)務(wù)人員是如何判斷數(shù)據(jù)中心元數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,這有助于在數(shù)據(jù)準(zhǔn)備的同時(shí)建立依托技術(shù)手段的自動(dòng)校對(duì)程序并建立預(yù)警功能。
4. 加強(qiáng)對(duì)分析模型的評(píng)估工作
分析模型評(píng)估的目標(biāo)就是驗(yàn)證分析模型是否解決了在商業(yè)理解階段所確定的業(yè)務(wù)問題。通過加強(qiáng)商業(yè)理解、數(shù)據(jù)理解以及數(shù)據(jù)準(zhǔn)備階段的工作,就為分析模型的評(píng)估提供了較好的環(huán)境。同時(shí),在可行性研究階段可以淘汰一些不具備條件的分析需求,這也對(duì)建立高質(zhì)量、滿足需求的分析模型提出了更高要求。
從目前的實(shí)施經(jīng)驗(yàn)來看,除非高度綜合類的分析需要必須建立復(fù)雜的數(shù)據(jù)模型,一般的分析需求都可以借助分析工具加以實(shí)現(xiàn),并驗(yàn)證模型的優(yōu)劣。由于數(shù)據(jù)中心分析模型在展現(xiàn)形式和共享上的要求,因此有時(shí)還需要開發(fā)一定的程序來滿足這些要求,而開發(fā)就會(huì)帶來較大的成本,分析模型的評(píng)估就是要降低無效的投資。所以,借助一定的分析工具在較低的成本上先建立一些可被評(píng)估的分析模型是下一階段數(shù)據(jù)中心建設(shè)中較為關(guān)鍵的環(huán)節(jié),這也將成為數(shù)據(jù)中心建立模型的一個(gè)有效方法。
5. 促進(jìn)數(shù)據(jù)分析主題的使用
數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)分析主題的使用是推進(jìn)數(shù)據(jù)應(yīng)用和信息資源開發(fā)的基礎(chǔ),使用范圍以及使用深度都是很重要的考察指標(biāo)。
為此,對(duì)于信息化部門來說,就要建立數(shù)據(jù)中心的導(dǎo)航系統(tǒng),其目的是借助企業(yè)的門戶介紹數(shù)據(jù)中心已經(jīng)積累的數(shù)據(jù)以及已經(jīng)建立的應(yīng)用等,這樣可以增加企業(yè)各級(jí)員工對(duì)數(shù)據(jù)中心的了解,并提出應(yīng)用需求或是直接使用一些已經(jīng)被積累的數(shù)據(jù)和已經(jīng)投入使用的應(yīng)用;同時(shí),業(yè)務(wù)部門和信息化部門必須一起按照數(shù)據(jù)質(zhì)量的要求,對(duì)數(shù)據(jù)規(guī)范的執(zhí)行情況進(jìn)行跟蹤檢查和實(shí)施考核,以保證數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和及時(shí)性。
CRISP-DM模型定義的六個(gè)過程
數(shù)據(jù)挖掘是通過自動(dòng)或半自動(dòng)化的工具對(duì)大量數(shù)據(jù)進(jìn)行探索和分析的過程,其目的是發(fā)現(xiàn)其中有意義的模式和規(guī)律。數(shù)據(jù)挖掘的過程模型CRISP -DM與以往僅僅局限在技術(shù)層面上的數(shù)據(jù)挖掘方法論不同,CRISP-DM把數(shù)據(jù)挖掘看做是一個(gè)商業(yè)過程,這一過程將其具體的商業(yè)目標(biāo)映射為數(shù)據(jù)挖掘目標(biāo)。CRISP-DM模型定義了六個(gè)過程,分別是:商業(yè)理解、數(shù)據(jù)理解、數(shù)據(jù)準(zhǔn)備、建立模型、模型評(píng)估和結(jié)果。
一. 商業(yè)理解階段的主要任務(wù)是理解項(xiàng)目的背景,即商業(yè)愿景和商業(yè)目標(biāo),把要實(shí)現(xiàn)的商業(yè)目標(biāo)轉(zhuǎn)化為相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)挖掘問題,并制定完成目標(biāo)的工作計(jì)劃。
二. 數(shù)據(jù)理解階段是著手對(duì)源數(shù)據(jù)進(jìn)行收集,鑒別數(shù)據(jù)的質(zhì)量問題,從數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)隱藏的信息或探測(cè)臆想的數(shù)據(jù)子集。
三. 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備階段是在源數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上運(yùn)用建模工具建立最終的數(shù)據(jù)集。數(shù)據(jù)準(zhǔn)備可能會(huì)重復(fù)多次,其主要任務(wù)是使用建模工具來傳輸和清洗數(shù)據(jù),包括表、記錄和屬性等。
四. 建立模型階段,多種建模技術(shù)被選擇和應(yīng)用,它們的參數(shù)被校對(duì)到最理想的數(shù)值。一些技術(shù)解決同樣的數(shù)據(jù)挖掘問題,一些技術(shù)需要特定的數(shù)據(jù)格式,因此建立模型階段有時(shí)也需要重新進(jìn)行數(shù)據(jù)準(zhǔn)備。
關(guān)鍵詞:能力;培養(yǎng)和提升;金融;經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域;數(shù)學(xué)建模;
在進(jìn)入21世紀(jì)后,隨著各種科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展創(chuàng)新,理知識(shí)也得到了很大的突破,人們把更多的不可能變?yōu)榱爽F(xiàn)實(shí),也把更多的現(xiàn)實(shí)問題通過量化的方法更深刻、更直接、更明了地呈現(xiàn)了出來,為了更快地提升市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,更多地專家學(xué)者把傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)知識(shí)體系引入到對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展當(dāng)中,數(shù)學(xué)建模就是其中比較重要的一個(gè)工具,是一個(gè)專業(yè)的技術(shù)手段已經(jīng)應(yīng)用到了經(jīng)濟(jì)社會(huì)的各個(gè)環(huán)節(jié),在經(jīng)濟(jì)金融領(lǐng)域應(yīng)用也比較成熟和廣泛,本文就是重點(diǎn)分析和探討數(shù)學(xué)建模在經(jīng)濟(jì)金融領(lǐng)域中的應(yīng)用及如何提高建模能力的提升和培養(yǎng)[1]。
一、數(shù)學(xué)建模的基本概念
建立數(shù)學(xué)模型就是為了通過近似的數(shù)值建立的模型來解決實(shí)際問題的的簡(jiǎn)稱。主要是指把某類事物的主要關(guān)系和主要特征抽象出來,并利用數(shù)學(xué)語言歸納概括出來的一種數(shù)學(xué)方法和模式。數(shù)學(xué)建模是為了對(duì)各種客觀事物的數(shù)量關(guān)系和空間形式用近似數(shù)值反映出來,通過利用數(shù)學(xué)的分析方法來解決社會(huì)中的各種現(xiàn)實(shí)問題的一種具體的實(shí)踐。數(shù)學(xué)建模就是對(duì)各種社會(huì)現(xiàn)實(shí)問題的簡(jiǎn)化、抽象、并確定相關(guān)的參數(shù)、變量關(guān)系,并運(yùn)用相關(guān)的數(shù)據(jù)公式等規(guī)律關(guān)系建立起相關(guān)參數(shù)、變量關(guān)系間的數(shù)學(xué)模型。并通過驗(yàn)證該數(shù)學(xué)模型,來求解該模式的結(jié)果,并通過從社會(huì)現(xiàn)實(shí)中驗(yàn)證該數(shù)學(xué)模型得到的解,從而得出該結(jié)果是否可以用來解決該社會(huì)現(xiàn)實(shí)問題,并通過多次的求解和反復(fù)的循環(huán)驗(yàn)證,不斷深入研究來完善該數(shù)學(xué)模式[2]。
二、數(shù)學(xué)建模的研究意義
隨著科學(xué)技術(shù)和計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的飛速發(fā)展,很多的學(xué)科領(lǐng)域的研究都與數(shù)學(xué)的方法研究緊密地鏈接在一起了,可以毫不夸張地說,當(dāng)前社會(huì)要衡量一門學(xué)科的發(fā)展程度可以看它在發(fā)展中運(yùn)用到的數(shù)學(xué)程度有多高,因?yàn)楝F(xiàn)在很多領(lǐng)域都已經(jīng)引入了數(shù)學(xué)建模,而且廣泛應(yīng)用到了人們的社會(huì)生活、消費(fèi)娛樂、工農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)、市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)中的經(jīng)濟(jì)金融的發(fā)展、生態(tài)環(huán)境的改善、教育文化系統(tǒng)的建設(shè)等各個(gè)領(lǐng)域。通過引入數(shù)學(xué)模型來把具體的問題和現(xiàn)象進(jìn)行定量研究,并通過模型的架構(gòu)來分析研究、預(yù)測(cè)、決策、控制該現(xiàn)象和問題的發(fā)展。
數(shù)學(xué)建模興起于1992年,迄今為止發(fā)展不過短短的二十年,但是已經(jīng)在很多領(lǐng)域的應(yīng)用中收到了很好的效果,幫助很多領(lǐng)域解決了原來無法解決的繁瑣復(fù)雜的難題,同時(shí)數(shù)學(xué)建模也越來越廣泛地應(yīng)用到了經(jīng)濟(jì)金融領(lǐng)域,數(shù)學(xué)建模應(yīng)用到經(jīng)濟(jì)金融領(lǐng)域,最先是薩繆爾森用數(shù)學(xué)的思維和模式來分析解決經(jīng)濟(jì)金融領(lǐng)域中的一些復(fù)雜繁瑣的問題,慢慢地應(yīng)用越來越廣泛和普及,開啟了數(shù)學(xué)模式在經(jīng)濟(jì)金融領(lǐng)域中的應(yīng)用,同時(shí)也使經(jīng)濟(jì)金融領(lǐng)域的理論研究進(jìn)入到了一個(gè)新的境界,引領(lǐng)了經(jīng)濟(jì)金融領(lǐng)域的創(chuàng)新型改革[2]。
在信息化高速發(fā)展的今天,人們與經(jīng)濟(jì)金融之間有著緊密的聯(lián)系,密不可分,而且金融經(jīng)濟(jì)類的問題,很多都是比較客觀、新穎、典型、很多問題用語言很難將它概括的全面,或者說有些經(jīng)濟(jì)方面的出現(xiàn)的問題用語言描述達(dá)不到解決的效果,不能真正地描述出問題存在的根源,這是只有通過數(shù)學(xué)建模,通過詳實(shí)的數(shù)據(jù)分析,科學(xué)準(zhǔn)確地得到結(jié)論,通過數(shù)據(jù)來說話,通過數(shù)據(jù)來分析,通過數(shù)據(jù)得到的結(jié)果具有科學(xué)的說服力,因此這也就是為什么我們?cè)诠ぷ髦薪?jīng)常會(huì)說:“拿數(shù)據(jù)說話”,所以對(duì)數(shù)學(xué)建模的研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
三、數(shù)學(xué)建模的能力的培養(yǎng)和提升
在經(jīng)濟(jì)金融領(lǐng)域中,經(jīng)常會(huì)投融資方面、證券股票方面、分期貸款付款方面、住房貸款等方面應(yīng)用到數(shù)學(xué)建模,而通常的做法就是將這些方面的問題通過數(shù)學(xué)建模的方式轉(zhuǎn)化為很多數(shù)學(xué)知識(shí)來分析,比如常見的有冪函數(shù)方面、數(shù)列組合排列方面、不等式方面等知識(shí)點(diǎn)來加以分析[3]。
因此在經(jīng)濟(jì)金融領(lǐng)域要培養(yǎng)和提升數(shù)學(xué)建模能力就必須要從學(xué)校教育抓起,從小就要培養(yǎng)學(xué)生們的數(shù)學(xué)分析能力和數(shù)學(xué)研究問題的思維模式,并且在高校要開設(shè)相關(guān)的專業(yè)性比較強(qiáng)的數(shù)學(xué)建模課程,培養(yǎng)符合經(jīng)濟(jì)金融領(lǐng)域需要的具備高素質(zhì)的數(shù)學(xué)建模人才。
(一)對(duì)數(shù)學(xué)建模人才靈活想象力能力的培養(yǎng)
在經(jīng)濟(jì)金融領(lǐng)域中,對(duì)于某一個(gè)具體的經(jīng)濟(jì)問題的解決,需要應(yīng)用到具體的數(shù)學(xué)知識(shí)搭建數(shù)學(xué)模型,因此在具體的解決過程中,就需要建模人員具有豐富靈活的想象能力,來對(duì)應(yīng)和聯(lián)系具體的想象,先通過想象可能會(huì)產(chǎn)生的結(jié)果,然后選擇具體的數(shù)學(xué)公式來對(duì)相關(guān)問題進(jìn)行數(shù)學(xué)建模,通過建好的數(shù)學(xué)模型來驗(yàn)證結(jié)果,最后通過反復(fù)的演算來驗(yàn)證結(jié)果是否正確。因此要提高經(jīng)濟(jì)金融領(lǐng)域的數(shù)學(xué)建模能力,必須要培養(yǎng)數(shù)學(xué)建模人才的靈活的想象力,通過建模人才的發(fā)散性思維來啟自己,找到問題對(duì)應(yīng)的數(shù)學(xué)模型,使問題得到最終的解決。
(二)對(duì)數(shù)學(xué)建模人才抽象思維能力的培養(yǎng)
在數(shù)學(xué)的建模過程中,需要對(duì)相關(guān)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)掌握的很扎實(shí),而要掌握好相對(duì)枯燥的數(shù)學(xué)知識(shí),就必須要具備抽象的思維能力,這樣才能對(duì)經(jīng)濟(jì)金融領(lǐng)域里遇到的具體的經(jīng)濟(jì)問題與枯燥的微積分、函數(shù)、立體幾何等知識(shí)鏈接起來。因此要提高經(jīng)濟(jì)金融領(lǐng)域的數(shù)學(xué)建模能力,必須要培養(yǎng)數(shù)學(xué)建模人才的抽象的思維能力。
(三)對(duì)數(shù)學(xué)建模人才創(chuàng)新創(chuàng)造能力的培養(yǎng)
社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展時(shí)不我待,經(jīng)濟(jì)金融領(lǐng)域隨著各種高科技的信息技術(shù)飛速發(fā)展,出現(xiàn)新問題新情況的頻率越來越多,因此這就需要數(shù)學(xué)建模人才具有不斷創(chuàng)新創(chuàng)造能力,不斷更新自己的知識(shí)結(jié)構(gòu),思維模式,這樣才能應(yīng)對(duì)飛速發(fā)展的經(jīng)濟(jì)社會(huì),因此要提高經(jīng)濟(jì)金融領(lǐng)域的數(shù)學(xué)建模能力,必須要培養(yǎng)數(shù)學(xué)建模人才的創(chuàng)新創(chuàng)造能力[4]。
(四)對(duì)數(shù)學(xué)建模人才的計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力的培養(yǎng)
現(xiàn)在的社會(huì)已經(jīng)進(jìn)入了網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)信息時(shí)代,一個(gè)不懂的使用計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的人,就好比過去的文盲,失去工作的最基本的技能?,F(xiàn)在好多的數(shù)學(xué)建模都是依靠計(jì)算機(jī)上的各種軟件和程序完成的,在數(shù)學(xué)建模的過程中的大量求解也是在計(jì)算機(jī)上通過推理運(yùn)算得到的,因此可以說,如果沒有計(jì)算機(jī),數(shù)學(xué)建模將寸步難行,因此要提高經(jīng)濟(jì)金融領(lǐng)域的數(shù)學(xué)建模能力,必須要培養(yǎng)數(shù)學(xué)建模人才的計(jì)算機(jī)的應(yīng)用能力。
四、結(jié)論
在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)不斷深入發(fā)展的今天,人們與經(jīng)濟(jì)金融有著息息相關(guān)的聯(lián)系,而很多經(jīng)濟(jì)金融問題都具有新穎性、針對(duì)性、典型性、全面性等特點(diǎn),因此對(duì)數(shù)學(xué)建模的人才的能力要求也越來越高,本文通過對(duì)數(shù)學(xué)建模的基本內(nèi)涵,重要意義以及如何提升建模能力進(jìn)行分析研究,希望人們能夠通過不斷地提升自己的數(shù)學(xué)建模的能力,使數(shù)學(xué)建模能更好地應(yīng)用到經(jīng)濟(jì)金融領(lǐng)域,加快推動(dòng)經(jīng)濟(jì)金融領(lǐng)域的理論研究。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞:情景驅(qū)動(dòng);數(shù)學(xué)建模;教學(xué)
中圖分類號(hào):G633.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1992-7711(2013)15-0081
數(shù)學(xué)課程在一定程度上是一種模型課程,數(shù)學(xué)問題解決有一定的模式和原則,那么數(shù)學(xué)建模教學(xué)在教學(xué)中就顯得非常重要。如何在新課標(biāo)下合理高效地進(jìn)行數(shù)學(xué)建模教學(xué),情景驅(qū)動(dòng)這一因素必不可少。
一、真實(shí)情境驅(qū)動(dòng)的數(shù)學(xué)建模教學(xué)
什么是具有驅(qū)動(dòng)性的問題?19世紀(jì)德國(guó)教育家第斯多惠(Diesterweg)曾說:“教學(xué)的藝術(shù)不在于傳授知識(shí),而在于激勵(lì)、喚醒、鼓舞?!眴栴}在一定情景下若能激發(fā)學(xué)生興趣,喚起學(xué)生求知欲,觸及學(xué)生的思維盲點(diǎn),驅(qū)動(dòng)學(xué)生對(duì)末知的探究,這就是情景驅(qū)動(dòng)。數(shù)學(xué)建模教學(xué)是圍繞真實(shí)情境的真實(shí)任務(wù)而展開課堂教學(xué)。在新課標(biāo)下它特別強(qiáng)調(diào)為學(xué)生創(chuàng)設(shè)一個(gè)真實(shí)而完整的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)情境的重要性。在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中,情境是抽象的數(shù)學(xué)與日常生活聯(lián)系的紐帶,是學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的出發(fā)點(diǎn),更是學(xué)生數(shù)學(xué)思維活動(dòng)積極化的橋梁。在數(shù)學(xué)教學(xué)中,各種數(shù)學(xué)情境的創(chuàng)設(shè)不僅可培養(yǎng)學(xué)生學(xué)數(shù)學(xué)的興趣,而且能使學(xué)生更易于在情境中對(duì)各類問題進(jìn)行快速解決。
二、真實(shí)情境驅(qū)動(dòng)的數(shù)學(xué)建模教學(xué)的設(shè)計(jì)原則
在真實(shí)情境驅(qū)動(dòng)的數(shù)學(xué)建模教學(xué)活動(dòng)中,教師首先從學(xué)生原有的經(jīng)驗(yàn)出發(fā),為學(xué)生提供一個(gè)符合學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)水平的、真實(shí)的、完整的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)情境。也可以借助網(wǎng)絡(luò)、多媒體技術(shù)的支持創(chuàng)設(shè)一個(gè)虛擬的、逼真的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)情境。然后,學(xué)生必須從真實(shí)復(fù)雜的情境中,識(shí)別或生成他們必須解決的問題。
1. 創(chuàng)設(shè)真實(shí)而完整的數(shù)學(xué)問題情境
教學(xué)應(yīng)該創(chuàng)設(shè)一種與學(xué)生生活密切相關(guān)的、真實(shí)而完整的數(shù)學(xué)問題情境或運(yùn)用現(xiàn)代教育技術(shù)創(chuàng)設(shè)的逼真的教學(xué)情境,從而激發(fā)學(xué)生真實(shí)的認(rèn)知需要,讓學(xué)生在通過數(shù)學(xué)建模解決真實(shí)任務(wù)的過程中,建立數(shù)學(xué)與現(xiàn)實(shí)生活的聯(lián)系,體會(huì)數(shù)學(xué)的真正價(jià)值。正如國(guó)際數(shù)學(xué)教育權(quán)威弗賴登塔爾(Hans Freudenthal)所說,數(shù)學(xué)必須“源于現(xiàn)實(shí),寓于現(xiàn)實(shí),用于現(xiàn)實(shí)”。情境的創(chuàng)設(shè),可以直接讓學(xué)生進(jìn)入現(xiàn)實(shí)的情境,也可以通過現(xiàn)代教育技術(shù)展現(xiàn)相應(yīng)的真實(shí)程度很高的情境。
下面介紹一個(gè)以社會(huì)熱點(diǎn)問題為背景的數(shù)學(xué)問題情境創(chuàng)設(shè)的例子:2008年9月25日21時(shí)10分04秒,我國(guó)航天事業(yè)又迎來一個(gè)歷史性時(shí)刻,我國(guó)自行研制的神舟七號(hào)載人飛船在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空,這標(biāo)志著中國(guó)人民又邁出了具有歷史意義的一步。已知火箭的起飛重量M是箭體(包括搭載的飛行器)的重量m和燃料重量x之和。在不考慮空氣阻力的條件下,假設(shè)火箭的最大速度y關(guān)于x的函數(shù)關(guān)系式為當(dāng)燃料重量為噸(e為自然對(duì)數(shù)的底數(shù),)時(shí),該火箭的最大速度為4(km/s)。
(1)求火箭的最大速度與燃料重量x噸之間的函數(shù)關(guān)系式;(2)已知該火箭的起飛重量是544噸,是應(yīng)裝載多少噸燃料,才能使該火箭的最大飛行速度達(dá)到8km/s,順利地把飛船發(fā)送到預(yù)定的軌道?
為了增強(qiáng)問題情境的吸引力,教師再添上引導(dǎo)氣氛的幾句話:“可以設(shè)想,計(jì)算者感受到責(zé)任重大,數(shù)學(xué)與航天事業(yè)連在一起,必須盡快求算出結(jié)果?!边@些話讓學(xué)生頓感學(xué)好數(shù)學(xué)的重要性。但建立什么樣模型,要求并不是很低。此時(shí),教師再介紹數(shù)學(xué)建模的方法,無疑會(huì)收到事半功倍的效果。類似這樣的數(shù)學(xué)問題情境可以讓學(xué)生感受到當(dāng)代數(shù)學(xué)的脈搏,體會(huì)到數(shù)學(xué)與人們的生活既密切相關(guān)又奧妙無窮。
2. 重視數(shù)學(xué)問題情境與任務(wù)復(fù)雜性的設(shè)計(jì)
教師在真實(shí)情境驅(qū)動(dòng)的數(shù)學(xué)建模教學(xué)設(shè)計(jì)中,對(duì)于數(shù)學(xué)問題情境與任務(wù)復(fù)雜性的設(shè)計(jì),應(yīng)根據(jù)具體的教學(xué)內(nèi)容,從學(xué)生已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)出發(fā),以使得學(xué)生有可能根據(jù)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)任務(wù)與環(huán)境的復(fù)雜性清楚地感知和參與數(shù)學(xué)建模學(xué)習(xí)活動(dòng)。
根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知水平差異,將數(shù)學(xué)建模教學(xué)分為以下三個(gè)層次:
(1)基礎(chǔ)層次:提出問題,模型實(shí)際涉及的知識(shí)在教材控制的范圍。比如:利用己知的函數(shù)或數(shù)列模型,教師引導(dǎo)學(xué)生通過啟發(fā)討論完成模型選擇和建立的過程,讓學(xué)生自己完成模型的計(jì)算,模型的評(píng)估等。例如,教師提出問題:邊長(zhǎng)為a的正方形鐵皮每個(gè)拐角截取邊長(zhǎng)為多少的小正方形時(shí)可做成一個(gè)體積最大的無蓋長(zhǎng)方體水槽?教師指導(dǎo)學(xué)生建立數(shù)學(xué)模型:當(dāng)體積最大時(shí),長(zhǎng)方體的長(zhǎng)、寬、高滿足一定的關(guān)系。具體求解過程交給學(xué)生,結(jié)果寫成解題報(bào)告。
(2)中間層次:提出問題,模型實(shí)際涉及的知識(shí)在教材控制的范圍內(nèi),也可以補(bǔ)充一部分設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)知識(shí)和其他知識(shí)。在教師的啟發(fā)、指導(dǎo)下,學(xué)生通過討論完成模型選擇和建立的過程,可以用小論文的形式呈現(xiàn)結(jié)果。例如,教師提出任務(wù):表面積一定的材料設(shè)計(jì)一個(gè)最大的容器(容器類型可讓學(xué)生選定)。讓學(xué)生自己建立數(shù)學(xué)模型、求解,并寫成解題報(bào)告。
(3)高級(jí)層次:只提供問題場(chǎng)景,教師只提供輔導(dǎo)答疑,問題的選擇、建模、解模、誤差或適用性分析均由學(xué)生自主完成。在解決問題的過程中有自己的創(chuàng)新點(diǎn)的學(xué)生可以安排交流和展示結(jié)果的環(huán)節(jié)。例如,教師提供問題場(chǎng)景:提供一個(gè)超市商品在貨架上的照片或幻燈片等,讓學(xué)生提出一個(gè)“節(jié)約”的問題,分組自主討論調(diào)查求解,寫成小論文。問題求解的結(jié)果在全班展示交流并接受同學(xué)的提問和質(zhì)疑,根據(jù)情況進(jìn)一步修改小論文。
根據(jù)數(shù)學(xué)建模教學(xué)的不同層次,一般情況下把高中數(shù)學(xué)建模教學(xué)相應(yīng)地劃分為三個(gè)階段,下面介紹高中三個(gè)不同階段數(shù)學(xué)建模教學(xué)的問題情境和任務(wù)復(fù)雜性的設(shè)計(jì)。
第一階段(高一實(shí)施“基礎(chǔ)層次”的數(shù)學(xué)建模教學(xué)):結(jié)合教材,以研究性課題為突破口,培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)建模方法的意識(shí),以簡(jiǎn)單數(shù)學(xué)建模為主要目標(biāo)來設(shè)計(jì)情境和任務(wù)。這一階段,主要是提高學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的興趣,體會(huì)數(shù)學(xué)的價(jià)值,增強(qiáng)學(xué)好數(shù)學(xué)建模的信心。由于剛開始接觸這一新的思想方法,所以這里選取的問題情境要貼近教材內(nèi)容,貼近學(xué)生認(rèn)知水平和生活實(shí)際,要易于理解。比如說,集合中元素的個(gè)數(shù)計(jì)算問題,可以解決生活中復(fù)雜的實(shí)際問題。此階段的重點(diǎn)是站在提高學(xué)生素質(zhì)的高度,把滲透數(shù)學(xué)建模的意識(shí)作為首要任務(wù),并注重培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)意識(shí)和數(shù)學(xué)語言的轉(zhuǎn)換能力。
第二階段(高二實(shí)施“中間層次”的數(shù)學(xué)建模教學(xué)):從與教材內(nèi)容有關(guān)的典型案例出發(fā),設(shè)計(jì)問題情境和任務(wù),落實(shí)典型案例教學(xué)目標(biāo),讓學(xué)生初步掌握建模的常用方法。到了高二,學(xué)生的數(shù)學(xué)能力逐步增強(qiáng),教師應(yīng)結(jié)合教材內(nèi)容設(shè)計(jì)一些典型案例的問題情境和任務(wù),有計(jì)劃地讓學(xué)生參與建模過程,初步掌握理論分析法、類比聯(lián)想分析法、數(shù)據(jù)分析法和模擬方法等中學(xué)階段適宜介紹的數(shù)學(xué)建模方法,激發(fā)學(xué)生進(jìn)一步學(xué)好數(shù)學(xué)的熱情。比如說:空間直角坐標(biāo)系的引入,可以快速解決兩平面所成的二面角問題。為此,教師改變傳統(tǒng)教學(xué)方式,學(xué)生自己獨(dú)立完成并寫報(bào)告,使他們能對(duì)經(jīng)過提煉加工、諸因素之間的數(shù)量關(guān)系比較清楚的實(shí)際問題,構(gòu)建其數(shù)學(xué)模型。
第三階段(高三實(shí)施“高級(jí)層次”的數(shù)學(xué)建模教學(xué)):落實(shí)綜合建模教學(xué)目標(biāo),問題情境貼近現(xiàn)實(shí)生活,任務(wù)的復(fù)雜性較高。通過本階段的建模訓(xùn)練,培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維方法,提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。高三階段,師生應(yīng)組成“共同體”,以小組為單位開展建?;顒?dòng)。此階段,有關(guān)問題情境可由教師提供,亦可由學(xué)生自己到生活中去挖掘,并讓學(xué)生自己去實(shí)踐。比如,生活中的雨中行走問題,怎樣走才能使人淋的雨水少一些?問題的選擇、模型的建立和解模,誤差或適用性分析均由學(xué)生自主完成,教師只提供輔導(dǎo)咨詢,而且教師重點(diǎn)在科學(xué)的思維方法上給予點(diǎn)撥和總結(jié)。
3. 情境與任務(wù)的延伸
考慮到數(shù)學(xué)知識(shí)的邏輯性和連貫性,每一模塊的數(shù)學(xué)建模情境的設(shè)計(jì),應(yīng)該跟以后與該模塊相關(guān)的其它模塊聯(lián)系起來,使情境有可能在以后的其它模塊的學(xué)習(xí)活動(dòng)中繼續(xù)發(fā)揮作用。此外,教學(xué)中應(yīng)設(shè)計(jì)一些類似問題和拓展問題,一方面可促進(jìn)學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的深層理解,另一方面可促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的應(yīng)用和廣泛遷移,以利于學(xué)生將數(shù)學(xué)知識(shí)向真實(shí)生活環(huán)境遷移的思考習(xí)慣的養(yǎng)成。
4. 提供豐富的學(xué)習(xí)資源
真實(shí)情境驅(qū)動(dòng)的數(shù)學(xué)建模教學(xué)要求學(xué)生對(duì)所研究的真實(shí)問題情境有一定的理解和把握,必須熟悉數(shù)學(xué)建模的過程及有關(guān)建模的知識(shí)。因此,為了促進(jìn)學(xué)生對(duì)所研究真實(shí)問題情境的把握和提高學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)建模的認(rèn)識(shí),教師可以設(shè)計(jì)一些文本資料、圖片或網(wǎng)頁為學(xué)生提供一些與問題情境相關(guān)的常識(shí)和必須掌握的背景材料,同時(shí)還要介紹一些數(shù)學(xué)模型和數(shù)學(xué)建模的知識(shí)。
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級(jí)別:統(tǒng)計(jì)源期刊
榮譽(yù):中國(guó)優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫
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