STEAM视角下高职数学建模的教学研究
数学建模因其学科的交叉融合性和实践操作性，被认为是解决生活生产实际问题的重要工具，高职生掌握好数学建模能极大的帮助其提升应用解决实际问题的能力。国际上逐渐兴起的跨学科STEAM教育为高职数学建模教学提供了一条有效途径，它帮助学生从科学情境、技术手段、工程思维、数学知识以及艺术素养的角度解决生活生产的实际问题，因此具有教育研究和教育实践的价值。重新审视STEAM视角下数学建模的职业教育，可为我国当前高职数学建模教学提供一条新路径。 本文基于STEAM教育理念与数学建模课程的整合，选取泉州市某高职院校一年级智能控制专业学生为研究对象，采用文献资料法、问卷调查法、访谈法、实验研究等研究方法进行探讨高职阶段数学建模教育。首先，对2010至2019年近10年的全国大学生数学建模竞赛试题进行内容分析，并对高职生进行数学建模教学调查问卷，结合高职一线教师的访谈了解关于高职数学建模的教学现状。其次，依据STEAM教育理念与数学建模课程，提出教学目标矩阵。而后提出了整合STEAM的数学建模课程设计，从而进行课堂教学实验研究，具体为选取前测成绩不存在显著差异的班级作为实验班与对照班，对照班采用传统教学模式进行教学，实验班采取STEAM理念进行教学，在实验过程中始终保持无关变量均相同，并在教学期间通过课堂观察量表记录高职生课堂学习行为。实验结束后对实验班与对照班进行后测与教学满意度问卷，所得的问卷数据、后测成绩以及课堂观察数据均采用SPSS24.0统计软件进行数据处理与分析，进而结合分析研究、学生后期访谈与学生期末实训的工程产品提出教学建议。 研究结论：实验班高职生进行了三个月的融合STEAM理念的高职数学建模课程后，高职生的表征简化、数学模型化以及发散性创新思维能力水平显著提高，应用水平能力进一步增强。教学满意度方面，实验班学生在学科兴趣、学习活动、创新思维、学习效果与教学认同度方面与对照班学生存在显著性差异。课堂观察方面，实验班学生在倾听行为、言语行为以及实践行为方面存在显著性差异，思考行为与无关学习行为不存在显著性差异。实验班学生的工程思维对工程产品的制作具有优化作用。 基于研究结论提出相应的教学建议：跨学科选取教学内容、适当补充前置数学知识、增强学生“长思考”的能力、通过多元表征深入理解数学建模、深化工程思维与工程产品间的联接。
高职院校;数学建模;教学模式;创新思维
集美大学
硕士
学科教学(数学)
刘小辉;朱荣坤;陈智猛
2020
中文
G718.5;O1-4
2020-09-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）