关于数学建模,市面上有不少出版物,其中大部分是适用于本科生、研究生具有一定难度的书籍及教材,理论性较强,真正适合高职学生阅读、难易程度适宜、实用性强的书籍及教材则较少。作者总结多年数学建模教学经验、分析教学案例,以及学生的学习基础与学习习惯,结合近年来全国大学生数学建模竞赛高职赛题特点、国赛题目及所涉及的知识点,引入“能力矩阵”来帮助读者自主安排学习进度,通过小组学习、组间配合等方式,形成自主学习新模式。
本书分为复杂决策系统与层次分析法模型(12学时)、数据的预处理(8学时)、相关分析(4学时)、回归分析(8学时)、优化模型(16学时)五部分,共48学时。每部分包含学习情境、能力矩阵、学习步骤计划书、学习任务页、学习信息库、教学方法和教学策略(供教师参考)、成果展示要求和学习评价几部分。
每部分以学习情境开始,由一个实际问题引入,使抽象的数学方法更加直观化,激发读者的学习兴趣。作者将每部分所需方法解构为能力矩阵。能力矩阵的每行表示该方法的学习步骤,每个学习步骤包含认知、应用及创新三个层次的能力水平,细化为Al至C2六个水平等级。若需掌握本部分的基本方法,每个学习步骤至少要达到Bl等级。每个学习步骤配套学习任务页,顺利完成相应能力等级问题,即表示通过该等级要求。读者可根据自己(小组)的实际学习能力和进度制订学习计划(具体参见学习步骤计划书),达到分层教学、因材施教的目的。为达到能力矩阵的各等级要求,所需部分资料可在学习信息库中查找。当然,这些资料不能涵盖全部读者所需,为达到良好的学习效果,需要在此基础上自行查阅相关信息。每部分的最后有成果展示的具体要求,以及整个学习过程(包含个人工作过程及小组工作过程)的评价与反思,以完成全部学习过程。如此,把知识点先分解,再整合,环环相扣,以学习者为中心,最大限度地降低读者的学习难度,提高其学习兴趣,也不失知识的系统性学习。
本书有助于通过学生自主设定学习计划及成果汇报任务,提高学生自主学习、创新实践的能力;有助于通过对具体情况的训练,提高学生解决实际问题的能力,提高计算机应用水平,进而提高数学实践能力;有助于通过完成团队任务,提高学生团队协作与沟通表达能力。
本书依托德国奥斯卡一冯一米勒学校最先提出的“能力矩阵教学设计方法”,感谢Howe女士和Schmolders博士向作者介绍此方法,感谢黄海洋教授、田志英教授对书稿的意见与建议,感谢北京市教委及北京财贸职业学院对作者的大力支持。本书写作历经四年时间,参阅、借鉴了大量资料,绝大部分案例经过反复推敲、改良、修订,以适应高职学生需求。应该说,没有各位亲朋、老师的帮助,本书不可能顺利出版,现一并致谢。由于作者水平有限,书中难免有错漏之处,敬请读者批评指正。