關于數學建模,市面上有不少出版物,其中大部分是適用于本科生、研究生具有一定難度的書籍及教材,理論性較強,真正適合高職學生閱讀、難易程度適宜、實用性強的書籍及教材則較少。作者總結多年數學建模教學經驗、分析教學案例,以及學生的學習基礎與學習習慣,結合近年來全國大學生數學建模競賽高職賽題特點、國賽題目及所涉及的知識點,引入“能力矩陣”來幫助讀者自主安排學習進度,通過小組學習、組間配合等方式,形成自主學習新模式。
本書分為復雜決策系統與層次分析法模型(12學時)、數據的預處理(8學時)、相關分析(4學時)、回歸分析(8學時)、優化模型(16學時)五部分,共48學時。每部分包含學習情境、能力矩陣、學習步驟計劃書、學習任務頁、學習信息庫、教學方法和教學策略(供教師參考)、成果展示要求和學習評價幾部分。
每部分以學習情境開始,由一個實際問題引入,使抽象的數學方法更加直觀化,激發讀者的學習興趣。作者將每部分所需方法解構為能力矩陣。能力矩陣的每行表示該方法的學習步驟,每個學習步驟包含認知、應用及創新三個層次的能力水平,細化為Al至C2六個水平等級。若需掌握本部分的基本方法,每個學習步驟至少要達到Bl等級。每個學習步驟配套學習任務頁,順利完成相應能力等級問題,即表示通過該等級要求。讀者可根據自己(小組)的實際學習能力和進度制訂學習計劃(具體參見學習步驟計劃書),達到分層教學、因材施教的目的。為達到能力矩陣的各等級要求,所需部分資料可在學習信息庫中查找。當然,這些資料不能涵蓋全部讀者所需,為達到良好的學習效果,需要在此基礎上自行查閱相關信息。每部分的最后有成果展示的具體要求,以及整個學習過程(包含個人工作過程及小組工作過程)的評價與反思,以完成全部學習過程。如此,把知識點先分解,再整合,環環相扣,以學習者為中心,最大限度地降低讀者的學習難度,提高其學習興趣,也不失知識的系統性學習。
本書有助于通過學生自主設定學習計劃及成果匯報任務,提高學生自主學習、創新實踐的能力;有助于通過對具體情況的訓練,提高學生解決實際問題的能力,提高計算機應用水平,進而提高數學實踐能力;有助于通過完成團隊任務,提高學生團隊協作與溝通表達能力。
本書依托德國奧斯卡一馮一米勒學校最先提出的“能力矩陣教學設計方法”,感謝Howe女士和Schmolders博士向作者介紹此方法,感謝黃海洋教授、田志英教授對書稿的意見與建議,感謝北京市教委及北京財貿職業學院對作者的大力支持。本書寫作歷經四年時間,參閱、借鑒了大量資料,絕大部分案例經過反復推敲、改良、修訂,以適應高職學生需求。應該說,沒有各位親朋、老師的幫助,本書不可能順利出版,現一并致謝。由于作者水平有限,書中難免有錯漏之處,敬請讀者批評指正。