時間:2023-03-17 18:10:29
導(dǎo)言:作為寫作愛好者,不可錯過為您精心挑選的10篇大學(xué)生數(shù)學(xué)建模論文,它們將為您的寫作提供全新的視角,我們衷心期待您的閱讀,并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。
2.?dāng)?shù)學(xué)建模競賽有利于促進學(xué)生知識結(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、運籌學(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)。由于缺少實際問題的應(yīng)用,知識點相對分散,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)知識高效的立體組裝起來,并有針對性拓展和延伸,是一個重要的研究課題[3]。實踐表明:數(shù)學(xué)建模競賽對于促進大學(xué)生知識結(jié)構(gòu)完善是一個極好的載體。例如在解決2009年賽題———眼科病床的合理安排的問題時,學(xué)生不僅要借助數(shù)理統(tǒng)計方法,找到醫(yī)院安排不同疾病手術(shù)時間的不合理性,還要結(jié)合運籌學(xué)給出新的病床安排方案,并結(jié)合實際情況評估新方案合理性;2014年賽題嫦娥三號軟著陸軌道設(shè)計與控制策略,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,并借助計算機軟件求解,找到較好的軌道設(shè)計方案。整個數(shù)學(xué)建模過程中,參賽學(xué)生將所學(xué)分散的數(shù)學(xué)知識點拼裝集成化,在知識體系上,數(shù)學(xué)建模實現(xiàn)了知識性、實踐性、創(chuàng)造性、綜合性、應(yīng)用性為一體的過程;在知識結(jié)構(gòu)上,數(shù)學(xué)建模實現(xiàn)了學(xué)生知識結(jié)構(gòu)從單一型、集中型向復(fù)合型的轉(zhuǎn)變。
3.?dāng)?shù)學(xué)建模競賽有利于培養(yǎng)學(xué)生的團隊協(xié)作精神,提高溝通能力?,F(xiàn)代社會競爭日趨激烈,具備良好的團隊協(xié)作和溝通能力的優(yōu)秀人才越來越受到社會的青睞。數(shù)學(xué)建模競賽也需要三個隊員組成一個團隊,因為要在規(guī)定的時間內(nèi)完成確定選題,分析問題、建立模型、求解模型,結(jié)果分析,單靠一個人是很難完成的,這就必須要由團隊成員之間相互尊重、相互信任、互補互助,并且發(fā)揮團隊協(xié)作精神,才能讓團隊的工作效率發(fā)揮到最大。同時,數(shù)學(xué)建模作為一種創(chuàng)造性腦力活動,不僅要求團隊成員之間學(xué)會傾聽別人意見,還要善于提出自己的想法和見解,并清晰、準(zhǔn)確地表達出來。團隊成員間良好的溝通能力,不僅可激發(fā)團隊成員的競賽熱情和動力,還可以形成更加默契、緊密的關(guān)系,從而使競賽團隊效益達到最大化。
二、依托數(shù)學(xué)建模競賽,提升大學(xué)生創(chuàng)新實踐能力的對策
1.以數(shù)學(xué)建模競賽為抓手,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)建模以及競賽,通過自己動手解決實際問題,更加真切感覺到數(shù)學(xué)的應(yīng)用價值,切實增強數(shù)學(xué)的影響力,擴大學(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,不斷深入推進創(chuàng)新教學(xué)理念[4];在課程時間的安排上,遵循循序漸進的基本思路,一、二年級大學(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、四年級和研究生階段開設(shè)創(chuàng)新性數(shù)學(xué)實驗課程,重點訓(xùn)練學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)知識解決實際問題的動手能力,并通過參加建模培訓(xùn)、數(shù)學(xué)建模競賽以及課外科研活動,培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)解決實際問題的能力;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、實踐與創(chuàng)新,因此,數(shù)學(xué)建模不僅是一門課程,同時也是一門集成各種技術(shù)來解決實際問題的工具[6]。
2.以數(shù)學(xué)建模競賽為載體,搭建橫縱向科技服務(wù)平臺,擴大數(shù)學(xué)建模影響力。數(shù)學(xué)建模競賽的理念是“一次參賽,終身受益”,這就要求數(shù)學(xué)建?;顒右⒆愀哌h,不斷向縱深推進與發(fā)展,將數(shù)學(xué)建模應(yīng)用融入服務(wù)國計民生。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,讓他們自己動手去調(diào)查數(shù)據(jù),查閱相關(guān)建模問題的文獻資料,建立數(shù)學(xué)模型,借助軟件進行模型求解,最后獨立撰寫出建??萍?a href="http://m.ljhrchangan.com/haowen/30937.html" target="_blank">論文或決策咨詢報告。全程參與“課外實習(xí)與科技活動”的方式,不僅實現(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)落到實處,為企事業(yè)單位提供了智力支撐,真正實現(xiàn)所學(xué)知識服務(wù)社會。
3.以數(shù)學(xué)建模競賽為平臺,加強教師的隊伍建設(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、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,對教師的動手能力、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、聽評課、教學(xué)研討等方式提高自身業(yè)務(wù)水平,同時積極參與賽區(qū)、全國組織的學(xué)習(xí)和培訓(xùn),加強交流,開闊視野,不斷地提高自我認知、認識水平。只有建成一支高素質(zhì)、實力雄厚、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,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)實需要,切實有利于學(xué)生創(chuàng)新實踐能力的提高[6,7]。
三、我校數(shù)學(xué)建模教學(xué)和競賽改革的實踐
中圖分類號:G642 文獻標(biāo)識碼:A DOI:10.16400/ki.kjdkz.2015.05.015
Exploration and Practice of Mathematical Modeling Activities
in the Innovation Educational Background
WANG Wenfa[1], WU Zhongyuan[2], XU Chun[1]
([1] College of Mathematics and Computer Science, Yan'an University, Yan'an, Shaanxi 716000;
[2] Office of Academic Affairs, Yan'an University, Yan'an, Shaanxi 716000)
Abstract Under the innovative education based on university personnel training requirements and problems of traditional mathematics education, the importance of mathematical modeling of students' innovative ability to Yan'an University, for example, according to "sub-level, sub-module" model of teaching and organization contest guidance, teaching and assessment in accordance with academic competitions, math majors and computer majors, two contests with a thesis project and Daiso, boutique website and digital-analog Association and second class "four convergence" approach to student innovation and innovative ability, and made remarkable achievements in personnel training, curriculum development, team building, professional building.
Key words mathematical modeling teaching; mathematical modeling contest; innovative ability training; reform measures
高等學(xué)校的大學(xué)生是國家科技發(fā)展的主力軍,大學(xué)生的創(chuàng)新能力決定著國家未來的科技創(chuàng)新能力。數(shù)學(xué)建模課程教學(xué)與競賽的廣泛開展對高等學(xué)校大學(xué)生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)具有十分重要的作用。如何在數(shù)學(xué)建模課程教學(xué)與實踐中,既能增強大學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用意識,又能提高大學(xué)生運用數(shù)學(xué)知識和計算機技術(shù)分析和解決問題的能力,從而達到提高大學(xué)生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力的目的,這個問題是近年來眾多高校關(guān)注的問題。延安大學(xué)作為一所地方高校,在近幾年數(shù)學(xué)建模課程教學(xué)與實踐過程中,進行了一系列卓有成效的探索和改革,學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力得到大幅度提升。
1 更新教育理念,充分認識數(shù)學(xué)建模對學(xué)生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重要性
數(shù)學(xué)作為一門基礎(chǔ)學(xué)科,它涉及的領(lǐng)域相當(dāng)廣泛,如經(jīng)濟、計算機及軟件、管理、國防等,雖然數(shù)學(xué)在高校教育教學(xué)中的地位不斷提高,人們對其認識也不斷加深。但是,人們對數(shù)學(xué)類課程、數(shù)學(xué)學(xué)科在創(chuàng)新型人才培養(yǎng)中的重要性仍認識不夠深入,在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段、評價措施等諸多方面,仍然沿用傳統(tǒng)數(shù)學(xué)類課程的教學(xué)模式和思維方式,導(dǎo)致高校人才培養(yǎng)與創(chuàng)新教育背景下的人才培養(yǎng)需求完全脫節(jié)。正如著名的數(shù)學(xué)家王梓坤院士所說“今天的數(shù)學(xué)科學(xué)兼有科學(xué)和技術(shù)兩種品質(zhì),數(shù)學(xué)科學(xué)是授人以能力的技術(shù)?!泵嫦?1世紀(jì),高等教育在高度信息化的時代培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的高科技技術(shù)人才,數(shù)學(xué)作為一門技術(shù),現(xiàn)已成為一門普遍實施的技術(shù),也是未來高素質(zhì)人才必須具備的一門技術(shù)。因此,在數(shù)學(xué)建模課程教學(xué)與實踐過程中,必須轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)數(shù)學(xué)類課程的教育教學(xué)理念,不能將其簡單地當(dāng)作工具和方法,而要將其當(dāng)作是一門技術(shù),而且是一門普遍適用的高新技術(shù),在保證打牢基礎(chǔ)的同時,力求培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用意識與應(yīng)用能力、創(chuàng)新意識與創(chuàng)新能力,真正實現(xiàn)培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新人才的目的。
2 數(shù)學(xué)建模課程教學(xué)的改革與實踐
2.1 分層次、分模塊實施數(shù)學(xué)建模課程教學(xué)和競賽指導(dǎo)
一是在數(shù)學(xué)建模專業(yè)課、專業(yè)選修課、公共選修課教學(xué)中按照知識點及教師研究方向,將課程內(nèi)容分為兩個層次九個模塊。第一層次包括數(shù)學(xué)軟件、初等模型、優(yōu)化模型、數(shù)學(xué)規(guī)劃模型、微分方程模型等五個模塊;第二層次包括離散模型、概率模型、統(tǒng)計回歸模型、數(shù)值計算與算法設(shè)計等四個模塊。第一層次針對公共選修課教學(xué),第一層次+第二層次針對專業(yè)課和專業(yè)選修課教學(xué)。具體措施是:由數(shù)學(xué)建模課程教學(xué)團隊集體制定課程教學(xué)大綱和實施計劃,每位教師按照課程教學(xué)大綱和實施計劃主講自己所從事的方向模塊,在保證課程教學(xué)內(nèi)容完整性和系統(tǒng)性的同時,根據(jù)學(xué)生知識層次,充分發(fā)揮每位教師專業(yè)優(yōu)勢,有效地提升了課程教學(xué)質(zhì)量;二是在大學(xué)數(shù)學(xué)課程教學(xué)中,按知識點將數(shù)學(xué)建模思想融入其中,在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)興趣的同時,強化學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用能力培養(yǎng);三是在校內(nèi)數(shù)學(xué)建模競賽中,按照“建模知識+專題講座+模擬+競賽”的模式組織校內(nèi)建模競賽,主要以數(shù)學(xué)建模的基本思路、基本方法、基本技能為內(nèi)容,使學(xué)生對數(shù)學(xué)建模有更加深入的感知和認識,在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)興趣和積極性的同時,培養(yǎng)學(xué)生的科研意識和創(chuàng)新意識;四是在全國數(shù)學(xué)建模競賽中,按照“集訓(xùn)+軟件應(yīng)用+舊題新做+模擬選拔+強化訓(xùn)練”的模式組織全國建模競賽,主要以培養(yǎng)學(xué)生的洞察力、聯(lián)想力、創(chuàng)新能力、團隊協(xié)作精神和吃苦精神為內(nèi)容,使學(xué)生的創(chuàng)新意識、團隊協(xié)作精神得到良好培養(yǎng)。
2.2 建立數(shù)學(xué)建模精品課程網(wǎng)站,為數(shù)學(xué)建模愛好者搭建學(xué)習(xí)交流平臺
網(wǎng)站將數(shù)學(xué)建模課程教學(xué)與數(shù)模競賽有機地融合,為學(xué)生全方位了解、學(xué)習(xí)和掌握數(shù)學(xué)建模的相關(guān)知識、相關(guān)技能開辟第二條通道。網(wǎng)站包括:課程介紹【課程描述、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)大綱、建設(shè)規(guī)劃】、教學(xué)團隊【整體情況、課程負責(zé)人、主講教師】、教學(xué)資源【教學(xué)安排、多媒體課件、授課錄像、電子教案、課程作業(yè)、課程習(xí)題、模擬試卷、參考資源】、實驗教學(xué)【實驗任務(wù)、實驗大綱、實驗指導(dǎo)、課程設(shè)計、實驗作品、實驗報告】、教學(xué)研究【教學(xué)方法、教學(xué)改革、教學(xué)課題、教學(xué)論文、學(xué)生評教】、教學(xué)成果【教學(xué)成果獎、獲教學(xué)獎項、人才培養(yǎng)成果、教材建設(shè)】、在線學(xué)習(xí)【在線交流、在線自測】、成績考核【平時成績、作業(yè)成績、實驗成績】、下載專區(qū)【教學(xué)軟件、常用工具】、數(shù)模協(xié)會【協(xié)會簡介、協(xié)會章程、通知公告、新聞動態(tài)、競賽獲獎、優(yōu)秀論文、往屆賽題、模擬賽題、校內(nèi)競賽、新手入門】等,這些內(nèi)容幾乎囊括了數(shù)學(xué)建模教育教學(xué)活動的所有內(nèi)容,學(xué)生可以通過網(wǎng)絡(luò)資料學(xué)習(xí)就可以全面了解數(shù)學(xué)建模的相關(guān)知識與技能。
2.3 專業(yè)相互融合,取長補短,充分發(fā)揮學(xué)生各自專業(yè)優(yōu)勢
數(shù)學(xué)與計算機科學(xué)學(xué)院現(xiàn)有數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)、信息與計算科學(xué)、計算機科學(xué)與技術(shù)、軟件工程四個專業(yè),其中兩個為數(shù)學(xué)類專業(yè)、兩個為計算機類專業(yè)。在課程教學(xué)中針對兩專業(yè)的長處和不足,按照專業(yè)結(jié)隊子、學(xué)生結(jié)隊子的模式組織教學(xué)和小組討論,強化計算機類專業(yè)學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用能力培養(yǎng),強化數(shù)學(xué)類專業(yè)學(xué)生的計算機軟件應(yīng)用能力培養(yǎng);在競賽組隊中,每隊均配備至少1名計算機類專業(yè)學(xué)生和1名數(shù)學(xué)類專業(yè)學(xué)生。充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢,取長補短,使學(xué)生的綜合能力得到提升。
2.4 延伸數(shù)學(xué)建模競賽效能,不斷提高學(xué)生的創(chuàng)新能力
每年全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽和校內(nèi)數(shù)學(xué)建模競賽試題都是從實際生活中提取出的實際問題。因此,指導(dǎo)教師在指導(dǎo)學(xué)生畢業(yè)論文(設(shè)計)和大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項目時,從往屆賽題或模擬試題中選擇一些題目,將其進行適當(dāng)?shù)难由熳鳛閷W(xué)生畢業(yè)論文(設(shè)計)和大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項目選題。通過這一方式,進一步培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新意識,為學(xué)生今后從事科學(xué)研究奠定了堅實的基礎(chǔ)。
3 數(shù)學(xué)建模課程教學(xué)改革取得的成效
3.1 我校全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽成績居全省同類院校前列
我校參加全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽共獲得國家一等獎4項、國家二等獎6項、陜西省一等獎33項、二等獎71項,4次被評為優(yōu)秀組織獎,1名指導(dǎo)教師獲陜西省數(shù)學(xué)建模競賽陜西賽區(qū)優(yōu)秀指導(dǎo)教師,600多名學(xué)生參與大創(chuàng)項目,公開發(fā)表科研論文30余篇,學(xué)生的就業(yè)率和就業(yè)質(zhì)量得到明顯提高。該賽事因此也成為了延安大學(xué)學(xué)科競賽品牌和亮點。
3.2 我校數(shù)學(xué)建模教育獲得多項教學(xué)成果獎、質(zhì)量工程項目及教改項目
教學(xué)成果獎:“理工類大學(xué)生數(shù)學(xué)素質(zhì)與創(chuàng)新能力培養(yǎng)的研究與實踐”榮獲2009年陜西省教學(xué)成果二等獎;“地方性院校開展數(shù)學(xué)建模教學(xué)的實踐與探索” 榮獲2003年延安大學(xué)教學(xué)成果一等獎;“計算機專業(yè)高素質(zhì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式的改革與實踐” 榮獲2012年延安大學(xué)教學(xué)成果一等獎;“厚基礎(chǔ)、重實踐、強化工程素質(zhì)和創(chuàng)新的人才培養(yǎng)模式的研究與實踐”榮獲2011年延安大學(xué)教學(xué)成果二等獎;“數(shù)學(xué)建模課程改革及數(shù)學(xué)建模競賽的研究與實踐”榮獲2007年延安大學(xué)教學(xué)成果二等獎。
質(zhì)量工程項目:“數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)專業(yè)”為2010年省級特色專業(yè);“數(shù)學(xué)建模教學(xué)團隊”為2011年省級教學(xué)團隊;“數(shù)學(xué)建模精品課程”為2012年校級精品課程;2014年“數(shù)學(xué)建?!闭n程獲批為省級精品資源共享課程;2014年“數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)”專業(yè)獲批為省級專業(yè)綜合試點項目。
教改項目:“大學(xué)生數(shù)學(xué)應(yīng)用能力創(chuàng)新能力培養(yǎng)的改革與實踐”為2009年省級重點教改項目;“地方高校青年教師教學(xué)能力提升途徑的研究與實踐”為2013年省級重點;“青年教師教學(xué)能力提升的研究與實踐”為2011年校級重點;“計算機相關(guān)專業(yè)校企合作人才培養(yǎng)模式改革的研究與實踐”為2013年校級重點。
3.3 依托數(shù)學(xué)建模教育平臺,推動指導(dǎo)教師教學(xué)科研能力和綜合素質(zhì)提升
數(shù)學(xué)建模教育不僅提高了學(xué)生的創(chuàng)新能力,同時也為指導(dǎo)教師的教學(xué)、科研及綜合素質(zhì)的提升起到了推動作用。數(shù)學(xué)建模課程是一門面向全校理、工、經(jīng)、管、教各學(xué)科專業(yè)大學(xué)生開設(shè)的理論與實踐相結(jié)合的基礎(chǔ)課程,主要以學(xué)生的洞察能力、創(chuàng)新能力、數(shù)學(xué)語言翻譯能力、抽象能力、文字表達能力、綜合分析能力、思辨能力、使用當(dāng)代科技最新成果的能力、計算機編程能力、數(shù)學(xué)軟件應(yīng)用能力、團隊協(xié)作精神和組織協(xié)調(diào)能力等綜合素質(zhì)培養(yǎng)為目標(biāo),以數(shù)學(xué)建模課程教學(xué)、數(shù)學(xué)建模競賽、第二課堂、畢業(yè)論文(設(shè)計)、大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項目等為手段,通過“分層次、分模塊、四融合”的教學(xué)模式的有效實施,在提高我校學(xué)生解決在理、工、經(jīng)、管、教等學(xué)科專業(yè)領(lǐng)域遇到的數(shù)學(xué)建模問題的能力的同時,為我校高素質(zhì)、應(yīng)用型人才培養(yǎng)做出貢獻。
基金項目:2013 “地方高校青年教師教學(xué)能力提升途徑的研究與實踐”(項目編號:13BZ37);2014年陜西本科高等學(xué)?!熬焚Y源共享課程建設(shè)”項目“數(shù)學(xué)建?!闭n程建設(shè)階段性成果
中圖分類號:G642 文獻標(biāo)識碼:A DOI:10.16400/j.cnki.kjdkz.2015.05.015
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WANG Wenfa[1], WU Zhongyuan[2], XU Chun[1]
([1] College of Mathematics and Computer Science, Yan'an University, Yan'an, Shaanxi 716000;
[2] Office of Academic Affairs, Yan'an University, Yan'an, Shaanxi 716000)
Abstract Under the innovative education based on university personnel training requirements and problems of traditional mathematics education, the importance of mathematical modeling of students' innovative ability to Yan'an University, for example, according to "sub-level, sub-module" model of teaching and organization contest guidance, teaching and assessment in accordance with academic competitions, math majors and computer majors, two contests with a thesis project and Daiso, boutique website and digital-analog Association and second class "four convergence" approach to student innovation and innovative ability, and made remarkable achievements in personnel training, curriculum development, team building, professional building.
Key words mathematical modeling teaching; mathematical modeling contest; innovative ability training; reform measures
高等學(xué)校的大學(xué)生是國家科技發(fā)展的主力軍,大學(xué)生的創(chuàng)新能力決定著國家未來的科技創(chuàng)新能力。數(shù)學(xué)建模課程教學(xué)與競賽的廣泛開展對高等學(xué)校大學(xué)生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)具有十分重要的作用。如何在數(shù)學(xué)建模課程教學(xué)與實踐中,既能增強大學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用意識,又能提高大學(xué)生運用數(shù)學(xué)知識和計算機技術(shù)分析和解決問題的能力,從而達到提高大學(xué)生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力的目的,這個問題是近年來眾多高校關(guān)注的問題。延安大學(xué)作為一所地方高校,在近幾年數(shù)學(xué)建模課程教學(xué)與實踐過程中,進行了一系列卓有成效的探索和改革,學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力得到大幅度提升。
1 更新教育理念,充分認識數(shù)學(xué)建模對學(xué)生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重要性
數(shù)學(xué)作為一門基礎(chǔ)學(xué)科,它涉及的領(lǐng)域相當(dāng)廣泛,如經(jīng)濟、計算機及軟件、管理、國防等,雖然數(shù)學(xué)在高校教育教學(xué)中的地位不斷提高,人們對其認識也不斷加深。但是,人們對數(shù)學(xué)類課程、數(shù)學(xué)學(xué)科在創(chuàng)新型人才培養(yǎng)中的重要性仍認識不夠深入,在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段、評價措施等諸多方面,仍然沿用傳統(tǒng)數(shù)學(xué)類課程的教學(xué)模式和思維方式,導(dǎo)致高校人才培養(yǎng)與創(chuàng)新教育背景下的人才培養(yǎng)需求完全脫節(jié)。正如著名的數(shù)學(xué)家王梓坤院士所說“今天的數(shù)學(xué)科學(xué)兼有科學(xué)和技術(shù)兩種品質(zhì),數(shù)學(xué)科學(xué)是授人以能力的技術(shù)。”面向21世紀(jì),高等教育在高度信息化的時代培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的高科技技術(shù)人才,數(shù)學(xué)作為一門技術(shù),現(xiàn)已成為一門普遍實施的技術(shù),也是未來高素質(zhì)人才必須具備的一門技術(shù)。因此,在數(shù)學(xué)建模課程教學(xué)與實踐過程中,必須轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)數(shù)學(xué)類課程的教育教學(xué)理念,不能將其簡單地當(dāng)作工具和方法,而要將其當(dāng)作是一門技術(shù),而且是一門普遍適用的高新技術(shù),在保證打牢基礎(chǔ)的同時,力求培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用意識與應(yīng)用能力、創(chuàng)新意識與創(chuàng)新能力,真正實現(xiàn)培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新人才的目的。
2 數(shù)學(xué)建模課程教學(xué)的改革與實踐
2.1 分層次、分模塊實施數(shù)學(xué)建模課程教學(xué)和競賽指導(dǎo)
一是在數(shù)學(xué)建模專業(yè)課、專業(yè)選修課、公共選修課教學(xué)中按照知識點及教師研究方向,將課程內(nèi)容分為兩個層次九個模塊。第一層次包括數(shù)學(xué)軟件、初等模型、優(yōu)化模型、數(shù)學(xué)規(guī)劃模型、微分方程模型等五個模塊;第二層次包括離散模型、概率模型、統(tǒng)計回歸模型、數(shù)值計算與算法設(shè)計等四個模塊。第一層次針對公共選修課教學(xué),第一層次+第二層次針對專業(yè)課和專業(yè)選修課教學(xué)。具體措施是:由數(shù)學(xué)建模課程教學(xué)團隊集體制定課程教學(xué)大綱和實施計劃,每位教師按照課程教學(xué)大綱和實施計劃主講自己所從事的方向模塊,在保證課程教學(xué)內(nèi)容完整性和系統(tǒng)性的同時,根據(jù)學(xué)生知識層次,充分發(fā)揮每位教師專業(yè)優(yōu)勢,有效地提升了課程教學(xué)質(zhì)量;二是在大學(xué)數(shù)學(xué)課程教學(xué)中,按知識點將數(shù)學(xué)建模思想融入其中,在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)興趣的同時,強化學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用能力培養(yǎng);三是在校內(nèi)數(shù)學(xué)建模競賽中,按照“建模知識+專題講座+模擬+競賽”的模式組織校內(nèi)建模競賽,主要以數(shù)學(xué)建模的基本思路、基本方法、基本技能為內(nèi)容,使學(xué)生對數(shù)學(xué)建模有更加深入的感知和認識,在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)興趣和積極性的同時,培養(yǎng)學(xué)生的科研意識和創(chuàng)新意識;四是在全國數(shù)學(xué)建模競賽中,按照“集訓(xùn)+軟件應(yīng)用+舊題新做+模擬選拔+強化訓(xùn)練”的模式組織全國建模競賽,主要以培養(yǎng)學(xué)生的洞察力、聯(lián)想力、創(chuàng)新能力、團隊協(xié)作精神和吃苦精神為內(nèi)容,使學(xué)生的創(chuàng)新意識、團隊協(xié)作精神得到良好培養(yǎng)?!?.2 建立數(shù)學(xué)建模精品課程網(wǎng)站,為數(shù)學(xué)建模愛好者搭建學(xué)習(xí)交流平臺
網(wǎng)站將數(shù)學(xué)建模課程教學(xué)與數(shù)模競賽有機地融合,為學(xué)生全方位了解、學(xué)習(xí)和掌握數(shù)學(xué)建模的相關(guān)知識、相關(guān)技能開辟第二條通道。網(wǎng)站包括:課程介紹【課程描述、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)大綱、建設(shè)規(guī)劃】、教學(xué)團隊【整體情況、課程負責(zé)人、主講教師】、教學(xué)資源【教學(xué)安排、多媒體課件、授課錄像、電子教案、課程作業(yè)、課程習(xí)題、模擬試卷、參考資源】、實驗教學(xué)【實驗任務(wù)、實驗大綱、實驗指導(dǎo)、課程設(shè)計、實驗作品、實驗報告】、教學(xué)研究【教學(xué)方法、教學(xué)改革、教學(xué)課題、教學(xué)論文、學(xué)生評教】、教學(xué)成果【教學(xué)成果獎、獲教學(xué)獎項、人才培養(yǎng)成果、教材建設(shè)】、在線學(xué)習(xí)【在線交流、在線自測】、成績考核【平時成績、作業(yè)成績、實驗成績】、下載專區(qū)【教學(xué)軟件、常用工具】、數(shù)模協(xié)會【協(xié)會簡介、協(xié)會章程、通知公告、新聞動態(tài)、競賽獲獎、優(yōu)秀論文、往屆賽題、模擬賽題、校內(nèi)競賽、新手入門】等,這些內(nèi)容幾乎囊括了數(shù)學(xué)建模教育教學(xué)活動的所有內(nèi)容,學(xué)生可以通過網(wǎng)絡(luò)資料學(xué)習(xí)就可以全面了解數(shù)學(xué)建模的相關(guān)知識與技能。
2.3 專業(yè)相互融合,取長補短,充分發(fā)揮學(xué)生各自專業(yè)優(yōu)勢
數(shù)學(xué)與計算機科學(xué)學(xué)院現(xiàn)有數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)、信息與計算科學(xué)、計算機科學(xué)與技術(shù)、軟件工程四個專業(yè),其中兩個為數(shù)學(xué)類專業(yè)、兩個為計算機類專業(yè)。在課程教學(xué)中針對兩專業(yè)的長處和不足,按照專業(yè)結(jié)隊子、學(xué)生結(jié)隊子的模式組織教學(xué)和小組討論,強化計算機類專業(yè)學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用能力培養(yǎng),強化數(shù)學(xué)類專業(yè)學(xué)生的計算機軟件應(yīng)用能力培養(yǎng);在競賽組隊中,每隊均配備至少1名計算機類專業(yè)學(xué)生和1名數(shù)學(xué)類專業(yè)學(xué)生。充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢,取長補短,使學(xué)生的綜合能力得到提升。
2.4 延伸數(shù)學(xué)建模競賽效能,不斷提高學(xué)生的創(chuàng)新能力
每年全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽和校內(nèi)數(shù)學(xué)建模競賽試題都是從實際生活中提取出的實際問題。因此,指導(dǎo)教師在指導(dǎo)學(xué)生畢業(yè)論文(設(shè)計)和大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項目時,從往屆賽題或模擬試題中選擇一些題目,將其進行適當(dāng)?shù)难由熳鳛閷W(xué)生畢業(yè)論文(設(shè)計)和大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項目選題。通過這一方式,進一步培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新意識,為學(xué)生今后從事科學(xué)研究奠定了堅實的基礎(chǔ)。
3 數(shù)學(xué)建模課程教學(xué)改革取得的成效
3.1 我校全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽成績居全省同類院校前列
我校參加全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽共獲得國家一等獎4項、國家二等獎6項、陜西省一等獎33項、二等獎71項,4次被評為優(yōu)秀組織獎,1名指導(dǎo)教師獲陜西省數(shù)學(xué)建模競賽陜西賽區(qū)優(yōu)秀指導(dǎo)教師,600多名學(xué)生參與大創(chuàng)項目,公開發(fā)表科研論文30余篇,學(xué)生的就業(yè)率和就業(yè)質(zhì)量得到明顯提高。該賽事因此也成為了延安大學(xué)學(xué)科競賽品牌和亮點。
3.2 我校數(shù)學(xué)建模教育獲得多項教學(xué)成果獎、質(zhì)量工程項目及教改項目
教學(xué)成果獎:“理工類大學(xué)生數(shù)學(xué)素質(zhì)與創(chuàng)新能力培養(yǎng)的研究與實踐”榮獲2009年陜西省教學(xué)成果二等獎;“地方性院校開展數(shù)學(xué)建模教學(xué)的實踐與探索” 榮獲2003年延安大學(xué)教學(xué)成果一等獎;“計算機專業(yè)高素質(zhì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式的改革與實踐” 榮獲2012年延安大學(xué)教學(xué)成果一等獎;“厚基礎(chǔ)、重實踐、強化工程素質(zhì)和創(chuàng)新的人才培養(yǎng)模式的研究與實踐”榮獲2011年延安大學(xué)教學(xué)成果二等獎;“數(shù)學(xué)建模課程改革及數(shù)學(xué)建模競賽的研究與實踐”榮獲2007年延安大學(xué)教學(xué)成果二等獎。
質(zhì)量工程項目:“數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)專業(yè)”為2010年省級特色專業(yè);“數(shù)學(xué)建模教學(xué)團隊”為2011年省級教學(xué)團隊;“數(shù)學(xué)建模精品課程”為2012年校級精品課程;2014年“數(shù)學(xué)建模”課程獲批為省級精品資源共享課程;2014年“數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)”專業(yè)獲批為省級專業(yè)綜合試點項目。
教改項目:“大學(xué)生數(shù)學(xué)應(yīng)用能力創(chuàng)新能力培養(yǎng)的改革與實踐”為2009年省級重點教改項目;“地方高校青年教師教學(xué)能力提升途徑的研究與實踐”為2013年省級重點;“青年教師教學(xué)能力提升的研究與實踐”為2011年校級重點;“計算機相關(guān)專業(yè)校企合作人才培養(yǎng)模式改革的研究與實踐”為2013年校級重點。
3.3 依托數(shù)學(xué)建模教育平臺,推動指導(dǎo)教師教學(xué)科研能力和綜合素質(zhì)提升
數(shù)學(xué)建模教育不僅提高了學(xué)生的創(chuàng)新能力,同時也為指導(dǎo)教師的教學(xué)、科研及綜合素質(zhì)的提升起到了推動作用。數(shù)學(xué)建模課程是一門面向全校理、工、經(jīng)、管、教各學(xué)科專業(yè)大學(xué)生開設(shè)的理論與實踐相結(jié)合的基礎(chǔ)課程,主要以學(xué)生的洞察能力、創(chuàng)新能力、數(shù)學(xué)語言翻譯能力、抽象能力、文字表達能力、綜合分析能力、思辨能力、使用當(dāng)代科技最新成果的能力、計算機編程能力、數(shù)學(xué)軟件應(yīng)用能力、團隊協(xié)作精神和組織協(xié)調(diào)能力等綜合素質(zhì)培養(yǎng)為目標(biāo),以數(shù)學(xué)建模課程教學(xué)、數(shù)學(xué)建模競賽、第二課堂、畢業(yè)論文(設(shè)計)、大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項目等為手段,通過“分層次、分模塊、四融合”的教學(xué)模式的有效實施,在提高我校學(xué)生解決在理、工、經(jīng)、管、教等學(xué)科專業(yè)領(lǐng)域遇到的數(shù)學(xué)建模問題的能力的同時,為我校高素質(zhì)、應(yīng)用型人才培養(yǎng)做出貢獻。
基金項目:2013 “地方高校青年教師教學(xué)能力提升途徑的研究與實踐”(項目編號:13BZ37);2014年陜西本科高等學(xué)校“精品資源共享課程建設(shè)”項目“數(shù)學(xué)建模”課程建設(shè)階段性成果
中圖分類號:G623文獻標(biāo)識碼: A
1、數(shù)學(xué)建模教學(xué)工程的理論
數(shù)學(xué)建模是應(yīng)用數(shù)學(xué)模型來解決各種實際問題的過程,它通過對實際問題的抽象、簡化并確定變量和參數(shù),再利用數(shù)字、公式、圖表、符號等數(shù)學(xué)語言描述事物的內(nèi)在規(guī)律,借助計算機求解數(shù)學(xué)問題,并解釋、檢驗、評價所得的解,從而確定能否將其用于解決實際問題的多次循環(huán)、不斷深化的過程。而對在校大學(xué)生系統(tǒng)進行數(shù)學(xué)建模思想及方法的教育過程則稱之為數(shù)學(xué)建模教學(xué)工程。建立和完善數(shù)學(xué)建模教學(xué)工程有利于學(xué)生全面素質(zhì)的培養(yǎng),既可以豐富、活躍大學(xué)生的課外活動,也可以為發(fā)現(xiàn)、培養(yǎng)優(yōu)秀學(xué)生創(chuàng)造機會和條件,對提高學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的積極性,學(xué)好難度相對較大的大學(xué)數(shù)學(xué)有非常重要的促進作用。
數(shù)學(xué)建模在教學(xué)工程中的實踐應(yīng)用
2.1.在定積分中的應(yīng)用
定積分是大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的重要組成部分,其在理論教學(xué)和實際生活中都有所運用。比如某地方矸石不允許堆放在未征用的土地上,那么如何根據(jù)下?lián)芙?jīng)費、設(shè)計年產(chǎn)量和預(yù)期開采年限這三個變量確定征地與堆放矸石方案呢?首先我們分析問題的關(guān)鍵地方就是征地費與堆積矸石用電這兩方面,這時候就可以運用定積分來分析堆積矸石的電費,建立數(shù)學(xué)模型,從而合理地按照預(yù)期開采量來征地和堆放煤矸石。
2.2在微分方程中的應(yīng)用
在我們生活中會經(jīng)常運用到微分方程來解決實際問題,比如目前在社會上引起廣泛關(guān)注的減肥問題,如何利用數(shù)學(xué)建模思想確定合理的減肥方式呢?對于這個問題可以將減肥的兩個主要方法:控制飲食與加強體育鍛煉作為變量建立模型,運用微分方程分析不同變量對減肥效果的影響,進而對減肥者提供參考,幫助人們樹立科學(xué)的減肥理念,取得滿意的減肥效果。
2.3在概率統(tǒng)計中的應(yīng)用
日常生活中會經(jīng)常遇到概率統(tǒng)計問題。比如某種植物有AA、Aa、aa三種基因類型,如何使這種植物的基因?qū)崿F(xiàn)純種化呢?可以利用全概率公式建立若用AA型基因和不同基因類型進行繁殖后第n代與第n-1代基因之間的遞推關(guān)系式,通過計算極值來預(yù)測基因分布趨勢,進而分析如何進行純種化的問題。
3.如何培養(yǎng)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模能力
在大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中,幫助學(xué)生去發(fā)現(xiàn)問題、分析問題并想方設(shè)法利用數(shù)學(xué)建模思想解決問題是非常重要的。針對不同階段,筆者認為應(yīng)采取相應(yīng)的教學(xué)方法來培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)建模能力。
3.1 感知學(xué)習(xí)階段
該階段主要分布在大一期間,以培養(yǎng)應(yīng)用意識與簡單應(yīng)用能力為主要目的。這期間的教學(xué)結(jié)構(gòu)主要包括以下四個方面:學(xué)習(xí)初步階段的應(yīng)用數(shù)學(xué);對數(shù)學(xué)建模的入門學(xué)習(xí);數(shù)學(xué)軟件的入門學(xué)習(xí);實際應(yīng)用高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)思想的例子或者是一些數(shù)學(xué)小實驗。與之相適應(yīng)的教學(xué)方法有:(1)參與一些數(shù)學(xué)建模協(xié)會的活動;(2)參與一些數(shù)學(xué)知識應(yīng)用競賽;(3)開設(shè)一些具有針對性的講座;(4)在高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)學(xué)習(xí)中應(yīng)用相關(guān)軟件并配合實驗。
3.2 理論應(yīng)用階段
該階段主要是分布在大二、大三期間,以培養(yǎng)按數(shù)學(xué)建模思想解決理論的、抽象的問題為主要目的。這期間的教學(xué)結(jié)構(gòu)主要有:學(xué)習(xí)經(jīng)濟、管理學(xué)中的數(shù)學(xué)模型,機電工程技術(shù)中的數(shù)學(xué)模型,生物、化學(xué)中的數(shù)學(xué)模型,金融學(xué)中的數(shù)學(xué)模型,物理學(xué)中的數(shù)學(xué)模型;相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容主要包括以下五個方面:(1)開設(shè)有關(guān)的數(shù)學(xué)建模課程;(2)開設(shè)群組選修課程;(3)開展校園文化活動和社會實踐活動;(4)學(xué)生做專題報告;(5)參與MCM(大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽)活動。
3.3 實際應(yīng)用階段
該階段主要是分布在大四期間,以培養(yǎng)解決實用問題的綜合應(yīng)用能力與研究意識為主要目的。這期間的教學(xué)結(jié)構(gòu)主要有:學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)建模特殊方法、特殊建模軟件,建立綜合解決實際問題的思維方式。相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容主要包括以下五個方面:(1)參與數(shù)學(xué)建模競賽;(2)參與C-MCM(全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽)活動集訓(xùn);(3)完成畢業(yè)設(shè)計與畢業(yè)論文;(4)參加相關(guān)的校園文化活動(小論文、報告會、協(xié)會工作等);(5)參與相關(guān)的社會實踐活動(課題工作的參加研究、課件制作等)。
結(jié)論
數(shù)學(xué)建模在大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)過程中扮演著非常重要的角色,它既能夠培養(yǎng)學(xué)生的思維轉(zhuǎn)換能力和空間想象能力,也能夠培養(yǎng)學(xué)生綜合運用數(shù)學(xué)知識解決實際問題的能力。因此在大學(xué)教學(xué)過程中,應(yīng)重視對學(xué)生數(shù)學(xué)建模能力的培養(yǎng),不斷引導(dǎo)、循序漸進,積極鼓勵學(xué)生參與數(shù)學(xué)建模實踐活動,培養(yǎng)國家緊缺的開拓性、創(chuàng)造性人才。
參考文獻:
1.數(shù)學(xué)建模簡介
1985年,數(shù)學(xué)建模競賽首先在美國舉辦,并在高等院校廣泛開設(shè)相關(guān)課程。我國在1992年成功舉辦了首屆大學(xué)生數(shù)學(xué)競賽,并從1994年起,國家教委正式將其列為全國大學(xué)生的四項競賽之一。數(shù)學(xué)建模是分為國內(nèi)和國外競賽兩種,每年舉行一次。三人為一隊,成員各司其職:一個有扎實的數(shù)學(xué)功底,再者精于算法的實踐,最后一個是擁有較好的文采。數(shù)學(xué)建模是運用數(shù)學(xué)的語言和工具,對實際問題的相關(guān)信息(現(xiàn)象、數(shù)據(jù)等)加以翻譯、歸納的產(chǎn)物。數(shù)學(xué)模型經(jīng)過演繹、求解和推斷,運用數(shù)學(xué)知識去分析、預(yù)測、控制,再通過翻譯和解釋,返回到實際問題中[1]。數(shù)學(xué)建模培養(yǎng)了學(xué)生運用所學(xué)知識處理實際問題的能力,競賽期間,對指導(dǎo)教師的綜合能力提出了更高的要求。
2.數(shù)學(xué)建??萍颊撐淖珜憣W(xué)生個人能力成長的幫助
2.1.提供給學(xué)生主動學(xué)習(xí)的空間
在當(dāng)今知識經(jīng)濟時代,知識的傳播和更新速度飛快,推行素質(zhì)教育是根本目標(biāo),授人與魚不如授人與漁。學(xué)生掌握自學(xué)能力,能有效的彌補在課堂上學(xué)得的有限知識的不足。數(shù)學(xué)建模所涉及到的知識面廣,除問題相關(guān)領(lǐng)域知識外,還要求學(xué)生掌握如數(shù)理統(tǒng)計、最優(yōu)化、圖論、微分方程、計算方法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、層次分析法、模糊數(shù)學(xué)、數(shù)學(xué)軟件包的使用等。多元的學(xué)科領(lǐng)域、靈活多變的技能方法是學(xué)生從未接觸過的,并且也不可能在短時間內(nèi)由老師一一的講解清楚,勢必會促使學(xué)生通過自學(xué)、探討的方式來將其研懂。給出問題,讓學(xué)生針對問題去廣泛搜集資料,并將其中與問題有關(guān)的信息加以消化,化為己用,解決問題。這樣的能力將對學(xué)生在今后的工作和科研受益匪淺[2]。
在培訓(xùn)期間,大部分學(xué)生會以為老師將把數(shù)學(xué)建模比賽所涉及到的知識全部傳授給學(xué)生,學(xué)生只要在那里坐著聽老師講就能參加比賽拿到名次了。但是當(dāng)?shù)弥傎愔饕蓪W(xué)生自學(xué)完成,老師只是起引導(dǎo)作用時,有部分學(xué)生選擇了放棄。堅持下來的學(xué)生,他們感謝學(xué)校給與他們這樣能夠培養(yǎng)個人能力的機會,對他們今后受用匪淺!
2.2.體驗撰寫綜合運用知識和方法解決實際問題這一系列論文的過程
學(xué)生在撰寫數(shù)學(xué)建??萍颊撐牡臅r候,不光要求學(xué)生具備一定的數(shù)學(xué)功底、有良好的計算機應(yīng)用能力、還要求學(xué)生具備相關(guān)領(lǐng)域知識,從實際問題中提煉出關(guān)鍵信息,并運用所學(xué)知識對這些關(guān)鍵信息加以抽象、建立模型。這也是教師一直倡導(dǎo)學(xué)生對所學(xué)知識不光要記住,而且要會運用。千萬不要讀死書,死讀書,讀書死。
2.3.培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識和實踐能力
在撰寫過程中潛移默化的培養(yǎng)了學(xué)生獲取新知識、新技術(shù)、新方法的能力,并在解決實際問題的過程中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和實踐能力。有別于其他競賽活動,數(shù)學(xué)建模競賽培養(yǎng)學(xué)生運用所學(xué)知識將實際問題數(shù)字化的能力,學(xué)生要有良好的洞察力,具有從現(xiàn)象抓本質(zhì)的能力。給出的實際問題,沒有唯一的解決方案,要求學(xué)生大膽假設(shè),運用所學(xué)知識將問題由最簡單、最直接的科學(xué)方法求解出來[3]。
2.4.團隊精神的培養(yǎng)。
數(shù)學(xué)建模競賽是由三人組隊參加比賽的集體項目。三個人必須要配合默契,團結(jié)協(xié)作,發(fā)揮各自的優(yōu)勢,深刻理解了由三人組隊的規(guī)則,充分發(fā)揮團隊精神;不能夸大個人能力,不能自大驕傲,要本著整體高于個人的原則,積極合作。競賽所提倡的團隊精神,將會培養(yǎng)學(xué)生尊重他人,具有合作意識,,取長補短,團結(jié)協(xié)作,患難與共的集體主義優(yōu)良品格[4]。
有些隊伍在組隊前期,由于每個人的性格迥異,再加上年齡小,經(jīng)常會因瑣碎小事起爭端。比如看待問題、解決問題的思路不統(tǒng)一;生活習(xí)慣造成其他人的反感;說話處事不能圓滿表達,致使產(chǎn)生矛盾等。經(jīng)過一年的團隊磨合,學(xué)生看問題不會從自我出發(fā),面對問題時,會先聆聽他人的想法,然后再闡述自己的觀點;生活習(xí)慣也趨于常理化,不會特立獨行;為人處世不會有那么多棱角,會選擇以讓人能夠接受的方式表達出來。
2.5.誠信。
比賽期間,每支參賽隊伍都會以誠信為原則,絕不會去竊取他人作品,實事求是。作為學(xué)生的指導(dǎo)教師更是以身作則,要求學(xué)生自己獨立完成,要脫離教師的指導(dǎo),并且會在全程進行監(jiān)督。
3.數(shù)學(xué)建??萍颊撐牡淖珜憣ξ倚W(xué)生的現(xiàn)實影響。
我校06級學(xué)生宣海,小時候因手術(shù)后遺癥不能正常行走,曾多次輟學(xué)。最終憑自己的努力圓了自己的大學(xué)夢。大二初始學(xué)校選派學(xué)生參加全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模大賽,大部分同學(xué)由于不能忍受比賽所帶來的諸多困難,都相繼退出了比賽,而宣海同學(xué)經(jīng)歷了能力和意志力的魔鬼訓(xùn)練,并被選任為所有隊伍的隊長。全國賽時限為三天三夜,宣海在此期間只睡了四個小時。經(jīng)過隊伍上下齊心努力,宣海所在隊拿到了河北省一等獎,全國二等獎的優(yōu)異成績。次年,宣海對自己提出了更高的要求,要在更高的舞臺上施展自己的能力,參加了國際數(shù)學(xué)建模大賽,屬于世界最高水平的數(shù)學(xué)建模比賽。一整年沒回過家的宣海,克服了身體及家庭的種種困難,再加上四天四夜的連續(xù)作戰(zhàn),獲得了國際二等獎。數(shù)學(xué)建模比賽對宣海的影像是潛移默化的,在畢業(yè)之際,多家用人單位都希望將宣海搶到手。目前宣海有了自己的家庭,生活變得越來越好。
參考文獻
[1]楊紅偉.數(shù)學(xué)建模與創(chuàng)新能力的培養(yǎng).兵團教育學(xué)院學(xué)報,2003,3:76~77.
【中圖分類號】G642【文獻標(biāo)識碼】B【文章編號】2095-3089(2017)06-0016-02
一、軍校大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽選拔與培訓(xùn)面臨的主要問題
1.學(xué)員報名參賽還存在很大的盲目性
數(shù)學(xué)建模競賽的目的在于激勵學(xué)員學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的積極性,提高學(xué)員建立數(shù)學(xué)模型和運用計算機技術(shù)解決實際問題的綜合能力。軍校和地方高校一樣,鼓勵學(xué)員踴躍參加課外科技活動,以開拓知識面,培養(yǎng)創(chuàng)新精神。隨著畢業(yè)生分配制度的改革與學(xué)員綜合評分掛鉤,競賽類得分在一定程度上影響著學(xué)員的最終排名,部分學(xué)員并不是出于興趣愛好而是為了提高綜合成績報名參賽,違背了組織數(shù)模競賽的初衷。
2.學(xué)員掌握的數(shù)學(xué)建模知識還不夠系統(tǒng)和全面
目前我校學(xué)員除了一、二年級開設(shè)的《高等數(shù)學(xué)》和《工程數(shù)學(xué)》數(shù)學(xué)類基礎(chǔ)課程以外,數(shù)學(xué)建模知識的學(xué)習(xí)主要依賴公共選修課程《數(shù)學(xué)模型》,數(shù)學(xué)建模強調(diào)的是應(yīng)用數(shù)學(xué)知識解決實際問題的能力,這幾門課程所掌握的數(shù)學(xué)知識用來參加數(shù)學(xué)建模競賽遠遠不夠。為了實現(xiàn)將數(shù)學(xué)建模相關(guān)知識向?qū)嶋H應(yīng)用能力的轉(zhuǎn)化,我們前兩年曾申請了公選課《全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模創(chuàng)新與實踐》和《國際大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽創(chuàng)新與實踐》,但是經(jīng)常會由于學(xué)員報名人數(shù)不足20人,導(dǎo)致課程無法開設(shè)。[1]出現(xiàn)了學(xué)員報名參賽非常踴躍,但是自愿參加賽前培訓(xùn)的學(xué)員確寥寥無幾的巨大的矛盾。
3.數(shù)學(xué)建模競賽賽前培訓(xùn)和指導(dǎo)的針對性不強
目前我校數(shù)學(xué)建模競賽的參賽者大多數(shù)是二、三年級的學(xué)生,主要依賴公共選修課進行賽前的培訓(xùn),雖然學(xué)員已經(jīng)學(xué)習(xí)完大學(xué)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課程《高等數(shù)學(xué)》和《工程數(shù)學(xué)》,但由于學(xué)習(xí)過程中仍然沿襲了中學(xué)的應(yīng)試型學(xué)習(xí)模式,靈活應(yīng)用所學(xué)知識解決問題的實踐機會很少,很多剛接觸數(shù)學(xué)建模的學(xué)員都會遇到看著題目不知如何下手,在做的過程中發(fā)現(xiàn)不了適用的算法,不會使用相關(guān)軟件等問題。因此,在培訓(xùn)過程中,一方面對參賽學(xué)員進行大量基本算法的知識補充和數(shù)學(xué)軟件應(yīng)用能力提升的訓(xùn)練;另一方面,針對往年賽題和具體案例進行有針對性的強化訓(xùn)練,并進行一些模擬訓(xùn)練和賽前選拔。希望通過數(shù)學(xué)建模培訓(xùn),將介紹若干數(shù)學(xué)方法(如數(shù)值計算、優(yōu)化和統(tǒng)計等)及相應(yīng)的軟件有機結(jié)合起來,能方便地完成模型的求解,從而借助于計算機和數(shù)學(xué)軟件補充模型求解的空白。[2]目前,受到學(xué)時的限制和學(xué)員實際有效利用的時間不足等客觀條件的限制,數(shù)學(xué)建模競賽的培訓(xùn)和選拔還不夠系統(tǒng)化和制度化。
4.賽后總結(jié)與賽題研究還不夠深入
對于參賽學(xué)員、指導(dǎo)教師和競賽組織者來說,數(shù)學(xué)建模競賽的結(jié)束并不意味著數(shù)學(xué)建模競賽工作的終結(jié)。數(shù)學(xué)建模競賽真正的收獲并不完全在于獲不獲獎,而在于通過競賽期間的培訓(xùn)、競賽是否考驗、鍛煉了自己的能力,善于總結(jié)才能往更高境界前進。歷年數(shù)學(xué)建模的競賽賽題都是專家在相關(guān)領(lǐng)域長期研究的科研成果或時下熱點課題,是我們進行科學(xué)研究的很好素材,如果能夠以這些問題的研究為著眼點,進行深入研究,將會為我們下一步的科學(xué)研究打開突破口。
二、我校大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽選拔與培訓(xùn)的主要做法
1.在數(shù)學(xué)類課程教學(xué)中突顯數(shù)學(xué)建模理念的教學(xué)
任何一個數(shù)學(xué)問題的解決,都是按照一定的思維對策進行思維的過程。在這一過程中,既運用到抽象、歸納、類比、演繹等邏輯思維形式,又運用到直覺、靈感、聯(lián)想、猜想等非邏輯思維形式來探索問題的解決方法。高等數(shù)學(xué)、工程數(shù)學(xué)等數(shù)學(xué)類基礎(chǔ)課所涉及問題的解決方法有許多都是經(jīng)典方法,要求學(xué)員必須針對具體問題具體分析,找出研究對象的存在方式或運動規(guī)律,建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型,從而找到解決具體問題的方法。也就是說,解決具體問題的數(shù)學(xué)過程,是數(shù)學(xué)建模的過程,同時也是創(chuàng)新性思維的過程。[3]例如,微分方程的教學(xué)過程中必須讓學(xué)員理解學(xué)習(xí)解微分方程就是為了解決實際問題。雖然運用微分方程建立數(shù)學(xué)模型沒有通用的規(guī)則方法,但是微分方程概念的建立由實際引入,微分方程的求解可解決很多的實際問題,在教學(xué)中本著由淺入深的原則,多舉實例,比如常見的傳染病模型、人口數(shù)量模型等。由此可以推廣到依照物理、生物、化學(xué)、經(jīng)濟學(xué)、工程學(xué)等眾多學(xué)科領(lǐng)域中的理論或經(jīng)驗得出的規(guī)律和定理建立起的微分方程,讓學(xué)員了解到在科學(xué)的發(fā)展過程中,數(shù)學(xué)起到了多么重要的作用,培養(yǎng)和激發(fā)學(xué)員的數(shù)學(xué)建模意識和創(chuàng)新能力。
2.組織訓(xùn)練有素的隊員參賽
以西北地區(qū)、全軍數(shù)學(xué)建競賽為契機,給學(xué)員一個考驗自己臨場應(yīng)變能力(獨立查找文獻、編制程序、論文寫作等等)、組織能力(如何分工合作,適當(dāng)時候如何互相妥協(xié)、互相支持鼓勵)的機會。在這個過程中,培養(yǎng)參賽隊員的創(chuàng)新精神尤為重要,鼓勵隊員積極動手,不拘束于傳統(tǒng)模式,敢想敢做。結(jié)合西北地區(qū)和全軍數(shù)學(xué)建模競賽的結(jié)果,以及學(xué)員在前兩個培訓(xùn)階段的表現(xiàn),確定全國數(shù)學(xué)建模競賽的參賽隊伍。國際建模競賽因為要考慮學(xué)員的英文寫作能力,通過校內(nèi)模擬競賽并結(jié)合前三個培訓(xùn)階段的表現(xiàn)來確定人選。這樣做不僅全面地培養(yǎng)了學(xué)員的數(shù)學(xué)建模能力和素質(zhì),還將這幾類競賽有機地聯(lián)系成一個整體,盡可能將有創(chuàng)新能力、綜合素質(zhì)全面和真正喜歡數(shù)學(xué)建模的參賽隊吸納進來。
3.建立合理的淘汰機制
數(shù)學(xué)建模競賽隊員選拔是讓所有數(shù)學(xué)建模教練感到非常棘手的問題。很多學(xué)校是通過校內(nèi)競賽的方式來選拔,由于學(xué)員參賽經(jīng)驗不足和教師批改的隨機性,不能保證將所有有能力和有潛力的學(xué)生都選中,也不可能做到絕對公平。為了盡量把數(shù)學(xué)建模能力強、創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)較高的學(xué)員吸納進來,我們建立了“初選-競賽淘汰-培訓(xùn)再淘汰”的多重淘汰機制,不但給教師多一些了解學(xué)員的機會,教練在與學(xué)員的教學(xué)過程中,對每位學(xué)員的實際情況,可以做到心中有數(shù),便于有針對性地開展培訓(xùn)和參賽,為數(shù)學(xué)建模競賽活動的良性循環(huán)打下良好的基礎(chǔ)。
4.充分發(fā)揮數(shù)學(xué)建模俱樂部的作用
為了更好地開展數(shù)學(xué)建模競賽,擴大數(shù)學(xué)建模活動在學(xué)員中的影響力,進一步培養(yǎng)學(xué)員數(shù)學(xué)建模和定量化思維的意識。從前年開始,我室的教員建立了數(shù)學(xué)建模俱樂部,學(xué)校也加大了對俱樂部的組織、引導(dǎo)力度。通過定期舉行一些數(shù)學(xué)建模模擬競賽,邀請西北工業(yè)大學(xué)、西安交通大學(xué)、國防科技大學(xué)等知名高校的專家教授和學(xué)生組織學(xué)術(shù)講座和建模競賽方面的交流活動,“請進來,走出去”讓學(xué)員對數(shù)學(xué)建模有更深入的了解與認識,增加他們對數(shù)學(xué)建模的興趣,開闊視野和思路,使數(shù)學(xué)建模俱樂部成為數(shù)學(xué)建模競賽選拔隊員的一個重要基地。
5.注重賽后總結(jié)與研究
在參加完比賽之后,參賽隊員、教練員都各自忙自己的事去了,學(xué)員們也期盼著成績的公布,獲獎則高興,否則就不高興,這實際上是一種很消極的態(tài)度。善于總結(jié)才能往更(下轉(zhuǎn)126頁)(上接16頁)高境界前進,通過賽后教師、學(xué)員在一起切磋、討論可以對數(shù)學(xué)教學(xué)改革方面提出意見建議,使數(shù)學(xué)建?;顒拥难芯扛油晟疲酉到y(tǒng),為下一步的科學(xué)研究打下良好的基礎(chǔ)。一方面,我室教員根據(jù)大學(xué)數(shù)學(xué)課程特點開展實踐教學(xué)研究,以數(shù)學(xué)建?;顒訛闋恳?,推進資源素材建設(shè),修訂了《數(shù)學(xué)模型》教材,細致剖析歷年數(shù)學(xué)學(xué)科競賽賽題,編寫了一系列輔導(dǎo)教材;另一方面,結(jié)合競賽所涉及的問題和方向開展學(xué)術(shù)研究,為青年教員開闊了思路和拓寬了視野,調(diào)動了參與科學(xué)研究的積極性,近兩年來申請和參與軍隊教學(xué)成果二等獎1項,學(xué)校教學(xué)成果二等獎1項,學(xué)校教育教學(xué)理論研究項目4項,學(xué)校青年基金項目2項,學(xué)校軍管文項目3項,發(fā)表多篇教學(xué)研究和學(xué)術(shù)論文,其中sci檢索2篇,國際期刊和中文核心期刊十余篇。
三、結(jié)語
目前,我校組織本科生的數(shù)學(xué)建模競賽活動已經(jīng)涉及西北地區(qū)、全軍、全國和國際四個層次,所有層次的比賽都已取得過最高獎項,2016年首次捧得了“軍事運籌杯”,這是軍事建模競賽的最高榮譽。指導(dǎo)教員以競賽賽題為著眼點,先后發(fā)表競賽指導(dǎo)論文和相關(guān)科學(xué)研究論文十余篇,編寫數(shù)學(xué)建模系列指導(dǎo)教材《全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽優(yōu)秀論文解析與點評》、《國際大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽創(chuàng)新與實踐》、《軍隊院校軍事建模競賽賽題解析與點評》、《數(shù)學(xué)模型講義》,其中《全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽優(yōu)秀論文解析與點評》已經(jīng)公開出版,得到了廣大高校相關(guān)教師和學(xué)生的一致好評。教研室的指導(dǎo)教員作為西北地區(qū)、全軍和全國數(shù)模競賽專家組成員,為全軍和全國數(shù)模競賽命制賽題,為提高學(xué)校知名度、推動數(shù)學(xué)教學(xué)改革和提高學(xué)員的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力作出了巨大貢獻。
參考文獻
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隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展和計算機的日益普及,數(shù)學(xué)的應(yīng)用越來越廣泛和深入,數(shù)學(xué)科學(xué)的地位發(fā)生了巨大的變化,它正在從國民經(jīng)濟和科技的后臺走到了前沿。
把數(shù)學(xué)與客觀問題聯(lián)系起來的紐帶,首先是數(shù)學(xué)建模。應(yīng)用數(shù)學(xué)去解決各類實際問題,首先是建立數(shù)學(xué)模型。數(shù)學(xué)建模是聯(lián)系數(shù)學(xué)與實際問題的橋梁,是數(shù)學(xué)在各個領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的媒介,是數(shù)學(xué)科學(xué)技術(shù)轉(zhuǎn)化的主要途徑,數(shù)學(xué)建模在科學(xué)技術(shù)發(fā)展中的重要作用越來越受到數(shù)學(xué)界和工程界的普遍重視,它已成為現(xiàn)代科技工作者必備的重要能力之一。
一、 以競賽推進數(shù)學(xué)建模課程化
數(shù)學(xué)建模作為一門嶄新的課程在20世紀(jì)80年代進入我國高校,蕭樹鐵先生1983年在清華大學(xué)首次為本科生講授數(shù)學(xué)模型課程,他是我國高校開設(shè)數(shù)學(xué)模型課程的創(chuàng)始人,1987年由姜啟源教授編寫了我國第一本數(shù)學(xué)建模教材。在八十年代后期開設(shè)數(shù)學(xué)建模選修課或必修課只是少數(shù)老牌大學(xué)。但自1992年由中國工業(yè)與應(yīng)用數(shù)學(xué)學(xué)會舉辦全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽( 94年起由國家教委高教司和中國工業(yè)與應(yīng)用數(shù)學(xué)學(xué)會共同舉辦)以來,隨著參加競賽高校的學(xué)生增加,各高校相繼開設(shè)了數(shù)學(xué)建模課程。2008 年全國有31個省/市/自治區(qū)(包括香港)1023所院校、12846個隊(其中甲組10384隊、乙組2462隊)、3萬8千多名來自各個專業(yè)的大學(xué)生參加競賽。目前,在本科院校根據(jù)自己學(xué)校特點基本上開設(shè)數(shù)學(xué)課程。
我校從95年開始開設(shè)數(shù)學(xué)建模選修課,到97年學(xué)校決定在原有的基礎(chǔ)上,從97級學(xué)生開始,在部分專業(yè)開設(shè)數(shù)學(xué)建模必修課,并同時對其他專業(yè)開設(shè)數(shù)學(xué)建模選修課。最初開設(shè)選修課是因為參加數(shù)學(xué)建模競賽的需要,選修的學(xué)生數(shù)較少,而且必須是往年成績較優(yōu)的學(xué)生才允許選修。我們通過以競賽為平臺, 加強引導(dǎo)與指導(dǎo), 充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情。而且通過數(shù)學(xué)建模競賽,促進了我校教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段的創(chuàng)新,參加過訓(xùn)練和競賽的學(xué)生們普遍感到,以往學(xué)多門課程的知識不如參加一次競賽集訓(xùn)學(xué)得全面和扎實。因為數(shù)學(xué)建模競賽需要全面掌握本領(lǐng)域相關(guān)知識, 在深入理解、領(lǐng)會前人智能精髓的基礎(chǔ)上, 敢于提出自己的想法和觀點。只有善于進行創(chuàng)造性地學(xué)習(xí)和運用知識, 善于對已知知識進行融會貫通, 注意知識積累的同時更注重對知識的處理和運用, 才能取得成功。隨著數(shù)學(xué)建模競賽在我校影響的增加,同時參加競賽過的學(xué)生能力的提高,要求選修數(shù)學(xué)建模課程的學(xué)生逐年增加?,使得開設(shè)數(shù)學(xué)建模必修課有了一定的群眾基礎(chǔ),同時開設(shè)數(shù)學(xué)建模課程的目的也轉(zhuǎn)向了競賽與普及相結(jié)合,以提高大學(xué)生的綜合素質(zhì)和實踐能力作為一個重要目標(biāo)。目前,已在自動化、信息管理、統(tǒng)計、電子信息科學(xué)與技術(shù)、計算機、軟件、通信等專業(yè)的學(xué)生開設(shè)不同層次的數(shù)學(xué)建模必修課與限選課,同時仍然在全校開設(shè)不同層次的數(shù)學(xué)建模選修課。對于不同層次,理論教學(xué)學(xué)時分別為34、50、66學(xué)時,并輔以上機實踐訓(xùn)練,每年從當(dāng)初幾十名學(xué)生到目前每年近2000名學(xué)生修讀此課。為了進一步提高實踐動手能力,在軟件工程、網(wǎng)絡(luò)工程、信息與計算科學(xué)、應(yīng)用數(shù)學(xué)專業(yè)開設(shè)數(shù)學(xué)建模課程設(shè)計,取得了比較明顯的效果。
為了讓信息與計算科學(xué)、應(yīng)用數(shù)學(xué)專業(yè)的學(xué)生能更好的應(yīng)用計算機工具和數(shù)學(xué)軟件來解決各種實際問題,從2001年開始我們開設(shè)了數(shù)學(xué)實驗課作為數(shù)學(xué)建模課程的補充和完善,并且目前面向全校開設(shè)數(shù)學(xué)實驗選修課。為了進一步推廣和普及數(shù)學(xué)建模,讓更多的學(xué)生了解和參與數(shù)學(xué)建模,在原開設(shè)多種課程基礎(chǔ)上,在學(xué)校以及教務(wù)部門的支持下,課程組于2000年起結(jié)合課程教學(xué)安排,在每年五月底舉辦全校大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽。該項活動得到了全校學(xué)生的積極響應(yīng),2009年有152個組,456人參賽。我校數(shù)學(xué)建模教學(xué)已經(jīng)形成了多個品種、多種層次、多種方式的教學(xué)格局。
二、數(shù)學(xué)建模促進大學(xué)生能力的培養(yǎng)
數(shù)學(xué)建模活動包括數(shù)學(xué)建模課程、數(shù)學(xué)建模競賽和數(shù)學(xué)實驗課程等方面。建?;顒颖旧砭褪且豁梽?chuàng)造性的思維活動,它既具有一定的理論性又具有較大的實踐性;既要求思維的數(shù)量,還要求思維的深刻性和靈活性。著名數(shù)學(xué)家丁石孫副委員長對數(shù)學(xué)建?;顒咏o予了很高的評價,他說:“我們教了幾十年的數(shù)學(xué),曾經(jīng)花了很多力氣想使大家能夠認識到數(shù)學(xué)的重要性,但是我們沒有找到一個合適的方法,數(shù)學(xué)建模活動是一個很好的方法,使很多的學(xué)生包括他們的朋友都能夠認識到數(shù)學(xué)的真正用處”。李大潛院士也曾說過:“數(shù)學(xué)建?;顒泳哂袕姶蟮纳?,并必將不斷發(fā)展、日臻完善”。很多高校從當(dāng)初為了競賽的需要,但隨著對數(shù)學(xué)建模對學(xué)生能力培養(yǎng)的認識,數(shù)學(xué)教學(xué)改革的深入發(fā)展,許多普通高校都在積極思考,大膽探索,取得了許多可喜的成果。特別是對數(shù)學(xué)教學(xué)改革以數(shù)學(xué)建模為突破口,在教學(xué)體系、方法和內(nèi)容上都進行了實質(zhì)性的改革,已取得了突破性的成果。如改革教學(xué)內(nèi)容,教學(xué)與計算機結(jié)合,實行研討式教學(xué)等,這也為數(shù)學(xué)建模網(wǎng)絡(luò)教學(xué)奠定了很好的基礎(chǔ)。我校從1997年開始,我校將數(shù)學(xué)建模的教育從面向少數(shù)優(yōu)秀學(xué)生轉(zhuǎn)變?yōu)槊嫦蚋嗟钠毡閷W(xué)生。越來越多的學(xué)生從數(shù)學(xué)建模的學(xué)習(xí)中獲得了進步,使數(shù)學(xué)建模教學(xué)在大學(xué)生素質(zhì)培養(yǎng)中日益發(fā)揮著巨大的作用。
1.促進大學(xué)生邏輯思維能力與抽象思維能力的提高。建模是從實際問題到數(shù)學(xué)問題,從數(shù)學(xué)問題到數(shù)學(xué)解,從數(shù)學(xué)解到實際問題的解決,這一過程提高了大學(xué)生邏輯思維能力與抽象思維能力。
2. 促進大學(xué)生的適應(yīng)能力增強的。通過數(shù)學(xué)建模的學(xué)習(xí)及競賽訓(xùn)練,他們不僅受到了現(xiàn)代數(shù)學(xué)思維及方法的熏陶,更重要的是對于不同的實際問題,如何進行分析、推理、概括以及利用數(shù)學(xué)方法與計算機知識,還有各方面的知識綜合起來解決它。因此,他們具有較高的素質(zhì),無論到什么行業(yè),都能很快適應(yīng)需要。
3. 促進學(xué)生自學(xué)能力。由于數(shù)學(xué)模型實際問題的廣泛性,大學(xué)生在建模實踐中要用到的很多知識是學(xué)生以前沒有學(xué)過的,而且也沒有時間再由老師作詳細講解來補課,只能由教師講一講主要的思想方法,同學(xué)們通過自學(xué)及相互討論來進一步掌握。這就培養(yǎng)了學(xué)生的自學(xué)能力和分析綜合能力。他們走上工作崗位之后正是靠這種能力來不斷擴充和更新自己的知識。
4. 促進大學(xué)生相互協(xié)作能力。在數(shù)學(xué)建模學(xué)習(xí)過程中,有大量的數(shù)學(xué)模型不是單靠數(shù)學(xué)知識就能解決的,它需要跨學(xué)科、跨專業(yè)的知識綜合在一起才能解決,當(dāng)今科學(xué)的發(fā)展也使得一個人再也沒有足夠精力去通曉每一門學(xué)科,這就需要具有不同知識結(jié)構(gòu)的人經(jīng)常在一起相互討論,從中受到啟發(fā)。數(shù)學(xué)建模集訓(xùn)、競賽提供了這一場所。三位同學(xué)在學(xué)習(xí)、集訓(xùn)、競賽過程是彼此磋商、團結(jié)合作、互相交流思想、共同解決問題,使得知識結(jié)構(gòu)互為補充,取長補短。這種能力、素質(zhì)的培養(yǎng)對他們的科學(xué)研究打下了良好的基礎(chǔ)。
5. 促進大學(xué)生分析、綜合和解決實際問題能力的培養(yǎng)。這是由數(shù)學(xué)建模的任務(wù),目的所決定的。建模過程大體都要經(jīng)過分析與綜合、抽象與概括、比較與類比、系統(tǒng)化與具體化的階段,其中分析與綜合是基礎(chǔ),抽象與概括是關(guān)鍵。而從數(shù)學(xué)解答與模型檢驗而言,要求大學(xué)生所學(xué)的數(shù)學(xué)知識與計算機知識還有其它方面知識綜合起來,動手去解決, 根據(jù)計算結(jié)果作出合理的解釋。通過實踐,明白學(xué)以致用,提高了分析、綜合與解決實際問題的能力。
6. 促進大學(xué)生的創(chuàng)造能力的提高。在數(shù)學(xué)建模實踐中,大多問題沒有現(xiàn)成的答案、沒有現(xiàn)成的模式,要靠充分發(fā)揮自己(和隊友)的創(chuàng)造性去解決。而面對一大堆資料、計算機軟件等,如何用于解決問題,也要充分發(fā)揮自己的創(chuàng)造性。數(shù)學(xué)建模對大學(xué)生的創(chuàng)造性的培養(yǎng)是很有好處的。
三、開設(shè)數(shù)學(xué)建模課程取得的效應(yīng)
數(shù)學(xué)建模活動十分有利于達到培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新人才的育人目標(biāo)。我校開設(shè)的數(shù)學(xué)建模課程,在師資水平、普及程度、特色內(nèi)容建設(shè)、校內(nèi)競賽以及全國競賽等幾個方面,在國內(nèi)同類院校中處于領(lǐng)先地位,特別是每年全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽中,我校都取得了良好的成績,而且在全國也有一定的影響,得到全國競賽組委會專家的充分肯定。
在教學(xué)團隊建設(shè)方面取得明顯成效。從最初的4名教師,逐步擴大到涉及運籌與優(yōu)化、微分方程、概率論與數(shù)理統(tǒng)計、計算科學(xué)、最優(yōu)控制、計算機應(yīng)用等在數(shù)學(xué)建模中常用的學(xué)科方向的十多名教師,不僅解決了課程教學(xué)的需要,也促進了教師教學(xué)科研水平的提高。
在課程設(shè)置研究方面。根據(jù)我們這樣一類學(xué)校的實際情況,我們在不同專業(yè)的學(xué)生中開設(shè)了多種不同課時不同程度要求的數(shù)學(xué)建模課,滿足了各種不同程度不同水平的學(xué)生的需要。并在個別專業(yè)開設(shè)數(shù)學(xué)實驗必修課,同時面向全體開設(shè)了數(shù)學(xué)實驗選修課,把數(shù)學(xué)理論教學(xué)與數(shù)學(xué)軟件以及計算機實現(xiàn)進行了很好的結(jié)合,進一步豐富了數(shù)學(xué)建模教學(xué)的內(nèi)涵。以及在幾個不同專業(yè)中開設(shè)了數(shù)學(xué)建模課程設(shè)計環(huán)節(jié),有效地解決了大量一般學(xué)生如何加強數(shù)學(xué)實踐動手能力培養(yǎng)的問題。
在加強教學(xué)內(nèi)容與方法的研究與實踐方面,并取得明顯成效。除了選用合適的優(yōu)秀教材作為參考資料,更是投入精力編寫了適合我校的教學(xué)用書(即將在高教出版社出版)以及學(xué)生自主學(xué)習(xí)材料。數(shù)學(xué)建模教學(xué)的目的是能夠讓學(xué)生知道到什么地方找什么工具來解決什么樣的問題,我們堅持努力把研究式討論式的教學(xué)方法應(yīng)用到數(shù)學(xué)建模教學(xué)中去。2000年開始,每年結(jié)合春季的數(shù)學(xué)建模教學(xué)工作,在五月底進行校內(nèi)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽。該項活動推廣普及了數(shù)學(xué)建模教學(xué),使更多學(xué)生的研究能力和實踐動手能力得到了鍛煉,同時也有力促進了數(shù)學(xué)建模競賽活動在地方性普通院校中的開展,促進了競賽水平的提高。
在教學(xué)改革方面。將數(shù)學(xué)建模思想融入到其他工科數(shù)學(xué)課程中去,并且在教學(xué)中注意強調(diào)討論式教學(xué)以及學(xué)生的自主學(xué)習(xí)。
在同類院校樹范性方面。2003年,該課程被確定為浙江省首批省級精品課程。通過幾年的建設(shè),已初步建成較有特色的課程資源。充分提升了網(wǎng)絡(luò)工具的輻射作用,一方面加強了我校數(shù)學(xué)建模教學(xué)和競賽工作,以及數(shù)學(xué)建模課外活動的開展,另一方面對其他同類高校能起到較好輻射作用。另外,我校數(shù)學(xué)建模課程教師曾多次作為講課教師參加浙江省數(shù)學(xué)建模教練培訓(xùn)工作,多次應(yīng)邀到兄弟院校講課,也曾有多所院校到我校參觀調(diào)研。
通過幾年努力,完成數(shù)學(xué)建模教改研究項目《數(shù)學(xué)建模提高大學(xué)生綜合知識能力的探索與實踐》、《在工科院校中開設(shè)數(shù)學(xué)建模必修課和選修課的實踐》與《以學(xué)科競賽促進學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的“四維互動”模式研究與實踐》,三項成果皆獲得浙江省教學(xué)成果二等獎。組織學(xué)生數(shù)學(xué)建模課外活動的開展,申報“新苗人才計劃”、“創(chuàng)新杯”并取得成功。自1995 年組織學(xué)生參加全國大學(xué)生建模競賽以來,共獲全國一等獎25項,全國二等獎41項,浙江省獎一等獎42項,二等獎48項,三等獎41項。2006年至今共獲國際一等獎8項,國際二等獎14項。取得了省參賽高校與全國高校中的優(yōu)異成績。
通過參加數(shù)學(xué)建?;顒?,很多學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和科研能力得到了顯著提高,在畢業(yè)設(shè)計、實習(xí)和研究生階段的學(xué)習(xí)中表現(xiàn)出了明顯的優(yōu)勢,得到用人單位和研究生導(dǎo)師的普遍認可。從2001年至今獲得“計算機世界獎學(xué)金”十幾位學(xué)生中,清一色在數(shù)學(xué)建模競賽中取得優(yōu)異成績。而且隨著數(shù)學(xué)建模活動的不斷深入開展,各級領(lǐng)導(dǎo)和各行業(yè)的用人單位逐漸對數(shù)學(xué)建模在實際中的應(yīng)用和人才培養(yǎng)中的地位和作用都有了新的認識。目前,數(shù)學(xué)建?;顒釉谖倚5拈_展,得到了越來越多同學(xué)的歡迎。數(shù)學(xué)建?;顒硬粩嘧呦蛏钊?,由階段性轉(zhuǎn)向日常教學(xué)活動。在教學(xué)方面,由初期的只在優(yōu)秀學(xué)生與部分專業(yè)學(xué)生開設(shè)選修課,發(fā)展形成了多個品種、多種層次、教學(xué)格局;在競賽方面,由初期的只參加全國競賽,發(fā)展到既參加全國競賽,又將參加國際競賽,同時每年舉辦校內(nèi)競賽;在撰寫論文方面,由初期的只研究如何撰寫競賽論文,發(fā)展到現(xiàn)在與教師做課題與一般學(xué)術(shù)論文寫作,參加新苗人才計劃與創(chuàng)新杯等。
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中圖分類號:G642.0?搖 文獻標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)34-0223-02
一、課程概況
數(shù)學(xué)建模課程是數(shù)學(xué)類專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課,也是面向全校學(xué)生開設(shè)的一門重要選修課。作為大學(xué)數(shù)學(xué)課程的后繼課程,本課程是培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)數(shù)學(xué)知識解決工程和科技中的實際問題,其教學(xué)重點是培養(yǎng)學(xué)生用數(shù)學(xué)的思維、數(shù)學(xué)的觀點、數(shù)學(xué)的語言描述實際問題,利用各種計算手段解決問題,開闊學(xué)生數(shù)學(xué)應(yīng)用視野,激發(fā)學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣。在以石油和石化為特色,工科專業(yè)為主的西安石油大學(xué),本課程建設(shè)依托石油石化企業(yè)實際工程背景,不斷創(chuàng)新教學(xué)方法,積極開展數(shù)學(xué)建模競賽活動,并以競賽帶動教學(xué)和培訓(xùn),學(xué)生受益面逐年擴大。經(jīng)過多年努力,本課程已建設(shè)成為有影響力的校級精品課程,本項目獲學(xué)校2012年教學(xué)成果一等獎。
二、教學(xué)團隊建設(shè)
師資隊伍建設(shè)是精品課程建設(shè)的首要任務(wù)與核心內(nèi)容,在課程建設(shè)期間,通過穩(wěn)定充實、培養(yǎng)提高,努力造就一支教學(xué)思想先進,學(xué)術(shù)水平高,年齡和知識結(jié)構(gòu)合理,具有改革、創(chuàng)新和奉獻精神的高素質(zhì)教學(xué)團隊。
本課程形成了相對穩(wěn)定的教學(xué)、科研梯隊,有7名教師長期堅持從事本課程建設(shè)與教學(xué)改革,其中教授兩人,其他五位主講教師科研成果突出并具有豐富的教學(xué)經(jīng)驗,認真敬業(yè),深受學(xué)生歡迎,指導(dǎo)學(xué)生參加數(shù)學(xué)建模學(xué)習(xí)與競賽,曾多次獲國家、省級獎。教學(xué)團隊堅持每周開展課程討論,定期舉辦學(xué)術(shù)報告,每年參加國家、省數(shù)學(xué)建模教學(xué)研討會,支持和鼓勵青年教師到重點院校進修,加強學(xué)術(shù)交流。近年來,共計發(fā)表學(xué)術(shù)論文45篇,出版教材5部,承擔(dān)科研項目13項,獲校教學(xué)成果獎2項,3人獲教學(xué)課堂優(yōu)秀獎。
三、教學(xué)內(nèi)容和方法改革
我校數(shù)學(xué)建模課程經(jīng)過多年課程建設(shè),克服了傳統(tǒng)大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中重理論推導(dǎo)、輕應(yīng)用、強化習(xí)題訓(xùn)練、應(yīng)試教學(xué)方法等缺點,在教學(xué)內(nèi)容和方法上不斷改革創(chuàng)新,已形成了自己的特色,主要表現(xiàn)在:(1)模塊式、案例式教學(xué)。本課程涉及到諸多數(shù)學(xué)領(lǐng)域,使得課程教學(xué)的組織及實施都具有相當(dāng)?shù)碾y度,學(xué)生接受起來較困難。因此,我們采用模塊式教學(xué),將課程所涉及的主要內(nèi)容按數(shù)學(xué)方法分為九個模塊,使模塊之間相對獨立,根據(jù)學(xué)生基礎(chǔ)和專業(yè)選擇講授,使學(xué)生易于接受。在教學(xué)方法上,采用案例式教學(xué),直接由實際案例出發(fā),在解決這個具體問題中再引出、介紹相應(yīng)的數(shù)學(xué)方法和理論。這一教學(xué)方法有的放矢,針對性強,通過具體、個別的問題引入整體、一般性規(guī)律,比較符合人們的認識過程,容易引起學(xué)生的興趣,易于被學(xué)生接受,同時由于每一案例具有相對的獨立性和完整性,并無邏輯與次序上的關(guān)聯(lián),便于靈活選取,有利于安排教學(xué)。(2)理論與實踐相結(jié)合式教學(xué)。本課程教學(xué)目的就是教授學(xué)生利用所學(xué)的數(shù)學(xué)知識及相關(guān)專業(yè)知識解決實際問題,培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力。因此,教學(xué)中一直堅持“實踐—理論—實踐”這一過程,從實踐中尋找問題,以理論方法解決問題,再回到實踐中檢驗問題結(jié)論。我們經(jīng)常與石工專業(yè)教師聯(lián)系,讓他們提供相關(guān)油藏描述、鉆井振動、油氣滲流等方面的實際問題,數(shù)模教師和學(xué)生一起研討,將提供的問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)建模問題,然后在教師指導(dǎo)下,學(xué)生完成問題解決的全過程,最后將解決結(jié)果反饋給專業(yè)教師,等待評價,并進行反復(fù)修改,直至滿意為止。(3)建模實踐與計算機應(yīng)用軟件相結(jié)合式教學(xué)。本課程會涉及到眾多的模型求解、計算問題,這不是傳統(tǒng)的計算工具能夠?qū)崿F(xiàn)的,必需借助計算機及其相關(guān)數(shù)學(xué)軟件。實際上,數(shù)學(xué)建模就是計算機科學(xué)應(yīng)用到各學(xué)科、各種實際問題的最直接的課程,學(xué)生在這里可以將數(shù)學(xué)、各專業(yè)課程、計算機有機地結(jié)合起來。我們開展了計算機應(yīng)用及相關(guān)數(shù)學(xué)軟件使用的教學(xué),學(xué)習(xí)了MATLAB、LINDO等計算軟件,學(xué)生對模型的求解、計算能力大大提高,為解決實際問題提供了可依賴的結(jié)果。(4)作業(yè)與科技論文寫作相結(jié)合式教學(xué)。數(shù)學(xué)建模課程作業(yè)是解決實際問題的大作業(yè),結(jié)果不是簡單的數(shù)值結(jié)果,要求學(xué)生按科技論文格式反映問題解決的全過程,為建模競賽論文寫作和畢業(yè)論文寫作打下基礎(chǔ)。
四、建模競賽與精品課程建設(shè)結(jié)合
我們以大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽作為平臺,以數(shù)學(xué)建?;顒幼鳛橥苿恿Γ耘囵B(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新為目標(biāo),精品課程建設(shè)期間開展了大量工作:(1)積極開設(shè)數(shù)學(xué)建模全校公選課,增加開課頻率,將每年開設(shè)增加為每學(xué)期開設(shè),學(xué)生選修熱情高,每班由50多人擴大到100多人,學(xué)生受益面不斷擴大,近年來,累計選修學(xué)生2000多人,為競賽學(xué)生選拔打下良好基礎(chǔ)。(2)在全校范圍內(nèi)成立大學(xué)生數(shù)學(xué)建模協(xié)會,定期舉辦講座活動,開展學(xué)生討論,舉辦校內(nèi)競賽,發(fā)行數(shù)模協(xié)報,進行校際交流,成為學(xué)校有影響的社團。(3)建立數(shù)學(xué)建模實驗室,提供數(shù)學(xué)實驗和軟件培訓(xùn)學(xué)習(xí)的良好場所,讓學(xué)生通過結(jié)合使用計算機解決實際問題的過程來學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)或應(yīng)用數(shù)學(xué),實驗室向競賽學(xué)生全面開放。(4)開辟了“數(shù)學(xué)建模課程網(wǎng)站”,將課程內(nèi)容、培訓(xùn)內(nèi)容、競賽指導(dǎo)等搬到網(wǎng)上,使廣大學(xué)生共享教學(xué)資源,及時與教師交流和溝通,定期公布一些有實際背景的數(shù)學(xué)建模問題,提供給學(xué)生進行研究。(5)堅持暑假集中培訓(xùn),利用暑假有利時間,對參賽學(xué)生集中培訓(xùn)三周,內(nèi)容包括論文選讀,模擬競賽,上機訓(xùn)練等。(6)積極組織參加每年全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽,參賽組隊規(guī)模逐年擴大,形成了“授課—培訓(xùn)—校競賽—選拔—全國競賽”的參賽模式。作為全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽陜西省賽區(qū)的最早參賽院校,成功地參與、組織了歷屆競賽、評閱、學(xué)術(shù)交流等活動,教學(xué)和競賽取得了顯著成績,在全省同類院校中位于前列。近五年來,有1人獲得全國優(yōu)秀指導(dǎo)教師,4人獲省優(yōu)秀指導(dǎo)教師,組委會兩次獲得省優(yōu)秀組織工作獎,學(xué)生獲全國一等獎2項,全國二等獎4項。
五、教學(xué)效果
本課程建設(shè)取得了良好的教學(xué)效果。主要表現(xiàn)在:(1)學(xué)生普遍喜歡這門課。選修人數(shù)逐年增加,學(xué)生評教結(jié)果均為滿意。(2)培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)創(chuàng)新精神。參加課程的同學(xué)都能完成從實際問題到建立模型、求解,尤其是進行數(shù)值處理用計算機得到實驗結(jié)果的全過程,激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性和選擇性。(3)通過教學(xué)、培訓(xùn)、參賽,為信息與計算科學(xué)及數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)兩專業(yè)學(xué)生提供了初步的科研訓(xùn)練機會,為畢業(yè)設(shè)計(論文)提供了大批素材,兩個專業(yè)畢業(yè)生累計有45名學(xué)生選題為數(shù)學(xué)建模方向。(4)培養(yǎng)了一批表現(xiàn)出色的學(xué)生,大大超出教師預(yù)期的水平。有些數(shù)學(xué)實驗報告觀點獨特,有一定的創(chuàng)見;有些課程大作業(yè)表現(xiàn)出學(xué)生使用計算機編程和作圖解決問題的特別能力;有些課程論文反映學(xué)生能查閱資料進行自學(xué),對問題的發(fā)展作更深入的討論。這些都體現(xiàn)了學(xué)生的創(chuàng)造精神和應(yīng)用能力。(5)將數(shù)學(xué)建模的思想融入大學(xué)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課教學(xué)中。如導(dǎo)數(shù)用于解決物理上的運動問題、經(jīng)濟上的邊際問題;積分估算礦物儲量,交通流量量等;微分方程推導(dǎo)牛頓第二定律、物體冷卻定律、放射性物質(zhì)衰變規(guī)律、溶液稀釋規(guī)律等。學(xué)生不但可以學(xué)會如何用數(shù)學(xué)解決實際問題,反過來還能加深對抽象數(shù)學(xué)概念以及數(shù)學(xué)思想的理解。開設(shè)線性代數(shù)實驗,有效使用數(shù)學(xué)軟件,實現(xiàn)復(fù)雜計算與圖形演示,促進了數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)質(zhì)量的提高。
總之,通過幾年的教學(xué)建設(shè)與實踐,數(shù)學(xué)建模的教學(xué)取得了良好的效果,激發(fā)了工科學(xué)生數(shù)學(xué)應(yīng)用興趣,提升了學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新實踐能力,為工科院校數(shù)學(xué)類基礎(chǔ)課程教學(xué)改革與實踐進行了有益嘗試。
參考文獻:
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[2]蒲俊,張朝倫,李順初.探索數(shù)學(xué)建模教學(xué)改革?搖提高大學(xué)生綜合素質(zhì)[J].中國大學(xué)教學(xué),2011,(12).
中圖分類號:G640文獻標(biāo)識碼:A
0引言
大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽起源于美國,1985年,數(shù)學(xué)建模競賽走向國際化。我國于1989年開始開展大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽。1994年起由我國教育部高教司和中國工業(yè)與應(yīng)用數(shù)學(xué)學(xué)會共同主辦我國自己的全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽(CUMCM),每年一次,并成為國家教育部規(guī)定的面向全國所有高校的四大學(xué)科競賽之一。
大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽的目的在于“激勵學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的積極性,提高學(xué)生建立數(shù)學(xué)模型和運用計算機技術(shù)解決實際問題的綜合能力,鼓勵廣大學(xué)生踴躍參加課外科技活動,開拓知識面,培養(yǎng)創(chuàng)造精神及合作意識,推動大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)體系、教學(xué)內(nèi)容和方法的改革?!?/p>
我校(陜西服裝工程學(xué)院)于2014年起組隊參加全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽,兩年間獲得陜西賽區(qū)一等獎兩項,二等獎三項?;仡欉^去幾年的工作,我校雖然在數(shù)學(xué)建模競賽中積累了一些經(jīng)驗和體會,取得了一些成績,但總體上來說,我校的數(shù)學(xué)建模競賽的整體水平與國內(nèi)一些高校的建模水平還相差甚遠。本項目結(jié)合我校近三年來數(shù)學(xué)建模競賽的管理模式,通過借鑒區(qū)內(nèi)外其他高校一些好的做法,提出一套大學(xué)生數(shù)學(xué)建模團隊的管理模式。
1建模學(xué)生的管理
建模學(xué)生的管理主要包括學(xué)生思想認識和能力培養(yǎng)兩方面的管理。
1.1學(xué)生思想的管理
學(xué)生思想的管理主要包括以下三個方面:
(1)對每年參加全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽以及獲獎的學(xué)生,在校報上提出表揚,并在全校師生大會上為獲獎學(xué)生頒發(fā)證書以及物質(zhì)獎勵。這樣便可提升數(shù)學(xué)建模在學(xué)生思想上的地位。
(2)組織專題講座,請學(xué)有專長的教師普及數(shù)學(xué)建模知識,讓學(xué)生從思想上初步了解數(shù)學(xué)建模和數(shù)學(xué)建模競賽,激發(fā)學(xué)生興趣。
(3)在暑期舉辦建模培訓(xùn)班前,與學(xué)生簽訂培訓(xùn)協(xié)議。從思想上約束學(xué)生,從而保證培訓(xùn)質(zhì)量。
1.2學(xué)生能力培養(yǎng)的管理
學(xué)生能力的管理主要包括以下兩個方面:
(1)在全校理工科學(xué)生中開設(shè)數(shù)學(xué)建模及相關(guān)選修課程,學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識。
(2)在學(xué)校建立建模實驗室,成立校級建模團隊,借助實驗室這一平臺讓老師和學(xué)生平時在一起探討相關(guān)問題,并可以將好的成果公開發(fā)表,提高學(xué)生的自學(xué)能力和應(yīng)用能力。
暑期開設(shè)校級建模培訓(xùn)班,為九月份的全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽做準(zhǔn)備,從基礎(chǔ)知識、相關(guān)軟件、典型例題的講解,到寫作方面的指導(dǎo),最后以模擬數(shù)學(xué)競賽的形式,讓學(xué)生組隊完成模擬競賽題。通過這三個層次的培養(yǎng)管理,提升學(xué)生個人與團隊協(xié)作能力。
2建模教師的管理
教師的管理主要包括心理和能力兩個方面:
(1)通過教師座談會或集體獎勵機制,讓建模指導(dǎo)教師意識到指導(dǎo)教師之間不應(yīng)該是完全獨立的,不僅僅是為教師個人的榮譽,更是為學(xué)生和學(xué)校的榮譽。
(2)定期參加數(shù)學(xué)建模的指導(dǎo)教師培訓(xùn)會或研討會,提高自身水平。借助學(xué)校自己的建模實驗室這一平臺,通過指導(dǎo)學(xué)生,和學(xué)生一起探討并發(fā)表有價值的科研論文。
(3)建模競賽結(jié)束后,指導(dǎo)組的幾位老師舉行座談會,探討本次競賽題是否有可以延伸或推廣的可能性,如果可以,將指導(dǎo)的論進一步研究,并進行發(fā)表。
3建模實驗室的管理
對建模實驗室的管理主要包括兩個方面:
(1)借助校內(nèi)建模實驗室,在學(xué)校建立自己的建模團隊(類似于大學(xué)社團),由教師和學(xué)生共同管理實驗室的設(shè)施。
(2)實驗室經(jīng)費可分為兩部分,一部分來直接源于學(xué)校資助,另一部分通過學(xué)生和老師參加建模競賽獲獎或而獲得,并且經(jīng)費由建模負責(zé)人管理。
4結(jié)論
本文提出一套大學(xué)生數(shù)學(xué)建模的管理模式,主要通過結(jié)合陜西服裝工程學(xué)院數(shù)學(xué)建模的現(xiàn)狀以及參加陜西省建模指導(dǎo)教師培訓(xùn)班,與同行的學(xué)習(xí)、交流,從學(xué)生、教師以及建模實驗室三方面的管理進行了研究。希望能為各位同行提供參考。
基金項目:本文受陜西服裝工程學(xué)院教學(xué)管理研究基金項目(2016G001),陜西省教學(xué)改革項目(15BY132)資助。
參考文獻
[1] 李大潛.中國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽[M].北京:高等教育出版社,2001.