摘要:數(shù)學(xué)建模是一種創(chuàng)造性活動,是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新素質(zhì)的重要載體。將數(shù)學(xué)建模教學(xué)與數(shù)學(xué)教學(xué)改革、人才培養(yǎng)相結(jié)合,通過創(chuàng)新理念、建立平臺、優(yōu)化內(nèi)容,強(qiáng)化實(shí)踐、建立機(jī)制等手段,加強(qiáng)數(shù)學(xué)建模教學(xué),以推進(jìn)大學(xué)生創(chuàng)新素質(zhì)教育。
關(guān)鍵詞:數(shù)學(xué)建模;高職院校;教學(xué)
“教育是知識創(chuàng)新、傳播和應(yīng)用的主要基地,也是培養(yǎng)創(chuàng)新精神和創(chuàng)新人才的搖籃”。如何將培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新素質(zhì)貫穿于人才培養(yǎng)的全過程是每位教師必須密切關(guān)注和亟待解決的課題。結(jié)合廣西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院數(shù)學(xué)建模教學(xué)實(shí)踐,探討培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新素質(zhì)的高職數(shù)學(xué)建模教學(xué)。
一、開展數(shù)學(xué)建模教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新素質(zhì)的有效途徑
數(shù)學(xué)建模是一種創(chuàng)造性活動,是通過對實(shí)際問題的抽象,簡化、確定變量和參數(shù),并應(yīng)用某些“規(guī)律”建立起變量,參數(shù)間的確定的數(shù)學(xué)問題,求解該數(shù)學(xué)問題,解釋、驗(yàn)證所得到的解,從而確定能否用于解決實(shí)際問題的多次循環(huán),不斷深化的過程。數(shù)學(xué)建模作為一種創(chuàng)造性活動,它要求建模者具備敏銳的洞察力、良好的想象力以及靈感和頓悟,較強(qiáng)的抽象思維和創(chuàng)新意識,即需要建模者具備較強(qiáng)的知識應(yīng)用能力和實(shí)踐能力,因此,開展數(shù)學(xué)建模教學(xué)是培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新素質(zhì)的有效途徑。
二、加強(qiáng)數(shù)學(xué)建模教學(xué),推進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新素質(zhì)教育
1.樹立正確的數(shù)學(xué)建模教學(xué)理念,推進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新素質(zhì)教育
由于高職學(xué)生數(shù)學(xué)基礎(chǔ)差及數(shù)學(xué)課時劇減等原因,使得一些高職院校的數(shù)學(xué)建模教學(xué)定位不清,把工作重點(diǎn)放在參加全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽上,只面向少數(shù)優(yōu)秀學(xué)生,沒有與數(shù)學(xué)教學(xué)改革、人才培養(yǎng)相結(jié)合。因此,加強(qiáng)數(shù)學(xué)建模教學(xué),推進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新素質(zhì)教育,轉(zhuǎn)變觀念是關(guān)鍵。教師要樹立正確的高職數(shù)學(xué)建模教學(xué)理念,應(yīng)把數(shù)學(xué)建模教學(xué)當(dāng)作一個有機(jī)整體,不僅注重知識傳授、能力培養(yǎng)和素質(zhì)提高三位一體,還要與數(shù)學(xué)教學(xué)改革、專業(yè)教學(xué)改革、實(shí)踐活動、教師專業(yè)素質(zhì)培養(yǎng)有機(jī)結(jié)合。
2.構(gòu)建數(shù)學(xué)建模課程體系,搭建學(xué)生創(chuàng)新素質(zhì)教育平臺
把《數(shù)學(xué)建模與數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)》課程引入課堂,開設(shè)《數(shù)學(xué)建模與數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)》選修課;把數(shù)學(xué)建模的思想和方法融入《高等數(shù)學(xué)》和《經(jīng)濟(jì)數(shù)學(xué)》等課程,搭建遞進(jìn)式、多載體的數(shù)學(xué)建模課程體系。
該體系中必修課、選修課、講座與培訓(xùn)班相結(jié)合,課內(nèi)學(xué)習(xí)與課外拓展相結(jié)合,使數(shù)學(xué)建模教學(xué)貫穿于人才培養(yǎng)過程中,改變了以往數(shù)學(xué)建模教學(xué)只面對優(yōu)秀學(xué)生和競賽的現(xiàn)象,擴(kuò)大了提高學(xué)生數(shù)學(xué)應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力的受益面,同時為學(xué)生搭建了個性化發(fā)展及展示自我的舞臺。
3.優(yōu)化與重組教學(xué)內(nèi)容,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識
(1)按照“以數(shù)學(xué)工具遞進(jìn)設(shè)計教學(xué)單元,以典型案例貫穿單元內(nèi)容,以解決實(shí)際問題強(qiáng)化訓(xùn)練”的脈絡(luò)構(gòu)建數(shù)學(xué)建模選修課教學(xué)內(nèi)容體系,典型案例選擇貼近生活和專業(yè),并按解決問題的實(shí)際步驟呈現(xiàn)過程。
?。?)把數(shù)學(xué)建模思想和方法融入《高等數(shù)學(xué)》、《經(jīng)濟(jì)數(shù)學(xué)》等數(shù)學(xué)課程中。由于僅靠數(shù)學(xué)建模選修課對培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力所起的作用是很有限的,而且在《高等數(shù)學(xué)》、《經(jīng)濟(jì)數(shù)學(xué)》等課程中含有豐富的數(shù)學(xué)建模素材,如許多概念本身就是從客觀事物的數(shù)量關(guān)系中抽象出來的數(shù)學(xué)模型,它必對應(yīng)著某個實(shí)際原型。因此,我們有責(zé)任加以挖掘整理,從全新的角度重新組織《高等數(shù)學(xué)》、《經(jīng)濟(jì)數(shù)學(xué)》的教學(xué)內(nèi)容體系,在數(shù)學(xué)概念、數(shù)學(xué)應(yīng)用、課后練習(xí)三個環(huán)節(jié)中突出數(shù)學(xué)建模思想。一方面使數(shù)學(xué)課程的教學(xué)內(nèi)容具有明顯的現(xiàn)實(shí)背景;另一方面使融合過程突出數(shù)學(xué)與專業(yè)之間的內(nèi)在聯(lián)系,前后呼應(yīng),凸顯了高職數(shù)學(xué)課程的應(yīng)用性與職業(yè)性。如“導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用”內(nèi)容,使路橋?qū)I(yè)的學(xué)生接觸到曲率變化對道路安全的影響,使管理專業(yè)的學(xué)生由此領(lǐng)會邊際和彈性的意義。如教材中涉及應(yīng)用方面的習(xí)題較少,課后作業(yè)基本上是套用定義、定理和公式解決問題,這對培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用意識與創(chuàng)新能力不利,為此,可選取一些與實(shí)際生活或?qū)I(yè)相聯(lián)系的開放性應(yīng)用題作為課后練習(xí)題,采取實(shí)踐報告的形式,讓學(xué)生獨(dú)立或組成小組利用解析方法或計算機(jī)數(shù)值計算共同完成,寫出解決問題所用到的數(shù)學(xué)方法與手段,體會與見解,從而提高對所學(xué)知識的理解與掌握,培養(yǎng)學(xué)生探究與解決問題的能力。
4.“教、學(xué)、做、賽”一體化,激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新能力
學(xué)生是學(xué)習(xí)活動的主體,必須自主參與教學(xué)活動,才能獲取新知識,提高創(chuàng)新能力。因此,在數(shù)學(xué)建模教學(xué)中,教師要充分利用課堂教學(xué)、數(shù)學(xué)建模競賽、數(shù)學(xué)建模協(xié)會、網(wǎng)絡(luò)課程四個平臺,構(gòu)建“教、學(xué)、做、賽”一體化的數(shù)學(xué)建模實(shí)踐教學(xué)體系,激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新能力,使學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)和思維,學(xué)會發(fā)現(xiàn)問題和解決問題。
?。?)優(yōu)化課堂實(shí)踐,把解決一個實(shí)際問題看成一個項(xiàng)目,把建立一個模型當(dāng)作一個任務(wù),積極探索“項(xiàng)目引導(dǎo)、任務(wù)驅(qū)動、團(tuán)隊(duì)完成”的實(shí)踐活動,讓學(xué)生“學(xué)中做”、“做中學(xué)”,提高學(xué)生自學(xué)能力、應(yīng)用能力等職業(yè)核心能力。
(2)強(qiáng)化課外實(shí)踐,通過課外“導(dǎo)師制”與數(shù)學(xué)建模協(xié)會等途徑,引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合專業(yè),認(rèn)識未來職業(yè)崗位問題,解決現(xiàn)實(shí)生活中的實(shí)際問題。
?。?)加大實(shí)踐力度,把專業(yè)案例與競賽培訓(xùn)相融合,通過全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽這一平臺,讓學(xué)生展示自我,提高應(yīng)用能力和創(chuàng)新素質(zhì)。
?。?)建立數(shù)學(xué)建模網(wǎng)絡(luò)課程,提供豐富的教學(xué)資源和拓展資源,搭建學(xué)生自我學(xué)習(xí)、自我教育的平臺。
此外,實(shí)施3∶5∶2的考核新模式,在平時成績(30%)、期末閉卷成績(50%)的基礎(chǔ)上,增加數(shù)學(xué)實(shí)踐報告成績(20%),以考核學(xué)生信息利用能力、應(yīng)用能力、總結(jié)歸納能力、與人合作能力等綜合能力,科學(xué)評價學(xué)生的學(xué)習(xí)成效。
5.建立良好地課程建設(shè)機(jī)制,奠定學(xué)生創(chuàng)新素質(zhì)教育的基礎(chǔ)
由于數(shù)學(xué)建模具有構(gòu)成多元化、實(shí)踐性強(qiáng)等特點(diǎn),因此,注重教學(xué)、科研、競賽三者的相互支撐,形成“教—研—賽”三位一體的課程建設(shè)機(jī)制非常關(guān)鍵。教師要注重數(shù)學(xué)建模相關(guān)課題研究,加強(qiáng)理論指導(dǎo)教學(xué)和競賽;要加強(qiáng)與相關(guān)學(xué)科教師間的相互合作,為教學(xué)和競賽培訓(xùn)提供專業(yè)實(shí)證,并提高自身專業(yè)素養(yǎng);要參與數(shù)模競賽指導(dǎo),鍛煉自身能力,并主動把競賽中蘊(yùn)涵創(chuàng)造性的優(yōu)秀成果納入教學(xué)內(nèi)容,優(yōu)化課程內(nèi)容等。
三、結(jié) 語
系統(tǒng)建構(gòu)數(shù)學(xué)建模教學(xué)與教學(xué)改革、人才培養(yǎng)的有機(jī)結(jié)合,通過創(chuàng)新理念、建立平臺、優(yōu)化內(nèi)容,強(qiáng)化實(shí)踐、建立機(jī)制等手段,開展數(shù)學(xué)建模教學(xué),是培養(yǎng)大學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用能力和提高大學(xué)生創(chuàng)新素質(zhì)的有效途徑。
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