【摘要】本文從學生實際出發(fā),結合數(shù)學建模教學中遇到的問題,通過文獻查閱、問卷調查和訪談等方法,提出適用于獨立院校的新型數(shù)學建模教學模式。實踐證明,本模式對培養(yǎng)學生應用能力有明顯的效果。
【關鍵詞】獨立院校數(shù)學建模教學模式教學改革
【中圖分類號】G420 【文獻標識碼】B 【文章編號】2095-3089(2014)03-0158-02
獨立院校是我國高等教育為適應市場體制和教育需求,而出現(xiàn)的新型辦學形式,近些年迅速發(fā)展并獲得較大程度的社會認可。但獨立院校大都面臨由基于母體學校的基礎理論型到適應自身的應用學科型的轉變,因此教學模式的改革至關重要。
數(shù)學建模首先把現(xiàn)實問題轉換為數(shù)學模型,其次對模型進行分析、求解和驗證,最后再將模型返回現(xiàn)實。整個過程不僅可以發(fā)展學生認知和分析解決問題的能力,而且對激發(fā)學習興趣,提高團隊意識和合作精神有顯著效果。
本文主要從獨立院校實際出發(fā),結合學生特點和教學實踐,對數(shù)學建模教學模式進行探討。
一、獨立院校數(shù)學建模教學的特點及存在的問題
獨立院校開設數(shù)學建模的時間不長,課程建設總體還不夠完善,任課教師仍然在不斷探索更加適合獨立院校的教學方法。獨立院校的學生較一本、二本的學生,基礎知識相對欠缺,學習中遇到的障礙較大。
經過對我校學生和教師的訪談發(fā)現(xiàn),他們在數(shù)學建模學習過程中的實際問題有:缺乏信心,學習動力不足,毅力方面有欠缺,對學習缺乏鉆研精神,認為數(shù)學難度太大,對數(shù)學有恐懼心理等。
但獨立院校的學生思想活躍,對新鮮事物有獨到的見解,興趣廣泛,與一本、二本學生相比智力水平相當,學習上的主要差別在非智力因素。
二、獨立院校數(shù)學建模教學模式建立
基于獨立院校數(shù)學建模教學的特點及存在的問題,提出以下幾點:
1.教學模式多樣化
(1)講授的教學模式
以教師系統(tǒng)講解為中心,向學生傳授數(shù)學建模的基礎知識和技能,學生主動接受并了解它的意義。鑒于獨立院校學生的特點,要求教師在講授過程中由易到難,從簡單且貼近生活的問題入手,結合數(shù)學建模的方法和步驟,使學生建立解決數(shù)學問題的信心,具備初步的建模能力。
(2)創(chuàng)設情境的教學模式
教師創(chuàng)設合理的問題情境引發(fā)學習興趣,學生自主對問題進行探索學習,教師在期間做適當引導。此模式強調團隊合作及意義構建,通過討論交流等逐步解決問題。
(3)引導發(fā)現(xiàn)的教學模式
根據獨立院校學生興趣廣泛、思想活躍等特點,引導學生自己發(fā)現(xiàn)問題,主動獲取新知?;蚪Y合講授引導學生自己發(fā)現(xiàn)相關問題;或給定問題范圍,讓學生搜集資料中找出問題:或者其他途徑。此模式中教師對教學應有評價和總結部分。
2.課程安排合理化
數(shù)學建模涉及的相關課程比較多,主要有運籌學、數(shù)學模型、概率論與數(shù)理統(tǒng)計、神經網絡、微分方程、模糊數(shù)學、數(shù)值計算、層次分析法、Mathb、Lingo、Latex、Spss等。課程本身有先修要求,不同課程占用學時不同,難易程度也有差別。那么合理的配置資源、建立適用獨立院校學生的課程體系至關重要。
我們根據課程的特點,做不同的處理。一些課程作為專業(yè)必修課,如運籌學、數(shù)學模型、概率論與數(shù)理統(tǒng)計、Matlab等:一些課程作為專業(yè)選修課,如圖論、數(shù)值計算等;部分課程做捆綁教學,如計算機基礎和Word、Excel,運籌學和Lingo,概率論與數(shù)理統(tǒng)計和Spss;還有一些課程以專題講座的方式呈現(xiàn),如神經網絡、模糊數(shù)學、層次分析法、退火算法等。
3.教學進程層次化
結合獨立院校學生的年齡特點、知識結構和智力水平,數(shù)學建模應采取分層教學,逐段提高。
面向低年級學生,廣泛宣傳數(shù)學建模,力求激發(fā)學生學習數(shù)學的興趣,讓學生知道什么是數(shù)學建模,明白打牢基礎的重要性。開設類似“生活中的數(shù)學模型”選修課,多舉辦相關專題講座。
進入大學二年級,分兩方面提升建模水平。一方面,豐富專業(yè)知識,開設介紹數(shù)學建?;A知識的相關課程:另一方面,讓學生接觸簡單的數(shù)學模型,介紹一些數(shù)學軟件的入門知識,適當參與高年級的研討班。主要目的是使學生具備初步的數(shù)學建模能力。
經過兩年的基礎學習和訓練,對大三學生全面展開數(shù)學建模能力的培養(yǎng)。繼續(xù)深化相關知識,注重培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作和處理問題的能力。把計算機融入數(shù)學模型的求解之中,熟練各種數(shù)學軟件的操作。在暑假開展全國大學生數(shù)學建模競賽集訓,組織學生參加比賽。
對大四的學生,有意識引導他們獨立開展建?;顒?。讓學生自己組建研究團隊,嘗試從生產生活中提取問題,數(shù)據收集處理后建立模型,編寫計算機語言進行算法實現(xiàn),進而對計算結果分析、檢驗、評價,培養(yǎng)初步的科研能力,結果以科技論文形式呈現(xiàn)。
三、數(shù)學建模教學模式的實踐
我校是經國家教育部批準設立的全日制普通本科獨立學院,2002年開始招生。學校全面貫徹黨的教育方針,緊緊圍繞人才培養(yǎng)這一根本任務,積極推進教育教學改革,一直以來對數(shù)學建模的教學都十分重視并給予大力支持。
數(shù)學與計算機學院積極開展數(shù)學建模教學改革,不斷摸索數(shù)學建模最優(yōu)教學模式。“全國大學生數(shù)學建模競賽”是一年一度面向全國大學生的規(guī)模最大的基礎性學科競賽,影響范圍極廣。2008年,我們開始指導學生參加該項大賽,從開的始依托母體院校到后來的獨立組織,克服了眾多困難。目前我校對該項大賽的組織已走向規(guī)范,獲獎人數(shù)和獲獎比例逐年攀升。2013年止,參賽師生總數(shù)達百余人,最高獲獎比例達44%。
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作者簡介:
趙潔,女,1986年生,重慶師范大學涉外商貿學院,助教。研究方向:最優(yōu)化理論。