王文發(fā)　武忠遠　許淳

[摘 要]依據(jù)創(chuàng)新教育背景下對高校人才培養(yǎng)的要求及傳統(tǒng)數(shù)學教育存在的問題，指出數(shù)學建模對學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重要性。以延安大學為例，按照“分層次、分模塊”模式組織教學和競賽指導，按照課程教學與學科競賽、數(shù)學類專業(yè)與計算機類專業(yè)、兩個競賽與畢業(yè)論文及大創(chuàng)項目、精品網(wǎng)站與數(shù)模協(xié)會及第二課堂等“四融合”的方式進行學生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力培養(yǎng)，收到良好效果。

[關鍵詞]數(shù)學建模課程教學 數(shù)學建模競賽 創(chuàng)新能力培養(yǎng) 改革舉措

[中圖分類號] G642.0 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2015）09-0111-02

創(chuàng)新是社會發(fā)展的動力和源泉，沒有創(chuàng)新就沒有發(fā)展。加強素質(zhì)教育，培養(yǎng)創(chuàng)新人才，是我國高等教育面臨的緊迫任務。[1]高等學校的大學生是國家科技發(fā)展的主力軍，大學生的創(chuàng)新能力決定著國家未來的科技創(chuàng)新能力。數(shù)學建模課程教學與競賽的廣泛開展對高等學校大學生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)具有十分重要的作用。延安大學作為一所地方高校，在近幾年數(shù)學建模課程教學與實踐中，按照面向21世紀人才培養(yǎng)要求和我校學生的實際，進行了一系列卓有成效的探索和改革，學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力得到大幅度提升。

一、更新教育理念，充分認識數(shù)學建模對學生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重要性

數(shù)學作為一門基礎學科，它涉及的領域相當廣泛，如經(jīng)濟、計算機及軟件、管理、國防等，雖然數(shù)學在高校教育教學中的地位不斷提高，人們對其認識也不斷加深。但是，人們對數(shù)學類課程、數(shù)學學科在創(chuàng)新型人才培養(yǎng)中的重要性的認識仍不夠深入，在教學內(nèi)容、教學方法、教學手段、評價措施等諸多方面，仍然沿用傳統(tǒng)數(shù)學類課程的教學模式和思維方式，導致高校人才培養(yǎng)與創(chuàng)新教育背景下的人才培養(yǎng)需求完全脫節(jié)。21世紀的高等教育在高度信息化的時代培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的高科技人才，數(shù)學是一門必備的技術。因此，在數(shù)學建模課程教學與實踐過程中，必須轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)數(shù)學類課程的教育教學理念，不能將其簡單地當作工具和方法，而要將其當作是一門技術，而且是一門普遍適用的高新技術，在保證打牢基礎的同時，力求培養(yǎng)學生的應用意識與應用能力、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。

二、數(shù)學建模課程教學的改革與實踐

（一）分層次、分模塊實施數(shù)學建模課程教學和競賽指導。一是在數(shù)學建模專業(yè)課、專業(yè)選修課、公共選修課教學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)學軟件、初等模型、優(yōu)化模型、數(shù)學規(guī)劃模型、微分方程模型五個模塊；第二層次包括離散模型、概率模型、統(tǒng)計回歸模型、數(shù)值計算與算法設計四個模塊。第一層次針對公共選修課教學，第一層次+第二層次針對專業(yè)課和專業(yè)選修課教學。具體措施為：由數(shù)學建模課程教學團隊集體制訂課程教學大綱和實施計劃，每位教師按照課程教學大綱和實施計劃主講自己所從事的方向模塊，在保證課程教學內(nèi)容完整性和系統(tǒng)性的同時，根據(jù)學生知識層次，充分發(fā)揮每位教師的專業(yè)優(yōu)勢，有效地提升了課程教學質(zhì)量。二是在大學數(shù)學課程教學中，按知識點將數(shù)學建模思想融入其中，在激發(fā)學生學習數(shù)學興趣的同時，強化學生的數(shù)學應用能力培養(yǎng)。三是在校內(nèi)數(shù)學建模競賽中，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)學建模的基本思路、基本方法、基本技能為內(nèi)容，使學生對數(shù)學建模有更加深入的感知和認識，在激發(fā)學生學習數(shù)學興趣和積極性的同時，培養(yǎng)學生的科研意識和創(chuàng)新意識。四是在全國數(shù)學建模競賽中，按照“集訓+軟件應用+舊題新做+模擬選拔+強化訓練”的模式組織全國建模競賽，主要以培養(yǎng)學生的洞察力、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，使學生的創(chuàng)新意識、團隊協(xié)作精神得到良好培養(yǎng)。

（二）建立數(shù)學建模精品課程網(wǎng)站，為數(shù)學建模愛好者搭建學習交流平臺。網(wǎng)站將數(shù)學建模課程教學與數(shù)模競賽有機地融合，為學生全方位了解、學習和掌握數(shù)學建模的相關知識、相關技能開辟第二條通道。網(wǎng)站包括：課程介紹（課程描述、教學內(nèi)容、教學大綱、建設規(guī)劃）、教學團隊（整體情況、課程負責人、主講教師）、教學資源（教學安排、多媒體課件、授課錄像、電子教案、課程作業(yè)、課程習題、模擬試卷、參考資源）、實驗教學（實驗任務、實驗大綱、實驗指導、課程設計、實驗作品、實驗報告）、教學研究（教學方法、教學改革、教學課題、教學論文、學生評教）、教學成果（教學成果獎、獲教學獎項、人才培養(yǎng)成果、教材建設）、在線學習（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)學建模教育教學活動的所有內(nèi)容，學生通過網(wǎng)絡資料學習就可以全面了解數(shù)學建模的相關知識與技能。

（三）改革課程考核方式，使課程教學與競賽有機融合。課程考核方式從一定意義上說是引導學生進行課程學習的風向標。[2]在近幾年的課程教學改革中，我們針對數(shù)學建模的課程特點，以培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力為著力點，增加對學生靈活運用所學知識解決實際問題能力的考查，加大對實踐能力的考核比重。具體措施為：專業(yè)課和專業(yè)選修課考核按照“常規(guī)教學+全國競賽”的方式進行考核，即常規(guī)教學[平時（15%）+作業(yè)（10%）+小組匯報（15%）+實驗（20%）]+全國競賽[集訓（10%）+舊題新做（10%）+模擬（10%）+選拔（5%）+競賽（5%）]；公選課考核按照“常規(guī)教學+校內(nèi)競賽”的方式進行考核，即常規(guī)教學[平時（15%）+作業(yè)（10%）+小組匯報（15%）+實驗（20%）]+校內(nèi)競賽[專題講座（10%）+模擬（20%）+競賽（10%）]。通過這一方式，課程教學效果得到很大的提高，同時極大地調(diào)動了學生參與競賽的積極性。

（四）專業(yè)相互融合，取長補短，充分發(fā)揮學生各自的專業(yè)優(yōu)勢。數(shù)學與計算機科學學院現(xiàn)有數(shù)學與應用數(shù)學、信息與計算科學、計算機科學與技術、軟件工程四個專業(yè)，其中兩個為數(shù)學類專業(yè)，兩個為計算機類專業(yè)。在課程教學中針對兩個專業(yè)的長處和不足，按照專業(yè)結對子、學生結對子的模式組織教學和小組討論，強化計算機類專業(yè)學生的數(shù)學應用能力培養(yǎng)，強化數(shù)學類專業(yè)學生的計算機軟件應用能力培養(yǎng)；在競賽組隊中，每隊均配備至少1名計算機類專業(yè)學生和1名數(shù)學類專業(yè)學生。充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢，取長補短，使學生的綜合能力得到有效提升。

（五）精心組織校內(nèi)建模競賽，使更多的學生從中受益。我校從2009年起已連續(xù)舉辦6屆校內(nèi)數(shù)學建模競賽，競賽規(guī)模從起初不到150人發(fā)展到2014年的2000多人。在此期間，為了使更多的學生受益，學校先后出臺了延安大學校內(nèi)建模競賽章程、為競賽學生計創(chuàng)新學分、給參加競賽學生一定的補助、給予競賽獲獎學生和指導教師重獎、給指導學生獲獎的教師職稱晉升加分等激勵機制，同時學校每年拿出10萬元左右的競賽資金資助該賽事。這些舉措有效地調(diào)動了指導教師和參賽學生的積極性，截止2014年，共有來自8個院系35個專業(yè)的8000多名學生參加了校內(nèi)數(shù)學建模競賽，學校因出色的組織工作而被陜西省教育廳4次授予優(yōu)秀組織工作先進單位。

（六）延伸數(shù)學建模競賽效能，不斷提高學生創(chuàng)新能力。每年全國大學生數(shù)學建模競賽和校內(nèi)數(shù)學建模競賽試題都是從實際生活中提取出的問題。因此，指導教師在指導學生畢業(yè)論文（設計）和大學生創(chuàng)新訓練項目時，從往屆賽題或模擬試題中選擇一些題目，將其進行適當?shù)难由熳鳛閷W生畢業(yè)論文（設計）和大學生創(chuàng)新訓練項目選題。通過這一方式，進一步培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新意識，為學生今后從事科學研究奠定了基礎。

（七）成立數(shù)模協(xié)會，開辟第二課堂，延伸數(shù)學建模教育。數(shù)學建模課程具有內(nèi)容多、涉及面廣、信息量大等特點，但是由于課堂教學時數(shù)少，學生思考、消化、吸收時間相對匱乏，為此學院以全國大學生數(shù)學競賽和全國大學生數(shù)學建模競賽為抓手，指導學生自主成立了數(shù)模協(xié)會。通過數(shù)模協(xié)會讓學生充分利用課余時間，積極組織開辟第二課堂，使學生有更多的機會接觸現(xiàn)實生活中的數(shù)學問題，了解數(shù)學知識背景，并充分地認識到在生活周圍時刻都存在著數(shù)學問題，養(yǎng)成自覺地用數(shù)學的思想、觀點和方法去觀察事物、解釋現(xiàn)象、分析問題的習慣，培養(yǎng)自我探索、自我思考、自我創(chuàng)新和自我表現(xiàn)的創(chuàng)新素質(zhì)，形成獨立自主的創(chuàng)新精神，進而使學生的學習充滿樂趣與激情，最大限度地發(fā)揮學生的創(chuàng)造力。

數(shù)學建模課程是一門面向全校理、工、經(jīng)、管、教各學科專業(yè)大學生開設的理論與實踐相結合的基礎課程，主要以學生洞察能力、創(chuàng)新能力、數(shù)學語言翻譯能力、抽象能力、文字表達能力、綜合分析能力、思辨能力、使用當代科技最新成果的能力、計算機編程能力、數(shù)學軟件應用能力、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，以數(shù)學建模課程教學、數(shù)學建模競賽、第二課堂、畢業(yè)論文（設計）、大學生創(chuàng)新訓練項目等為手段，通過“分層次、分模塊、四融合”的教學模式的有效實施，在提高我校學生解決在理、工、經(jīng)、管、教等學科專業(yè)領域遇到的數(shù)學建模問題的能力的同時，為我校高素質(zhì)應用型人才培養(yǎng)做出貢獻。

[ 注 釋 ]

[1] 熊志平.《數(shù)學建模》課程教學的幾點思考[J].教育教學論壇，2014（26）.

[2] 李冬梅，陳東彥，宋顯華.基于創(chuàng)新人才培養(yǎng)的數(shù)學建?？己朔椒ㄌ轿鯷J].黑龍江教育（高教研究與評估），2014（7）.

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