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随着数学建模大赛的广泛开展,高职数学教学改革也随之展开并取得了一定的效果。本文在分析高职院校学生及数学教学特点的基础上,较为详细的阐述了数学建模竞赛视角下的高职数学教学创新和改革措施,希望对提升高职数学教学质量起到一定的积极作用。
【关键词】
高职;数学建模竞赛;教学创新;探索
随着经济和科技的飞速发展,传统的教学形式已经无法适应新时期的教学要求,所以,对教学方式进行创新和改革已经势在必行。数学建模是一种全新的数学教学驱动方式,通过将抽象的数学知识进行简化,从而建立起直观的数学模型,进而解决实际生活中的问题是数学建模的基本思想。在高职数学教学实践中,如果数学建模思想能够得到较好的应用,将在一定程度上提升学生的学习兴趣和数学教学质量。
一、高职数学教学过程中存在的主要问题
(一)学生的学习自觉性普遍较差
在进入高职学校以后,很多学生脱离的父母的管教和老师的看管,又没有了升学压力,很容易对于学习产生倦怠心理,失去学习的动力和积极性。旷课现象常有发生,课后习题很少有同学能够完成,即使布置的作业也有一部分同学应付了事,教师安排的辅导答疑去的同学也很少,学生学习的积极性主动性很差。
(二)学生的数学基础普遍薄弱
对于高职院校学生来说,他们的数学基础普遍比较薄弱,这是影响高职数学教学质量和教学改革的重要问题。而数学又是一门环环相扣的学科,前面的知识基础没有打牢,后续的知识理解起来就会很吃力[1]。所以,导致高职数学教师也很为难,有限的教学时间也不能总去回顾过去的知识,毕竟每节课都有一定的教学内容和任务要完成。
(三)高职院校学生学习兴趣不够浓厚
数学课程是一门较为抽象难以理解的课程,又需要课后大量的练习巩固,学生很容易对数学课程失去兴趣[2]。另外,由于高职院校的教育偏重于职业教育,教学一般都针对实用性较强的技术学科,对于兼具理论性和抽象性,学习过程中又具有一定难度的数学学科,学生学习的积极性不高,缺乏主动学习的动力更没有长期坚持的耐力。
(四)教学形式过于传统,院校重视不够
对于高等职业院校而言,让学生获得专业技能是主要的培养目标。所以,教学过程中,职业技能的训练和培养是学校教学中的重点,对于数学课程,学校的重视程度不够[3]。由于高职的学生就业过程中也不需要通过数学课程相关的考试,即使是专升本考试也是在临考前才集中辅导以期获得好成绩,其结果并不十分令人满意。其实,数学教学应从平时抓起,日积月累,夯实基础,才能凑效。
二、基于数学建模竞赛视角的高职数学教学改革策略
(一)运用案例导入课堂教学内容
数学课程相对于其它课程来讲,具有很强的逻辑性和抽象性,许多数学概念和数学定理都十分抽象,理解起来也有一定的难度,并且学习的过程也非常枯燥,很容易使学生丧失学习兴趣。因此,在高职数学教学的过程中,应该注重激发学生的学习兴趣,从而使学生在数学的学习过程中具有一定的主动性和积极性,促进数学教学效果的提升。具体来说,老师应该将数学案例引入高职数学教学实践中,案例引入可以使学生深刻认识到本节课的数学知识能够解决实际问题,从而激发学生学习数学的动力和兴趣。随着信息技术的飞速发展,计算机技术教学早已渗透到多个教育领域。计算机教学具有传统教学方式所不具备的巨大优势,能够集图片、色彩、声音和视频于一身,全方位、多角度的展示教学内容,大大提升了高职数学的教学效率[4]。所以,在高职院校数学教学过程中,老师可以应用计算机技术技术引入生动的案例,以此来培养学生的学习兴趣,提高教学效率。老师可以在课前将所要讲授的知识做成教学课件,并且要将课件做得尽量生动,多运用声音或者色彩鲜明的图片,因为学生对于这些都具有天生的好奇心,可以以此来吸引学生的注意力。
(二)开展数学实验,丰富高职教学内容
传统的教师在讲台讲,学生在座位听已不能满足学生的要求,学生又厌于枯燥的练习,数学实验提供了一种很好的解决方式。教师可以讲完一章内容之后,引导学生动笔练习和计算机操作结合起来,这样,既能实现学生的积极参与又能调动学生的积极性。
(三)利用数学建模竞赛形式深化学生对知识的理解
传统的数学教育形式存在诸多缺点,无法适应时展和素质教育的要求,在运用数学建模竞赛教学的过程中,应该积极的改变教学方式。在数学教学过程中,老师应该在充分掌握学生学习和成长特点的基础上,首先向学生讲授有关的数学知识,然后在学生掌握基础知识的前提下,让学生根据已有的知识体系进行数学模型的建立,建模过程可以采用竞赛的形式,这样更能激发学生的自身潜力,培养学生的竞争意识,建模过程中老师可以给予学生及时的有针对性的指导,从而使学生建立起科学的数学模型,进而帮助学生更好的理解和掌握所学的数学知识,起到提升教学质量的作用。除此之外,为了保证数学建模的教学效果,学校和老师还应该及时对传统的教学评价体系进行完善,或者制定出专门针对数学建模竞赛的教学评价标准,以此来检验教学的整体效果。
三、结语
综上所述,传统的高职数学教学过程中存在较多的问题,这些问题也成为高职数学教学创新和改革过程中的巨大障碍,而通过运用数学建模竞赛的形式进行高职数学教学,将可能解决某些问题。所以,教师在教学实践中应该对此给予足够重视,积极探索并改进数学教学形式和内容,促进高职数学教学创新和改革的顺利开展。
参考文献:
[1]琚莉,蒋世辉.探究数学建模对高职学校数学改革的意义[J].今日湖北(中旬刊),2013(6):102-102.
[2]徐莹.高职院校数学教学创新改革模式探讨[J].中国科教创新导刊,2014(5):20-21.
关键词: 数学建模 独立学院 竞赛选手
大学生数学建模竞赛最早在美国开展,最初我国的大学生都是参加此项比赛,也就是现在的国际大学生数学建模比赛。经过几年的参赛,我们看到了竞赛在推动数学建模教学和数学教学改革方面所起到的巨大作用,因此在1992年教育部高教司和中国工业与应用数学学会共同主办全国大学生数学建模竞赛,并在1993得到了教育部的高度重视,在大学生中倡导此项赛事。由于此项赛事是面向全国高等院校所有专业学生的一项竞赛活动,因此在短短的十几年时间里得到了飞速的发展,以致此项赛事已经成为目前规模最大、持续时间最长的全国性学科竞赛。
数学建模竞赛涉及生活生产的各个方面,题目的来源很广泛,贴近实际,但又不似实际问题那般复杂,一般没有事先设定的标准答案,留有充分余地供参赛者发挥其聪明才智和创新精神。竞赛评奖以假设的合理性、建模的创造性、结果的正确性和文字表述的清晰性为主要标准。随着参与学生的日益增多,该项竞赛与数学教学改革的联系也越来越紧密,建模的思想也开始融入到高等数学的教学中。独立学院以培养应用型人才为目标,在夯实理论基础的同时更注重对动手能力的培养,在动手解决问题的过程中达到创新能力的提高。从这一点来说,数学建模竞赛就是再合适不过的一项课外活动了。因此我院近年来加大此项活动的投入,参赛规模不断扩大,受益的学生和教师大量增加,并且在比赛中也取得了一定的成绩。下面结合开展此项活动的实践,谈谈我们在培养参赛选手方面的两点心得。
一、从根本抓起——编写合适的教材
学生接触此项竞赛的途径很多,但最主要的就是高等数学的教学活动。所以无论是高等数学(微积分,线性代数和概率论与数理统计)的教材,还是有关数学建模的专门教材,都对学生参与此项竞赛起到至关重要的作用。独立学院的学生相对于普通本科院校的学生来说又具有其显著的特点,根据近几年的关注发现,这些学生比较容易受外界因素的影响,但他们一旦接受的事物又会积极地投身其中。所以综合看来,在最初的接触中能否充分地调动他们的积极性,就会成为他们能否参与进来的关键。而他们进入大学之后接触与数学有关的就是高等数学课程,所以我们首先想到的就是在高等数学教材和教学方法上下工夫。
我们改良了高等数学的纯讲授的教学方法,采用课前讨论,课中提问,课后总结与讲授相结合,让学生更多地参与到课堂教学中。在教学内容上除了安排教学大纲上规定的内容外,还增加了很多应用性极强的内容。而这些增加的内容又根据不同的专业有所不同。例如,对于经济类专业我们就增加经济方面的应用,对于电气信息类的就增加电气信息方面的应用,有些甚至就是这些专业的核心问题。这样一来就会将数学渗透到他们所学的专业知识中,从而提高他们对数学的兴趣。
在数学建模教材方面,我们参照国内外众多优秀教材,深入学习它们的理论,再根据数学建模竞赛的需要编制我们的讲义。同时我们还将教材分为三个层次,第一层次的教材面向刚入学的新生,所以力求有趣,紧扣生活实际,将生活中的事例简化为数模例题,通过大量的这些事例让学生接触到数学建模,同时还通过一些初等的方法近似地解决这些问题,在接触的同时感受到数学建模带来的成就感。第二层次的教材面对的是二三年级的学生,所以追求理论的完整性与实用性,逐步采用较为复杂的问题作为例题,而解决这些问题的方法也较为高等,尤其是高等数学体系内所讲授的内容和方法将会是我们的重点,但也仅限于此,因为过高的要求可能会让他们望而却步。第三层次是面向即将参加数学建模竞赛的学生,我们按照数学建模中遇到的问题类型进行逐类阐述,从而建立数模问题及解决这些问题方法的整个体系,还有相关计算机软件的应用和部分获奖论文的分析。
二、从外界干扰——将校外竞赛和校内竞赛相结合
现在面临的首要问题就是学生的选拔。有了内部理论的完善和前期教学的铺垫,对数学建模感兴趣的同学也有了一定的基础,考虑到实际人力物力的限制,我们必须在这些学生中有所选择,让其中的佼佼者脱颖而出,从而能得到更好的培训,获得更多的技能。这样就能提升他们解决问题的能力,进而更好地刺激他们的创新欲望,使整体的创新能力有所提升。但这样的挑选又存在两难的问题,总想让更多的人得到提升,又要受到现实的限制,这样就会打击很多学生的积极性,而这项活动的开展必须有一个广泛的学生基础,所以在校内开展数模竞赛就成为了必要的环节。我们选择的校内竞赛题目要考虑到学生的实际情况,所以必须做到两点:一是难度上要把握好,要让他们能做出来但又要带有一定的选拔性。二是要贴近他们的生活学习实际,好让他们能比较容易地收集到资料,同时又能让他们有一定的成就感,因为他们一旦解决了就有可能应用到实际中。比如说学院多媒体教室的管理问题就是我们的赛题,学生给出了解决方案,并且将方案提交给了学院相关部门,并最终付诸实施。
校内竞赛一方面帮助我们选拔了学生,同时也让学生得到了实战训练。我们在校内竞赛中鼓励大家跨专业跨年级自由组队,一旦获选,自己组成的队伍将一直存在,这样又提升了他们团结协作的意识与能力。但我们也感到校内竞赛胜出的学生在能力上还有很多的不足,于是我们就对他们开展课外集中培训,经常给出赛题,让他们给出结果,再对结果进行讲解。与此同时我们还组织学生参加校外的比赛,比如联系兄弟院校开展相关的联谊活动,在活动中开展竞赛,让学生走出校园,和校外的选手更多地接触,培养实战能力,同时也找到差距。之所以这样做主要是考虑到以下两点:一是全国类的竞赛有限,而且有规定的时间,这往往就会与学院的正常的教学活动有冲突,即使没有冲突,由于竞赛的性质很多信息也得不到及时反馈,因此学生的进步不是特别显著。最重要的是还要考虑到学院领导的支持,频繁参加全国性的竞赛无形中就会增加投入。二是学生只是在校内开展活动始终无法真正地体验到竞赛的挑战性,还有就是本校老师知识结构的局限性也会对他们的进步造成一定的影响。兄弟院校和我们的层次较为接近,但兄弟院校的专业开设和教师的知识结构与我们可能有很大的不同,这就成为我们可利用的资源。
开展数学建模竞赛的最终目的是提升学生的整体能力,特别是运用所学知识解决实际问题的能力,并不是为了培养若干专业选手,从而在比赛中取得名次。但笔者认为,数学建模竞赛最终目标的实现是需要某种形式的,而对建模竞赛选手的培养就是其中之一。我们所做的培养也不是在一个狭小的范围内开展,比如说一个院校内部,而是一些相对接近的院校之间,受益的学生不是一小部分,而是学院里所有对数学建模感兴趣的学生。相信每位参与其中的同学都能得到提高,正如数学建模竞赛所倡导的:一次参与,终身受用。
参考文献:
随着社会化分工的精细化以及高职学校自身的发展,现在的高等职业技术学校不同于一般的高中教学,其教学任务重在培养面向生产、建设、管理、服务等一线的高技能型的人才,教学的核心在于提高学生的实际处理问题的能力以及创新能力。其中在高职学校数学教学过程中,其最终的目标就是要培养学生对于数学的具体实践意识、动手能力以及具有开创性的活动能力,在新时期对于高职数学专业的学生提出新理念和要求的情况下,在数学教学过程中引进“数学建模竞赛”这一活动,完全突破了传统的重理论教学的数学教学模式,取而代之的是以数学的实际应用能力为核心的数学教学理念。具体来说,数学建模竞赛在教学活动中的有效解决能够让这些学生充分认识到将知识学以致用的目的,与此同时,通过对数学建模竞赛问题的解决可以有效地激发学生对于以后就业、创业的信心和提高这些学生处理问题的逻辑思维能力。可以说,在运用了数学建模竞赛课堂的数学教学中,那些高职学生的数学思维能力会有一定程度的提高,其对于高职学生学习数学应该掌握的应用知识以及具体的学习思路都会有很大程度的改变,在通过参加数学建模竞赛的过程中逐渐地转变自身对于数学学习的理念,进一步提高学生对于数学学习的具体应用能力。
二、加强高职数学教学内容、方法的改革
数学建模竞赛的发展使其更加具有生活性,通常情况下,数学建模竞赛中的内容都是来自于现实中的工程技术以及在管理科学实践过程出现的具体问题,随着数学建模体系和规模的发展,现在的这些竞赛中所涉及的试题质量更加真实、范围幅度也更广泛。从高职数学本身的属性来说,对于基本数学知识的掌握是最基础的,只有这样才能为后期专业课程以及实际问题的解决提供良好的支持。而数学建模竞赛的内容正好是来自于各个不同的学科,只是通过相关的处理之后转化为了数学问题,那么这些高职学生在处理这些建模竞赛中的具体问题时,无外乎通过三种情况对数学进行建模:根据具体数据变化趋势对其进行整合;把在导数应用中所求得的极大值或者极小值作为最优化方法;通过使用一阶微分方程建立简化的数学模型。不难发现,这些对数学进行建模的内容和方法也是在今后的数学实践处理过程中,需要经常用到的知识,但是在原来高职学校数学教学的过程中,通过数学建模竞赛就已经把这些知识贯穿到其教学活动中,其不仅能提高高职数学教学内容的质量,而且也为这些学生学习和应用具体的数学知识提供了更好的方法,可以有效地促进高职数学教育事业的发展。
三、构建专业化数学教师团队的发展
从目前数学建模竞赛中所包含的题目来看,有很多赛题都是来自于实践生活中的科研活动,这种选题的方式,一方面提高了数学建模竞赛的真实性和有效性,另一方面也在一定程度上为高职数学教学的教师带来了挑战,在这种情况下,这些教师不仅必须不断地更新自身的知识库,还要对数学建模的方式以及相关软件的应用进行学习和应用,才能对高职学生数学知识的学习进行指导。具体来说,融入了数学建模竞赛的数学教学模式,其数学教师在教学的实践过程中由原来的知识讲解转变为了教学具体活动的引导者,他们在进行具体课程的教学之前,必须对其教学任务和教学内容录制成为“微课”或者“慕课”的形式,从而为学生学习数学建模的知识提供更多更好的机会,但这也使得这些教师必须对这些内容进行专业化的理解和体会,从而转化为更易让学生学懂的各种学习内容和具体的学习形式。与此同时,在进行数学教学的课程上,这些教师还要为学生解决数学建模竞赛中遇到的问题进行答疑,构建一种具有研讨氛围的课堂模式;在课后,相关的数学教师也要为学生布置或者引导学生解决一些项目任务,形成课前、课中、课后一体化的引导体系,在这其中通过有效数学建模竞赛这一载体,为专业化的数学教师队伍的培养提供了有效的平台。
四、促进学生科技活动创新性的进行
论文摘要:论述数学建模对培养学生的创造性、竞争意识和社会应变能力的作用, 研究了数学建模对高职数学教学的重要作用, 提出了数学教育不仅要使学生学会并掌握一些数学工具,更应着眼于提高学生的数学素质能力,而数学建模竞赛正是培养这种能力的有效载体.
高等职业教育作为教育类型得到了空前发展.高职教育在于培养适应生产、建设、管理、服务第一线需要的高素质技能型人才不仅成为人们的一种共识, 而且逐步渗透到高职院校的办学实践中.数学课程作为一门公共基础课程如何服务于这个目标成为高职基础课程改革中的热点.将数学建模思想融入高职数学教学应是一个重要取向之一.
一、数学建模竞赛对大学生能力培养的重要性
大学生数学建模竞赛起源于美国, 我国从1989 年开始开展大学生数模竞赛,1994年这项竞赛被教育部列为全国大学生四大竞赛之一,每年都有几百所大学积极参加.数学建模竞赛与以往主要考察知识和技巧的数学竞赛不同,是一个完全开放式的竞赛.数学建模竞赛的主要目的在于“激励学生学习数学的积极性,提高学生建立数学模型和运用计算机技术解决实际问题的综合能力,鼓励学生踊跃参加课外科技等活动,开拓知识面,培养创造精神及合作意识,推动大学数学教学体系、教学内容和方法的改革”.数学建模竞赛的题目没有固定的范围和模式,往往是由实际问题稍加修改和简化而成,不要求参赛者预先掌握深入的专门知识.题目有较大的灵活性供参赛者发挥其创造性,参赛者从所给的两个题目中任选一个,可以翻阅一切可利用的资料,可以使用计算机及其各种软件.竞赛持续3天3夜,参赛者可以在此期间充分地发挥自己的各种能力.数学建模竞赛也是一个合作式的竞赛,学生以小组形式参加比赛,每组3人,共同讨论,分工协作,最后完成一份答卷论文.数学建模涉及的知识几乎涵盖了整个自然科学领域甚至涉及到社会科学领域.而且愈来愈多的人认识到学科交叉的结合点正是数学建模.数学建模竞赛是能够把数学和数学以外学科联系的方法.通过竞赛把学生学过的知识与周围的现实世界联系起来,培养了学生的下列能力:
(一)有利于大学生创新性思维的培养
高等教育的重要目的是培养国家建设需要的中高层次人才,而许多教育工作者认识到目前的高等学校教学中还存在着许多缺陷,其中一个重要的问题是培养的学生缺乏创造性的思维,缺乏一种原创性的想象力.这是我国高等教育的一个致命弱点,严重制约了我国科技竞争力.我国高等学校的教学还是以灌输知识为主,这种教育体制严重扼杀了学生的能动性和创造性.数学建模竞赛并不要求求解结果的唯一性和完美性,而是重点要求学生怎样根据实际问题建立数学关系,并给出合乎实际要求的结果和方案,重点考察的是学生的创造性思维能力.
(二)有利于学生动手实践能力的培养
目前的数学教学中,大多是教师给出题目,学生给出计算结果.问题的实际背景是什么? 结果怎样应用? 这些问题都不是现行的数学教学能够解决的.
数学模型是一个完整的求解过程,要求学生根据实际问题,抽象和提炼出数学模型,选择合适的求解算法,并通过计算机程序求出结果.在这个过程中,模型类型和算法选择都需要学生自己作决定,建立模型可能要花50%的精力,计算机的求解可能要花30%的精力.动手实践能力有助于学生毕业后快速完成角色的转变.
(三)有利于学生知识结构的完善
一个实际数学模型的构建涉及许多方面的问题,问题本身可能涉及工程问题、环境问题、生殖健康问题、生物竞争问题、军事问题、社会问题等等,就所用工具来讲,需要计算机信息处理、Internet 网、计算机信息检索等.因此数学建模竞赛有利于促进学生知识交叉、文理结合,有利于促进复合型人才的培养.另外数学建模竞赛还要求学生具有很强的计算机应用能力和英文写作能力.
(四)有利于学生团队精神的培养
学生毕业后,无论从事创业工作还是研究工作,都需要合作精神和团队精神.数学建模竞赛要求学生以团队形式参加,3个人为一组,共同工作3天.在竞赛的过程中3位同学充分的分工与合作,最后完成问题的解决.集体工作,共同创新,荣誉共享,这些都有利于培养学生的团队精神,培养学生将来协同创业的意识.任何一个参加过数学建模竞赛的学生都对团队精神带来的成功和喜悦感到由衷的鼓舞.
二、将数学建模思想融入高职数学教学中
通过数学建模,给我们的教学模式提出了更多的思考,使我们不得不回过头重新审视一下我们的教学模式是否符合现代教学策略的构建?现代的教学策略追求的目标是提倡学生主动参与、乐于探究、勤于动手,培养学生搜集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力.只有遵循现代的教学策略才能培养出适应新世纪、新形势下的高素质复合型人才.知识的获取是一个特殊的认识过程,本质上是一个创造性过程.知识的学习不仅是目的,而且是手段,是认识科学本质、训练思维能力、掌握学习方法的手段,在教学中应该强调的是发现知识的过程,而不是简单地获得结果,强调的是创造性解决问题的方法和养成不断探索的精神.在学习、接受知识时要像前人创造知识那样去思考,去再发现问题,在解决问题的各种学习实践活动中尽量提出有新意的见解和方法,在积累知识的同时注意培养和发展创新能力.数学建模恰恰能满足这种获取知识的需求,是培养学生综合能力的一个极好的载体,更是建立现代教学模式的一种行之有效的方法.因此,在数学教学中应该融入数学建模思想.如何将数学建模思想融入数学课程中,我认为要合理嵌入,即以科学技术中数学应用为中心,精选典型案例,在数学教学中适时引入,难易适中.以为要抓好以下几个关键点:
转贴于
(一)在教学中渗透数学建模思想
渗透数学建模思想的最大特点是联系实际.高职人才培养的是应用技术型人才,对其数学教学以应用为目的,体现“联系实际、深化概念、注重应用”的思想,不应过多强调灌输其逻辑的严密性,思维的严谨性.学数学主要是为了用来解决工作中出现的具体问题.
而高职教材中的问题都是现实中存在又必须解决的问题,正是数学建模案例的最佳选择.因此,作为数学选材并不难,只要我们深入钻研教材,挖掘教材所蕴涵应用数学的材料,从中加以推广,结合不同专业选编合适的实际问题,创设实际问题的情境,让学生能体会到数学在解决问题时的实际应用价值,激发学生的求知欲,同时在实际问题解决的过程中能很好的掌握知识,培养学生灵活运用和解决问题、分析问题的能力.数学教学中所涉及到的一些重要概念要重视它们的引入,要设计它们的引入,其中以合适的案例来引入概念、演示方法是将数学建模思想融入数学教学的重要形式.这样在传授数学知识的同时,使学生学会数学的思想方法,领会数学的精神实质,知道数学的来龙去脉,使学生了解到他们现在所学的那些看来枯燥无味但又似乎天经地义的概念、定理和公式,并不是无本之木、无源之水,也不是人们头脑中所固有的, 而是有现实的来源与背景, 有其物理原型和表现的.在教学实践中, 我们依据现有成熟的专业教材,选出具有典型数学概念的应用案例,然后按照数学建模过程规律修改和加工之后作为课堂上的引例或者数学知识的实际应用例题.这样使学生既能亲切感受到数学应用的广泛,也能培养学生用数学解决问题的能力.总之,在高职数学教学中渗透数学建模思想,等于教给学生一种好的思想方法,更是给学生一把开启成功大门的钥匙,为学生架起了一座从数学知识到实际问题的桥梁,使学生能灵活地根据实际问题构建合理的数学模型,得心应手地解决问题.但这也对数学教师的要求就更高,教师要尽可能地了解高职专业课的内容,搜集现实问题与热点问题等等.
(二)在课程教学及考核中适度引入数学建模问题
实践表明,真正学会数学的方法是用数学, 为此不仅要让学生知道数学有用,还要鼓励他们自己用数学去解决实际问题.同时越来越多的人认识到,数学建模是培养创新能力的一个极好载体, 而且能充分考验学生的洞察能力、创造能力、数学语言翻译能力、文字表达能力、综合应用分析能力、联想能力、使用当代科技最新成果的能力; 学生们同舟共济的团队精神和协调组织能力,以及诚信意识和自律精神.在教学实践中,在数学课程的考核中增加数学建模问题,并施以“额外加分”的鼓励办法,在平常的作业中除了留一些巩固课堂数学知识的题目外,还要增加需要用数学解决的实际应用题.这些应用题可以独立或自由组合成小组去完成, 完成的好则在原有平时成绩的基础上获得“额外加分”.这种作法, 鼓励了学生应用数学,提高了逻辑思维能力, 培养了认真细致、一丝不苟、精益求精的风格,提高了运用数学知识处理现实世界中各种复杂问题的意识、信念和能力, 调动了学生的探索精神和创造力, 团结协作精神, 从而获得除数学知识本身以外的素质与能力.
(三)、适时开设《数学建模和实验》课
数学建模竞赛之所以在世界范围内广泛发展,是与计算机的发展密不可分的,许多数学模型中有大量的计算问题,没有计算机的情况下这些问题的实时求解是不可能的。随着计算机技术的不断发展, 数学的思想和方法与计算机的结合使数学从某种意义上说已经成为了一门技术.为使学生熟悉这门技术,应当增设《数学建模和实验》课,主要以专题讲座的形式向同学们介绍一些成功的数学建模实例以及如何使用数学软件来求解数学问题等等.与数学建模有密切关系的数学模拟,主要是运用数字式计算机的计算机模拟.它根据实际系统或过程的特性,按照一定的数学规律,用计算机程序语言模拟实际运行状况,并根据大量模拟结果对系统和过程进行定量分析.在应用数学建模的方法解决实际问题时,往往需要较大的计算量,这就要用到计算机来处理.计算机模拟以其成本低、时间短、重复性高、灵活性强等特点,被人们称为是建立数学模型的重要手段之一,由此也可以看出数学建模对提高学生计算机的应用能力的作用是不言而喻的.
当今世界经济的竞争是高科技的竞争,是人才综合素质与能力的竞争.数学建模竞赛对培养学生的创造性、竞争意识和适应社会应变能力,具有不可低估的作用.所以说进行数学建模的教学与实践,既适应了知识经济时代对高等学校人才培养的要求,同时也为创新人才的培养开辟了一条新的途径.
参考文献
[1] 姜启源.数学模型[M].北京:高等教育出版社,1986.
【关键词】 浅谈;数学建模竞赛;高中学生;创新能力培养
山东省高等学校人文社会科学研究项目(J15WC78)
随着我国高职教育伴随着改革开放,对学生创新思维的培养逐步成为我国高职教育的一大培养目标,通过数学建模竞赛对提高学生的数学逻辑思维、锻炼学生创新意识具有非常重大的意义.目前我国数学建模竞赛在高职教育中的影响还相对较弱,通过数学建模竞赛来提高高职学生创新能力仍然有很长的路要走,笔者在总结前辈研究成果的基础上,从理论和实践两个维度上对我国数学建模竞赛对提高高职学生创新意识进行简单的探讨分析,以期对我国高职学生培养创新意识有所裨益.
一、数学建模竞赛
数学建模竞赛首先诞生于美国,在1985年美国几所高等院校的推动下建立了全球首个数学建模竞赛,数学建模竞赛出现在神州大地是在数学建模竞赛诞生四年后,国内几所高校数学建模教师组织并推动了我国数学建模竞赛的开展,并与当年参加了美国的数学建模大赛,在参与美国数学建模大赛中,师生的数学建模思维得到了极大发展,对于促进我国数学建模研究效率和水平打下了坚实的基础.1992年在我国相关单位的组织推动下,首届中国数学建模大赛召开,参赛队伍达到了惊人314支!数学建模研究的发展呈现出一派繁荣的壮观景象.截止目前,我国数学建模竞赛每年以20 % 的速度增长,到2009年共有来自全国33个省、直辖市、自治区、特区的共计1,137所院校和15,046支参赛对于参与到了数学建模竞赛之中.
二、当前我国数学建模竞赛的一般特点
1.数学建模竞赛自主性较强
数学建模竞赛自主性较强反映在以下两个方面:首先是学生自主性较强,学生可以在数学建模过程中按照学生建模的需要进行相关资料的查阅,利用一切可兹利用的工具、资源来进行资料的收集处理,在数学建模比赛过程中队员可以按照自己的思维进行解答,自由发表个人意见,队伍组织形式比较灵活多变;其次是数学建模竞赛的组织形式比较多元化、自主性较强,数学建模是一种分析思想,因而其没有标准答案可供分享,在数学建模组织制度上也较为灵活多变.
2.规模庞大,数学建模研究广泛分布于各类高职院校
从1992年首届中国数学建模大赛以来,数学建模竞赛的影响力随时间而与日俱增,参赛队伍和参赛院校越来越多,参赛学生的质量稳中有升,数学模型也日渐合理科学,各院校和社会各界对数学建模也更加重视,我国数学建模大赛在国际数学建模大赛中屡创佳绩,取得骄人战绩,数学建模大赛已然成为我国学校素质教育的重要组成部分.
3.培训时间较长,对学生综合素质要求较高
由于数学建模竞赛对学生数学知识的掌握及其灵活运用、口套表达和语言逻辑思维都要求较高,因而各院校在遴选参赛选手时都花费了不少的精力,从人员组织到人员培训,这是一个漫长的过程,此过程也是数学建模竞赛的重要环节.如果没法选择更优秀的参赛选手,没有很好的组织培训工作,那么在全国数学建模竞赛上去优异成绩无异成了天方夜谭.因而做好参赛选手选拔、组织和培训工作成为数学建模竞赛成功的前提.
三、数学建模大赛对于培养高职学生创新能力的培养的重要意义
1.数学建模竞赛的团队组织形式有力培养学生的团队协作能力和意识
数学建模大赛在组织形式上采取学生组队模式,高职学生在数学建模大赛中可以通过数学建模大赛锻炼学生的团队协作意识和能力.数学建模竞赛参赛队伍是一个整体,对数学模型的研究分析可以针对学生的特长和优点让学生分工完成整个数学建模,在此过程中学生需要养成很好团队意识,保障每个参赛学生人尽其才使之发挥各自最大优势和长处,保证数学建模能够取得最大的效用.
2.锻炼学生数学逻辑思维能力和灵活运用知识、临危不乱的能力
数学建模竞赛本身就是一个充满刺激和挑战性的项目,学生在数学建模竞赛过程中需要做好充分的思想准备以应对其他参赛选手的质问和评委们的问答,数学建模竞赛成就的确定除了数学建模本身更加符合实际、更有逻辑性以外,也取决于学生在竞赛过程中通过自己的表述使评委和其他参赛选手能够很好的理解参赛小组数学模型的含义,这对学生的数学逻辑思维和语言表达能力是一个很大的挑战.
3.有利于培养学生的自学能力,塑造学生坚强的意志力
数学建模竞赛对于参赛学生的综合知识要求之高是显而易见,在数学建模过程中,许多知识都是学生在日常学习过程中难以理解甚至于说是基本上接触不到的,因而在组建数学建模参赛小组后参赛成员往往需要自己去不断摸索和参阅资料来掌握数学建模所需要的基础知识,对学生自学能力的培养和锻炼是一个很好的机会.同时,在参与资料、学习数学建模知识的过程无疑是枯燥而乏味的,对学生的坚毅的求知品质是一个很好的锻炼.
四、以数学建模竞赛为跳板培养高职学生创新能力策略分析
1.在日常课堂教学中积极引入数学建模思想
在高职日常教学活动中教师积极引入数学建模思想,通过在日常教学活动中引入数学建模思想来充分激发学生学习数学建模知识的积极性和主动性,数学建模本书就是对学生数学逻辑思维以及数学知识运用能力的综合过程,对于提高高职学生的创新意识大有裨益.数学建模思想在很大程度上就是一种创新思想,其运用数学工具和数学逻辑达到特定的研究分析目的,对原有的特点现象或者理论进行创新研究.
2.以参加数学建模大赛为契机,加大对数学建模思想的实践力度,提高高职学生的创新意识
高职院校要以数学建模竞赛为契机,加大对数学建模思想的宣传力度,强化对学生数学建模能力的培养,努力践行数学建模思想,不断夯实数学理论基础知识,使数学建模思想能够成为不断提高高职学生创新能力的活的思想源泉.加大对数学建模的宣传,使更多的高职学生能够充分认识到数学建模对于提高其创新思想和能力的认识.高职院校还可以结合本院校的实际情况开展一系列的数学建模活动.例如在课堂上可以开展数学建模研讨班,在教师的积极引导下吸引更多的学生能够参与到数学建模的探讨活动中;还可以在校内开展许多富有个性的数学建模竞赛,多样化的宣传组织活动可以有效的帮助高职学生认识数学建模思想对提高其创新能力的重要性.
3.营造必要的教学环境,培养学生创新意识,夯实高职学生数学基础
高职学生创新思维的培养,借助于数学培养逻辑思维能力使学生能够充分认识创新思维的重要性,日程教学活动中教师要积极灌输给学生创新性思想,使学生不能仅仅只限于对建模知识的掌握、吸收以及运用,还需要对现有知识领域的突破和创新.培养创新意识要鼓励实证主义要摒弃以往本本主义思维,使学生能够按照数学建模的需要对知识进行一定的扬弃,使之能够适应数学建模的需要.除上述以外,夯实数学基础知识,是实现以数学建模为手段培养高职学生创新意识的必要保证,如果连最基本的微积分都不会运用何谈数学建模,因而务实数学基础知识对于提高学生的创新能力也显得格外重要.
【参考文献】
[1] 孙浩:加强数学建模 推动创新教育[J] .高等数学研究 2006(06).
[2] 朱家荣:大学生数学建模竞赛培训问题的探索[J] .职业时空 2008(09),
[3] 伍艳春:浅谈数学建模竞赛与工科数学教学[J] .广西高教研究 1997(04).