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关键词:课堂模式;创新;能力;培养
中图分类号:G633.8 文献标识码:A 文章编号:1992-7711(2014)08-0067
2l世纪是知识经济的时代,也是创造的世纪。面对知识经济风暴的到来,传统教育正面临着空前的挑战。直面当今中国之教育现状,素质教育还更多地停留在纸上谈兵。应试教育还根深蒂固地扎根在基础教育这片土壤中。“唯教师是从,唯教材是从”这种环境束缚了学生的个性,致使我们的学生缺少创新意识、创新精神,缺乏创新时间、空间,没有创新内容,他们的观察、想象能力日益削弱,思维定势和对权威服从却日益增强。创新能力是需要坚实的科学文化基础的,创新能力培养的主渠道应是课堂教学。作为一名长期奋战在教育一线的化学教师,就如何在课堂教学中对学生进行创新能力的培养,通过优化课堂教学,向时间要效率有自己的想法和思考。笔者认为不同的课堂模式有着不同的方法。
一、在元素化合物知识的学习中,通过化学实验培养学生的创新能力
化学实验是化学赖以形成和发展的基础。我国著名的化学家戴安邦先生曾经说过:“化学实验课是实施全面化学教育的最有效的教学形式。”在课堂上为了培养学生的创新能力,营建有利于创新的环境,我们可以把教材中部分的试管演示实验,改成与学生互动的并进式实验。学生们动手动脑,刺激了感官、深刻了记忆、也引发了思考,主动参与到化学教学的课堂中来,这样做是为了注视共性和个性的发展,实现师生民主平等、合作融洽,搭建了培养学生创新能力的平台,并真正将学生推到认识的主体的地位,尊重学生的所见、所闻、所思,放手让学生发挥自己的聪明才智,汲取知识,完善自身。
在平时的课堂中,笔者几乎都安排了学生探索性的实验,改变已有的“照方抓药”的传统模式,增加了药品和装置的可选择性,拓展了“创新”的力度和空间。通过这些实验激发了学生的学习兴趣,培养了科学态度,观察能力,思维能力、操作能力和实践能力,使学生的创新意识和创新能力明显增强。
二、在化学理论知识的学习中,培养学生的思维能力
创新能力的核心是创新思维能力。人们头脑中的创新思维是人们一切创新活动的“骨髓”、“基石”。化学基础理论是高中化学中的重点和难点知识,它是建立化学学科思想的关键。在这种课型中,我们重视创新性思维的训练及创新性思维方法的掌握,发展学生发现问题、提出问题和解决问题的能力,提炼化学知识中的思想方法,运用各学科间的联系,将发散性思维和收敛性思维辨正地统一起来,采用灵活多样的教学方式多角度培养学生的创新思维能力,从而优化学生的思维品质。例如在《物质的量》的教学中,借助曹冲称象的故事,将新课内容逐渐铺开,使学生像漫步在科学长廊之中,参与对微观粒子与宏观物质之间的“桥梁”的创造,在接受了概念的同时,也受到了一次科学思维方法的洗礼。
在这种课的教学中,我们依据知识的层次性、学生认知的差异性、注重提问的质量和效益。教学伊始,我们依据学生的身心特点,创设化学问题情境,利用问题引路,激发学生的学习兴趣,诱发学生的创新思维。
三、在复习课中,培养学生“再发现、再创造”的能力
化学复习课是使学生将以有知识深化、重整,使之系统化、网络化的过程。相对新课而言,复习课知识内容多、思维容量大,给学生创设“再发现”、“再创造”的学习情境,有利于学生创新能力的发展。如《喷泉实验》的复习课,由教材上的氨气的溶解性的喷泉实验,总结出喷泉实验的基本要点。然后,利用多媒体变换气体、液体并列举出多个装置,由学生判断喷泉实验的可行性。期间,穿插启动、激发、深化思维的设问,点拨、调动的评价等方方面面,课堂上学生们对所创设的问题,充分发表意见、集思广益,在讨论中碰撞出创新的火花,在思辨中创新能力得到升华。看到他们刻苦认真,执着追求,锲而不舍的探索精神,甚是欣慰。疑是创新的起点,也是创新的源头,喷泉实验的问题激起了学生思考的阵阵涟漪,给学生创设了“再发现”、“再创造”的学习情境。
四、在联系实际的课型中,通过参与培养学生自主学习的能力
化学学科与国防建设、工农业的可持续发展、人类的生存环境等密切相关。因此,教材中安排了较多地联系生产实际、环境、能源的内容。笔者认为这些内容不应该仅仅是化学知识的学习和化学理论的应用,还应该开发它的多项功能。如培养学生具有关注人类命运、关注社会发展、关注百姓疾苦,追求真理、追求卓越的创新人才的优秀品质;培养学生如何利用教材、图书馆、网络进行学习等。实践使我们深切地感到:在课堂上不能总让学生“跑龙套”、当下手,应该给学生提供更多的机会,独立去做自己想做的、有兴趣的事情,从中体验到创新的艰难与乐趣,真正成为课堂的主人。我们在这种课型中,广泛发动学生参与备课、讲课。如在《蛋白质》的教学中,由学生事先组成探究小组,查找了大量的材料,课堂上筛选出最具代表性的“牛胰岛素”、“非典”病毒等作介绍,使课堂一开始就非常富有活力。
创新要有心灵的自由想象,要有相对宽松的氛围。学生自找课题、自制课件、自己上课,通过“自主发现、自主探索”式学习,自主建构获取的知识点,然后对知识进行梳理。课堂上有学生的自我评价和教师适当评价和总结。这种课型不仅使学生对化学相关知识的记忆特别深刻,更重要的是挖掘了学生的潜力,发展了学生个性,培养了学生自主学习能力,提高了学生的参与度,较好地达成课时的学习目标、情感目标和能力目标。在《酸雨》一堂课的结束语中,笔者说:“我们只有一个地球,它是我们一切生物物种的共有家园,热爱它、尊重它、呵护它,是我们一生的职责。”这样的课,带着鲜明的时代色彩和鲜活的化学知识,用化学学科自身的魅力去感染学生,唤起学生的社会责任感和创新意识。
关键词:数学建模;师范生;科研能力
数学是研究数量关系和空间形式的科学,在其产生和发展中,都与各种各样的应用问题紧密联系着。数学的特点不仅在于它的抽象性、逻辑性、严密性、完整性,而且在于它应用的广泛性。自进入21世纪以来,我们的知识经济、现代科技飞速发展,无论你是什么专业,数学都是必学的一门课程,在高职高专院校也一样,数学已成为一种能够普遍实施的技术,培养学生应用数学的能力也成为数学教学的一个重要方面。
在教学中,有许多数学老师经常会碰到学生问这样的问题:“学这些公式定理有什么用,这么抽象的理论知识哪里能用得上?”学生之所以问这样的问题,是因为在现实工作与生活中,数学的理论知识没有用武之地,同时对师范生来说,与自己以后要教授的学科或许没有直接的关系,因此师范生也有许多这样的困惑。如何改进中等师范类院校数学课程的教学,已经成为一个备受关注的问题,我觉得在高等数学课程的教学中融入数学建模思想,是值得借鉴和尝试的。
数学建模是学习数学的一种新的方式,它为学生提供了自主学习的空间,有助于学生体验数学在解决实际问题中的价值和作用,体验数学与日常生活及其他学科的联系,体验运用知识解决实际数学问题的过程,增强应用意识,提高学生学习数学的兴趣,培养学生的创新意识和实践能力。
中等师范院校的学生大多数对高等数学的学习没有学习兴趣,究其原因,主要是学生整体素质不高,数学基础薄弱,再有,师范生将来主要从事中小学教学,与实际应用关系不大,学生认为学习高等数学没有实际用处,还有就是对抽象的数学理论和枯燥的课堂教学模式的厌烦,时间长了学生对数学就有一种抵触情绪。
培养师范生的建模意识,教师首先需要提高自身的建模意识,这就意味着教师在教学上的变化,更要努力钻研如何结合教材把数学知识应用于现实生活,注意各章节要引入哪些模型问题,经常渗透建模意识,潜移默化地使学生从示范建模问题中积累数学建模经验,激发学生对数学建模的兴趣。培养学生用数学知识去观察、分析、提出和解决问题的能力,同时还应该通过在建模过程解决实际问题来加深数学知识的理解。数学建模可以提高学生的学习兴趣,培养学生不怕吃苦、敢于战胜困难的坚强意志,培养自律、团结的优秀品质,培养正确的数学观。如何通过数学建模思想培养师范生的数学能力,可以从以下几个方面进行探讨。
一、教学技能的提高
师范院校中的数学教学与其他专业课程教学的协调不够,与其他学科不能充分地相互补充。师范生不知道学习高等数学对以后的工作有什么作用,因此无法引起学生对学习数学的兴趣,从而放弃了教学技能的培养。当前随着教育教学改革的不断深入,中小学新课标的逐步实践,数学建模的思想和方法不断在中小学课程中渗透,新课标中,对数学建模提出了明确要求和具体安排。为了使师范生能更好、更快地适应未来的教学工作,使他们在今后的工作中,能较好地培养中小学生的数学建模意识和数学建模能力,师范生在校学习期间,要提高师范生的教学技能,进行数学建模训练。
二、数学应用能力的提高
现在的的数学教学内容比较单一,着重于基础理论知识,对实践应用要求不多。而我们学习数学的目的就在于应用,无论将来从事哪种学科教育,都会遇到数学应用问题。无论是日常教学、科教科研和生活中常常会遇到应用数学问题解决实际问题的情形。数学建模是应用数学知识解决实际问题的重要环节和必经之路,为了提高数学应用能力,师范生有必要参与数学建模的训练和实践。另外,通过数学建模,可以提高学生对数学知识的重要性的认识,促使他们更认真地学好数学,通过数学建模,可以提高学生对其他数学相关知识的认识,有助于他们对数学的学习,提高数学意识。
三、科研能力与写作水平的提高
师范生所学的一般课程很少涉及数学科研和数学知识写作的内容,数学建模的结果是要通过论文而展现的。无论他从事哪种学科的教学,都需要进行科研计划、总结的撰写,科研也是许多人的基本工作之一,科研能力和论文写作水平是衡量一个人综合能力的重要标志,因而参加数学建模培训能够提高师范生的科研能力和论文写作水平,为他们将来从事相关工作做必要的准备。
四、培养团队合作精神
数学建模涉及的知识面非常广,除数学和计算机知识外,还会用到物理、化学、工程、社会、经济等方面的知识,一个人不可能对各方面都精通,数学建模要求的是团结合作精神,需要团队作战,分工合作,取长补短,共同完成。对教师而言,也是不同学科的几位教师共同完成一个班的教学任务,可以说,参加数学建模学习是提高学生团结协作、友好相处的有效途径,对以独生子女为主的校园来说,尤为重要。
【关键词】应用型本科、数学建模、创新能力培养
近几年来,随着我国高等教育改革的推进,普通高校逐渐向应用型本科转型发展,应用型本科教育的核心是培养高素质的应用型人才,具体体现为通过课程体系的改革和教学模式的转变,达到学生的综合素质高和创新能力强的培养目标。
一、数学建模对大学生综合素质和创新能力的培养
传统数学教学体系和内容都侧重于理论,这使得本来比较枯燥乏味的数学让许多人望而却步。数学建模恰好起到了其他课程不能替代的作用,数学建模课程及活动就是培养学生用数学来解决实际问题的最好的训练。
1、数学建模有助于培养学生的数学应用意识与实践能力。
数学建模是将数学理论与实际问题相结合的一门科学。其内容来自于现实的实际问题,建模的教学过程不仅是传授数学知识,更多的是培养学生获取知识、运用知识和技术手段去解决实际问题的能力。因而开展大学生数学建模教学和实践不仅可以加强知识积累,更重要的是能提高大学生数学应用意识与实践能力。
2、数学建模有助于培养学生的自主能力与创造能力。
数学建模课程教学中,学生在解决数学建模问题时,必须亲自参加社会实践活动,从实践中提出问题,收集数据,得出结论从而解决问题。这样就转变了过去学生在学习中只是被动地学会如何做题和如何回答老师提出的问题,而学会了从实际中主动地学习,真正突出了他们的主体地位。因此数学建模的教学有利于发挥学生的自主能力和创造能力。
3、数学建模有助于培养探索精神。
数学建模所涉及的问题大都来源于现实生活,涉及面较广,这就需要对实际问题进行研究分析和探索,抓住主要方面的因素进行定量地讨论分析,建立数学模型。而后,对所建立的模型反复多次的计算、论证以及修订,使其达到比较符合实际需要的模型。数学建模是一个非常艰辛的探索过程,通过这一过程不仅可以培养学生刻苦勤勉的态度、坚毅不拔的毅力,还可以培养学生精益求精和锲而不舍的探索精神。
4、数学建模有助于培养学生的发散思维。
数学建模需要机智与思维的流畅性,需要克服头脑中僵化的思维框架,按照新的方向来思索问题,在数学建模教学实践中,建立模型的过程主要依靠自己的经验和努力,没有现成的答案和模式,要靠充分发挥自己的创造性去解决。学生必须运用发散思维,选择合适的思路和方法,巧妙而有效地解决问题,因此,数学建模课堂为学生提供了锻炼发散思维的环境和空间。
5、数学建模有助于培养学生的想象力、洞察力和创造能力。
学生面对的建模问题是一个没有现成答案和模式的问题,只能依靠充分发挥自己的创造性去解决。这就需要学生具有丰富的想象能力,从大量的文献资料中摄取有用的思想和方法,从貌似不同的问题中窥视出其本质的东西;同时要具有把握问题内在本质的能力,即洞察力。
二、应用型本科院校数学建模课程教学改革的探索
(一)教学目标的准确定位
数学模型课程不同于传统的数学课,是一门理论与实践结合的数学应用课程,旨在培养学生运用数学知识分析问题、解决实际问题的能力,通过数学建模竞赛等实践活动,培养学生创新能力、实践能力、科研能力和团队协作意识,提高学生综合素质,培养应用型人才。
(二)课程体系的合理设置
数学模型不是单一课程.它几乎渗透到所有的数学课程中。因此我们要建立合理、完善的课程体系.具体体现为:
(1)将数学建模思想渗透到数学专业基础课程中。
(2)开设运筹学、微分方程、概率统计、数学实验和数学软件等数学模型相关课程。
(3)加强数学模型课程的实践教学环节.着重培养学生的创新意识、查阅资料、应用数学软件动手解决实际问题的能力和学术论文的撰写能力。
(4)开设数学模型公选课。在全校范围内开设数学模型公选课让更多的理工科学生、甚至文科学生来学习数学模型,了解与认识数学建模。加强学科间的交流与合作,促进数学模型在更为广阔的领域中的应用与发展[1]。
(三)教学模式的改革
(1)模块化的教学方式。教学内容的模块化,比如优化模型、微分方程模型等建立相应的内容模块.相应的内容分割给相关教师.充分发挥各个老师的专长。做到精益求精,力求让学生达到最佳的学习效果[1]。
(2)采用“三个结合”的教学模式。即传统教学与现代化手段相结合;数学知识与其他专业知识相结合,课内教学与课外实习相结合,目的是引导学生学习数学建模的基本思路方法,提高学生应用数学和其他知识解决实际问题的综合能力。
(3)充分利用网络教学,发挥网络教学课堂的交互作用,实施作业快速提交及同学间和师生间的课程内容讨论;及时收集学生对教学内容和教学方式的意见和建议,改进教学,增强教学效果;并在网络教学课堂上链接数学建模的相关网站和文献信息,增大课程的信息量,扩大数学建模课的受益面。
(4)与数学建模竞赛紧密结合。相辅相成,融为一体。将数学模型的课程教学开展与数学建模竞赛有机地结合在一起。
关键词:数学建模教学工程理论实践应用
中图分类号:G623文献标识码: A
1、数学建模教学工程的理论
数学建模是应用数学模型来解决各种实际问题的过程,它通过对实际问题的抽象、简化并确定变量和参数,再利用数字、公式、图表、符号等数学语言描述事物的内在规律,借助计算机求解数学问题,并解释、检验、评价所得的解,从而确定能否将其用于解决实际问题的多次循环、不断深化的过程。而对在校大学生系统进行数学建模思想及方法的教育过程则称之为数学建模教学工程。建立和完善数学建模教学工程有利于学生全面素质的培养,既可以丰富、活跃大学生的课外活动,也可以为发现、培养优秀学生创造机会和条件,对提高学生学习数学的积极性,学好难度相对较大的大学数学有非常重要的促进作用。
数学建模在教学工程中的实践应用
2.1.在定积分中的应用
定积分是大学数学教学的重要组成部分,其在理论教学和实际生活中都有所运用。比如某地方矸石不允许堆放在未征用的土地上,那么如何根据下拨经费、设计年产量和预期开采年限这三个变量确定征地与堆放矸石方案呢?首先我们分析问题的关键地方就是征地费与堆积矸石用电这两方面,这时候就可以运用定积分来分析堆积矸石的电费,建立数学模型,从而合理地按照预期开采量来征地和堆放煤矸石。
2.2在微分方程中的应用
在我们生活中会经常运用到微分方程来解决实际问题,比如目前在社会上引起广泛关注的减肥问题,如何利用数学建模思想确定合理的减肥方式呢?对于这个问题可以将减肥的两个主要方法:控制饮食与加强体育锻炼作为变量建立模型,运用微分方程分析不同变量对减肥效果的影响,进而对减肥者提供参考,帮助人们树立科学的减肥理念,取得满意的减肥效果。
2.3在概率统计中的应用
日常生活中会经常遇到概率统计问题。比如某种植物有AA、Aa、aa三种基因类型,如何使这种植物的基因实现纯种化呢?可以利用全概率公式建立若用AA型基因和不同基因类型进行繁殖后第n代与第n-1代基因之间的递推关系式,通过计算极值来预测基因分布趋势,进而分析如何进行纯种化的问题。
3.如何培养大学生数学建模能力
在大学数学教学中,帮助学生去发现问题、分析问题并想方设法利用数学建模思想解决问题是非常重要的。针对不同阶段,笔者认为应采取相应的教学方法来培养学生的数学建模能力。
3.1 感知学习阶段
该阶段主要分布在大一期间,以培养应用意识与简单应用能力为主要目的。这期间的教学结构主要包括以下四个方面:学习初步阶段的应用数学;对数学建模的入门学习;数学软件的入门学习;实际应用高等数学、线性代数思想的例子或者是一些数学小实验。与之相适应的教学方法有:(1)参与一些数学建模协会的活动;(2)参与一些数学知识应用竞赛;(3)开设一些具有针对性的讲座;(4)在高等数学、线性代数学习中应用相关软件并配合实验。
3.2 理论应用阶段
该阶段主要是分布在大二、大三期间,以培养按数学建模思想解决理论的、抽象的问题为主要目的。这期间的教学结构主要有:学习经济、管理学中的数学模型,机电工程技术中的数学模型,生物、化学中的数学模型,金融学中的数学模型,物理学中的数学模型;相应的教学内容主要包括以下五个方面:(1)开设有关的数学建模课程;(2)开设群组选修课程;(3)开展校园文化活动和社会实践活动;(4)学生做专题报告;(5)参与MCM(大学生数学建模竞赛)活动。
3.3 实际应用阶段
该阶段主要是分布在大四期间,以培养解决实用问题的综合应用能力与研究意识为主要目的。这期间的教学结构主要有:学习数学建模特殊方法、特殊建模软件,建立综合解决实际问题的思维方式。相应的教学内容主要包括以下五个方面:(1)参与数学建模竞赛;(2)参与C-MCM(全国大学生数学建模竞赛)活动集训;(3)完成毕业设计与毕业论文;(4)参加相关的校园文化活动(小论文、报告会、协会工作等);(5)参与相关的社会实践活动(课题工作的参加研究、课件制作等)。
结论
数学建模在大学数学教学过程中扮演着非常重要的角色,它既能够培养学生的思维转换能力和空间想象能力,也能够培养学生综合运用数学知识解决实际问题的能力。因此在大学教学过程中,应重视对学生数学建模能力的培养,不断引导、循序渐进,积极鼓励学生参与数学建模实践活动,培养国家紧缺的开拓性、创造性人才。
参考文献:
【1】韦程东 在常微分方程教学中融入数学建模思想的探索与实践[期刊论文]-数学的实践与认识2008(20)
关键词:数学建模组织与培训;数学基础课程教学改革;教育模式
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)29-0278-03
全国大学生数学建模竞赛是由教育部高教司与中国工业与应用数学学会联合举办的一项全国性的基础学科竞赛,目的在于培养学生运用数学知识和方法来分析问题、解决问题进而处理实际问题的能力。特别是培养学生从实际问题中抽象出数学模型的能力、计算机编程能力、团队协作和科技论文写作能力,同时推动大学数学基础课的教学改革。这项赛事从1992年开始,全国各高校师生积极参与,竞赛的规模不断扩大,参赛学校从1992年的79所增加到2013年的1326所,参赛队数从1992年的314队增加到2013年的23339队。重庆理工大学从1995年开始组织学生参加全国大学生数学建模竞赛,取得优异成绩,到2013年累计获得全国一等奖13项,二等奖59项,重庆赛区组织奖4项,重庆赛区优秀指导教师23人次,竞赛成绩名列重庆赛区前列。本文根据我校多年的参赛经验,就数学建模竞赛的组织和培训做一总结和探讨。
一、数学建模竞赛组织
1.领导重视,经费落实。正如数学建模竞赛的宗旨是团队精神一样,我校从1995年开始参加数学建模竞赛起,历年来十分重视竞赛的组织工作;由教务处牵头成立了包括各二级学院副院长、教务处长的学科竞赛领导小组,负责竞赛的学生组织、培训和竞赛场地的协调及相关经费的落实等工作。由数学与统计学院为主成立数学建模竞赛教练组,承担竞赛的具体组织工作。学校主管教学的校长多次就数学建模竞赛有关工作做批示,指示要全力以赴做好数学建模竞赛各项工作,从经费上支持数学建模竞赛的开展,并询问各项工作的进展落实情况。竞赛和培训期间,校领导和教务处经常到培训和竞赛场地指导工作,听取参赛师生的意见,解决具体的困难和问题,同时各二级学院和相关单位也对竞赛的各方面如假期学生培训场地和学生住宿落实,图书资料借阅等方面提供支持,共同搞好竞赛组织与协调工作。
2.全面动员,广泛参与。数学建模竞赛的目的是培养学生创新思维和解决实际问题能力,提高人才素质,吸收更多的同学参加,让更多的同学受益。为了扩大数模竞赛在学生中的影响,最大范围地吸引学生参与该项赛事,我们主要开展了以下三方面的工作:①组建数学建模协会。从大一开始高等数学课教师就会在课程中向学生介绍全国大学生数学建模竞赛,同时在课程教学过程中引入数学建模的案例,使学生对数学建模竞赛有一个初步的认识。每年十一月通过数学建模协会大力宣传我校在历年竞赛中所取得的成绩,发展新会员,到目前为止,该协会已有600多位会员。派数模教练对协会工作进行指导。②组织全校性的报告会。邀请国内数学建模的专家进行有关数学建模的讲座。③采取各种手段和渠道宣传数学建模。为促进我校大学生数学建模竞赛的深入开展,学校制定了《重庆理工大学关于开展全国大学生数学建模竞赛活动的实施办法》、《校级数学建模竞赛章程》,对数学建模竞赛规则、组织形式和学生奖和组织奖的评奖方式等方面做出了具体的规定和要求,进行政策激励。通过以上活动的开展,吸引了许多优秀学生参加数学建模竞赛。
二、数学建模竞赛培训
由教务处和学校数学建模竞赛教练组负责竞赛的培训工作。具体流程如下:第一阶段:每年3~5月由教练组教练开设全院选修课《数学建模技巧》。讲解数学建模基础知识,激发学生对数学建模的兴趣。5月上旬举行重庆理工大学校级数学建模竞赛,通过竞赛选拔优秀学生参加第二阶段的培训。第二阶段:5月中旬~6月下旬,进行数学建模提高培训。完善学生的建模知识体系,增强学生数学修养,增强问题分析、建模和求解的综合能力。第三阶段:8月中旬~赛前,组织参加全国大学生数学建模竞赛的队员暑假强化培训。主要强化学生以下几方面的能力。
1.强化计算机编程和相关数学软件使用的能力。
2.强化学生从互联网获取资料的能力。
3.强化学生科技论文写作的能力,进行专门的培训和指导。
4.强化学生的团队协作能力。实践证明,队员之间配合的默契程度直接关系到竞赛的成功与否,通过模拟竞赛及答辩对三名参赛队员进行团队合作训练。
三、数学建模竞赛组织和培训的体会
1.数学建模竞赛提高了学生的创新精神和综合素质。数学建模竞赛的赛题工程技术、管理科学和社会热点问题简化而成,参加数学建模竞赛需要学生掌握数学建模的基础知识如微分方程模型、数学规划模型、概率模型、统计回归模型等,具备计算机编程能力和科研论文写作能力,因此数学建模竞赛本身就是学生综合能力提高的过程。数学建模竞赛由于它的竞赛赛题、组织形式和评判标准,适合培养有创新精神和综合素质人才的需要,收到广大学生的欢迎。学生们普遍反映,通过参加数学建模竞赛,提高了知识分析和解决实际问题的能力,培养学生的合作意识和团队精神。
2.推动了大学数学基础课程的教学改革。①教学思想和教学内容的改革。数学建模竞赛为大学数学基础课程教学改革找到了突破口。从大学数学教学思想上说,培养大学生的综合素质有两个方面:一是通过分析、逻辑推理或计算能够正确地求解数学问题,即对已有的数学模型用所学的数学知识进行求解;二是对所研究的实际问题,根据研究对象的特征,做必要、合理的简化假设,用数学语言描述研究对象的内在规律,建立实际问题的数学模型。将数学建模思想融入到大学数学基础课程的教学过程中是对加强对各方面能力培训的很好方法。因此在数学课程的教学过程中我们强调了数学建模思想的突出作用,注重从实际应用背景中引入数学的基本概念和基本定理,并强调用如何所授数学知识解决实际问题。②教学方法和手段的改革。教学方法上引入案例教学。具体的做法是给出实际问题的相关背景资料、带着所要解决的问题,讲解相关的数学理论和方法,再用此方法解决实际问题。选择案例的思路是:要有鲜明的教学目的性、趣味性、高度的拟真性、代表性,求解不太复杂。使学生从解决这些问题入手,从中体会应用数学知识解决实际问题的技巧和乐趣。教学手段上可采用多媒体教学。多媒体技术的运用,加大了信息量的传授,尤其是在案例教学方面。同时为了直观体验数学实验的过程与技巧,采用实验软件演示教学方法,形式直观、生动、易理解,提高了教学效果。③教师队伍建设。数学建模竞赛培训是一项涉及面广,劳动量庞大的工作,建设一支高水平、高素质的教师队伍是做好数学建模竞赛培训的保证,也是取得全国数学建模竞赛优异成绩的基础。我校从1995年组织学生参加全国大学生数学建模竞赛开始,先后有30多位教师参加了学校的数学建模竞赛教练组。通过组织学生参加数学建模竞赛,对学生进行赛前培训和赛后总结,使教练的学术水平、教学水平和科研能力得到了提高。建设了一支以中青年教师为骨干的优秀数学建模教练团队,为我校参加数学建模竞赛取得优异成绩做出了贡献。近年来,校数学建模竞赛教练组承担国家级和市级教改项目6项,发表教研论文30余篇,获得校级教学成果一等奖两项。
四、进一步的思考
1.如何使学生在后继课程的学习中,以及参加工作后在工作中继续发扬参加数学建模竞赛中所培养到的团结协作和创新精神,并开花结果?
2.如何构建一套适合普通工科院校教育特点数学建模教育模式,加大数学建模活动的受益面?
3.如何在不额外增加数学基础课程总学时的基础上,将数学建模的思想和方法有机地融入到大学数学基础课程的教学中去?
4.如何对参加全国竞赛的学生进行英语论文写作及建模水平的再培训,使学生在美国大学生数学建模竞赛中取得好成绩?
参考文献:
[1]李苏北.以学科竞赛为载体,推动课程建设与学生创新能力培养[J].大学数数学,2009,25(5):8-11.
[2]李大潜.中国大学生数学建模竞赛[M].北京:高等教育出版社,2007.
[3]王义康,王航平.数学建模竞赛培训策略研究[J].重庆科技学院学报,2010,(3):196-198.