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摘要:针对“数据库原理及应用”课程传统实验内容和模块组织存在的不足,本文提出了实验改革的目标、实验内容和模块组织的“协调性、多样性、趣味性、创新性和实用性”原则,给出了一个新的实验方案和模块组织结构,以及教学实践的效果体会。实验教学结果表明,这种实验模块组织方法有利于提高理论教学和实验教学的效率和效果,对提高学生自主获取知识能力和创新能力有积极的作用,对其他高校同类课程的建设和实验教学改革有一定参考价值。
关键词:数据库;实验模块;实验改革;课程建设
中图分类号:G642
文献标识码:B
1问题的提出
数据库技术是计算机科学与技术中发展最为迅速的领域之一。数据库管理系统(DBMS)同操作系统一样,已成为各种应用系统开发的核心技术和重要基础平台,因此,“数据库原理及应用”课程已成为各类高校许多专业的必修课,更是计算机专业本科生的核心主干课程。通过这门课程的开设和教学,力图使学生能够正确理解数据库的发展历史和基本原理,熟练掌握数据库的设计方法和应用技术等。
虽然数据库作为一门学科的研究范围十分广泛,但对于绝大多数计算机专业的本科生,学习数据库课程的主要目的或者说毕业后的主要就业渠道,就是应用现有的商品化DBMS和开发工具,设计和开发面向各种实际问题的数据库应用系统,因为大部分IT企业和用人单位需要的是工程型应用人才。因此,为了实现培养大学生实践能力和创新意识培养的目标,课程实验内容和模块组织方案也就显得十分的基础和重要。
虽然我校“数据库原理及应用”课程的教学计划中安排了课内实验和为期1-2周的大型实验,但由于实验方案陈旧,内容单一,且理论教学基本上按照“理论-实践-理论”的顺序进行组织和教学,加之数据库原理知识理论比较抽象,导致学生在理论知识学习阶段感觉被动乏味、理解困难,而当进入数据库应用系统大型实验阶段后,又感到系统分析和系统设计等实践工作无从下手,致使实践与理论之间严重脱节,也导致教学质量难于提高。
由于计算机新理论、新方法的不断涌现,计算机专业培养计划中的课程数不断增多,且因总教学时数的限制,许多专业课程的教学时数逐年下降。从2001年起,我校“数据库原理及应用”课程的教学课时数已经减少到48学时(含课内实验8学时),但数据库原理及应用课程涉及的知识却更加丰富,导致理论和实践教学中存在的问题和矛盾更加突出。因此,如何科学地选择实验内容、组织实验模块,培养学生的工程实践能力和创新能力,总体上提高教学质量,成为我校该课程实验教学改革的核心任务之一。
2改革目标与模块组织原则
“数据库原理及应用”的实验教学不仅是计算机专业人才培养的一个重要环节,更是社会用人单位对毕业生实践动手能力的强烈要求。因此,“数据库原理及应用”课程实验改革的目标就是在不增加现有教学课时的前提下,不仅要帮助学生真正理解数据库系统的原理,熟练掌握某种商品化DBMS的安装、配置、常用工具和SQL语言的具体使用方法等基本技术,还要提高学生综合运用课程知识,能够使他们在给定用户需求的情况下,具备主要通过独立思考和分析研究,完成一个简单的数据库应用系统的需求分析、系统设计和开发任务等数据库知识综合应用和创新的能力。
虽然实验教学改革包括多个层次和许多内容,但实验内容的选择以及实验模块的组织方法却是决定实验效果的关键,因此,我们不仅要求实验教学内容完全体现培养目标、教学计划和课程体系,而且要求实验模块的组织方法能够体现先进的实验教学思想,提高实验教学质量。因为学生在“数据库原理及应用”课程中产生的学习困难,首先来自于他们对所学知识缺乏必要的感性认识,因而,我们在文献[4]中提出了“实践-理论-再实践-再理论”的“双循环”教学思想,即用“先实践后理论”的方法把根据理论知识需求精心设计的实验实践环节与理论教学相融合,以实验实践教学来促进理论知识的学习,解决学生的认知困难。故实验模块的选择和组织应该遵循以下原则。
(1) 协调性原则:主要指实验教学内容、实验教学时间和实验教学节奏必须与理论教学的内容、时间和节奏协调一致,以及实验模块与模块之间的协调性。因为实验教学内容虽然是一个相对独立的完整体系,但它毕竟是总体教学计划的一个部分,必须与理论教学体系有机结合。特别是课内实验,更应该与理论教学内容紧密结合,重点在于使学生加深对理论的理解,掌握其中的基本技术和方法,解决其中的基本问题。
(2) 多样性原则:指实验类型和实验要求的多样性。“数据库原理及应用”的实验模块中应该包括演示型、验证型、操作型、综合型和设计型等多种类型的实验模块,而且应该根据不同实验类型提出不同的要求,包括实验时间、地点和考核等的不同要求。比如,演示性实验和验证性实验课不进行考核;一部分综合性实验可要求学生在实验课内完成,另一部分可以在课堂教学结束后由学生自主完成等。
(3) 趣味性原则:指实验内容和模块的组织结构应尽可能地引起学生的学习兴趣,特别是对数据库原理知识的学习兴趣。比如,可以通过一些演示型或验证型实验引导出对数据库理论知识的需求和学习兴趣,在讲授和学习新的理论知识后,再引入新的实验并导出对数据库理论知识的进一步需求,这样“实践-理论-再实践-再理论”的不断循环往复以至无穷,使实践和认识的每一次循环内容,都进到了比较高一级的程度。
(4) 创新性原则:指实验模块的设计不仅要求涵盖教学计划规定的所有知识,培养学生的基本实践动手能力,更重要的是还要培养学生创新思维和创新能力。因为知识虽然使我们能够站在“巨人”的肩膀上,但只有通过实践,才使我们能够用智慧的大脑,练就一双灵巧的手去开创一个崭新的世界,因此,在一些综合型和设计型的实验模块中应该增加一些集成创新的实验内容和要求。
(5) 实用性原则:指实验应尽可能地与实际问题紧密结合,使实验内容来源于实际应用需求,且实验结果也有一定的实用性,因为实用性也是激发学生学习兴趣的有效方法之一。当然,对一些验证数据库原理知识正确性的模块也不一定非要有实际应用价值。
3实验模块组织
根据实验教学改革的目标、实验内容和模块组织的“协调性、多样性、趣味性、创新性和实用性”原则,以学生为中心,教师为主导的“实践-理论-再实践-再理论”的“双循环”教学思想,我们将实验内容和模块进行了科学的划分和合理的组织。各实验模块的类型、内容和要求如表1所示。
4应用实践与效果
根据以上实验模块组织顺序和时间安排,在理论教学中结合以“需求”为导向的教学方法,即在理论教学的第一堂课就以演示“一个完整的微型数据库应用系统”(1#模块实验)开始,简单说明这个系统运行所涉及的用户、应用软件案、DBMS、OS和计算机硬件等五个基本部分,引起学生对一个数据库应用系统构成和开发的好奇心,由此提出对数据库管理系统(DBMS)的需求;在对SQL Server的安装和配置,SQL 语言应用88例和常用工具等(2,3,4#模块实验)的操作使用过程中,又引起对DBMS本身的好奇心,进而提出对数据模型、关系代数、模式规范化、数据库安全与保护、数据库设计与实施等数据库理论的需求;理论知识的丰富和SQL语言操作的熟练,特别是按照开发指南完成“一个完整的微型数据库应用系统”(5#模块实验)的开发之后,就为学生独立开展数据库应用系统的分析、设计与开发打下了很好的实践基础,同时学生也产生自主开发数据库应用系统的冲动,适时地提出数据库应用系统大型实验要求并安排实施时间,使学生在接受任务时就显得非常轻松自然。同时,在大型实验安排和理论教学中进一步指出,课堂上介绍的演示系统和大型实验要求的数据库应用系统并不能完全满足现实世界的各种实际需要,从而对数据库理论的进一步发展提出了新的需求;恰当地引入和介绍面向对象数据库、分布式数据库、嵌入式数据库和数据仓库与数据挖掘等一些数据库理论中的新发展和新知识,不仅为学生开启了多个观看数据库星空的窗口,并为有兴趣继续学习和研究数据库理论、技术和方法的学生指出了可供选择的学习方向。
实验模块4中的10个实验不仅具有相对独立性,而且还有一定的创新要求。通过课内实验和课外实验,学生体会并掌握了数据库的创建和标准SQL命令的使用,巩固了理论教学知识和内容,并提出对数据库理论的学习需求,使后续的原理教学变得轻松自如,达到事半功倍的效果,整体上提高了教学质量。
多数学生反映,通过课内实验和课外实验环节,使自己感觉数据库原理知识有了实实在在的载体,不再是雾里看花,理论知识变得不仅理解容易,而且记得牢靠,并为学习数据库设计和数据库应用系统开发打下了很好的实践基础。
单独开课的大型实验,体现了知识的综合性、探索性和创新性。要求学生综合运用课程中所学的知识,在给定用户基本数据需求的情况下,主要通过独立思考和研究,完成一个简单的数据库应用系统的分析、设计和开发任务。因此,通过大型实验教学,加深了学生对理论知识的理解,从整体上提高了学生分析、解决问题的能力以及数据库应用系统的开发和创新能力。
多数学生反映,通过数据库应用大型实验,加深了对数据库基本原理和数据库应用系统开发方法的理解。许多学生不仅应用数据库原理及应用知识,参加了学校的“运河杯”科技创新竞赛项目,并取得了较好成绩,有些学生还参与学院教师组织的数据库应用方面的科研项目或独立对外承担企事业单位的小型数据库应用系统的开发任务。
总之,这种以“需求”为导向,实验教学与理论教学协调一致的实验教学方法,受到学生的极大欢迎。学生不仅课内积极认真进行实验,课后也不断地进行深入钻研和探讨,撰写实验报告。通过这些实践的锻炼,学生对数据库理论知识的学习积极性得到空前提高,大大提高了学生的实际动手能力和创新能力。上学期在教务处组织的学评教评分活动中,本课程所有任课教师的得分都是优秀。
5结束语
在“数据库原理及应用”课程实验教学改革上,不仅提出了明确的改革目标,还提出了实验模块内容选择和模块组织的“协调性、多样性、趣味性、创新性和实用性”原则,依照以“需求”导向的“实践-理论-再实践-再理论”的“双循环”教学思想开展实验教学,提高了学生对数据库理论知识学习和实践操作的积极性,使教育质量整体上得到很大提高,其方法对国内高校同类课程的建设和实验教学改革有一定参考价值。该课程被评为2007年浙江省精品课程。今后,我们还将在已有教学改革、实验改革成果的基础上,进一步完善理论教学和实验教学的考核方式,进一步提高了学生自主获取知识能力和创新能力,并在浙江省精品课程建设项目的资助下,向国家精品课程“一流教师队伍、一流教学内容、一流教学方法、一流教材、一流教学管理”的目标迈进。
参考文献:
[1] 孟小峰,周龙骥,王珊. 数据库技术发展趋势[J]. 软件学报,2004,15(12).
[2] 黄德才. 数据库原理及其应用教程[M]. 2版. 北京:科学出版社,2006.
中职学校开展教学的主要目的是为社会培养高素质技能型的专门人才,如笔者所在的学校就有服装生产管理专业、服装网络营销专业、服装设计、室设建筑等专业,这些专业的技术人才除了要具备相关的专业知识之外,还必须要有一定的动手能力和实践能力。中职学校的毕业生将来要成为我国生产、建设和服务行业第一线的生力军,如果他们能够应用已经掌握的数学知识和数学方法不断地改进和优化工作方法和工艺流程,就能够在一定程度上提升产品的质量,促进工作效率的提升,增强产品的市场竞争力,从而为国家的发展和社会的进步做出自己的贡献。所以,作为对学生发现问题、分析问题和解决问题能力培养的数学建模思想,在中职学校人才培养中的作用不容置疑。数学建模作为一种面向应用的思想,对于解决中职数学中的一些应用性的问题意义重大。
2.数学建模方法在中职数学教学中的渗透
所应坚持的基本原则在中职数学教学过程中渗透数学建模方法,应当依据中职学校人才培养的目标和学生自身的知识能力特点,赋予一些新的内容,同时也要体现出新的理念,另外还要遵循一定的原则。
2.1应当遵循实效性的原则在中职数学教学过程中渗透数学建模方法,必须要和高职高专学生的培养目标相结合,强化对学生数学建模意识和模型求解能力的培养。在教学过程中,老师可以通过基本知识的讲解和典型案例的分析,实现学生数学建模知识的螺旋式上升,促进学生建模能力的增长。通过数学建模方法的渗透,使得数学建模能成为好用、易懂的数学学习工具,而不仅仅是一种高不可攀的数学知识,从而促进学生综合素质的全面提升。
2.2应当遵循循序渐进的原则在中职数学教学的过程中,考虑到中职学校学生的特点,应当从最为基础的部分开始,从简单到复杂,循序渐进地引导学生养成深入思考的习惯。在进行建模思想的渗透过程中,不可一味的追求难题,这可能会对学生的学习积极性有一定的影响,使得部分学生丧失了求知的欲望。在教学过程中也可以和高职高专数学课程教学内容进行相应的衔接,以便能够实现知识的有效拓展。
2.3应当遵循实用性的原则中职学校的学生一般数学基础都比较薄弱,在进行数学建模思想渗透的过程中应该有针对性地开展教学。在中职数学教学的过程中,不宜过分地强调知识的严密性,而应该体现数学建模的实用性。如在函数部分,二次函数是现实生活中的模型,在教学过程中应该重点结合学生的专业特点,利用函数的模型来解决专业上的具体问题。如在服装网络营销中,一款服装可以通过降价提高销售量而增加利润,可是价格下降了单位利润也随之减少,如何合理降价才能使利润最大化呢?利用二次函数模型中有关最大(小)值的知识点,可以找出合理的降价点获取最大的利润。这是在市场营销中最常见的问题,通过数学建模方法在教学中的渗透,让学生体会函数模型在同一个问题中不同情况下的差异,这有利于培养学生考虑问题的全面性。理论知识能够在实践过程中发挥作用,从而更好地突出数学知识的实用性,提升学生运用数学建模思想解决问题的积极性。
3.数学建模方法在中职数学教学中渗透的策略
3.1将数学建模方法的渗透和学生的专业知识进行有效的结合
在中职学校的教学过程中,专业课程是学生学习的重点内容,对中职学校教学水平的衡量也主要是以专业课程的教学为主要标准。数学课程是十分重要的基础课程,能够教会学生运用数学工具解决实际问题,这有助于学生专业课程的学习。从这个角度来讲,在进行数学建模方法的渗透过程中,将数学建模和学生的专业课学习结合起来,可以促进学生专业课学习效果的提升。例如已知a,b,m∈R+,且a<b,则:(a+m)/(b+m)>a/b。在进行不等式模型分析的时候和学生的专业联系起来,这个结论就会比较容易理解。如室设建筑专业在进行涂料的配比中,将a克的蓝色涂料加青色涂料配成b克的新涂料(b>a>0),其浓度为a/b,若在此新涂料中再加入m克的蓝色涂料(m>0),待全部溶解后其浓度为(a+m)/(b+m),显然再次加了蓝色涂料的新涂料的浓度增大,即此不等式成立。这样的数学教学过程不仅可以加深学生对于数学知识的理解,还可以将数学知识和学生的专业学习紧密地联系起来,在生活化的基础之上渗透数学的模型思想,提升学生学习数学知识的积极性。
3.2将数学建模方法的渗透和学生的生活实际进行有效的结合
在中职学校的数学教学过程中,有很多实际的问题都蕴含着数学建模的思想,在学习这些知识的时候老师可以适当地渗透数学建模的思想,强化学生对数学建模思想的认知。如下面的一个实际应用:小亮家准备购置一套新房,需要向银行贷款8万元,经咨询得知银行贷款月利为0.01且是复利,贷款期为25年。小亮每月稳定地有950元的收入结余,如果他准备按月用等额本息法偿还贷款,是否具有偿还能力?现在购房分期付款的问题很普遍,不少学生的家庭也都会采取这种方式进行购房,所以这类问题学生都很有兴趣,在学习的过程中也会觉得比较有用。在中职数学课程中学完数列的相关知识之后,设计这样的问题,通过建立数学模型,就能获得答案。
4.小结
关键词:高中数学;建模思想;应用
近几年的高考试题中,应用问题出现的频率有所提高,而新一轮的教学改革中,对学生的数学应用能力的要求也有所提高。据统计,高考中出现的应用题的得分率不高,本人认为其原因有:①数学阅读能力差,误解题意;②题目所涉及的问题情景较陌生,一部分同学感到难以下手;③问题本身比较复杂,学生又受思维定势的影响,方法比较单一,而寻找不到正确的方法。
若能在平时的教学过程中注意渗透数学建模的思想,肯定能够提高学生分析问题和解决问题的能力;提高学生学习数学的兴趣和应用数学的意识与能力,有兴趣积极主动地去寻找解决问题的新方法,发散数学思维。
一、建模思想的实际意义
教材的每一章都由一个有关的实际问题引入,可直接告诉学生,学了本章的教学内容及方法后,这个实际问题就能用数学模型得到解决,这样,学生就会产生创新意识,对新数学模型的渴求,实践意识,学完要在实践中试一试。
如生活中我们经常用海报去做一些宣传,现请你设计一张竖向张贴的长方形海报,具体要求:版心面积是128dm,上、下两边留出2dm,左、右两边留出1dm。应如何选择海报的尺寸,以使周边区域最小?
解析:如果假设版心高为x,则宽为dm,周围区域空白面积便为:S(x)=(x+4)(+2)-128=2x++8,(x>0)求导数,得:
所以版心的宽为:
当x∈(0,16)时,S′(x)<0;当x∈(16,+∞),S′(x)>0。
因此,x=16是函数S(x)的最小值,即最小值点。得出结论:当版心高为16dm,宽为8dm时,能使四周空白面积最小。
这样的教学注重学生将实际问题转化为数学模型的能力。不仅让学生打下坚实的数学理论基础,而且培养了学生思维的灵活性和创造性,使学生学会解决实际问题,发现捷径,发现事物之间的关联性,构建合理的数学模型,提高数学解题速度,化繁为简,开发学生的智力。
二、建模课程的设计原则
(一)实用性原则。作为刻画自然规律和社会规律的科学语言和有效工具,数学探究与建模课程设计必须以实用性为基本原则。这里实用性包括两个方面的含义:其一是以日常生活中的数学问题为题材进行课程设计,毋庸置疑,这是实用性原则的最核心体现;其二是保持高中数学的承续作用,为学生未来的工作和学习提供数学探究和建模的初步训练,这要求课程设计的题材选取必须与高等教学体系和职业需求体系保持一致。如果说,第一层含义体现了数学应用的广泛性和开放性,那么第二层含义则更多体现了数学应用的针对性。
(二)思想性原则。正如实用性原则所指出的,课程设计必须为学生未来的工作和学习提供数学探究和建模的初步训练。但教育理论同时也指出“授人以鱼不如授人以渔”,对数学探究和建模的研究思想的把握将给予学生终生的财富,而非某个特殊的案例和习题。这就要求课程设计的过程中必须提炼出一些具有广泛应用基础的一般性模型和理性分析思路,只有在这样的数学训练中学生才能有效掌握数学思想、方法,深入领会数学的理性精神,充分认识数学的价值。
三、建模思想在高中数学教学中的具体运用
(一)理顺数量关系,渗透线性规划思想。高中学生对事物有着好奇心和求知欲,但是他们的心智还不成熟,而数学建模需要具备灵活的思维方式,这就要教师在教学过程中帮助学生理顺数量关系,其中要用到一种重要的数学方法:线性规划。线性规划是辅助人们进行科学管理的一种数学方法,运用线性规划思想建立数学模型一般有以下三个步骤:首先,根据影响所要达到目的的因素找到决策变量;其次,由决策变量和所在达到目的之间的函数关系确定目标函数;再次,由决策变量所受的限制条件确定决策变量所要满足的约束条件。这样我们得到的数学模型的目标函数为线性函数,约束条件为线性等式或不等式时称此数学模型为线性规划模型。
(二)多角度思考建模,培养学生的发散性思维。发散性思维是一种扩散状态的思维模式,它表现为多维发散状,如一题多解、一物多用等,在数学教学中要运用多种方法解决一类问题,从多角度进行思考建模。主要的发散性思维方式有逆向思维、横向思维、平面思维、组合思维,这些思维方法都可以运用到数学建模中,从而帮助学生从全方位出发,建立数学模型。
一、数学建模及建模意识
数学的本质就是一种对于模式的研究,所谓的数学建模其实就是指对于现实世界当中某一个特定对象的研究,并且处于一些特殊的目的来进行简化建设,适当地运用数学的工具,通过数学语言表达出一种数学结构,让数学当中的各种概念通过各自原型抽象出来。通过对问题展开的数学化以及模型的构建进而来求解和检验使问题获得解决的方法就是数学建模。
数学建模教学的重要目的就是培养学生们运用数学知识构建模型并解决实际问题的能力,这种教学方法的关键就在于要将实际存在的问题抽象为一种概念化的数学问题,通过观察和分析提炼出问题的本质,构建起一个数学模型,然后再将这个模型容纳到知识系统当中进行处理,一方面锻炼学生们构建数学模型的意识,一方面培养学生们的抽象能力,综合性地提升了学生们分析问题、观察问题、综合类比的能力。
二、数学建模教学基本途径
首先,教师主要应该重点培养学生们的数学建模意识,在此前,教师学校应该组织教师进行系统的学习,教师也应该通过自己的努力不断地提升自身的建模意识,从自身做起,感染学生们,在讲课的过程中,经常渗透一些建模的知识和意识。另一方面,数学建模的教学应该同现行的教材结合起来进行系统的研究,教师在教学之前一定要弄清楚各个章节之间的联系,重视各个章节前言中的问题,让学生们弄清楚建模的实际意义,这样才能够更加合理地逐步引入一些模型问题。
三、数学建模与培养学生创造性思维的统一
将数学建模与培养学生们的创造性思维结合起来的第一步就是要发挥学生们的想象力,培养学生们养成直觉思维。比如说在迪卡坐标系以及欧拉定理都是由直觉思维产生的,通过数学建模就能够帮助学生们找到独到的见解以及与众不同的思考问题方法。比如说,在数学教学中常见的“洗衣问题”,提供一桶水,可以洗一件衣服,如果直接将衣服放到水中洗,或者是将水分成两等分,一份用来洗涤,用一份用来冲洗,这两种效果哪一个更好是显而易见的。但是如何从数学的角度来判别这个问题,就需要经过一定的思考过程了,对于洗衣服的问题首先应该联想到溶液浓度的概念,可以将衣服上的残留物看作是溶质,设好水桶以及衣服的体积,然后构建起一个数学模型,对两种清洗方法进行对比,这种生活实际问题转化为数学问题的过程能够有效激发学生们的兴趣,同时提升学生们的学习主动性,让学生们能够发散思维进行创造性的思考,培养学生们养成独立思考的能力。
四、加强数学建模教学的策略
数学建模在高中数学教学中具备着无法取代的重要作用,所以教师应该积极探索提升高中数学建模教学效果的策略。首先,教师应该吸引学生们对于数学建模的注意力,帮助学生们明确数学建模的实际意义,比如说,教师可以在教材的基础上适当地增加一些趣味性的话题和模型,在每一章的学习过程中都引入一些新的学习方法,重视章前问题,结合市场经济提出一些模型构建的问题,强化学生们的实例学习。
比如,在三角和几何的测量问题上,教师应该从多个方面帮助学生们感受数学建模的思想,让学生们能够从多个角度来认识数学建模,巩固数学建模的思维,在教学的过程中,教师要重视建模过程的展示,包括数学模型、简化原则、现实原型求解、反应性原则等等,比如说,“利息问题”就是在建模过程中出现频率很高的实际问题,而且经常会出现一些“复利”的计算,教师应该引导学生们进行积极的数列模型和利润计算,形成一些能够决策实际问题的不等式模型。
五、高中数学建模教学的体会
高中数学建模一方面锻炼了学生们的洞察能力,以及对于数学知识的运用能力,另一方面也给教师的教学带来了更加系统的提升,让教师在教学的过程中更容易掌握一些规律,从而更好地培养学生们的实际应用数学的能力,在高中数学建模的教学过程中,当学生们掌握了一定的基础知识和意识之后,教师应该经常设置一些自选问题建模练习,并且在班级内部进行评选,选出最佳的建模选手,通过这种良性竞争的形式为学生们日后的数学学习奠定基础。
关键词:数学建模竞赛;创新能力;培养
数学建模有利于将数学理论付诸实践应用,在各行业中作用巨大。大学生数学建模教育的实施,也是素质教育创新的重要要求。开展数学建模竞赛,有利于提高大学生创新能力,对提升大学生综合素质也有帮助。研究如何通过大学生数学建模竞赛培养大学生创新能力,具有十分重要的现实价值。
一、通过数学建模竞赛培养大学生创新能力的途径与策略
高校组织开展数学建模比赛,对创新型大学生的选拔机制进行完善,为大学生创新能力的提高提供实战平台。教师不仅要激发学生对数学建模的兴趣,也要培养大学生的创新能力。学校鼓励全体学生共同参与数学建模竞赛,通过竞赛实现大学生各方面能力的培养。竞赛的开展主要分为初期选拔、暑期选拔以及赛前选拔三个阶段。
1.初期选拔阶段。高校于每年的4月开始进行初期选拔的筹备工作,在5月初开始进行动员宣传,采用张贴海报及制作展板等形式进行文件的,全校级别的数学建模竞赛于6月份组织开展。随着近些年数学建模竞赛的不断发展,学生对数学建模的兴趣高涨。数学指导组教师一同进行竞赛论文的评审,遵循一定的评审原则,保证评审的合理性、客观性。获奖人数根据参赛总人数进行合理设置,通常约占总人数的50%。经过校级竞赛选拔部分善于创新的学生进行暑期培训。整体而言,数学建模竞赛具有较大的影响,涉及较多的学校与学生,学生从中也可获得较大的好处,对大学生创新能力的培养有利。
2.暑期选拔以及再次选拔阶段。高校通常在8月开始着手参赛学生的建模专题培训,合理制订数学建模专题的培训计划,对竞赛知识内容进行科学编排,保证理论课与实验课课时的均衡安排,使指导教师的教学优势得到发挥。课程组按照大纲的指示,进行年度教学计划的科学制订。教师也可一同进行备课,以全国竞赛出题为中心进行探讨,促进学生竞赛能力的提高。
在短期集训课的学习完成后,对参训学生进行再次选拔。此时学生的竞争意识将十分强烈,选拔竞争也十分激烈。数模指导组教师需仔细考量选拔的结果,一同进行各小组学生论文的评审,善于发现创新型学生,坚持公正平等的原则对待各个参赛学生,最终选出享有全国大学生数学建模竞赛资格的学生,并且对这些学生的组合进行优化。
3.赛前再选拔以及模拟训练阶段。高校在8月下半月进行赛题模拟训练,模拟训练的要求遵循全国赛的标准,频率为5天一轮。指导教师此时需要在指导工作中投入大量心血与实践,做好学生的指导与点评工作。学生根据全国赛的标准进行论文写作,指导教师共同对学生的作品进行审阅和点评。各小组可选出一名代表作点评,讨论汇报工作,由小组其他成员进行补充。此时学生的讨论将十分激烈,在这个过程中,问题的结果也将逐渐浮现,数学建模理论也逐渐实现提升。
二、数学建模竞赛开展培养大学生创新能力的效果分析
1.大学生参赛积极性高,参赛成绩较为理想。通过以上方法,大学生在数学建模竞赛中的参与十分积极,成绩越来越理想,创新能力也得到阶段性提高。近些年,大学生参赛人数持续上涨,上涨幅度甚至将近20%,学生的参赛成绩也达到新的高度。与此同时,大学生在挑战杯活动中的参与也同样热情高涨。这些学生凭借数学建模竞赛,实现了数学素质与创新能力的提高。
2.大学生创新思维与能力得到有效提高。在数学建模训练的作用下,大学生信息收集与处理的能力得到培养,使学生形成科学的数量观念,能够对事物数量及其变化进行敏锐观察。并且,数学的严谨推导可使学生养成认真、仔细的良好习惯,使学生的逻辑思维能力得到提高,从而思路更加清晰,可以轻松地应对各项事务,使问题能得到有效解决,使数学理论能够付诸实践,从而使大学生的数学素养得到有效提高。
三、结语
总之,大学生数学建模竞赛的开展,对大学生创新能力的培养与提高十分有益,并且能使学生其他素质得到提高,如团队合作能力、竞争能力及表达交流能力等。高校应积极有效地组织和开展数学建模竞赛,使大学生素质教育在此途径中得到发展,促进大学生综合素质的全面提高。
参考文献:
[1]王文发,郝继升,马燕.在数学建模竞赛活动中提高大学生的创新能力和综合素质[J].延安大学学报(自然科学版),2010(1):40-43.
[2]李宝萍.数学建模与大学生创新能力的培养[J].长春理工大学学报,2013(1):143-144.