佟 良 鄒大偉
(綏化學(xué)院信息工程學(xué)院 黑龍江綏化 152061)
隨著《國務(wù)院關(guān)于加快發(fā)展現(xiàn)代職業(yè)教育的決定》正式發(fā)布,我國未來將探索發(fā)展本科層次職業(yè)教育。實施的對象為1999年以后升格為本科的院校,其將逐步轉(zhuǎn)型為職業(yè)技術(shù)學(xué)院,培養(yǎng)應(yīng)用型高技能人才。作為一所新升格本科院校,其數(shù)學(xué)專業(yè)主要是以培養(yǎng)“應(yīng)用型”“創(chuàng)新型”人才為己任。所以,如何利用學(xué)?,F(xiàn)有的資源提高研究性學(xué)習(xí)能力和解決實際問題能力是提高教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵。
數(shù)學(xué)建模[1]是根據(jù)客觀的實際問題抽象出它的數(shù)學(xué)形式,用以分析和解決實際問題的一種科學(xué)方法。數(shù)學(xué)建模是數(shù)學(xué)專業(yè)的一門重要課程,是理論性、應(yīng)用性、實踐性很強的一門課程,學(xué)生經(jīng)過大一一年的學(xué)習(xí),大二開始學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)建模課程。數(shù)學(xué)建模教學(xué)團隊以數(shù)學(xué)建模教學(xué)為媒介,探究培養(yǎng)學(xué)生研究性學(xué)習(xí)能力和解決實際問題能力的方法。
(一)數(shù)學(xué)建模教學(xué)在人才培養(yǎng)中的作用及存在的不足。高等教育的任務(wù)是培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實踐能力的高級專門人才。近年來,實踐教學(xué)逐漸被教育界所認可,尤其是新升格本科院校,實踐教學(xué)的比例已經(jīng)成為評價和考核一個學(xué)校的重要指標。數(shù)學(xué)建模是一門理論聯(lián)系實際非常密切的課程,是培養(yǎng)學(xué)生研究性學(xué)習(xí)能力和解決實際問題能力的重要手段。
長期以來,數(shù)學(xué)建模課程都是以理論教學(xué)為主,實踐教學(xué)為輔,并且實踐教學(xué)就是書本中固定的幾個實例,學(xué)生按照步驟操作,得出操作前就知道的結(jié)果,學(xué)生被動地接受知識,無法激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性。動手能力,分析和解決實際問題的能力得不到充分的鍛煉,制約了學(xué)生研究性學(xué)習(xí)能力和解決實際問題能力的培養(yǎng)。
(二)漸進式培養(yǎng)學(xué)生研究性學(xué)習(xí)能力和解決實際問題能力的舉措。許多新升本科院校數(shù)學(xué)建模教學(xué)團隊教師經(jīng)過長時間的實踐摸索、討論,總結(jié)出了適合本學(xué)校學(xué)生的教學(xué)方法。
1.理論教學(xué)與實踐教學(xué)、課內(nèi)傳授與課外科技創(chuàng)新、教師輔助與學(xué)生自主學(xué)習(xí)相結(jié)合[2],以問題探索為基礎(chǔ),在教師指導(dǎo)下,讓學(xué)生通過對實際問題的探究,來實現(xiàn)研究性學(xué)習(xí)能力和解決實際問題能力的培養(yǎng)。
2.變填鴨式教學(xué)為互動式教學(xué),突顯數(shù)學(xué)建模理論與實踐聯(lián)系密切的特點,通過解決實際問題培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力。
3.教師地位變主導(dǎo)為輔助,強化學(xué)生的主體地位,增加設(shè)計性、綜合性模型實例供學(xué)生選擇。通過改革教學(xué)手段、教學(xué)內(nèi)容漸進式的培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。
傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)建模教學(xué)模式為理論與實踐分離模式(即課堂講授,實驗室驗證),此模式無法做到理論與實踐的完美融合。新模式為在實驗室進行課堂講授,講授與實踐同時進行,學(xué)生無疑問的上完每一節(jié)課,充分認知所學(xué)知識的用途,達到知識的活靈活用。
數(shù)學(xué)建模課程有很強的時代氣息,貼近生活,這就導(dǎo)致教材內(nèi)容陳舊。淘汰內(nèi)容過于陳舊實例、增加一些具有現(xiàn)代氣息的實例[3,4],例如環(huán)境污染模型、垃圾焚燒和基因組組裝模型。對于一些經(jīng)典實例可以加以改進、整合后,作為實例重新引入課堂,例如人口模型,它是一個非常經(jīng)典的實例,但隨著社會的發(fā)展,原有的模型已不適合當前,可在原來基礎(chǔ)上添加計劃生育政策、人口老齡化等因素。
在課程設(shè)計上,突出學(xué)生的主體地位[5],突出建模分析和過程,讓學(xué)生充分自主的實驗,在建模過程中思考問題,逐步培養(yǎng)其分析問題和解決實際問題的能力。
這種教學(xué)模式是在學(xué)校原有的教學(xué)資源基礎(chǔ)上加以改進,容易實施,學(xué)生開闊了視野,認識到所學(xué)知識的用途,課堂氣氛活躍,學(xué)生對數(shù)學(xué)建模產(chǎn)生濃厚的興趣,面對問題能夠主動的分析研究,達到了培養(yǎng)研究性學(xué)習(xí)能力和解決實際問題能力的目的。
為了能進一步鍛煉學(xué)生的研究性學(xué)習(xí)能力和解決實際問題能力,我們鼓勵所有的學(xué)生參加數(shù)學(xué)建模競賽,為了學(xué)生能更好的競賽,學(xué)校和數(shù)學(xué)建模教學(xué)老師積極配合,為學(xué)生創(chuàng)造了良好的競賽壞境。
(一)在學(xué)生暑假期間開設(shè)建模競賽基礎(chǔ)課程輔導(dǎo),例如概率統(tǒng)計、最優(yōu)化理論、圖論。在學(xué)生寒假期間開設(shè)Matlab、Lingo、SPSS軟件的輔導(dǎo)。
(二)在競賽前,舉辦一次預(yù)賽,鼓勵學(xué)生自由組隊,小組分工合作。主要是鍛煉他們的團隊協(xié)作,其次是篩選隊伍,選中的隊伍學(xué)生免費參加省級數(shù)學(xué)建模競賽。沒有選中的隊伍可以自費申報省級競賽。省級競賽獲獎?wù)邔W(xué)校免費為其申報國家級數(shù)學(xué)建模競賽,并為最終獲獎的選手給予物質(zhì)獎勵以鼓勵。
(三)在數(shù)學(xué)建模競賽期間,為了給學(xué)生提供最大限度的方便,學(xué)校專門為學(xué)生開放了計算機實驗室,并配備了專門的指導(dǎo)教師進行輔導(dǎo)。
經(jīng)過數(shù)學(xué)建模競賽,學(xué)生能夠主動獲取知識、探索問題、應(yīng)用知識解決實際問題,達到了培養(yǎng)學(xué)生研究性學(xué)習(xí)能力和解決實際問題能力的目的。
研究性學(xué)習(xí)能力和解決實際問題能力的培養(yǎng)是長期的過程,以團隊方式組織學(xué)生實踐,以建模競賽引導(dǎo)學(xué)生思維,采用講授和實踐同時進行教學(xué)模式,培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。從大二開始系統(tǒng)地對學(xué)生進行培養(yǎng),引領(lǐng)學(xué)生逐步建立自主探索式學(xué)習(xí)習(xí)慣。讓所培養(yǎng)學(xué)生多參加省大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽、全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽,參加數(shù)學(xué)建模競賽的畢業(yè)生容易受到用人單位的歡迎,而繼續(xù)深造的學(xué)生憑借其在校期間煉就的綜合實力,容易得到所在高校好評。
[1]楊啟帆,方道元.數(shù)學(xué)建模[M].杭州:浙江大學(xué)出版社,1999.
[2]周影等.在概率統(tǒng)計教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的研究性學(xué)習(xí)能力和解決實際問題能力[J].數(shù)學(xué)教學(xué)研究,2014(5).
[3]任良玉,張吉維.實施大學(xué)生創(chuàng)新實驗計劃探索基于課題的本科創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式[J].中國大學(xué)教學(xué),2011(4).
[4]易紅.高校實驗教學(xué)與創(chuàng)新人才培養(yǎng)[J].實驗室研究與探索,2008(2).
[5]王源遠,王麗萍.高校實踐教學(xué)的理論認識與實踐探索[J].實驗技術(shù)與管理,2013(1).