林冬梅
【摘要】隨著科學(xué)技術(shù)在生產(chǎn)、生活實際的廣泛應(yīng)用、市場經(jīng)濟體制的不斷完善和我國建設(shè)創(chuàng)新型國家戰(zhàn)略的提出,需要職業(yè)院校為國家輸送大量的綜合素質(zhì)高、創(chuàng)新型人才。數(shù)學(xué)建模教學(xué)因其本身具備創(chuàng)新性、實踐性特質(zhì),能夠重塑學(xué)生品格,充分調(diào)動學(xué)生積極主動性,提高學(xué)生的創(chuàng)新能力,被廣泛應(yīng)用到教學(xué)實踐中去已是適應(yīng)社會發(fā)展的必須。職業(yè)院校應(yīng)結(jié)合本校優(yōu)勢,制定教學(xué)實施規(guī)劃,加大師資力量的培訓(xùn),轉(zhuǎn)變觀念,推動數(shù)學(xué)建模教學(xué)的深入開展。
【關(guān)鍵詞】數(shù)學(xué)建模 團隊精神 創(chuàng)新型人才 教學(xué)規(guī)劃
數(shù)學(xué)建模是利用數(shù)學(xué)方法解決實際問題的一種實踐。即通過抽象、簡化、假設(shè)、引進變量等處理過程后,將實際問題用數(shù)學(xué)方式表達,建立起數(shù)學(xué)模型,然后運用先進的數(shù)學(xué)方法及計算機技術(shù)進行求解。數(shù)學(xué)建模研究的對象通常是日常生活和工廠時間中的實際問題,把這些實際問題轉(zhuǎn)化成數(shù)學(xué)問題的過程就是數(shù)學(xué)建模的過程。通過數(shù)學(xué)建模可以找到處理各類實際問題的有效方法。
數(shù)學(xué)建模教學(xué)改革是適應(yīng)、推動社會發(fā)展的必須,是數(shù)學(xué)教學(xué)改革不可阻擋的潮流。
(一)、從理論層面看:首先,從工業(yè)革命時期開始,到現(xiàn)在的信息化浪潮,科學(xué)技術(shù)與生產(chǎn)實踐密切的結(jié)合起來,被廣泛應(yīng)用到工廠的生產(chǎn)和尋常百姓的生活,提高了生產(chǎn)率,改變了普通人的生活方式。其次,在分工日益細(xì)化的市場大背景下,作為市場的主體一企業(yè)所面臨的生產(chǎn)任務(wù)、改造任務(wù)日益綜合化,一項任務(wù)的完成不可能依賴于某一個人,需要的是一個團隊的貢獻。其三,當(dāng)前,創(chuàng)新已經(jīng)成為國家競爭力核心驅(qū)動力,我國也提出了推進自主創(chuàng)新、建設(shè)創(chuàng)新型國家作為重大戰(zhàn)略決策。
(二)、從實踐層面:隨著人類社會的發(fā)展,數(shù)學(xué)的應(yīng)用以空前的廣度和深度向經(jīng)濟、金融、生物、醫(yī)學(xué)、環(huán)境、地質(zhì)、人口、交通等新的領(lǐng)域滲透,數(shù)學(xué)技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)代高新技術(shù)的重要組成部分。很多教育先進的國家已經(jīng)深刻認(rèn)識到通過有效方式將數(shù)學(xué)與實踐密切結(jié)合起來的重要性。經(jīng)過探索,1985年美國首度推出了一種叫做MCM的一年一度大大學(xué)生數(shù)學(xué)模型競賽,旨在通過完成問題的闡述分析,模型的假設(shè)和建立,計算結(jié)果及討論的方式,提高學(xué)生的創(chuàng)新聯(lián)想能力。
綜上可見,數(shù)學(xué)建模課程的開設(shè)是大勢所趨,也是一種必須。當(dāng)滾滾浪潮席卷而來時,海中的游泳者只有勇于當(dāng)弄潮兒,才可能不被浪潮裹夾而去,從而屹立潮頭。從國家教育發(fā)展方向看,教育部高教司表示高等職業(yè)教育的主要任務(wù)是培養(yǎng)高技能人才。把實踐性教學(xué)貫穿于技能型人才培養(yǎng)的全過程。要緊密聯(lián)系生產(chǎn)實踐第一線的實際,把教學(xué)活動與生產(chǎn)實踐、社會服務(wù)、技術(shù)推廣及技術(shù)開發(fā)緊密結(jié)合起來。同時還要推動課程體系和教學(xué)內(nèi)容改革,突出職業(yè)教育靈活和適應(yīng)性強的特點。而數(shù)學(xué)建模教學(xué)因其具備實踐性、創(chuàng)新性的特點,完全可以作為職業(yè)院校教程改革的突破口,通過試點后廣泛開設(shè)。
當(dāng)然,任何一項革新或制度的實施都需要具體的措施來有力保障。
首先,制定一個數(shù)學(xué)建模教學(xué)改革的規(guī)劃?!胺彩骂A(yù)則立,不預(yù)則廢”,只有在充分調(diào)研的基礎(chǔ)上,對數(shù)學(xué)建模擬定一個長遠教學(xué)實施規(guī)劃,才能確保數(shù)學(xué)建模教學(xué)課程的有序開設(shè)及逐步完善。該項規(guī)劃應(yīng)該包含以下內(nèi)容:
(一)、教學(xué)隊伍力量的評估和確立。因數(shù)學(xué)建模較傳統(tǒng)教學(xué)而言,還是一種新興事物,為確保其在教學(xué)實踐中能夠取得預(yù)期效果,起到以點帶面的作用,并為日后數(shù)學(xué)建模積累豐富的經(jīng)驗,必須把認(rèn)真負(fù)責(zé)、有強烈敬業(yè)精神,綜合素質(zhì)高、教學(xué)效果好的教師選拔出來。然后對這支教學(xué)隊伍的教學(xué)經(jīng)歷、知識結(jié)構(gòu)、年齡結(jié)構(gòu)、業(yè)務(wù)專長、師資配置情況進行綜合評估,確保教學(xué)隊伍年齡、知識、專業(yè)的合理性。
(二)、明確數(shù)學(xué)建模課程內(nèi)容體系結(jié)構(gòu),教學(xué)內(nèi)容組織方式與目的。數(shù)學(xué)建模課程教學(xué)內(nèi)容可分為:(1)、建模概論,介紹什么是數(shù)學(xué)模型,建模的一般步驟與一些注意點。(2)、初等模型,介紹如何用微積分方法來研究生活中經(jīng)常遇到的一些問題。(3)、微分方程模型,在介紹人口模型、服藥治療等問題的同時,介紹集中參數(shù)法與分布參數(shù)法、工程師原則、房室系統(tǒng)方法、參數(shù)識別等常用的建模技巧。(4)、狀態(tài)轉(zhuǎn)移模型,介紹線性代數(shù)中向量、矩陣的靈活應(yīng)用,線性空間、線性相關(guān)與獨立概念的應(yīng)用、特征值在矩陣迭代中的作用等。(5)、優(yōu)化模型。(6)、計算復(fù)雜性簡介,通過實例讓學(xué)生認(rèn)識到計算量大小的重要性。(7)、離散模型,介紹由于計算機科學(xué)的最新發(fā)展而產(chǎn)生的一些新問題和新模型。(8)、決策與對策,介紹一些常見的決策與對策問題及最新發(fā)展。(9)、邏輯模型,介紹邏輯推理在建模中的應(yīng)用,邏輯推理方法在信息論建立上的應(yīng)用等。
(三)、教學(xué)條件的創(chuàng)造,包含教材使用與建設(shè);為促進學(xué)生主動學(xué)習(xí)提供擴充性資料;創(chuàng)造實踐性教學(xué)環(huán)境和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境。
1、精心比較挑選較大影響的數(shù)學(xué)建模教材,并在教改實踐中不斷積累豐富的教學(xué)經(jīng)驗和教案,在此基礎(chǔ)上,在規(guī)劃時間內(nèi)出版適合本校特點的實驗性教材,并廣泛推廣使用。
2、建立了全校性數(shù)據(jù)中心,高性能大容量的網(wǎng)絡(luò)課件服務(wù)器和磁盤存貯系統(tǒng),建立數(shù)學(xué)建模板塊,對優(yōu)秀學(xué)生實踐論文、獲獎?wù)撐倪M行匯編、提供最新建模參考文獻集、國內(nèi)外大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽題匯編等,為全校師生提供網(wǎng)上教學(xué)、科研、管理服務(wù),為師生間、學(xué)生相互間建立密切的交流聯(lián)系創(chuàng)造了便利條件。
3、與當(dāng)?shù)仄髽I(yè)密切聯(lián)系,建立適合本校教學(xué)特點的數(shù)學(xué)建模實踐基地,使學(xué)生有良好的實踐性教學(xué)環(huán)境。
(四)、建立教學(xué)效果評估系統(tǒng)。評估系統(tǒng)包含校內(nèi)同事舉證評價、校外專家評價、學(xué)生評價,取得校外賽事榮譽證明。評估系統(tǒng)大框架確立后,具體評價細(xì)則可根據(jù)教學(xué)實踐進行微調(diào),如無特殊情況,整個評估系統(tǒng)應(yīng)保持相對穩(wěn)定。只有實現(xiàn)評估系統(tǒng)的持續(xù)性,才能明晰的反映數(shù)學(xué)建模教學(xué)效果的實際走勢。
其次,要高度重視教師相關(guān)業(yè)務(wù)知識水平的不斷提高。對未開設(shè)過數(shù)學(xué)建模課程的院校,院校老師對數(shù)學(xué)建模的了解可能只停留在理論層面,甚至是不全面的?!皩W(xué)高為師”,只有老師具備相應(yīng)的能力,才能對學(xué)生進行正確的引導(dǎo)。因此要對教學(xué)隊伍開展有效、針對性強的培訓(xùn),使教學(xué)隊伍在規(guī)劃的時間內(nèi)教學(xué)方式、內(nèi)容有全面、準(zhǔn)確的認(rèn)識和把握。
數(shù)學(xué)建模教學(xué)是一項實踐性非常強的教學(xué)改革,職業(yè)院校要深刻認(rèn)識到數(shù)學(xué)建模教學(xué)改革的必然性和不可阻擋性,并在思想上給與高度重視,在進行充分調(diào)研的基礎(chǔ)上,結(jié)合院校特色,做好數(shù)學(xué)建模教學(xué)的規(guī)劃,并積極的投入到實踐中運作。以此為契機,推動教學(xué)改革的持續(xù)健康發(fā)展,全面提高職業(yè)院校的教學(xué)質(zhì)量,為國家輸送大量的綜合素質(zhì)高、具備創(chuàng)新能力的高水平技能型人才。endprint