摘 要:以全國大學生數(shù)學建模競賽為主導的數(shù)學建模競賽活動已成為全國高校中規(guī)模最大的基礎(chǔ)性學科競賽,主要是培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識及運用數(shù)學方法和計算機技術(shù)解決實際問題的能力?;趧?chuàng)新型人才培養(yǎng)的高職院校,完善數(shù)學建模競賽培訓模式對高職院校的數(shù)學教學改革、提升教師建模水平、培養(yǎng)學生實踐創(chuàng)新能力、引導學生更好地應(yīng)用數(shù)學服務(wù)于社會都起到了積極的促進作用。
關(guān)鍵詞:創(chuàng)新型人才;培養(yǎng);高職院校;數(shù)學建模競賽培訓模式
1982年起我國開設(shè)數(shù)學建模課程,1992年開展全國大學生數(shù)學建模競賽,經(jīng)過多年努力,以數(shù)學建模為核心的教學和研究活動得到長足發(fā)展,成為我國最成功的數(shù)學教學改革事項。2019年,有來自全國33個省/市/區(qū)及國外1490所院校近13萬人報名參加全國大學生數(shù)學建模大賽。數(shù)學建模在相關(guān)的學科和應(yīng)用中占有關(guān)鍵性的作用和地位,已經(jīng)成為發(fā)展現(xiàn)代應(yīng)用數(shù)學的重要突破口和核心內(nèi)容,高職學生如何更好地學習數(shù)學建模知識,教師采取何種方式能高效指導學生培訓學習、如何提高高職院校數(shù)學建模競賽水平等都是值得根據(jù)實際情況深入探討研究的問題。通過調(diào)研部分高職院校數(shù)學建模競賽培訓模式、參賽現(xiàn)狀及存在的瓶頸,總結(jié)培訓及參賽面臨的主要挑戰(zhàn),筆者將從數(shù)學建模競賽培訓模式構(gòu)建的師資、學生、內(nèi)容等方面為突破口,構(gòu)建基于創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的數(shù)學建模培訓模式。
1 數(shù)學建模的重要作用
高職院校數(shù)學教學中,傳統(tǒng)的教學方式注重理論知識的學習,實踐教學嚴重不足,學生缺乏學習主動性,學習數(shù)學的興趣和應(yīng)用數(shù)學的意識與創(chuàng)新能力不強。因此,充分發(fā)揮數(shù)學建模的開放性、創(chuàng)造性、應(yīng)用性等特點,把數(shù)學學習與現(xiàn)實生活相聯(lián)系,將數(shù)學建模培訓教師和工科專業(yè)教師聯(lián)合起來,將數(shù)學建模思想融入數(shù)學主干課程,提出以數(shù)學建模為核心,以數(shù)學建模競賽培訓為基點,以面向理工科專業(yè)學生建模能力培養(yǎng)為主構(gòu)建數(shù)學建模培訓模式,共同指導學生利用數(shù)學建模思想去解決具有一定專業(yè)背景的實際問題,為數(shù)學和外部世界的聯(lián)系,在教學過程當中打開一個通道,提供有效的方式,為培養(yǎng)創(chuàng)新型的高職學生和提高學生的數(shù)學素養(yǎng)起到了積極的促進作用。通過參加數(shù)學建模的學習和培訓,師生親自參加把數(shù)學應(yīng)用于實際的嘗試,親自參加發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造的過程,培養(yǎng)了學生收集、處理和利用信息的能力;提高了學生發(fā)現(xiàn)問題、研究問題、解決問題的創(chuàng)新能力;促進了師生間相互交流、共同發(fā)展,師生教學相長。通過開展研究性學習,使學生真正理解數(shù)學在現(xiàn)實生活中的用途,真正做到學有所用。增強學生綜合實力,提高學生就業(yè)競爭力。
2 目前高職院校數(shù)學建模培訓存在問題
2.1 缺乏專業(yè)師資隊伍,建模競賽培訓水平不足
基于近些年數(shù)學建模競賽試題方向趨向于專業(yè)、交叉性強等特點,組建一支理論基礎(chǔ)扎實、建模水平、軟件操作能力較強、擅長論文寫作、信息搜索及團結(jié)合作的建模競賽培訓師資團隊是必不可少的。而目前高職院校擁有的能夠用于數(shù)學建模競賽培訓的專業(yè)師資數(shù)量比較少,且整體的師資在對于數(shù)學建模競賽的認識上也有一定的不足,很多數(shù)學建模競賽培訓教師自身沒有參與此類競賽的經(jīng)驗,很難保證培訓水平和質(zhì)量,不能取得理想的培訓效果。
2.2 學生缺乏參與興趣,培訓難成規(guī)模
要確保高職院校數(shù)學建模競賽培訓模式發(fā)展完善,促進培訓中各方面資源配置和方法優(yōu)化,必須要有一定的學生團隊規(guī)模,如果僅僅是個別學生想要參與數(shù)學建模競賽培訓,為他們安排專人來進行培訓是不切實際的。而目前高職院校的數(shù)學建模競賽中,學生整體的參與積極性不高,很多高職院校學生即使有機會參與數(shù)學建模大賽,但因各方面原因中途退出。這種現(xiàn)狀,會導致高職院校無法為數(shù)學建模競賽配備更高配置的師資資源,實際的數(shù)學建模競賽培訓質(zhì)量難以實現(xiàn)提升。
2.3 具體的培訓內(nèi)容和形式單一
就目前一些高職院校的數(shù)學建模競賽培訓內(nèi)容和形式來看,開展對于高職學生的數(shù)學建模競賽培訓,主要是針對歷年來的全國大學生數(shù)學建模競賽試題進行講解,培訓的形式也主要是班級授課制,和傳統(tǒng)的數(shù)學課程教學模式比較類似,而實際上,數(shù)學建模領(lǐng)域相關(guān)的建模技術(shù)、內(nèi)容等也是在不斷發(fā)展進步的,單一的培訓內(nèi)容和模式很難保證數(shù)學建模競賽培訓效果的提升。
3 基于創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的高職院校數(shù)學建模競賽培訓模式構(gòu)建對策
3.1 組建數(shù)學建模競賽培訓師資團隊,提升培訓水平和質(zhì)量
高職院校要發(fā)揮數(shù)學建模競賽的積極作用,就要強化數(shù)學建模競賽專業(yè)師資隊伍培養(yǎng),旨在提高數(shù)學教師的數(shù)學建模能力及水平,為使創(chuàng)新型課程真正地落到實處做準備。
首先重視建模高水平人才引進。招聘有參賽經(jīng)驗、學習數(shù)學應(yīng)用研究的博士生作為指導教師,能夠直接為院校建模培訓師資團隊注入活力,提供培訓新的思路和方法;其次重視教師自身能力的提升。明確數(shù)學建模的思想及一般步驟,熟悉數(shù)學建模的理論、方法與實踐。利用網(wǎng)上課程資源及外出培訓學習,不斷提升教師建模能力,更新其觀念,學習高水平院校和同行在數(shù)學建模培訓中的措施和方法,取長補短,加強對基于數(shù)學建模微課程(案例)教學、數(shù)學建模的教學改革、數(shù)學建模的工具軟件應(yīng)用技巧等探究,構(gòu)建適合本院校的數(shù)學建模競賽培訓與指導方法,更好地促進數(shù)學建模的常態(tài)化教學。另外,培訓團隊參與數(shù)學應(yīng)用及建模方向高水平課題研究,理論實踐相結(jié)合促發(fā)展;最后針對高職院校數(shù)學建模競賽工作進行全面總結(jié),開展賽后教學研討,對學院各隊賽題中的主要問題及全國專科組獲得國獎的優(yōu)秀作品進行細致的分析,查找不足,修改和完善原有結(jié)果,總結(jié)經(jīng)驗,不斷實踐、反思、改進,逐漸形成一套完整科學的競賽培訓指導模式。
3.2 建立參賽學生選拔機制,激發(fā)學生興趣
全國大學生數(shù)學建模有助于培養(yǎng)學生數(shù)學素養(yǎng),增強學生的統(tǒng)籌規(guī)劃、協(xié)同作戰(zhàn)的團隊合作意識。整個培訓和參賽過程是以解決問題為主線,3名同學組成一個團隊,雖有分工不同,但團隊目標一致,共同體驗建模過程中的曲折、艱辛、趣味和意境,從而能夠真正領(lǐng)悟數(shù)學建模的方法,感受到建模的豐富內(nèi)涵和無限發(fā)展魅力。高職院校積極在校園內(nèi)營造數(shù)學建模競賽活動的氛圍,讓高職學生認識到數(shù)學建模競賽的重要性。
為保證良好的培訓效果,建立一套完善的數(shù)學建模參賽學生選拔機制很有必要。首先通過創(chuàng)建高職院校數(shù)學建模社團,從新生入學初的全校宣傳動員等形式招募對數(shù)學、計算機及科技創(chuàng)新感興趣的學生及數(shù)學基礎(chǔ)較好,勤思考,善鉆研的學生成為會員,對于培訓的開展能夠起到事半功倍的效果。其次建議高職院校開設(shè)數(shù)學建模相關(guān)選修課程,建設(shè)建模專用實驗室,購買培訓所需的專用設(shè)備及軟件,為學員提供共同學習探討的場所。同時通過舉辦校內(nèi)競賽的形式選拔能力較強的優(yōu)秀學生進行暑期強化培訓和進一步篩選,邀請行業(yè)專家舉辦講座或培訓指導,拓展師生建模思路,深入了解并掌握建模方法,讓學生在數(shù)學建模培訓中獲得更多的樂趣,提升整體數(shù)學建模培訓學習效率。
3.3 制定培訓教學內(nèi)容和形式,完善培訓模式
在開展高職院校數(shù)學建模競賽培訓活動中,要堅決改變以往的將數(shù)學建模競賽和傳統(tǒng)數(shù)學課程教學割裂的教學做法,改變學生被動接受教師對于數(shù)學建模競賽試題的講解狀態(tài),要結(jié)合創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的實際需要,學生的特點,研究總結(jié)提煉出各個階段具體的培訓教學內(nèi)容,完善教學大綱、教學計劃、教學案例、培訓試題庫等教學文件,實行定期動態(tài)更新,保障培訓的長期性、指導性和可操作性。讓學生圍繞數(shù)學建模競賽相關(guān)的問題開展小組討論,開展相關(guān)的實踐探究,在平常的培訓教學中,要主動采取措施,潛移默化,鼓勵并推動學生解決理論或?qū)嶋H的問題,反復(fù)鉆研、互相切磋,形成相應(yīng)的數(shù)學問題并分析問題,尋求解決問題方法,得到有關(guān)結(jié)論,判斷結(jié)論對錯或優(yōu)劣,讓學生親自體驗參加把數(shù)學應(yīng)用于實際的嘗試,參加發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造的過程,取得在書本上和課堂里無法代替的寶貴經(jīng)驗和切身感受,啟迪數(shù)學心智,更好地應(yīng)用數(shù)學、品味數(shù)學、理解數(shù)學和熱愛數(shù)學。形成“以數(shù)學建模教育為基礎(chǔ),以暑期集中培訓為提高,以賽前模擬為強化”的培訓模式,從而促進整體培訓教學質(zhì)量的提升。
4 結(jié)語
基于創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的高職院校數(shù)學建模培訓模式的構(gòu)建,不光需要院校政策支持,機制激勵,在具體工作中,更要針對高職院校在數(shù)學建模競賽培訓模式構(gòu)建中師資不足、建模團隊規(guī)模較小、學生興趣不足、內(nèi)容和形式單一等問題,一一分析,采取針對性、可行性措施,切實提高高職院校學生建立數(shù)學模型和運用互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)解決實際問題的能力,培養(yǎng)科研創(chuàng)新精神和團隊合作意識,從而促進高職院校創(chuàng)新型人才培養(yǎng)目標的實現(xiàn)。
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課題項目:寶雞職業(yè)技術(shù)學院院級課題,課題名稱:基于創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的我院數(shù)學建模培訓體系研究與實踐(課題編號:2020142Y)
作者簡介:張少鳳(1983— ),女,漢族,陜西寶雞人,碩士,高校講師,研究方向:數(shù)學教育。