摘要:以全国大学生数学建模竞赛为主导的数学建模竞赛活动已成为全国高校中规模最大的基础性学科竞赛,主要是培养学生创新意识及运用数学方法和计算机技术解决实际问题的能力。基于创新型人才培养的高职院校,完善数学建模竞赛培训模式对高职院校的数学教学改革、提升教师建模水平、培养学生实践创新能力、引导学生更好地应用数学服务于社会都起到了积极的促进作用。
1982年起我国开设数学建模课程,1992年开展全国大学生数学建模竞赛,经过多年努力,以数学建模为核心的教学和研究活动得到长足发展,成为我国最成功的数学教学改革事项。2019年,有来自全国33个省/市/区及国外1490所院校近13万人报名参加全国大学生数学建模大赛。数学建模在相关的学科和应用中占有关键性的作用和地位,已经成为发展现代应用数学的重要突破口和核心内容,高职学生如何更好地学习数学建模知识,教师采取何种方式能高效指导学生培训学习、如何提高高职院校数学建模竞赛水平等都是值得根据实际情况深入探讨研究的问题。通过调研部分高职院校数学建模竞赛培训模式、参赛现状及存在的瓶颈,总结培训及参赛面临的主要挑战,笔者将从数学建模竞赛培训模式构建的师资、学生、内容等方面为突破口,构建基于创新型人才培养的数学建模培训模式。
1、数学建模的重要作用
高职院校数学教学中,传统的教学方式注重理论知识的学习,实践教学严重不足,学生缺乏学习主动性,学习数学的兴趣和应用数学的意识与创新能力不强。因此,充分发挥数学建模的开放性、创造性、应用性等特点,把数学学习与现实生活相联系,将数学建模培训教师和工科专业教师联合起来,将数学建模思想融入数学主干课程,提出以数学建模为核心,以数学建模竞赛培训为基点,以面向理工科专业学生建模能力培养为主构建数学建模培训模式,共同指导学生利用数学建模思想去解决具有一定专业背景的实际问题,为数学和外部世界的联系,在教学过程当中打开一个通道,提供有效的方式,为培养创新型的高职学生和提高学生的数学素养起到了积极的促进作用。通过参加数学建模的学习和培训,师生亲自参加把数学应用于实际的尝试,亲自参加发现和创造的过程,培养了学生收集、处理和利用信息的能力;提高了学生发现问题、研究问题、解决问题的创新能力;促进了师生间相互交流、共同发展,师生教学相长。通过开展研究性学习,使学生真正理解数学在现实生活中的用途,真正做到学有所用。增强学生综合实力,提高学生就业竞争力。
2、目前高职院校数学建模培训存在问题
2.1缺乏专业师资队伍,建模竞赛培训水平不足
基于近些年数学建模竞赛试题方向趋向于专业、交叉性强等特点,组建一支理论基础扎实、建模水平、软件操作能力较强、擅长论文写作、信息搜索及团结合作的建模竞赛培训师资团队是必不可少的。而目前高职院校拥有的能够用于数学建模竞赛培训的专业师资数量比较少,且整体的师资在对于数学建模竞赛的认识上也有一定的不足,很多数学建模竞赛培训教师自身没有参与此类竞赛的经验,很难保证培训水平和质量,不能取得理想的培训效果。
2.2学生缺乏参与兴趣,培训难成规模
要确保高职院校数学建模竞赛培训模式发展完善,促进培训中各方面资源配置和方法优化,必须要有一定的学生团队规模,如果仅仅是个别学生想要参与数学建模竞赛培训,为他们安排专人来进行培训是不切实际的。而目前高职院校的数学建模竞赛中,学生整体的参与积极性不高,很多高职院校学生即使有机会参与数学建模大赛,但因各方面原因中途退出。这种现状,会导致高职院校无法为数学建模竞赛配备更高配置的师资资源,实际的数学建模竞赛培训质量难以实现提升。
2.3具体的培训内容和形式单一
就目前一些高职院校的数学建模竞赛培训内容和形式来看,开展对于高职学生的数学建模竞赛培训,主要是针对历年来的全国大学生数学建模竞赛试题进行讲解,培训的形式也主要是班级授课制,和传统的数学课程教学模式比较类似,而实际上,数学建模领域相关的建模技术、内容等也是在不断发展进步的,单一的培训内容和模式很难保证数学建模竞赛培训效果的提升。
3基于创新型人才培养的高职院校数学建模竞赛培训模式构建对策
3.1组建数学建模竞赛培训师资团队,提升培训水平和质量
高职院校要发挥数学建模竞赛的积极作用,就要强化数学建模竞赛专业师资队伍培养,旨在提高数学教师的数学建模能力及水平,为使创新型课程真正地落到实处做准备。
首先重视建模高水平人才引进。招聘有参赛经验、学习数学应用研究的博士生作为指导教师,能够直接为院校建模培训师资团队注入活力,提供培训新的思路和方法;其次重视教师自身能力的提升。明确数学建模的思想及一般步骤,熟悉数学建模的理论、方法与实践。利用网上课程资源及外出培训学习,不断提升教师建模能力,更新其观念,学习高水平院校和同行在数学建模培训中的措施和方法,取长补短,加强对基于数学建模微课程(案例)教学、数学建模的教学改革、数学建模的工具软件应用技巧等探究,构建适合本院校的数学建模竞赛培训与指导方法,更好地促进数学建模的常态化教学。另外,培训团队参与数学应用及建模方向高水平课题研究,理论实践相结合促发展;最后针对高职院校数学建模竞赛工作进行全面总结,开展赛后教学研讨,对学院各队赛题中的主要问题及全国专科组获得国奖的优秀作品进行细致的分析,查找不足,修改和完善原有结果,总结经验,不断实践、反思、改进,逐渐形成一套完整科学的竞赛培训指导模式。
3.2建立参赛学生选拔机制,激发学生兴趣
全国大学生数学建模有助于培养学生数学素养,增强学生的统筹规划、协同作战的团队合作意识。整个培训和参赛过程是以解决问题为主线,3名同学组成一个团队,虽有分工不同,但团队目标一致,共同体验建模过程中的曲折、艰辛、趣味和意境,从而能够真正领悟数学建模的方法,感受到建模的丰富内涵和无限发展魅力。高职院校积极在校园内营造数学建模竞赛活动的氛围,让高职学生认识到数学建模竞赛的重要性。
为保证良好的培训效果,建立一套完善的数学建模参赛学生选拔机制很有必要。首先通过创建高职院校数学建模社团,从新生入学初的全校宣传动员等形式招募对数学、计算机及科技创新感兴趣的学生及数学基础较好,勤思考,善钻研的学生成为会员,对于培训的开展能够起到事半功倍的效果。其次建议高职院校开设数学建模相关选修课程,建设建模专用实验室,购买培训所需的专用设备及软件,为学员提供共同学习探讨的场所。同时通过举办校内竞赛的形式选拔能力较强的优秀学生进行暑期强化培训和进一步筛选,邀请行业专家举办讲座或培训指导,拓展师生建模思路,深入了解并掌握建模方法,让学生在数学建模培训中获得更多的乐趣,提升整体数学建模培训学习效率。
3.3制定培训教学内容和形式,完善培训模式
在开展高职院校数学建模竞赛培训活动中,要坚决改变以往的将数学建模竞赛和传统数学课程教学割裂的教学做法,改变学生被动接受教师对于数学建模竞赛试题的讲解状态,要结合创新型人才培养的实际需要,学生的特点,研究总结提炼出各个阶段具体的培训教学内容,完善教学大纲、教学计划、教学案例、培训试题库等教学文件,实行定期动态更新,保障培训的长期性、指导性和可操作性。让学生围绕数学建模竞赛相关的问题开展小组讨论,开展相关的实践探究,在平常的培训教学中,要主动采取措施,潜移默化,鼓励并推动学生解决理论或实际的问题,反复钻研、互相切磋,形成相应的数学问题并分析问题,寻求解决问题方法,得到有关结论,判断结论对错或优劣,让学生亲自体验参加把数学应用于实际的尝试,参加发现和创造的过程,取得在书本上和课堂里无法代替的宝贵经验和切身感受,启迪数学心智,更好地应用数学、品味数学、理解数学和热爱数学。形成“以数学建模教育为基础,以暑期集中培训为提高,以赛前模拟为强化”的培训模式,从而促进整体培训教学质量的提升。
4、结语
基于创新型人才培养的高职院校数学建模培训模式的构建,不光需要院校政策支持,机制激励,在具体工作中,更要针对高职院校在数学建模竞赛培训模式构建中师资不足、建模团队规模较小、学生兴趣不足、内容和形式单一等问题,一一分析,采取针对性、可行性措施,切实提高高职院校学生建立数学模型和运用互联网信息技术解决实际问题的能力,培养科研创新精神和团队合作意识,从而促进高职院校创新型人才培养目标的实现。
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基金:宝鸡职业技术学院院级课题,课题名称:基于创新型人才培养的我院数学建模培训体系研究与实践(课题编号:2020142Y)
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