特色數(shù)學建模實踐教學探索

時間:2022-06-27 10:54:47

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特色數(shù)學建模實踐教學探索

摘要:數(shù)學建模在提升高職學生知識應用技能、創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式等方面具有重要作用。但目前高職院校數(shù)學建模實踐教學存在的不足,主要表現(xiàn)為目標不明確、內(nèi)容不完善、體系不健全、師資隊伍建設不足等方面。為改進這些不足,在特色數(shù)學建模實踐教學中,明確教學目標,精選教學內(nèi)容,完善教學體系,并強化教師隊伍建設。

關鍵詞:高職院校;特色數(shù)學建模;實踐教學

實踐教學是培養(yǎng)應用型和技能型人才的重要途徑。目前,高職院校普遍認識到實踐教學的重要作用,并結合人才培養(yǎng)要求嘗試創(chuàng)新實踐教學方式,努力提高學生知識應用技能和人才培養(yǎng)質(zhì)量,讓他們更好適應將來工作需要。高職院校的教學目標是培養(yǎng)優(yōu)秀的應用型和創(chuàng)新型人才,讓他們更好適應工作需要,增強對工作崗位適應性。為促進該目標順利實現(xiàn),除了讓學生扎實掌握基本理論知識外,還要注重創(chuàng)新實踐教學模式,提高學生知識應用技能,以啟迪學生智慧,拓寬學生思維,培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實踐能力,為以后更好從事工作奠定基礎。數(shù)學建模以實際問題為導向并建立數(shù)學模型,然后對數(shù)學模型求解,并根據(jù)結果解決實際問題,它是培養(yǎng)學生知識應用技能的重要方式。[1]目前在高職數(shù)學教學中,數(shù)學建模逐漸受到重視。但由于數(shù)學建模目標不明確,課程安排不合理,再加上未能構建有效的數(shù)學建模實踐教學體系,難以達到預期效果。為彌補這些不足,九江職業(yè)大學依托數(shù)學建模實踐教學平臺,打造特色數(shù)學建模實踐教學體系,并吸引學生投入實驗與實踐環(huán)節(jié),對數(shù)學建模實踐教學進行了探索與創(chuàng)新。

一、高職院校數(shù)學建模實踐教學存在的問題

數(shù)學建模實踐教學不僅能激發(fā)學生的學習主動性,還有利于加強學生實踐鍛煉,提高學生知識應用技能,對增強高職學生知識應用水平,讓他們更好適應工作需要都具有重要作用。然而在教學中,部分任課老師對數(shù)學建模實踐教學缺乏合理規(guī)劃,實踐教學內(nèi)容安排不合理,制約教學效果提升,目前仍存在以下不足。(一)數(shù)學建模實踐教學目標不明確。數(shù)學建模實踐教學既是推進高職教育教學改革的重大舉措,同時也是提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的有效策略。因此,為確保數(shù)學建模實踐教學效果,首先應明確目標,但部分高職院校對數(shù)學建模實踐教學重視不夠,將重點放在課程建設、人才培養(yǎng)、學生就業(yè)率提升等方面。忽視數(shù)學建模實踐教學在人才培養(yǎng)中的作用,也未能制定明確的目標和培訓計劃,不利于實踐教學活動開展和人才培養(yǎng)質(zhì)量提升。(二)數(shù)學建模實踐教學內(nèi)容不完善。為提升數(shù)學建模實踐教學效果,讓學生在競賽中取得優(yōu)異成績,提高學生創(chuàng)新能力和知識應用技能,合理設置數(shù)學建模實踐教學內(nèi)容是必要的。但部分高職院校對數(shù)學建模實踐教學不重視,缺乏明確的教學目標和教學計劃,也沒有設置完善的實踐教學內(nèi)容。一些高職院校在數(shù)學建模實踐教學中局限于對教材內(nèi)容進行講解,或者研究和分析往屆試題,而忽視教學內(nèi)容更新和完善,也沒有將數(shù)學知識應用與社會發(fā)展和生活實踐聯(lián)系起來,現(xiàn)有學習和培訓內(nèi)容缺乏實用性和挑戰(zhàn)性。(三)數(shù)學建模實踐教學體系不健全。完善的數(shù)學建模實踐教學體系應將“課堂教學、課外實踐、研究探討”融為一體,將課堂教學和課外實踐緊密結合,注重組織學生研究探討,積極開展交流互動,彰顯數(shù)學建模實踐教學特色。但許多高職院校沒有充分認識這一點,現(xiàn)有數(shù)學建模實踐教學體系不完善,往往將教學重點放在課堂教學,而忽視課外實踐的作用。[2]也沒有認真組織學生開展交流、互動、研討,不僅影響學生知識應用技能和創(chuàng)新思維能力培養(yǎng),也難以彰顯數(shù)學建模實踐教學特色。(四)相應的師資隊伍建設存在不足。數(shù)學建模實踐教學活動的有效開展,學生競賽成績的提升,都離不開優(yōu)秀教師的指導。然而調(diào)查顯示,目前高職院校忽視專業(yè)指導教師建設,在對學生的指導中往往由數(shù)學任課老師兼職,利用周末或假期對學生輔導。雖然這種輔導能起到一定效果,但部分指導老師缺乏數(shù)學建模實踐教學的專業(yè)指導技能,再加上制度不完善,獎懲激勵機制不健全,難以激發(fā)指導老師積極性,最終也影響數(shù)學建模實踐教學效果。

二、高職院校特色數(shù)學建模實踐教學的創(chuàng)新策略

為改進高職數(shù)學建模實踐教學的不足,提高實踐教學效果和人才培養(yǎng)質(zhì)量,打造具有特色的數(shù)學建模實踐教學體系,九江職業(yè)大學從實踐教學目標、實踐教學內(nèi)容、實踐教學體系、教師隊伍建設四個方面進行有益的探索與嘗試。(一)明確特色數(shù)學建模實踐教學目標。特色數(shù)學建模實踐教學是推進教育教學改革,提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的重要措施,其顯著特征表現(xiàn)為“課堂教學、課外實踐、研究探討”一體化。需要注意的是,數(shù)學建模實踐教學的學習任務和實踐內(nèi)容具有較強挑戰(zhàn)性,但同時也為高素質(zhì)人才培養(yǎng)提供平臺,有利于優(yōu)秀學生脫穎而出。[3]為此,九江職業(yè)大學在教學中首先明確教學目標,根據(jù)教學要求和人才培養(yǎng)目標,將特色數(shù)學建模實踐教學目標定位為“拓展思維、開闊視野、啟迪智慧,培養(yǎng)理論聯(lián)系實踐的創(chuàng)新型和應用型人才”。同時完善相關制度,每年召開專門會議制定教學計劃,并為數(shù)學建模實踐教學提供教室、實驗室和競賽場所支持。此外,每年還提供必要經(jīng)費支持,選拔優(yōu)秀指導教師,打造高素質(zhì)教師團隊,并且定期開展經(jīng)驗交流互動,相互借鑒和提高,促進特色數(shù)學建模實踐教學目標順利實現(xiàn)。(二)精選特色數(shù)學建模實踐教學內(nèi)容。合理選擇教學內(nèi)容尤為重要,九江職業(yè)大學在教學內(nèi)容選擇上,根據(jù)高職院校人才培養(yǎng)目標和學生畢業(yè)后將來工作需要,注重突出本專業(yè)特色。例如,課堂教學中,使用由任課老師編寫的教案,并將電子教案傳遞給學生作為教材使用,方便學生閱讀和使用。教學內(nèi)容上將數(shù)學知識、建模方法、經(jīng)濟理論與計算機應用相結合,適當引入數(shù)學軟件Matlab和統(tǒng)計分析軟件SPSS,并制作精品課程錄像,有利于學生查漏補缺。課外實踐采用校內(nèi)競賽、周末培訓、暑假培訓等形式,根據(jù)具體問題分專題研討,每個專題解決一個實際問題。由任課老師編寫實踐教學專題,設置具有挑戰(zhàn)性和實用性的題型,例如,移動電話資費“套餐”問題、投資最優(yōu)化問題、乒乓球團體賽對策問題、個人理財問題等,且每年都注重更新內(nèi)容。(三)完善特色數(shù)學建模實踐教學體系。特色數(shù)學建模實踐教學以年為周期,從每年10月份開始,至第二年9月份結束,具體的教學活動安排如圖1所示。1.課堂教學。開設“數(shù)學模型與數(shù)學實驗”、“數(shù)學建模理論與方法”、“高職數(shù)學建模競賽培訓教程”、“應用數(shù)學”、“經(jīng)濟模型與Matlab應用”、“SPSS數(shù)據(jù)分析”等課程,且30%學時為實驗課,讓學生參與實驗和訓練,培養(yǎng)知識應用技能和創(chuàng)新思維能力。2.課外實踐。分校內(nèi)競賽、集中培訓、全國競賽三階段。首先通過校內(nèi)競賽選拔學生,然后在指導教師帶領下精心培訓。培訓時間為周末和假期,培訓地點包括教室、戶外、實驗室等,培訓形式主要有指導教師授課、小組研討互動、數(shù)學建模實驗指導、學生獨立完成數(shù)學建模任務等。3.研究探討。研究探討針對實踐中的具體問題而展開,通常分專題進行,每個專題解決一個實際問題。研究探討由任課老師引導,注重發(fā)揮學生主體作用。首先由任課老師布置研討任務,讓他們用3~5天時間查找資料,進行分析討論,并建立數(shù)學模型、使用學習軟件解決問題。最后提交學習成果,由任課老師評閱,并對該問題深入探討和交流,實現(xiàn)知識內(nèi)化。[4](四)強化特色數(shù)學建模實踐教學教師隊伍建設。特色數(shù)學建模實踐教學和培訓中,指導教師是核心,也是確保培訓效果,讓學生在競賽中獲得優(yōu)異成績的關鍵。賽前動員、競賽培訓、參加比賽,每個環(huán)節(jié)都離不開教師指導。[5]指導教師既要有淵博的知識,同時還要具備科學、嚴謹、勤勞、奉獻的精神和作風。九江職業(yè)大學從政策措施、經(jīng)費支持、績效考核等方面強化師資隊伍建設,例如,明確指導教師的工作目標和任務,每年拿出1萬元資助經(jīng)費,將學生競賽成果與教師職稱晉升、評獎評優(yōu)相結合,最終取得明顯效果。目前已引進和培養(yǎng)7位優(yōu)秀指導教師,為特色數(shù)學建模實踐教學活動開展、學生競賽成績提升提供師資保障。

三、高職院校特色數(shù)學建模實踐教學的效果

經(jīng)過五年的探索與實踐,九江職業(yè)大學不僅形成相對完善的特色數(shù)學建模實踐教學體系,同時還取得較明顯的效果。(一)提高學生知識應用技能。九江職業(yè)大學自2014年開展特色數(shù)學建模實踐教學活動以來,吸引大批學生參與,課程也受到學生熱烈歡迎。在2014級數(shù)學專業(yè)117名學生當中,共有9個團隊、63名學生參加校內(nèi)數(shù)學建模競賽,參與學生超過一半,另有15名學生通過校內(nèi)選拔參加數(shù)學建模集訓。通過系統(tǒng)、完善的數(shù)學建模集訓,不僅有利于提高學生知識應用技能,也為學生今后的工作與發(fā)展奠定基礎。2018年初為了解2017屆參加數(shù)學建模培訓的學生就業(yè)情況,通過與用人單位的交流和訪談得知,他們普遍認為:經(jīng)過特色數(shù)學建模培訓后的學生知識應用技能更強,更能增強對工作崗位的適應性。(二)提升高職院校人才培養(yǎng)質(zhì)量。特色數(shù)學建模實踐教學推動學生全面發(fā)展,促進人才培養(yǎng)質(zhì)量提升。2017年全國大學生數(shù)學建模競賽中,九江職業(yè)大學獲得2個省級一等獎、3個省級二等獎、3個省級三等獎,成績較往年有顯著提升,在江西省同類院校中位居前列。此外,數(shù)學建模實踐活動還有利于培養(yǎng)高職學生創(chuàng)新精神、實踐能力和綜合素質(zhì)。參加學習的學生,尤其是參加競賽的學生,他們提升了能力、收獲了自信、獲得了獎學金,畢業(yè)后也受用人單位青睞,部分學生成功專升本,獲取繼續(xù)學習和深造的機會。(三)取得了良好的社會效果。九江職業(yè)大學特色數(shù)學建模實踐教學活動受到省內(nèi)兄弟院校和社會各界好評,取得良好社會效果。九江職業(yè)技術學院、江西旅游商貿(mào)職業(yè)學院、江西電力職業(yè)技術學院等學校數(shù)學任課老師來交流學習,邀請九江職業(yè)大學的數(shù)學任課老師做特色數(shù)學建模實踐教學方面的報告和講座,并獲得專家學者好評。在全國大學生數(shù)學建模2018江西賽區(qū)頒獎及工作會議上,九江職業(yè)大學數(shù)學任課老師做專題發(fā)言,介紹特色數(shù)學建模實踐教學的成功經(jīng)驗。

四、結束語

九江職業(yè)大學在特色數(shù)學建模實踐教學中,通過明確實踐教學目標、精選實踐教學內(nèi)容、完善實踐教學體系、加強教師隊伍建設,取得明顯效果,同時也是高職院校教育改革的有益嘗試。實踐證明,明確實踐教學目標是根本,精選實踐教學內(nèi)容是基礎,完善實踐教學體系是關鍵,加強教師隊伍建設是保障。經(jīng)過多年的探索與實踐,目前學校已基本形成“課堂教學、課外實踐、研究探討、特色突出”的高職數(shù)學建模實踐教學體系,并為素質(zhì)教育推進、課程教學創(chuàng)新、人才培養(yǎng)質(zhì)量提升搭建有效的平臺。同時也在打造高職院校特色數(shù)學教學體系、提高學生知識應用技能和人才培養(yǎng)質(zhì)量方面發(fā)揮積極作用。

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[4]石麗莉,黃小平,蒲冰遠.高職高專特色數(shù)學課程教學模式構建[J].四川文理學院學報,2017(2):129-133.

[5]李強,馬曉燕.成人高等教育特色課程建設的實踐與體會———以《數(shù)學建?!窞槔齕J].泰山學院學報,2011(3):137-139.

作者:柳世全 單位:九江職業(yè)大學