探微數(shù)學(xué)建模課程教學(xué)創(chuàng)新
時間:2022-01-18 10:29:55
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1數(shù)學(xué)建模教學(xué)改革探索
1.教學(xué)方法的改革就課程設(shè)置的目的層面而言,數(shù)學(xué)建模和數(shù)學(xué)實驗課程在傳授數(shù)學(xué)理論知識的同時,注重培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用能力,所以,對于這門課程的課堂教學(xué)主要采取了以下兩種改革方法:(1)開展案例教學(xué),適當(dāng)加入討論式教學(xué)法.在每堂課前,教師要花費一定的時間,搜集與所講授建模方法相關(guān)的生活實際案例,在教學(xué)中教師通過這些教學(xué)案例引出相應(yīng)建模的基本思想方法,通過解決這些實際問題,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,還可借機(jī)根據(jù)相關(guān)問題展開討論.這樣可以避免教師的“滿堂灌”現(xiàn)象,還可以活躍課堂氣氛,提高學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)的積極性,使傳授知識的過程變?yōu)閷W(xué)習(xí)知識、應(yīng)用知識的過程,真正地達(dá)到提高學(xué)生素質(zhì)和培養(yǎng)學(xué)生能力的教學(xué)目的.案例的選擇方面,形成了以下原則:要有明確的教學(xué)目的性;要有趣味性;要有原始性;要根據(jù)教學(xué)對象的不同有所側(cè)重性;要有創(chuàng)新性.(2)開展實驗教學(xué)法.針對數(shù)學(xué)建模與數(shù)學(xué)實驗課程學(xué)習(xí)過程中學(xué)生實踐動手能力嚴(yán)重不足的問題,采取了依據(jù)建模方法設(shè)置每節(jié)課的實驗環(huán)節(jié)和綜合性的實驗項目,包括MATLAB、LINGO兩個軟件的使用和數(shù)學(xué)建模中各種模型的求解以及一些綜合性實驗項目,使學(xué)生在計算機(jī)上的實踐和對模型的簡化處理后求解,這樣,不僅有效地培養(yǎng)了學(xué)生數(shù)學(xué)軟件使用能力,還培養(yǎng)了學(xué)生分析問題、解決實際問題的能力.
2.考核方式的改革數(shù)學(xué)建模與數(shù)學(xué)實驗是解決生活問題的數(shù)學(xué)應(yīng)用性活動,不適合期末一張卷的閉卷考核方式.為突出數(shù)學(xué)建模與數(shù)學(xué)實驗課程本身的特點以及滿足教學(xué)基本要求,重點培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)應(yīng)用能力和實踐創(chuàng)新能力,在成績考核方面,采用了1∶4∶2∶3考核模式,即平時表現(xiàn)分、基本建模和實踐能力訓(xùn)練分、創(chuàng)新能力訓(xùn)練分、期末上機(jī)考試分四個部分.平時表現(xiàn)10分用來約束學(xué)生逃課和激勵學(xué)生學(xué)習(xí),包括出勤、課堂回答問題和課堂討論三方面,表現(xiàn)突出者每次都要加分、超出部分可以代替其他訓(xùn)練分?jǐn)?shù).基本建模、實踐能力訓(xùn)練和創(chuàng)新能力訓(xùn)練共60分,用來加強(qiáng)學(xué)生對基本的建模思想方法、程序算法、方程求解以及模型應(yīng)用等方面的掌握及應(yīng)用.基本建模和實踐能力訓(xùn)練部分,要求學(xué)生學(xué)習(xí)完一些章節(jié)的內(nèi)容后,自愿三人組合為一隊,完成教師布置的和隨機(jī)抽取的2-3個問題的建模與求解,并撰寫實驗報告,這可以為數(shù)學(xué)建模競賽打基礎(chǔ);創(chuàng)新能力訓(xùn)練部分是指學(xué)生在學(xué)完一些章節(jié)后,要求學(xué)生單獨完成一些綜合實驗報告.這些報告題目貼近生活,開放性強(qiáng),答案基本不唯一,有一定難度,要求單人單題,互不重復(fù),這樣不僅有效地避免學(xué)生的抄襲現(xiàn)象,還充分發(fā)揮學(xué)生的想象力和創(chuàng)造力,提高學(xué)生的創(chuàng)新能力.期末上機(jī)考試30分,用來考查學(xué)生綜合運用所學(xué)知識解決實際問題的能力.
3.數(shù)學(xué)建模培訓(xùn)與競賽選拔機(jī)制的改革改革建模競賽的培訓(xùn)方式,采用系列專題講座法.結(jié)合課程團(tuán)隊教師自身的專業(yè)和科研方向,分配以相應(yīng)的專題進(jìn)行講座.這樣能人盡其才,培訓(xùn)過程也顯得更為深刻和生動,效果也會明顯提高.要使學(xué)生在數(shù)學(xué)建模競賽中取得好成績,需要有一個科學(xué)合理的競賽選拔機(jī)制.各高校一般采用的都是三級或者四級競賽選拔機(jī)制.三級競賽選拔機(jī)制是校內(nèi)賽、幾省聯(lián)賽、國家賽;四級競賽選拔機(jī)制多一項國際競賽.很多高校根據(jù)自己的實際情況采取不同的方式.牡師院采用的是三級競賽選拔機(jī)制.即在每年4月份組織校內(nèi)賽,按照事先制定的規(guī)則和方法,教師先做專題講座后,學(xué)生參賽.大賽結(jié)束后,選拔出色隊員參加?xùn)|北三省賽;接下來在4月末開始組織參加?xùn)|北三省建模聯(lián)賽,大賽結(jié)束后,選拔出色隊員參加國家賽;最后在9月份組織參加國家賽.
2改革取得的主要成效
我們團(tuán)隊自2006年實施相關(guān)課程教學(xué)改革以來,教學(xué)效果明顯提升,學(xué)生的素質(zhì)和能力培養(yǎng)有了質(zhì)的飛躍,具體表現(xiàn)為以下四點:(1)參加校內(nèi)競賽人數(shù)不斷上升.2009年初次舉辦校內(nèi)競賽,全校只有42人參加.2010年參賽人數(shù)達(dá)到120人,競賽規(guī)模有所改觀.2011年參加校競賽的人數(shù)上升到164人,這一規(guī)?;旧线_(dá)到了預(yù)期.在競賽過程中,大學(xué)生逐漸意識到了這項賽事的重要性,競賽組織形式由此也實現(xiàn)了由教師鼓動報名,到學(xué)生主動報名的轉(zhuǎn)換.競賽規(guī)模的不斷擴(kuò)大,佐證了牡師院廣大學(xué)生在數(shù)學(xué)應(yīng)用方面的認(rèn)識水平有了巨大提高.(2)數(shù)學(xué)建模競賽成績提高明顯.2009年以前,牡師院在2年的建模競賽中只獲得省獎6項,現(xiàn)在牡師院的競賽總體成績已呈明顯的上升趨勢.(3)學(xué)生數(shù)學(xué)應(yīng)用實踐與創(chuàng)新能力明顯提高.現(xiàn)在,學(xué)生已完成大學(xué)生創(chuàng)新性實踐項目5項;近3年,已有近90名參賽隊員以優(yōu)異成績考取研究生,部分研究生入學(xué)后,因為其出色的建模能力被導(dǎo)師重用;一些學(xué)生在畢業(yè)后選取了和建模密切相關(guān)的行業(yè)(如證券業(yè)).牡師院第一屆參加全國賽的6名隊員目前分別在IBM、網(wǎng)易、中興、高校任職或攻讀博士學(xué)位.(4)教師的教學(xué)和科研水平明顯提高.?dāng)?shù)學(xué)建模競賽培養(yǎng)了一批新型的數(shù)學(xué)教師隊伍.近幾年先后主持教改項目6項,發(fā)表教學(xué)論文若干篇、主編教材2部,參編教材1部;獲得教學(xué)、科研成果獎勵2項;共承擔(dān)各類科研項目11項;科研論文22篇,獲獎4篇;出版專著2部;教練組的每個成員都根據(jù)自己的專業(yè)特長參與到了不同的項目當(dāng)中.這一舉措極大地提高了教練組成員的科研能力,提高了教學(xué)水平.
3結(jié)束語
要想真正實現(xiàn)數(shù)學(xué)建模和數(shù)學(xué)實驗對數(shù)學(xué)應(yīng)用型、創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的這個重要目標(biāo),作為教師還將要不斷地進(jìn)行探索和實踐課程改革,進(jìn)一步通過優(yōu)化教學(xué)、增強(qiáng)培訓(xùn)、參加競賽等方式,全方位地提升學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力.
作者:趙文英趙寶江崔小紅單位:牡丹江師范學(xué)院