基于項目教學(xué)法的高職數(shù)學(xué)建模教學(xué)改革

【摘 要】根據(jù)目前高職教育培養(yǎng)高技能應(yīng)用型人才的目標(biāo)，對高職數(shù)學(xué)建模課程教學(xué)中的項目教學(xué)方法進(jìn)行了探討與實踐，通過項目教學(xué)法把數(shù)學(xué)知識與實踐教學(xué)有機(jī)地結(jié)合起來，對培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力、創(chuàng)造能力、就業(yè)能力和創(chuàng)業(yè)能力等方面起到非常重要的作用。

【關(guān)鍵詞】項目教學(xué)法 數(shù)學(xué)建模 應(yīng)用型人才

【中圖分類號】 G 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A

【文章編號】0450-9889（2014）01C-0135-02

《教育部關(guān)于全面提高高等職業(yè)教育教學(xué)質(zhì)量的若干意見》關(guān)于“加強(qiáng)素質(zhì)教育”問題明確提出：要針對高等職業(yè)院校學(xué)生的特點，培養(yǎng)學(xué)生的社會適應(yīng)性，教育學(xué)生樹立終身學(xué)習(xí)理念，提高學(xué)習(xí)能力，學(xué)會交流溝通和團(tuán)隊協(xié)作，提高學(xué)生的實踐能力、創(chuàng)造能力、就業(yè)能力和創(chuàng)業(yè)能力，培養(yǎng)德智體美全面發(fā)展的社會主義建設(shè)者和接班人。由此指明了高職數(shù)學(xué)建模課程的教學(xué)應(yīng)體現(xiàn)“高職”的特點，突出知識的應(yīng)用性，以培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力為目標(biāo)。因此，在高職數(shù)學(xué)建模教學(xué)中要求鼓勵學(xué)生積極參與，讓學(xué)生從實際生活出發(fā)，在教學(xué)中主動參與，通過學(xué)生的自主、合作、探究的學(xué)習(xí)方式，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣與運(yùn)用數(shù)學(xué)知識的能力。而項目教學(xué)法以項目為主線，教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體，在教學(xué)中學(xué)生主動參與、相互協(xié)作、探索創(chuàng)新的新型教學(xué)模式，對提高高職數(shù)學(xué)建模課程的教學(xué)效果和教學(xué)方法的改進(jìn)有著重要的作用。

一 、高職數(shù)學(xué)建模教學(xué)的不足

首先，高職學(xué)生數(shù)學(xué)基礎(chǔ)相對較弱。由于高校擴(kuò)招，高職院校學(xué)生的入學(xué)起點較低，學(xué)生的基礎(chǔ)相對較弱。加上很多專業(yè)文理兼招，造成學(xué)生數(shù)學(xué)基礎(chǔ)差異較大。另外，高職院校側(cè)重高技能應(yīng)用型人才的培養(yǎng)，而數(shù)學(xué)只是理論基礎(chǔ)課，大部分高職院校僅開設(shè)一年數(shù)學(xué)課或者是一個學(xué)期數(shù)學(xué)，有的甚至取消數(shù)學(xué)課程的開設(shè)，這樣高職學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)很難跟本科院校的學(xué)生相比，因此數(shù)模課程的開展也就更需要有所不同。

其次，教學(xué)模式保守，教學(xué)內(nèi)容缺乏針對性。在高職院校數(shù)學(xué)建模課程的開設(shè)主要有兩種形式：一種是大眾化教育，即面向全校學(xué)生開設(shè)的公共選修課；另一種是精英化教育，面向少數(shù)參加競賽的優(yōu)秀學(xué)生開設(shè)的提高課。無論是哪種形式的數(shù)模課，在教學(xué)模式上都以教師教授為中心。這樣的教學(xué)往往容易讓學(xué)生覺得數(shù)模課既抽象又枯燥，難以理解，逐漸失去了學(xué)習(xí)的熱情和興趣。而且在教學(xué)內(nèi)容上，未能針對高職學(xué)生的具體情況對模型內(nèi)容進(jìn)行選擇簡化，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中難以消化吸收，學(xué)習(xí)效果欠佳。

最后，學(xué)制短學(xué)時少，教學(xué)課時相對較少。由于高職教育是以“為專業(yè)服務(wù)，必需夠用”為原則，對基礎(chǔ)課程的教學(xué)學(xué)時進(jìn)行了嚴(yán)格的控制，作為基礎(chǔ)課的數(shù)學(xué)課的學(xué)時被大幅度縮減，更不要說數(shù)學(xué)建模這類選修課，因此在缺乏良好數(shù)學(xué)基礎(chǔ)的情況下，數(shù)學(xué)建模教學(xué)的開展舉步維艱。

二 、項目教學(xué)法概述

所謂項目教學(xué)法是將整個學(xué)習(xí)過程分解成若干個具體的工程或事件，從而設(shè)計出相對應(yīng)的項目教學(xué)方案，按具體的行動設(shè)計教學(xué)思路。在教師的指導(dǎo)下，把學(xué)生分成若干項目小組，將一個相對獨立的項目交由每個小組處理。以項目小組的形式，發(fā)揮不同學(xué)生的特長， 有助于培養(yǎng)學(xué)生的責(zé)任感和團(tuán)體協(xié)作的精神。另外從信息的收集、計劃的制定、方案的設(shè)計、項目的實施、信息的反饋及最終成果的評價，都由學(xué)生自己負(fù)責(zé)，學(xué)生了解項目開發(fā)的具體情況以及項目實施的各個環(huán)節(jié)和步驟。最后以項目完成的情況來評價學(xué)習(xí)效果。

在數(shù)學(xué)建模課程的教學(xué)中通常以項目的形式進(jìn)行教學(xué)整合，從職業(yè)發(fā)展的角度讓學(xué)生得到專業(yè)化訓(xùn)練。根據(jù)項目開發(fā)過程來組織教學(xué)。通過教學(xué)項目的實施，讓學(xué)生了解所學(xué)的數(shù)學(xué)知識在專業(yè)以及現(xiàn)實生活中的具體運(yùn)用。并且通過整個項目活動，讓學(xué)生掌握項目運(yùn)行的整個流程。項目教學(xué)法在教學(xué)目標(biāo)的設(shè)定、教學(xué)內(nèi)容的選擇、教學(xué)方法的采用和教學(xué)活動的開展等方面與傳統(tǒng)教學(xué)法不同，其主要特點如下：

一是在就業(yè)市場的需求下，以實際應(yīng)用與團(tuán)隊合作為教學(xué)目標(biāo)，通過以學(xué)生為主體的項目化教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力、創(chuàng)造能力與職業(yè)技能等綜合能力。

二是在教學(xué)內(nèi)容選擇上，以教學(xué)項目形式進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的整合，按照項目開發(fā)過程來建構(gòu)。而教學(xué)項目一般以解決現(xiàn)實問題為項目內(nèi)容，圍繞某個專題，涉及多學(xué)科知識，選擇難度適宜的實際工作任務(wù)，學(xué)生能獨立地在規(guī)定時間內(nèi)完成任務(wù)，如果遇到困難能在教師有限的指導(dǎo)下處理問題。通過教學(xué)項目的實施，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，通過在項目中發(fā)揮的作用，建立起學(xué)生完成任務(wù)以及處理問題的自信。

三是教學(xué)方法強(qiáng)調(diào)在教師主導(dǎo)下，以學(xué)生的自主性、師生的互動性以及項目的實際應(yīng)用性開展數(shù)學(xué)建模課程的項目教學(xué)。其中重點結(jié)合理論教學(xué)把整個教學(xué)過程分解成若干個具體的工程或項目，并設(shè)計出相對應(yīng)的項目教學(xué)方案，按具體的行動設(shè)計教學(xué)思路。項目教學(xué)法有效結(jié)合了理論知識與實踐操作，解決了長期以來數(shù)學(xué)建模課程教學(xué)中理論與實踐相脫離的不足。

四是教學(xué)活動的開展，讓學(xué)生置身于真實或模擬的項目環(huán)境中，從信息的收集、計劃的制定、方案的設(shè)計、項目實施、信息的反饋及最終成果的評價，學(xué)生參與整個項目過程的每個環(huán)節(jié)，了解項目開發(fā)的總體情況以及實施項目的具體環(huán)節(jié)和步驟。通過項目工作小組形式，有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)和解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的責(zé)任感和團(tuán)體協(xié)作的精神，學(xué)會交流溝通和團(tuán)隊協(xié)作，提高學(xué)生的實踐能力、創(chuàng)造能力、就業(yè)能力和創(chuàng)業(yè)能力。

三 、項目教學(xué)法在高職數(shù)學(xué)建模課程中的實施

根據(jù)項目法的教學(xué)方法思路和教學(xué)設(shè)計原則。以下給出在高職數(shù)學(xué)建模課程中實施項目教學(xué)法的五個步驟：

第一，確定項目計劃。教師提出項目教學(xué)計劃和若干項目任務(wù)設(shè)想，發(fā)放項目案例資料，幫助學(xué)生選擇，并與學(xué)生一起討論，最終確定項目的目標(biāo)和任務(wù)。

第二，實施計劃準(zhǔn)備。將全班學(xué)生每三個人組成一個小組，每組實施一個項目。每組學(xué)生要制定任務(wù)分解、具體階段成員分工的項目實施計劃，并與教師討論最終得到計劃方案。

第三，基礎(chǔ)知識準(zhǔn)備與操作示范。教師精講數(shù)學(xué)建模課程的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵知識點以及MATLAB數(shù)學(xué)軟件使用的基本方法。然后結(jié)合所學(xué)過的知識點，對項目計劃舉例示范，演示項目解決的具體過程。

第四，實施項目計劃。各小組按照已經(jīng)確定的項目工作步驟和實施計劃，分工合作進(jìn)入自主學(xué)習(xí)、自主實踐和自主操作階段。通過自主收集信息，檢索文獻(xiàn)，查閱資料，對項目構(gòu)思，其中教師督促和指導(dǎo)學(xué)生操作項目進(jìn)程。最后學(xué)生根據(jù)項目從開展到結(jié)束的整個過程，每組完成1篇項目開發(fā)過程的總結(jié)和1份項目任務(wù)設(shè)計報告書。

第五，公布項目質(zhì)量的評價內(nèi)容、標(biāo)準(zhǔn)和方法。對各個小組完成的項目進(jìn)行評價。其中采取小組匯報和成果演示的形式，通過展示項目成果、闡述項目構(gòu)思、敘述項目工作過程，師生共同討論項目工作中存在的問題以及項目成果的缺陷，完成對項目整體的評價。最后根據(jù)每個小組成員在項目中負(fù)責(zé)部分的完成情況以及實踐效果，對每個學(xué)生的工作給予評價。

四、項目教學(xué)法在高職數(shù)學(xué)建模課程中的具體實踐

根據(jù)土建類專業(yè)的特點，結(jié)合項目教學(xué)法，以廣西建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院11級數(shù)學(xué)建模選修班為例，運(yùn)用項目教學(xué)法開展教學(xué)實驗。

項目主題。以2010年全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽的D題作為項目主題，對學(xué)生宿舍的設(shè)計方案進(jìn)行評價。根據(jù)給出的四種比較典型的學(xué)生宿舍的設(shè)計方案，用數(shù)學(xué)建模的方法就它們的經(jīng)濟(jì)性、舒適性和安全性作出綜合量化評價和比較。

項目選擇的理由。數(shù)學(xué)學(xué)科與土木學(xué)科之間具有密切的聯(lián)系，許多建筑工程（技術(shù)）問題歸根結(jié)底是數(shù)學(xué)問題。作為土木類院校學(xué)生，利用數(shù)學(xué)定量分析解決建筑領(lǐng)域方面的實際問題是數(shù)學(xué)實際應(yīng)用的一個重要方面。

教學(xué)組織結(jié)構(gòu)。教師演示→學(xué)生分組→學(xué)生協(xié)作實施項目→項目成果展示→項目評價。

教學(xué)計劃如表1。

表1教學(xué)計劃

教學(xué)階段 形式 教學(xué)內(nèi)容 課時

第一階段（項目相關(guān)基礎(chǔ)知識準(zhǔn)備） 教師講解 幾種常用的綜合評價模型以及運(yùn)用MATLAB模型求解 4

第二階段（學(xué)生分組討論并完成項目） 在組長的組織下討論、分析 各評價準(zhǔn)則的確定以及方案指標(biāo)值的確定、數(shù)據(jù)預(yù)處理模型、評價模型的建立方法和結(jié)果分析 4

第三階段（分組匯報，教師給出評價） 小組PPT項目匯報和成果演示 師生共同討論項目工作中存在的問題以及項目成果的缺陷，完成對項目整體的評價 2

第四階段（項目成果推廣） 成果推廣小組協(xié)作完成 將研究成果向有關(guān)單位介紹并推廣應(yīng)用 課外完成

項目評價。根據(jù)小組匯報和成果演示，以及結(jié)合每組完成1篇項目開發(fā)過程的總結(jié)和1份項目任務(wù)設(shè)計報告書，對項目工作中存在的問題以及項目成果的缺陷，完成小組項目整體的評價。

總之，高職的數(shù)學(xué)建模課的教學(xué)應(yīng)該要區(qū)別于本科數(shù)學(xué)建模的教學(xué)，教學(xué)改革應(yīng)結(jié)合“高職”特色，項目教學(xué)法以項目為主線、教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體，在教學(xué)中學(xué)生主動參與、相互協(xié)作，這樣才能在學(xué)習(xí)過程中培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力、創(chuàng)造能力、就業(yè)能力和創(chuàng)業(yè)能力，使學(xué)生具備較強(qiáng)的社會適應(yīng)性和就業(yè)能力，成為高級技術(shù)應(yīng)用型專業(yè)人才。

【參考文獻(xiàn)】

[1]張勇智. 項目教學(xué)法在高職數(shù)學(xué)教學(xué)中應(yīng)用[J].中國市場，2011（19）

[2]許世建，張翌鳴，宋中山.讓理論回歸于現(xiàn)實生活——高職數(shù)學(xué)課程運(yùn)用項目教學(xué)法的嘗試[J].職教論壇，2008（14）

[3]劉學(xué)才.高職數(shù)學(xué)建模教學(xué)的現(xiàn)狀及對策[J].湖北職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2012（2）

[4]黃金超.高職院校數(shù)學(xué)建模教學(xué)研究[J].滁州職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2012（2）

[5]黃世華.高專院校數(shù)學(xué)建模教學(xué)模式的探索與實踐[J]. 科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2012（8）

【基金項目】新世紀(jì)廣西高等教育教學(xué)改革工程立項項目（2011JGB242）

【作者簡介】莫亞妮（1981- ），女，碩士，廣西建設(shè)職業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師。

（責(zé)編 丁 夢）