獨立院校數(shù)學建模教學模式的研究與實踐

【摘要】本文從學生實際出發(fā)，結(jié)合數(shù)學建模教學中遇到的問題，通過文獻查閱、問卷調(diào)查和訪談等方法，提出適用于獨立院校的新型數(shù)學建模教學模式。實踐證明，本模式對培養(yǎng)學生應(yīng)用能力有明顯的效果。

【關(guān)鍵詞】獨立院校數(shù)學建模教學模式教學改革

【中圖分類號】G420 【文獻標識碼】B 【文章編號】2095-3089（2014）03-0158-02

獨立院校是我國高等教育為適應(yīng)市場體制和教育需求，而出現(xiàn)的新型辦學形式，近些年迅速發(fā)展并獲得較大程度的社會認可。但獨立院校大都面臨由基于母體學校的基礎(chǔ)理論型到適應(yīng)自身的應(yīng)用學科型的轉(zhuǎn)變，因此教學模式的改革至關(guān)重要。

數(shù)學建模首先把現(xiàn)實問題轉(zhuǎn)換為數(shù)學模型，其次對模型進行分析、求解和驗證，最后再將模型返回現(xiàn)實。整個過程不僅可以發(fā)展學生認知和分析解決問題的能力，而且對激發(fā)學習興趣，提高團隊意識和合作精神有顯著效果。

本文主要從獨立院校實際出發(fā)，結(jié)合學生特點和教學實踐，對數(shù)學建模教學模式進行探討。

一、獨立院校數(shù)學建模教學的特點及存在的問題

獨立院校開設(shè)數(shù)學建模的時間不長，課程建設(shè)總體還不夠完善，任課教師仍然在不斷探索更加適合獨立院校的教學方法。獨立院校的學生較一本、二本的學生，基礎(chǔ)知識相對欠缺，學習中遇到的障礙較大。

經(jīng)過對我校學生和教師的訪談發(fā)現(xiàn)，他們在數(shù)學建模學習過程中的實際問題有：缺乏信心，學習動力不足，毅力方面有欠缺，對學習缺乏鉆研精神，認為數(shù)學難度太大，對數(shù)學有恐懼心理等。

但獨立院校的學生思想活躍，對新鮮事物有獨到的見解，興趣廣泛，與一本、二本學生相比智力水平相當，學習上的主要差別在非智力因素。

二、獨立院校數(shù)學建模教學模式建立

基于獨立院校數(shù)學建模教學的特點及存在的問題，提出以下幾點：

1.教學模式多樣化

（1）講授的教學模式

以教師系統(tǒng)講解為中心，向?qū)W生傳授數(shù)學建模的基礎(chǔ)知識和技能，學生主動接受并了解它的意義。鑒于獨立院校學生的特點，要求教師在講授過程中由易到難，從簡單且貼近生活的問題入手，結(jié)合數(shù)學建模的方法和步驟，使學生建立解決數(shù)學問題的信心，具備初步的建模能力。

（2）創(chuàng)設(shè)情境的教學模式

教師創(chuàng)設(shè)合理的問題情境引發(fā)學習興趣，學生自主對問題進行探索學習，教師在期間做適當引導。此模式強調(diào)團隊合作及意義構(gòu)建，通過討論交流等逐步解決問題。

（3）引導發(fā)現(xiàn)的教學模式

根據(jù)獨立院校學生興趣廣泛、思想活躍等特點，引導學生自己發(fā)現(xiàn)問題，主動獲取新知?；蚪Y(jié)合講授引導學生自己發(fā)現(xiàn)相關(guān)問題；或給定問題范圍，讓學生搜集資料中找出問題：或者其他途徑。此模式中教師對教學應(yīng)有評價和總結(jié)部分。

2.課程安排合理化

數(shù)學建模涉及的相關(guān)課程比較多，主要有運籌學、數(shù)學模型、概率論與數(shù)理統(tǒng)計、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、微分方程、模糊數(shù)學、數(shù)值計算、層次分析法、Mathb、Lingo、Latex、Spss等。課程本身有先修要求，不同課程占用學時不同，難易程度也有差別。那么合理的配置資源、建立適用獨立院校學生的課程體系至關(guān)重要。

我們根據(jù)課程的特點，做不同的處理。一些課程作為專業(yè)必修課，如運籌學、數(shù)學模型、概率論與數(shù)理統(tǒng)計、Matlab等：一些課程作為專業(yè)選修課，如圖論、數(shù)值計算等；部分課程做捆綁教學，如計算機基礎(chǔ)和Word、Excel，運籌學和Lingo，概率論與數(shù)理統(tǒng)計和Spss；還有一些課程以專題講座的方式呈現(xiàn)，如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊數(shù)學、層次分析法、退火算法等。

3.教學進程層次化

結(jié)合獨立院校學生的年齡特點、知識結(jié)構(gòu)和智力水平，數(shù)學建模應(yīng)采取分層教學，逐段提高。

面向低年級學生，廣泛宣傳數(shù)學建模，力求激發(fā)學生學習數(shù)學的興趣，讓學生知道什么是數(shù)學建模，明白打牢基礎(chǔ)的重要性。開設(shè)類似“生活中的數(shù)學模型”選修課，多舉辦相關(guān)專題講座。

進入大學二年級，分兩方面提升建模水平。一方面，豐富專業(yè)知識，開設(shè)介紹數(shù)學建?；A(chǔ)知識的相關(guān)課程：另一方面，讓學生接觸簡單的數(shù)學模型，介紹一些數(shù)學軟件的入門知識，適當參與高年級的研討班。主要目的是使學生具備初步的數(shù)學建模能力。

經(jīng)過兩年的基礎(chǔ)學習和訓練，對大三學生全面展開數(shù)學建模能力的培養(yǎng)。繼續(xù)深化相關(guān)知識，注重培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作和處理問題的能力。把計算機融入數(shù)學模型的求解之中，熟練各種數(shù)學軟件的操作。在暑假開展全國大學生數(shù)學建模競賽集訓，組織學生參加比賽。

對大四的學生，有意識引導他們獨立開展建?；顒?。讓學生自己組建研究團隊，嘗試從生產(chǎn)生活中提取問題，數(shù)據(jù)收集處理后建立模型，編寫計算機語言進行算法實現(xiàn)，進而對計算結(jié)果分析、檢驗、評價，培養(yǎng)初步的科研能力，結(jié)果以科技論文形式呈現(xiàn)。

三、數(shù)學建模教學模式的實踐

我校是經(jīng)國家教育部批準設(shè)立的全日制普通本科獨立學院，2002年開始招生。學校全面貫徹黨的教育方針，緊緊圍繞人才培養(yǎng)這一根本任務(wù)，積極推進教育教學改革，一直以來對數(shù)學建模的教學都十分重視并給予大力支持。

數(shù)學與計算機學院積極開展數(shù)學建模教學改革，不斷摸索數(shù)學建模最優(yōu)教學模式?！叭珖髮W生數(shù)學建模競賽”是一年一度面向全國大學生的規(guī)模最大的基礎(chǔ)性學科競賽，影響范圍極廣。2008年，我們開始指導學生參加該項大賽，從開的始依托母體院校到后來的獨立組織，克服了眾多困難。目前我校對該項大賽的組織已走向規(guī)范，獲獎人數(shù)和獲獎比例逐年攀升。2013年止，參賽師生總數(shù)達百余人，最高獲獎比例達44%。

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作者簡介：

趙潔，女，1986年生，重慶師范大學涉外商貿(mào)學院，助教。研究方向：最優(yōu)化理論。