工科大學(xué)生應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式探究

李冬梅+陳東彥+孫偉

摘 ? ?要：文章從應(yīng)用型人才培養(yǎng)的內(nèi)涵出發(fā)，分析了工科常規(guī)培養(yǎng)模式現(xiàn)狀與不足，構(gòu)建了工科大學(xué)生應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式，并提出了實施應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式的策略。

關(guān)鍵詞：大學(xué)生;應(yīng)用型人才;培養(yǎng)模式

中圖分類號：G640 ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ? ? ?文章編號：1002-4107（2015）07-0072-02

培養(yǎng)高質(zhì)量的應(yīng)用型人才已經(jīng)成為高校實現(xiàn)大眾化教育后的最為重要的目標(biāo)[1]。工科院校培養(yǎng)應(yīng)用型人才應(yīng)是未來的工程師，工程素質(zhì)是工程師必備的重要素質(zhì)之一，主要包含了創(chuàng)新意識、動手的實踐能力以及諸多方面的知識儲備。人才培養(yǎng)要側(cè)重于工程素質(zhì)形成，善于發(fā)現(xiàn)工程中的問題，會用合理的方法給予解決[2-3]。數(shù)學(xué)的科學(xué)研究方法、創(chuàng)造性思維，有助于大學(xué)生工程素質(zhì)的培養(yǎng)。通過培養(yǎng)數(shù)學(xué)素質(zhì)來提高工科學(xué)生的工程素質(zhì)，已成為高校教學(xué)改革研究一個方向。數(shù)學(xué)是大學(xué)的基礎(chǔ)課程，伴隨學(xué)生成長時間長，數(shù)學(xué)教育是培養(yǎng)人才的核心教育，根據(jù)人才的需要，圍繞著數(shù)學(xué)課程教學(xué)開展的系列教學(xué)活動，不僅能培養(yǎng)學(xué)生運用數(shù)學(xué)知識解決工程問題的能力，同時能提高數(shù)學(xué)素質(zhì)和工程素質(zhì)，從而培養(yǎng)出具有較強(qiáng)數(shù)學(xué)理念和較好實踐能力的應(yīng)用型人才[4-5]。

一、應(yīng)用型人才培養(yǎng)的內(nèi)涵

應(yīng)用型人才要突出創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，創(chuàng)新能力主要是由創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維、創(chuàng)新實踐能力等要素相互作用而形成的綜合能力。創(chuàng)新型教學(xué)理念、教育體系和教學(xué)方法有助于工程素質(zhì)的培養(yǎng)。數(shù)學(xué)在培養(yǎng)創(chuàng)新能力方面突顯出其重要作用：一是數(shù)學(xué)基礎(chǔ)培養(yǎng)了學(xué)生邏輯思維能力。二是加強(qiáng)數(shù)學(xué)與工科的融合，了解到數(shù)學(xué)在工程中的各種應(yīng)用，拓寬學(xué)生的思維方式。三是數(shù)學(xué)建模系列活動，強(qiáng)化了用數(shù)學(xué)知識解決實際問題的意識。創(chuàng)新型教學(xué)體系能夠讓學(xué)生建立起用理論知識指導(dǎo)實踐活動創(chuàng)新思維方式，在日后工程應(yīng)用中常常想到運用數(shù)學(xué)知識、運用數(shù)學(xué)思想方法來解決實際問題。

二、常規(guī)培養(yǎng)模式現(xiàn)狀

（一）學(xué)生創(chuàng)新意識不強(qiáng)

傳統(tǒng)工科數(shù)學(xué)課程自成體系，學(xué)生思維方式單一，慣于套公式。數(shù)學(xué)課程與專業(yè)缺乏聯(lián)系，對應(yīng)用問題往往不能深入思考，雖有創(chuàng)新熱情，很難產(chǎn)生靈感，不利于培養(yǎng)學(xué)生綜合運用數(shù)學(xué)知識的能力。

（二）學(xué)生思維發(fā)展受阻

傳統(tǒng)教學(xué)是以傳承方式組織教學(xué)，學(xué)生處于被動地位，缺少應(yīng)有的數(shù)學(xué)應(yīng)用訓(xùn)練，體會不到數(shù)學(xué)思維模式樂趣，使學(xué)生創(chuàng)新式思維得不到應(yīng)有的發(fā)展。

（三）學(xué)生實踐能力受限

傳統(tǒng)教學(xué)是以傳授書本知識為主， 缺少從具體問題出發(fā)， 再用數(shù)學(xué)思想尋找解決問題能力的訓(xùn)練。學(xué)生學(xué)了許多數(shù)學(xué)知識以后， 卻不會應(yīng)用甚至還會覺得毫無用處。

三、應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式的構(gòu)建

隨著社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展，用人單位對人才的需求逐步多元化。走向“大眾化”的今天，如何發(fā)掘?qū)W生的潛能，把他們培養(yǎng)成社會需要的應(yīng)用型人才，是高等院校面臨的一個迫切需要解決的問題。數(shù)學(xué)的科學(xué)研究方法影響著大學(xué)生創(chuàng)造性思維，數(shù)學(xué)建模教學(xué)及課外科技活動可培養(yǎng)出具有較強(qiáng)的數(shù)學(xué)理念、較系統(tǒng)的建模方法和較好的專業(yè)實踐能力的應(yīng)用型人才。

（一）轉(zhuǎn)變教學(xué)理念

在教學(xué)中要從以傳授知識為目標(biāo)的教育思想轉(zhuǎn)變到以培養(yǎng)創(chuàng)新能力為主要目標(biāo)的新教育理念，倡導(dǎo)教師與學(xué)生主體作用相結(jié)合的探究式教育理念，學(xué)會運用新型的教學(xué)手段，改變數(shù)學(xué)從應(yīng)試教育轉(zhuǎn)變?yōu)樗刭|(zhì)教育的應(yīng)有作用。工科類數(shù)學(xué)教學(xué)不僅要突出知識獲取有效性，還必須針對專業(yè)特征注重學(xué)生數(shù)學(xué)應(yīng)用能力的培養(yǎng)，使得在后繼課程學(xué)習(xí)及實際問題應(yīng)用中獲得必要的能力。例如，在自動控制原理學(xué)習(xí)中，應(yīng)用數(shù)學(xué)方法從多種設(shè)計方案快速選擇最優(yōu)解。在信號處理中，用微分方程方法設(shè)計信號的傳輸效果，簡化了實驗，從而對設(shè)計方案有了全方位深層次的了解。

（二）調(diào)整工科類數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容

根據(jù)理工類各專業(yè)及學(xué)生的實際情況，遵循“按需施教”“夠用為度”原則優(yōu)化理論教學(xué)，進(jìn)行模塊式教學(xué)，可采取必修課模塊（基礎(chǔ)篇，如高數(shù)，工數(shù)等）及選修課模塊（應(yīng)用篇，如數(shù)學(xué)建模，數(shù)學(xué)實驗，競賽培訓(xùn)等）方式選擇教學(xué)內(nèi)容。必修模塊的內(nèi)容不僅讓學(xué)生深入體會數(shù)學(xué)的嚴(yán)密邏輯體系及高度抽象的思維方法，還要加強(qiáng)數(shù)學(xué)知識的應(yīng)用意識，會用數(shù)學(xué)基本方法來解決生活中的一些簡單問題。如，高數(shù)教學(xué)中“零點存在定理”解釋為什么椅子能放穩(wěn)。選修模塊內(nèi)容要根據(jù)學(xué)生掌握程度的差異、知識的不足和目前科技發(fā)展需要，及時調(diào)整教學(xué)內(nèi)容。對“數(shù)學(xué)建模”課程內(nèi)容采取講授的基本知識不變，但建模應(yīng)用案例采用不斷更新的動態(tài)教學(xué)模式，使該課程既有基本理論方法的系統(tǒng)講解，又有最新建模知識及時的介紹，增強(qiáng)了課程的時代性，有目的地培養(yǎng)學(xué)生關(guān)注自然科學(xué)前沿最新動態(tài)的意識。

（三）改革教學(xué)方法和考核方法

必修課教學(xué)中除了要保留傳統(tǒng)的教學(xué)方法還要加強(qiáng)案例式教學(xué)，讓學(xué)生了解所學(xué)內(nèi)容和實際問題的聯(lián)系，減少學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的盲目性，明白數(shù)學(xué)作為專業(yè)基礎(chǔ)的作用。在某些教學(xué)內(nèi)容可適當(dāng)應(yīng)用討論式教學(xué)方法，發(fā)揮教師主導(dǎo)作用，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的自覺性，提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力。

選修課教學(xué)中采用問題驅(qū)動法逐步展開教學(xué)內(nèi)容，應(yīng)用啟發(fā)式教學(xué)法有效地吸引學(xué)生，充分調(diào)動學(xué)生聽課的積極性。在結(jié)合專題內(nèi)容引入研討式教學(xué)方法，充分體現(xiàn)教學(xué)過程中學(xué)生的主體地位和教師的主導(dǎo)作用。在此過程中教師要把握大方向引導(dǎo)學(xué)生展開討論，培養(yǎng)鍛煉學(xué)生的表達(dá)能力，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情。

課程考核是引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)取向的重要手段?？己艘淖冎卣n本知識、輕實踐能力，重結(jié)果、輕學(xué)習(xí)過程。構(gòu)建科學(xué)合理的考核方式方法的評價體系，在考核形式上，應(yīng)點面結(jié)合，除期末考試外，增加階段考核，以督促學(xué)生平時學(xué)習(xí)，并全程監(jiān)控學(xué)生的學(xué)習(xí)過程和效果。

（四）搭建實踐能力培養(yǎng)平臺

第一，根據(jù)各種需求開設(shè)數(shù)學(xué)建模課及數(shù)學(xué)建模提高講座，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)知識解決實際問題的基本意識，培養(yǎng)學(xué)生逐步地將數(shù)學(xué)建模方法應(yīng)用于自身的日常生活和專業(yè)學(xué)習(xí)，應(yīng)用數(shù)學(xué)知識和專業(yè)知識解決實際問題。

第二，通過數(shù)學(xué)建模競賽培訓(xùn)中的模擬訓(xùn)練及競賽的全過程，體驗數(shù)學(xué)建模解決實際問題的真諦。同時，開展“賽后討論制”延續(xù)競賽后續(xù)研討，深入挖掘問題根源，使學(xué)生認(rèn)識到實際問題的解決需要層層深入、不斷完善，步步地逼近問題的本質(zhì)。

第三，實施“導(dǎo)師制”模式培養(yǎng)學(xué)生的科研素質(zhì)。指導(dǎo)對數(shù)學(xué)建模感興趣的優(yōu)秀學(xué)生在自己的專業(yè)中尋找問題，積極參加大學(xué)生創(chuàng)新項目，或是參與到所在專業(yè)教師的相關(guān)科研活動中，數(shù)學(xué)建模教師定期布置給數(shù)學(xué)建模協(xié)會的會員們一些實際問題，指導(dǎo)完成數(shù)學(xué)建模問題。也可將一些數(shù)學(xué)建模問題發(fā)布在數(shù)學(xué)建模網(wǎng)站，鼓勵學(xué)生積極參與數(shù)學(xué)建模實踐活動。

第四，開展數(shù)學(xué)建模教師與專業(yè)教師的聯(lián)合培養(yǎng)模式。通過數(shù)學(xué)建模創(chuàng)新平臺，加強(qiáng)數(shù)學(xué)建模教師、數(shù)學(xué)教師與其他專業(yè)教師之間的學(xué)科交叉、知識互補(bǔ)，促進(jìn)專業(yè)領(lǐng)域的創(chuàng)新型專業(yè)人才的培養(yǎng)。

（五）加強(qiáng)教師隊伍建設(shè)

教師不僅能傳承知識，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用能力?？梢杂每蒲谐晒S富教學(xué)內(nèi)容，能夠更準(zhǔn)確地把握所授課程在本學(xué)科領(lǐng)域中的作用和課程內(nèi)部知識的邏輯聯(lián)系。如，數(shù)學(xué)建模很多教學(xué)案例都來源于科研成果。學(xué)科建設(shè)是師資隊伍建設(shè)的重要支撐，通過建立“數(shù)學(xué)建模及應(yīng)用”研究方向，將數(shù)學(xué)建模的思想方法融入到各個應(yīng)用領(lǐng)域，培養(yǎng)具有創(chuàng)新思維的應(yīng)用型人才。以定期參加數(shù)學(xué)建模教師培訓(xùn)班學(xué)習(xí)，與專業(yè)教師交流等方式提高教師的業(yè)務(wù)水平。

四、應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式的實施策略

（一）完善現(xiàn)有數(shù)學(xué)教學(xué)體系

要了解理工科專業(yè)對數(shù)學(xué)知識的需要情況，設(shè)置數(shù)學(xué)課程內(nèi)容，將課程分解成必修和限定選修內(nèi)容。結(jié)合學(xué)生對知識掌握情況能力不同，可以采取分類分層教學(xué)模式，優(yōu)化設(shè)計每個知識點的教學(xué)內(nèi)容，靈活運用不同教學(xué)方法和教學(xué)手段，如直觀教學(xué)原則介紹抽象的數(shù)學(xué)概念，對比法介紹數(shù)學(xué)性質(zhì)及運算，案例式問題驅(qū)動數(shù)學(xué)知識的運用，逐步地將數(shù)學(xué)融入到應(yīng)用中，鼓勵引導(dǎo)對數(shù)學(xué)應(yīng)用感興趣學(xué)生參加數(shù)學(xué)建模競賽和其他科技競賽活動，多方面培養(yǎng)應(yīng)用型人才。

（二）設(shè)計多種形式的數(shù)學(xué)實踐過程

數(shù)學(xué)建模競賽是應(yīng)用數(shù)學(xué)解決實際問題最有效的數(shù)學(xué)實踐途徑。讓學(xué)生組隊自己動手，體會用數(shù)學(xué)思維方式分析建立數(shù)學(xué)模型，用數(shù)學(xué)軟件實現(xiàn)模型求解和仿真驗證，完成解決實際問題的全過程。這不僅培養(yǎng)了學(xué)生團(tuán)隊協(xié)作精神和創(chuàng)新能力，還增強(qiáng)了學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)信心。

采用科研模式訓(xùn)練法，組織學(xué)生積極參與大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實驗計劃和開放性實驗研究，引導(dǎo)學(xué)生自主選題，指導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)新研究過程，將數(shù)學(xué)建模教學(xué)延伸到學(xué)生的課外科技活動之中，提高數(shù)學(xué)建模的影響力。例如，學(xué)生通過觀察生活，研究霧霾天氣、足球彩票等一系列數(shù)學(xué)建模問題。

參加科技競賽活動，例如，電子設(shè)計競賽，國際企管理論挑戰(zhàn)杯大賽。學(xué)生體會到數(shù)學(xué)知識的發(fā)展性、開放性與實用性，也體會到應(yīng)用數(shù)學(xué)思維方式尋找問題切入點，是解決問題的最有效途徑。課外科技活動檢驗了學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用能力，增強(qiáng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的動力，改善了學(xué)習(xí)方法，學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)有了明顯提高。

（三）加強(qiáng)聯(lián)合培養(yǎng)模式

運用數(shù)學(xué)與專業(yè)教師聯(lián)合培養(yǎng)學(xué)生方式，共同將數(shù)學(xué)建模思想方法應(yīng)用于課程設(shè)計、專業(yè)實驗以及畢業(yè)設(shè)計等教學(xué)環(huán)節(jié)，有意識地培養(yǎng)學(xué)生在專業(yè)學(xué)習(xí)和研究中學(xué)會用數(shù)學(xué)建模思想考慮問題，提高其專業(yè)創(chuàng)新能力。例如，聯(lián)合培養(yǎng)的畢業(yè)設(shè)計“牛奶細(xì)菌的檢測模型”，理論與試驗的結(jié)果基本吻合，得到了預(yù)期效果。

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