數(shù)學(xué)建模課程中項(xiàng)目化教學(xué)的優(yōu)化途徑分析

摘 要：數(shù)學(xué)建模是非常重要的一門(mén)課程，其具有很強(qiáng)的實(shí)踐性特點(diǎn)，對(duì)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣有著重要的作用，隨著社會(huì)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，數(shù)學(xué)建模課程及相關(guān)專業(yè)知識(shí)被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)當(dāng)中，如，信息系統(tǒng)管理、軟件設(shè)計(jì)與制作、金融證券以及企業(yè)管理等諸多方面，其重要性不言而喻。隨著互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)的不斷完善，教育模式也在逐漸發(fā)生改變，面對(duì)現(xiàn)代化教學(xué)手段和趨勢(shì)，怎樣針對(duì)數(shù)學(xué)建模課程的自身特點(diǎn)，將專業(yè)知識(shí)與實(shí)踐技能充分融合在一起是當(dāng)前的重點(diǎn)研究方向，因此，要對(duì)數(shù)學(xué)建模課程中項(xiàng)目化教學(xué)進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)，從而不斷激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，不斷提高課堂教學(xué)效果，文章通過(guò)對(duì)數(shù)學(xué)建模課程及項(xiàng)目化教學(xué)進(jìn)行了闡述，并進(jìn)一步探討了數(shù)學(xué)建模課程中項(xiàng)目化教學(xué)的具體優(yōu)化途徑，希望可以為相關(guān)從業(yè)人員提供些許借鑒。

關(guān)鍵詞：數(shù)學(xué)建模課程;項(xiàng)目化教學(xué);優(yōu)化途徑

隨著素質(zhì)教育改革的不斷深入推進(jìn)，校企合作、工學(xué)結(jié)合的教育模式逐漸受到了社會(huì)各界的廣泛關(guān)注，隨著工業(yè)化與信息化的高速發(fā)展，數(shù)學(xué)建模及其相關(guān)應(yīng)用數(shù)學(xué)專業(yè)逐漸變得炙手可熱，在這樣的大環(huán)境下，采取科學(xué)合理的方法與措施，進(jìn)一步提高教學(xué)效率和質(zhì)量是當(dāng)前的重點(diǎn)研究課題。面對(duì)多元化的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展趨勢(shì)與教育教學(xué)現(xiàn)狀，積極采取多樣化的教學(xué)模式，充分結(jié)合學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況開(kāi)展教學(xué)工作，才能夠及時(shí)解決存在的問(wèn)題。就目前現(xiàn)狀來(lái)看，在我國(guó)比較偏遠(yuǎn)的地區(qū)，教師和學(xué)生的綜合素質(zhì)與東部和南部地區(qū)存在較大的差距，項(xiàng)目化教學(xué)具體實(shí)踐過(guò)程中，大多都是生搬硬套，只有結(jié)合學(xué)生的實(shí)際情況以及教學(xué)特點(diǎn)，融會(huì)貫通，進(jìn)行有針對(duì)性的設(shè)計(jì)與教學(xué)，積極采用先進(jìn)的教學(xué)方法和手段，才能夠不斷提高整體教學(xué)質(zhì)量以及學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

1 數(shù)學(xué)建模課程的重要性與發(fā)展現(xiàn)狀

社會(huì)經(jīng)濟(jì)在快速發(fā)展的同時(shí)，生產(chǎn)力水平也有了大幅度提升，科學(xué)技術(shù)更新與發(fā)展的速度不斷加快，計(jì)算機(jī)技術(shù)與數(shù)學(xué)專業(yè)被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)當(dāng)中，尤其是在工程技術(shù)等相關(guān)領(lǐng)域當(dāng)中發(fā)揮著重要的作用，隨著工業(yè)生產(chǎn)逐漸精細(xì)化，在實(shí)踐過(guò)程中，也面臨著諸多的問(wèn)題和挑戰(zhàn)，且問(wèn)題越來(lái)越復(fù)雜化，面對(duì)這樣的現(xiàn)狀，數(shù)學(xué)模型的建立能夠有效解決存在的時(shí)間問(wèn)題，而數(shù)學(xué)模型也將數(shù)學(xué)工具與實(shí)際問(wèn)題融合在一起。并且在系統(tǒng)化管理以及提高生產(chǎn)力等方面的作用越來(lái)越突出。數(shù)學(xué)源于現(xiàn)實(shí)，并且被用于現(xiàn)實(shí)，數(shù)學(xué)建模主要指的是通過(guò)建立數(shù)學(xué)模型，并對(duì)其進(jìn)行分析和加以利用，從而更好的解決存在的實(shí)際問(wèn)題，對(duì)實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行簡(jiǎn)化，通過(guò)規(guī)律中的參數(shù)和變量，最終求解數(shù)學(xué)模型，并進(jìn)行驗(yàn)證，得到結(jié)論，讓人們更加深入全面的理解實(shí)際問(wèn)題的內(nèi)涵。

早在上世紀(jì)70年代，西方國(guó)家便已經(jīng)開(kāi)設(shè)了數(shù)學(xué)建模相關(guān)課程，我國(guó)緊隨其后，在80年代也陸續(xù)開(kāi)展了數(shù)學(xué)建模相關(guān)課程與專業(yè)。多年以來(lái)，全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽一直在舉辦，這項(xiàng)賽事也是全國(guó)參與學(xué)生人數(shù)最多，影響力最大的大學(xué)生課外科技活動(dòng)項(xiàng)目，越來(lái)越多的院校都參與其中，也使得數(shù)學(xué)建模課程及其相關(guān)專業(yè)為科研、生產(chǎn)以及管理等相關(guān)工作的穩(wěn)步開(kāi)展提供了基礎(chǔ)保障。數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽的開(kāi)展，使得學(xué)生通過(guò)實(shí)踐和學(xué)習(xí)，不斷加深和鞏固對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的理解和掌握，也能夠有效改善傳統(tǒng)教學(xué)模式存在的弊端，逐漸幫助學(xué)生擺脫學(xué)習(xí)枯燥乏味的情緒，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生通過(guò)實(shí)踐也能夠鍛煉解決實(shí)際問(wèn)題的能力，不斷提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和動(dòng)手能力，加強(qiáng)學(xué)生的計(jì)算機(jī)與數(shù)學(xué)應(yīng)用操作能力。因此，數(shù)學(xué)建模課程與數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽在某種程度，是理論基礎(chǔ)知識(shí)與實(shí)際之間的一座橋梁，且對(duì)我國(guó)高校教育改革工作的穩(wěn)步推進(jìn)奠定了良好的基礎(chǔ)，對(duì)推進(jìn)大學(xué)生綜合素質(zhì)教育，提升專業(yè)知識(shí)技能都起到了重要的作用。

2 項(xiàng)目化教學(xué)簡(jiǎn)述

項(xiàng)目化教學(xué)主要指的是在教學(xué)活動(dòng)中，師生之間共同努力去進(jìn)行一個(gè)完整的項(xiàng)目從而開(kāi)展的教學(xué)活動(dòng)，圍繞著工作任務(wù)，以學(xué)生為主體，所開(kāi)展的教、學(xué)一體化新型教育模式，在實(shí)施項(xiàng)目化教學(xué)過(guò)程中，教師要充分發(fā)揮答疑、點(diǎn)評(píng)以及指導(dǎo)的作用，學(xué)生需要去進(jìn)行項(xiàng)目的選擇、收集信息、完成設(shè)計(jì)方案以及得出答案等不同環(huán)節(jié)。項(xiàng)目化教學(xué)為學(xué)生創(chuàng)造良好的教學(xué)氛圍和環(huán)境，使得學(xué)生能夠身臨其境，置身其中，能夠直觀全面的了解教學(xué)內(nèi)容，并通過(guò)實(shí)踐去鞏固所學(xué)的理論知識(shí)，逐漸改善傳統(tǒng)教學(xué)模式中學(xué)生被動(dòng)化接受知識(shí)的現(xiàn)狀，不斷提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主觀能動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題以及解決問(wèn)題的能力。

以大學(xué)物理學(xué)科為例，大學(xué)物理是一門(mén)邏輯思維能力非常強(qiáng)的基礎(chǔ)性學(xué)科，實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)是非常重要的部分，能夠幫助學(xué)生獲取知識(shí)，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)生科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度也能夠得到培養(yǎng)。就目前教學(xué)現(xiàn)狀來(lái)看，傳統(tǒng)教學(xué)模式依然存在，教師仍然是教學(xué)中的主導(dǎo)，導(dǎo)致學(xué)生只是被動(dòng)化的接受知識(shí)，導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣不高，自然也不重視，通過(guò)項(xiàng)目化教學(xué)模式，對(duì)大學(xué)物理進(jìn)行改革，能夠有效改善大學(xué)物理教學(xué)過(guò)程中存在的相關(guān)問(wèn)題。數(shù)學(xué)專業(yè)是一門(mén)基礎(chǔ)性專業(yè)學(xué)科，和物理學(xué)科之間有著密切的聯(lián)系，將物理與數(shù)學(xué)相融合，設(shè)計(jì)項(xiàng)目化教學(xué)，使得兩者之間相輔相成，對(duì)推進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，提高社會(huì)生產(chǎn)力有著重要的作用。將數(shù)學(xué)專業(yè)與物理專業(yè)相融合，開(kāi)展項(xiàng)目化教學(xué)設(shè)計(jì)，能夠充分發(fā)揮兩者自身存在的優(yōu)勢(shì)，從而不斷提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，強(qiáng)化課堂教學(xué)效果，提高整體教學(xué)質(zhì)量[1]。

3 數(shù)學(xué)建模項(xiàng)目化教學(xué)設(shè)計(jì)

3.1 確定培養(yǎng)目標(biāo)

1）知識(shí)目標(biāo)：首先要充分理解和掌握數(shù)學(xué)基礎(chǔ)模型、概率模型等，其次，還應(yīng)當(dāng)全面理解非線性規(guī)劃模型、多目標(biāo)規(guī)劃模型等，軟件應(yīng)用應(yīng)當(dāng)掌握Matlab和Lingo等比較常用軟件以及函數(shù)操作，可以通過(guò)軟件進(jìn)行作圖與編程。

2）能力目標(biāo)：可以結(jié)合項(xiàng)目的內(nèi)容狀況，收集相關(guān)信息數(shù)據(jù)，并且將實(shí)際問(wèn)題能夠及時(shí)轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的數(shù)學(xué)問(wèn)題，并通過(guò)建立數(shù)學(xué)模型，并采用相應(yīng)的軟件進(jìn)行模型求解，完善圖像，并解決實(shí)際問(wèn)題。

3）素質(zhì)目標(biāo)：教師要加強(qiáng)學(xué)生的建模意識(shí)和能力培養(yǎng)，使得學(xué)生能夠通過(guò)數(shù)學(xué)模型的方式去有效解決實(shí)際問(wèn)題，不斷提高學(xué)生的軟件應(yīng)用能力和計(jì)算能力，不斷強(qiáng)化學(xué)生的洞察力以及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)、工作態(tài)度，從而為今后的學(xué)習(xí)和發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。

3.2 內(nèi)容設(shè)計(jì)

項(xiàng)目化教學(xué)的內(nèi)容設(shè)計(jì)一定要與實(shí)際生活貼近，和企業(yè)之間也應(yīng)當(dāng)實(shí)現(xiàn)無(wú)縫銜接，讓學(xué)生真正感受到企業(yè)的發(fā)展實(shí)際情況，可以從以下方面入手：

1）實(shí)踐性：項(xiàng)目的核心主題一定要與實(shí)際生活密切相關(guān)，項(xiàng)目的內(nèi)容要保障學(xué)生有規(guī)劃的進(jìn)行學(xué)習(xí)，內(nèi)容要具備實(shí)用性。

2）廣泛性：項(xiàng)目的內(nèi)容通常涉及的知識(shí)是比較廣泛的，可通過(guò)多種方式進(jìn)行解答，學(xué)生可以結(jié)合自己的實(shí)際情況，選擇適合的數(shù)學(xué)軟件進(jìn)行計(jì)算和解答，這樣也能夠不斷提高學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)造能力，促進(jìn)學(xué)生的綜合全面發(fā)展。

3）循序性：結(jié)合學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)狀況和對(duì)知識(shí)的接受程度，項(xiàng)目應(yīng)當(dāng)是從簡(jiǎn)到難逐漸遞增的，不能過(guò)難，這樣會(huì)導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣不高。項(xiàng)目的內(nèi)容一定要和課程教學(xué)中的內(nèi)容銜接，有助于知識(shí)的拓展，其次，還應(yīng)當(dāng)綜合考慮項(xiàng)目的階段性目標(biāo)和長(zhǎng)期性目標(biāo)。

3.3 項(xiàng)目實(shí)施步驟

項(xiàng)目在具體實(shí)施過(guò)程中應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照企業(yè)的運(yùn)營(yíng)環(huán)境和工作流程去進(jìn)行，具體操作實(shí)施步驟應(yīng)當(dāng)從以下方面入手：

情景設(shè)置：可結(jié)合實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境狀況，模擬工作車間，并將學(xué)生置于工作場(chǎng)景當(dāng)中，這樣也有助于提高學(xué)生的參與意識(shí)和學(xué)習(xí)積極性。

分組：教師要針對(duì)學(xué)生的實(shí)際情況，如學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力等分成多個(gè)小組進(jìn)行，并選擇小組的組長(zhǎng)，在具體實(shí)施過(guò)程中，要進(jìn)行協(xié)調(diào)、溝通，充分發(fā)揮組長(zhǎng)的責(zé)任。

明確任務(wù)：要為每個(gè)小組規(guī)劃和分配相應(yīng)的人物，為了提高教學(xué)效果，可對(duì)不同的小組分配不同的任務(wù)，小組成員之間要積極討論，并制定相應(yīng)的工作計(jì)劃，教師還應(yīng)當(dāng)指導(dǎo)和審查工作計(jì)劃。每個(gè)小組要在組長(zhǎng)的帶領(lǐng)和指導(dǎo)下進(jìn)行學(xué)習(xí)，包括數(shù)據(jù)分析、資料搜尋、合作討論等，嚴(yán)格按照相關(guān)要求去完成工作任務(wù)。最后，各組之間對(duì)結(jié)果進(jìn)行總結(jié)，教師要分析和考察學(xué)生的完成狀況、數(shù)學(xué)建模能力、創(chuàng)新能力以及團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)等。

4 數(shù)學(xué)建模課程中項(xiàng)目化教學(xué)的具體優(yōu)化途徑

4.1 分層次教學(xué)

數(shù)學(xué)建模課程中項(xiàng)目化教學(xué)在具體實(shí)施過(guò)程中，一定要結(jié)合學(xué)生的實(shí)際情況及專業(yè)特點(diǎn)，在課時(shí)安排等方面應(yīng)當(dāng)不同，針對(duì)不同學(xué)習(xí)基礎(chǔ)的學(xué)生開(kāi)展分層教學(xué)是非常重要的，從而達(dá)到優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，提高教學(xué)質(zhì)量的目的。為了使得基礎(chǔ)理論與實(shí)踐有效結(jié)合，要以教材內(nèi)容為核心，不斷優(yōu)化和改進(jìn)教學(xué)設(shè)計(jì)原則，明確教學(xué)目的，對(duì)教材內(nèi)容進(jìn)行科學(xué)合理的篩選。近年來(lái)，在大學(xué)課堂教學(xué)過(guò)程中，很多情況下只是對(duì)建模課程的基礎(chǔ)內(nèi)容進(jìn)行講解，學(xué)生也只能有一個(gè)大致的了解，并通過(guò)基礎(chǔ)理論去解決一些實(shí)際問(wèn)題。其中包括：數(shù)學(xué)規(guī)劃模型、統(tǒng)計(jì)回歸模型、數(shù)學(xué)軟件以及建模實(shí)驗(yàn)等相關(guān)內(nèi)容。深層次的課時(shí)內(nèi)容是在基礎(chǔ)內(nèi)容之上，增加的后續(xù)課程，如代數(shù)方程和差分方程模型等。而競(jìng)賽也能夠讓學(xué)生真正意識(shí)和了解數(shù)學(xué)的真正作用，并且學(xué)會(huì)怎樣將數(shù)學(xué)知識(shí)轉(zhuǎn)化為有效的工具，有效解決現(xiàn)實(shí)中存在的問(wèn)題，做到學(xué)以致用。更長(zhǎng)課時(shí)的課程內(nèi)容，會(huì)增加一些隨機(jī)模型，教師在課堂教學(xué)過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)不斷加強(qiáng)對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的綜合應(yīng)用，結(jié)合課堂教學(xué)實(shí)際情況，向?qū)W生詳細(xì)的介紹在日常生活中比較常用的數(shù)學(xué)模型，可以營(yíng)造良好的課堂氛圍[2]。

4.2 完善詳細(xì)的教學(xué)計(jì)劃

首先，要重視備課環(huán)節(jié)，教師應(yīng)當(dāng)具備專業(yè)的數(shù)學(xué)知識(shí)理論以及數(shù)學(xué)應(yīng)用基礎(chǔ)，所以，教師一定要有充足的時(shí)間去準(zhǔn)備相關(guān)理論知識(shí)和課堂教學(xué)內(nèi)容，綜合把握教材內(nèi)容，制定教學(xué)計(jì)劃，合理安排上課進(jìn)度，要明確每一節(jié)課的知識(shí)難點(diǎn)，保障教學(xué)方法的科學(xué)合理性。加強(qiáng)理論性和實(shí)踐性的結(jié)合，不斷增加實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，如針對(duì)現(xiàn)實(shí)問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型研究，從而不斷提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

在教學(xué)過(guò)程中，可以適當(dāng)引用數(shù)學(xué)模型相關(guān)例子，通過(guò)講解、展示，引發(fā)學(xué)生進(jìn)行深入的思考，從而不斷提高學(xué)生的數(shù)學(xué)建模運(yùn)用能力。再者，還應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)多媒體教學(xué)的應(yīng)用，傳統(tǒng)教學(xué)模式當(dāng)中，教師很難將所有的知識(shí)內(nèi)容裝進(jìn)大腦當(dāng)中，因此，也不能保障每堂課的整體教學(xué)效果。多媒體教學(xué)能夠有效展示相關(guān)信息內(nèi)容，也是重要的信息內(nèi)容載體。如果條件許可，還可以適當(dāng)增加一些圖片和視頻，這樣也有助于學(xué)生充分的理解，使得教學(xué)內(nèi)容更加的立體化。教師還應(yīng)當(dāng)多加關(guān)注學(xué)生的實(shí)際情況，并及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。學(xué)生大多數(shù)情況下，都比較喜歡生動(dòng)形象的講課方式，因此，教師可以盡可能使得教學(xué)變得生動(dòng)形象，這樣也能夠有效提高教學(xué)效果。

4.3 創(chuàng)新考核方法

傳統(tǒng)的考核方式只是通過(guò)書(shū)面考試的方式進(jìn)行考察，這樣實(shí)際上對(duì)建模課程項(xiàng)目化教學(xué)是不公平的，因此，要積極創(chuàng)新和改進(jìn)考核的方法，可從以下方面入手：

首先，上機(jī)實(shí)驗(yàn)成績(jī)，每個(gè)星期應(yīng)當(dāng)合理規(guī)劃實(shí)驗(yàn)課時(shí)，學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)要掌握相關(guān)軟件的使用方法，從而對(duì)相關(guān)數(shù)學(xué)模型數(shù)值進(jìn)行計(jì)算，因此，可將實(shí)驗(yàn)成績(jī)作為實(shí)際成績(jī)考核的20%，不能只是注重期末考試，應(yīng)該不斷的創(chuàng)新和改進(jìn)，從而提高學(xué)生動(dòng)手操作能力[3]。

數(shù)學(xué)建模項(xiàng)目化競(jìng)賽成績(jī)：學(xué)生通過(guò)建模比賽，能夠有效提高對(duì)相關(guān)知識(shí)理論的應(yīng)用能力和理解，也能夠有效鍛煉學(xué)生之間的團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)與創(chuàng)新精神，可以將競(jìng)賽成績(jī)納入課程考核結(jié)果中，從而提高學(xué)生的參賽積極性。

綜合評(píng)定：其中可以包含兩個(gè)方面：期末考核成績(jī)，可以查看學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)建模課程的實(shí)際掌握程度。其次是綜合性作業(yè)成績(jī)：如日常學(xué)習(xí)中的小組討論、社會(huì)實(shí)踐等，也能夠充分反映學(xué)生的理解與思考能力，不斷提高學(xué)生的動(dòng)手能力與創(chuàng)新能力。

5 結(jié)束語(yǔ)

數(shù)學(xué)建模課程中項(xiàng)目化教學(xué)是極為重要的環(huán)節(jié)，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力有著重要的影響，在教學(xué)過(guò)程中，要結(jié)合學(xué)生的特點(diǎn)開(kāi)展教學(xué)任務(wù)，當(dāng)學(xué)生在實(shí)際開(kāi)展過(guò)程中存在問(wèn)題時(shí)，應(yīng)當(dāng)給予相應(yīng)的幫助和指導(dǎo)，及時(shí)解答，從而不斷提高學(xué)生的科研水平和創(chuàng)新能力，要設(shè)計(jì)出與學(xué)生實(shí)際情況相符合的項(xiàng)目?jī)?nèi)容，為提高教學(xué)效果奠定良好的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1]王孝民，蔡允高.數(shù)學(xué)建模課程中的項(xiàng)目化教學(xué)改革研究[J].保山學(xué)院學(xué)報(bào)，2019，11（4）.11-12

[2]葛志利.項(xiàng)目化教學(xué)方法在高職數(shù)學(xué)建模教學(xué)中實(shí)踐與探索[J].佳木斯教育學(xué)院學(xué)報(bào)，2017，11（02）：226+245.

[3]孫璽菁，孫兆亮，劉孝磊.院校創(chuàng)新型教育中數(shù)學(xué)建模課程的優(yōu)化[J].亞太教育，2017，11（10）：158-159.

作者簡(jiǎn)介

廖玉梅（1980-），女，漢族，貴州省貴陽(yáng)市，研究生，副教授，研究方向：數(shù)學(xué)建模。