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    基于數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽的高職創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式改革研究

    2021-01-20 09:29:32
    關(guān)鍵詞:數(shù)學(xué)課程競(jìng)賽建模

    劉 君

    (廣州城建職業(yè)學(xué)院,廣東 廣州510900)

    當(dāng)前正值全球新一輪科技革命與我國(guó)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整和產(chǎn)業(yè)升級(jí)的新時(shí)期,粵港澳大灣區(qū)在“一帶一路”建設(shè)中占有重要地位。為推動(dòng)粵港澳大灣區(qū)產(chǎn)業(yè)加速發(fā)展,充分發(fā)揮區(qū)域綜合優(yōu)勢(shì),2019年2月《粵港澳大灣區(qū)發(fā)展規(guī)劃綱要》正式發(fā)布。在大灣區(qū)發(fā)展的新起點(diǎn),高職教育改革人才培養(yǎng)模式,培養(yǎng)卓越創(chuàng)新人才,為區(qū)域產(chǎn)業(yè)發(fā)展和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)提供精準(zhǔn)的智力與人才支撐,既是當(dāng)務(wù)之急也是長(zhǎng)遠(yuǎn)之策。學(xué)科競(jìng)賽一直都是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力的重要途徑[1]。數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽作為歷史悠久的競(jìng)賽活動(dòng),在促進(jìn)學(xué)科建設(shè)、課程教學(xué)改革及創(chuàng)新人才的培養(yǎng)方面有著非常明顯的優(yōu)勢(shì)。本文以數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽為例,探討了基于數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽的高職創(chuàng)新型工科人才培養(yǎng)模式改革策略。

    1 數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽對(duì)新工科創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的戰(zhàn)略意義

    為助力建設(shè)教育強(qiáng)國(guó),2017年以來教育部提出新工科建設(shè),探索工科教育的中國(guó)模式[2]。黨的十九大報(bào)告也指出,優(yōu)先發(fā)展教育事業(yè),加快學(xué)科建設(shè)實(shí)現(xiàn)高職教育內(nèi)涵式發(fā)展。在粵港澳大灣區(qū)向科技創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)、產(chǎn)業(yè)協(xié)同合作等方向布局發(fā)展的背景下,高職院校如何改革人才培養(yǎng)模式,更好地服務(wù)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展,培養(yǎng)適合新興產(chǎn)業(yè)所需的人才,是高等教育面臨的一個(gè)重要課題,對(duì)培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新型工科人才具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

    1.1 數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽的由來及功能定位

    全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽是20世紀(jì)90年代由教育部倡導(dǎo)開展的四大學(xué)科競(jìng)賽之一[3]。作為一種教育創(chuàng)新模式,數(shù)學(xué)建模在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力方面的作用得到高校與社會(huì)的高度認(rèn)可。教育部2003年發(fā)布的《關(guān)于鼓勵(lì)教師積極參與指導(dǎo)大學(xué)生科技競(jìng)賽活動(dòng)的通知》指出:“全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽的實(shí)踐證明,積極開展大學(xué)生科技競(jìng)賽活動(dòng),有利于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng)新精神和合作精神,有利于推動(dòng)教學(xué)改革和教學(xué)建設(shè)?!?2020年全國(guó)參賽人數(shù)超過12萬(wàn)人,充分體現(xiàn)了擴(kuò)大受益面,推動(dòng)教學(xué)改革,促進(jìn)科學(xué)研究的競(jìng)賽原則。數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽有效促進(jìn)了學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng),推動(dòng)了課程教學(xué)改革。

    第一,建模競(jìng)賽的競(jìng)技性與創(chuàng)新性是相統(tǒng)一的。賽題都源于實(shí)際問題,例如2019年賽題“空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的校準(zhǔn)”、2020年賽題“集成電路板生產(chǎn)的爐溫控制曲線”等,涉及多個(gè)專業(yè)知識(shí)背景,具有較強(qiáng)的應(yīng)用創(chuàng)新性,需要不同專業(yè)的學(xué)生分工合作,最大限度發(fā)揮團(tuán)隊(duì)協(xié)作創(chuàng)新能力才能完成。競(jìng)賽過程中團(tuán)隊(duì)成員通過有效合作,根據(jù)原理構(gòu)建數(shù)學(xué)模型、求解模型并給出實(shí)際問題的相應(yīng)解決方案。競(jìng)賽評(píng)閱標(biāo)準(zhǔn)與模型假設(shè)的合理性、模型精度以及模型創(chuàng)新效果密切相關(guān)。這不僅是對(duì)參賽團(tuán)隊(duì)專業(yè)知識(shí)水平的考驗(yàn),更是創(chuàng)新實(shí)踐能力的較量。因此數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽正是鍛煉學(xué)生創(chuàng)新能力與應(yīng)用實(shí)踐的重要平臺(tái)。

    第二,建模競(jìng)賽是數(shù)學(xué)課程教學(xué)改革的有效載體。數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽成果能夠衡量一個(gè)學(xué)校的數(shù)學(xué)教學(xué)質(zhì)量水平和對(duì)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力的培養(yǎng)效果。建模競(jìng)賽的開展不僅為學(xué)生提供了優(yōu)質(zhì)的創(chuàng)新實(shí)踐平臺(tái),而且有效推動(dòng)了課程教學(xué)改革,豐富了數(shù)學(xué)課程實(shí)踐教學(xué)。針對(duì)競(jìng)賽中所反映的問題,改進(jìn)數(shù)學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)手段,激發(fā)學(xué)習(xí)熱情,進(jìn)一步優(yōu)化和完善教學(xué)環(huán)節(jié),提高教學(xué)質(zhì)量水平,促進(jìn)學(xué)生綜合素質(zhì)的提升,激發(fā)學(xué)生個(gè)人勇于挑戰(zhàn)精神的創(chuàng)新意識(shí),為培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新型技能人才提供了新思路。

    1.2 數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽與創(chuàng)新實(shí)踐能力的聯(lián)系

    1.2.1 創(chuàng)新是數(shù)學(xué)建模的本質(zhì)要求

    數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽的宗旨是培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)與團(tuán)隊(duì)精神,出發(fā)點(diǎn)是通過競(jìng)賽促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力與實(shí)踐能力的提升。要想在競(jìng)賽中獲得較好的成績(jī),創(chuàng)新能力必不可少。隨著大數(shù)據(jù)和云計(jì)算等技術(shù)發(fā)展,近年來,數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽逐漸呈現(xiàn)多學(xué)科交叉和大數(shù)據(jù)趨勢(shì)。例如,2020年的賽題“校園供水系統(tǒng)智能管理”數(shù)據(jù)量超過306萬(wàn)條;“接觸工輪廓儀的自動(dòng)標(biāo)注”等問題不僅需要對(duì)大量原始數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,還需要根據(jù)數(shù)字信號(hào)特征建立數(shù)據(jù)關(guān)系模型,解決對(duì)應(yīng)的參數(shù)修正、漏損智能檢測(cè)等實(shí)際問題,這充分體現(xiàn)了數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽的創(chuàng)新性和實(shí)踐性。一般來說,創(chuàng)新能力較強(qiáng)的學(xué)生在競(jìng)賽中的優(yōu)勢(shì)較為明顯,在遇到同一問題時(shí)能夠更快地打開思路,分析與解決問題,所以建模競(jìng)賽一直是學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)的重要載體,為培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)及實(shí)踐能力提供了優(yōu)質(zhì)的實(shí)踐平臺(tái)。

    1.2.2 數(shù)學(xué)建模是創(chuàng)新的重要媒介

    數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽集創(chuàng)新能力和團(tuán)隊(duì)智力于一體,是學(xué)生創(chuàng)新思維向創(chuàng)新實(shí)踐提升的重要載體。建模競(jìng)賽對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)發(fā)揮著重要作用,創(chuàng)新能力可以借助競(jìng)賽實(shí)現(xiàn)其價(jià)值。數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽實(shí)際上是一個(gè)創(chuàng)新實(shí)踐的過程,利用所學(xué)知識(shí)研究解決實(shí)際問題,這是創(chuàng)新能力的基本要求[4]。衡量一個(gè)學(xué)生的創(chuàng)新能力,可以從其能否在數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽過程中發(fā)現(xiàn)新問題、是否具備良好的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析能力、是否具有打破傳統(tǒng)思維束縛的創(chuàng)新意識(shí)等方面綜合評(píng)價(jià)。數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽過程本質(zhì)上是一個(gè)完整的科學(xué)研究過程,注重培養(yǎng)學(xué)生分析及解決實(shí)際問題的能力,這也是創(chuàng)新能力的基本要求。所以,數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽在學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面的優(yōu)勢(shì)非常明顯,成為高校創(chuàng)新人才培養(yǎng)的重要載體。

    2 以數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽為載體的創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式改革策略

    作為高校教學(xué)質(zhì)量和數(shù)學(xué)課程改革的重要支撐項(xiàng)目,數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽具有傳統(tǒng)教學(xué)不具備的特殊作用。廣州城建職業(yè)學(xué)院基于建模競(jìng)賽的創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式以培養(yǎng)卓越新工科人才理念為宗旨,以數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽項(xiàng)目為載體,以賽促教,四位一體多元互動(dòng),有效促進(jìn)學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力全面提高。同時(shí),以《教育部關(guān)于全面提高高等教育質(zhì)量的若干意見》為指導(dǎo),從學(xué)校層面制訂方案,將數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽等創(chuàng)新實(shí)踐類競(jìng)賽項(xiàng)目加入人才培養(yǎng)方案,并構(gòu)建完善的課程創(chuàng)新實(shí)踐培養(yǎng)體系,以健全的管理機(jī)制、優(yōu)秀的指導(dǎo)教師團(tuán)隊(duì)、優(yōu)質(zhì)的理實(shí)一體化軟硬件支撐,推動(dòng)競(jìng)賽項(xiàng)目持續(xù)穩(wěn)步開展。

    圖1 基于數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽的創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式

    2.1 以競(jìng)賽項(xiàng)目為載體,四位一體多元互動(dòng)推進(jìn)創(chuàng)新人才培養(yǎng)

    2015年以來廣州城建職業(yè)學(xué)院組織學(xué)生參加數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽,并且依托競(jìng)賽項(xiàng)目積極推動(dòng)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng),針對(duì)競(jìng)賽中所反映的問題,對(duì)數(shù)學(xué)類課程進(jìn)行了分層、分類教學(xué)改革,提出并實(shí)施“教—研—踐—學(xué)”四位一體互動(dòng)模式推動(dòng)創(chuàng)新人才培養(yǎng)。以數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽為創(chuàng)新實(shí)踐的載體,將學(xué)生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)貫穿于課程教學(xué),使理論基礎(chǔ)與實(shí)踐教學(xué)相互結(jié)合、課內(nèi)教學(xué)改革與課外競(jìng)賽成果相互促進(jìn),營(yíng)造良好的創(chuàng)新培育氛圍。以賽促教、以賽促學(xué),“教研踐學(xué)”四位一體,注重培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力、科研意識(shí)、團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神、自主學(xué)習(xí)能力,充分發(fā)揮數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽的支撐作用,雙能雙效推動(dòng)創(chuàng)新人才培養(yǎng)。

    2.1.1 以賽促“教”,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維

    數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽主要考察學(xué)生運(yùn)用基礎(chǔ)理論知識(shí)解決現(xiàn)實(shí)問題的創(chuàng)新實(shí)踐能力,是激發(fā)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作能力和創(chuàng)新能力的重要載體。學(xué)生基礎(chǔ)理論知識(shí)的主要獲取途徑是課堂教學(xué)與實(shí)踐教學(xué),所以結(jié)合競(jìng)賽與創(chuàng)新能力培養(yǎng)的特點(diǎn),將數(shù)學(xué)課程從教學(xué)內(nèi)容到教學(xué)方式進(jìn)行全面改革,能夠有效培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維及實(shí)踐能力,提升數(shù)學(xué)課程教學(xué)質(zhì)量。

    學(xué)院數(shù)學(xué)教師將數(shù)學(xué)建模的創(chuàng)新思想融入教學(xué),并通過開設(shè)數(shù)學(xué)建模、數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)、數(shù)據(jù)挖掘等選修課程,系統(tǒng)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和能力,使課堂教學(xué)與課外競(jìng)賽活動(dòng)實(shí)現(xiàn)無縫銜接。目前學(xué)院數(shù)學(xué)教研室根據(jù)專業(yè)人才培養(yǎng)方案對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行模塊化整合,融入數(shù)學(xué)建模方法與案例,編寫了《經(jīng)濟(jì)數(shù)學(xué)》《工程數(shù)學(xué)》《高等數(shù)學(xué)》《應(yīng)用高等數(shù)學(xué)》等系列工學(xué)結(jié)合教材。針對(duì)學(xué)生數(shù)學(xué)基礎(chǔ)不扎實(shí),且實(shí)際應(yīng)用能力亟待提升的學(xué)情特點(diǎn),在數(shù)學(xué)課程教學(xué)中融入數(shù)學(xué)建模方法和數(shù)學(xué)軟件攻克教學(xué)難點(diǎn),幫助學(xué)生解決較復(fù)雜積分、導(dǎo)數(shù)等計(jì)算困難的問題,樹立數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)信心,推動(dòng)數(shù)學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容改革與教學(xué)質(zhì)量提升,有效促進(jìn)了學(xué)生創(chuàng)新素養(yǎng)與實(shí)踐能力培養(yǎng)。

    2.1.2 以賽促“研”,錘煉學(xué)生科研精神

    基于競(jìng)賽培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力,僅僅依靠單一的理論教學(xué)是不夠的,而且建模競(jìng)賽是一個(gè)對(duì)基礎(chǔ)理論知識(shí)系統(tǒng)構(gòu)建與創(chuàng)新實(shí)踐的復(fù)雜過程,往往需要參賽學(xué)生以深入鉆研的科研精神反復(fù)改良模型才能達(dá)到模型精度要求。因此,學(xué)院積極探索以數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽專題研究為基礎(chǔ),鼓勵(lì)學(xué)生參與到師生科研過程中,利用數(shù)學(xué)建模的專業(yè)知識(shí)探討解決實(shí)際問題的方法,這改變了以往被動(dòng)式的傳統(tǒng)教學(xué)模式,在解決問題過程中極大地提高了學(xué)生的數(shù)學(xué)興趣,培養(yǎng)了學(xué)生科研精神及創(chuàng)新意識(shí)。

    一方面,在教賽融合提高學(xué)生的整體數(shù)學(xué)建模水平的同時(shí),注重學(xué)生科研意識(shí)與科研素養(yǎng)的培養(yǎng),鼓勵(lì)學(xué)生積極參與各類科研式活動(dòng)項(xiàng)目中,通過賽前培訓(xùn)模擬、賽后研討的組織實(shí)施,融合理論學(xué)習(xí)與科研實(shí)踐為一體,切實(shí)提高學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力與科研精神。另一方面,鼓勵(lì)數(shù)學(xué)教師將數(shù)學(xué)建模與數(shù)據(jù)分析等方法融入高職數(shù)學(xué)主干課程教學(xué),突出高職數(shù)學(xué)的應(yīng)用性,并依托競(jìng)賽平臺(tái)拓展“第二課堂”培養(yǎng)學(xué)生科研學(xué)術(shù)意識(shí)。目前學(xué)院學(xué)生參與的科研式項(xiàng)目主要有:各級(jí)各類大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目、廣東省挑戰(zhàn)杯學(xué)術(shù)賽項(xiàng)、廣東省科技創(chuàng)新培育攀登計(jì)劃項(xiàng)目、參與建模指導(dǎo)教師的科研項(xiàng)目等。組建科研團(tuán)隊(duì),項(xiàng)目組成員分工合作,教師積極鼓勵(lì)學(xué)生申報(bào)各類項(xiàng)目,并對(duì)查閱文獻(xiàn)資料、論文撰寫等方面進(jìn)行全方位指導(dǎo),既鍛煉學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作能力,又培養(yǎng)學(xué)生的科研意識(shí)和創(chuàng)新能力,形成了以賽促研的良好局面。將競(jìng)賽經(jīng)驗(yàn)應(yīng)用于教學(xué)實(shí)踐,積極引導(dǎo)學(xué)生賽后拓展,并取得了初步成果。自2016年以來,建模參賽學(xué)生后續(xù)參加廣東省挑戰(zhàn)杯學(xué)術(shù)作品賽項(xiàng),獲省級(jí)以上獎(jiǎng)勵(lì)5項(xiàng),立項(xiàng)廣東省大學(xué)生科技創(chuàng)新培育攀登計(jì)劃項(xiàng)目3項(xiàng)。

    2.1.3 創(chuàng)新實(shí)“踐”,提升學(xué)生創(chuàng)新能力

    數(shù)學(xué)建模作為現(xiàn)實(shí)與理論的橋梁,與實(shí)際問題緊密聯(lián)系,無論是競(jìng)賽形式還是競(jìng)賽內(nèi)容都非常符合創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)理念。但數(shù)學(xué)建模所涉及的學(xué)科核心知識(shí)可能會(huì)超出高職數(shù)學(xué)課程的教材理論內(nèi)容,因此,依托數(shù)學(xué)建模項(xiàng)目有效培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力,就需要教師投入大量的時(shí)間和精力去篩選、設(shè)計(jì)與高職人才創(chuàng)新能力培養(yǎng)相匹配的實(shí)踐模塊。

    近年來,學(xué)院以培養(yǎng)創(chuàng)新能力為目標(biāo),服務(wù)于學(xué)生后續(xù)專業(yè)學(xué)習(xí)為原則,一方面,完善數(shù)學(xué)課程實(shí)踐教學(xué)項(xiàng)目,設(shè)計(jì)基礎(chǔ)性、提高性、綜合創(chuàng)新性等不同難度層次的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目組成的實(shí)踐教學(xué)案例。通過對(duì)不同層次的數(shù)學(xué)建模創(chuàng)新實(shí)踐案例分析,根據(jù)學(xué)生專業(yè)分類、分層實(shí)踐教學(xué),不斷提高學(xué)生分析與解決問題的能力,在數(shù)學(xué)實(shí)踐教學(xué)中強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)際相聯(lián)系,同時(shí)充分發(fā)揮團(tuán)隊(duì)優(yōu)勢(shì)提升創(chuàng)新能力,促進(jìn)全員進(jìn)步。另一方面,以數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽項(xiàng)目為載體,推進(jìn)校級(jí)、省級(jí)實(shí)踐教學(xué)示范中心建設(shè),為數(shù)學(xué)課程實(shí)踐教學(xué)提供創(chuàng)新實(shí)踐共享平臺(tái)?;跀?shù)學(xué)建模競(jìng)賽促進(jìn)課程創(chuàng)新實(shí)踐模式的實(shí)施,使學(xué)生的創(chuàng)新應(yīng)用能力得到有效提高,開創(chuàng)了教學(xué)相長(zhǎng)和以賽促教的良好局面。經(jīng)過近五年的實(shí)施和改進(jìn),取得了較好的效果。目前學(xué)院數(shù)學(xué)建模全國(guó)賽參賽隊(duì)獲省級(jí)及以上獎(jiǎng)項(xiàng)的比例高達(dá)75%以上。注重賽后實(shí)踐拓展延伸,校內(nèi)外實(shí)踐平臺(tái)互補(bǔ)對(duì)接,充分發(fā)揮團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造力,鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新能力。

    2.1.4 以賽促“學(xué)”,營(yíng)造良好學(xué)風(fēng)氛圍

    孔子說:“知之者不如好之者,好之者不如樂之者。”學(xué)生既是建模競(jìng)賽項(xiàng)目的參與者,同時(shí)也是受益者。學(xué)院通過數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽項(xiàng)目以及賽后拓展,擴(kuò)大競(jìng)賽影響范圍與受益面,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新興趣,調(diào)動(dòng)學(xué)生參與創(chuàng)新實(shí)踐的積極性,營(yíng)造積極寬松的競(jìng)賽創(chuàng)新氛圍,從而促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力的培養(yǎng),實(shí)現(xiàn)學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的可持續(xù)發(fā)展。

    一方面,由于數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽論文作品具有非常好的代表性,可依托學(xué)生社團(tuán)“數(shù)學(xué)建模協(xié)會(huì)”組織優(yōu)秀參賽學(xué)生開展建模專題講座活動(dòng),分享競(jìng)賽經(jīng)驗(yàn)成果,以此動(dòng)員更多學(xué)生參與數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽,營(yíng)造良好創(chuàng)新實(shí)踐氛圍,進(jìn)而促進(jìn)學(xué)風(fēng)與教風(fēng)建設(shè)。另一方面,鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)揮團(tuán)隊(duì)合作優(yōu)勢(shì),積極開展各類后續(xù)競(jìng)賽活動(dòng),結(jié)合賽前培訓(xùn)、賽中創(chuàng)新、賽后拓展,進(jìn)一步鞏固團(tuán)隊(duì)協(xié)調(diào)意識(shí)與創(chuàng)新能力,擴(kuò)大競(jìng)賽成果效應(yīng)。數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽是團(tuán)隊(duì)化的競(jìng)賽項(xiàng)目,優(yōu)秀的參賽團(tuán)隊(duì)一般由理論基礎(chǔ)扎實(shí)、創(chuàng)新思維活躍的學(xué)生構(gòu)成,成員間能夠形成優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。因此,學(xué)院鼓勵(lì)建模學(xué)生跨專業(yè)組隊(duì),組建一批綜合素質(zhì)高、組織能力強(qiáng)的競(jìng)賽團(tuán)隊(duì)參加各類高職創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐競(jìng)賽項(xiàng)目。近幾年,學(xué)院組織學(xué)生參加的數(shù)學(xué)建模項(xiàng)目賽后拓展競(jìng)賽活動(dòng)主要有數(shù)據(jù)挖掘大賽、廣東省挑戰(zhàn)杯、“互聯(lián)網(wǎng)+”創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽等,推廣創(chuàng)新教學(xué)成果成效顯著,獲得第五屆中國(guó)“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽全國(guó)銀獎(jiǎng)1項(xiàng),第六屆“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽省級(jí)銀獎(jiǎng)4項(xiàng)。充分體現(xiàn)了數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力的優(yōu)越性,營(yíng)造了良好的創(chuàng)新實(shí)踐氛圍,吸引了更多學(xué)生自主參與到創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng),進(jìn)而推動(dòng)良好學(xué)風(fēng)建設(shè),促進(jìn)創(chuàng)新人才培養(yǎng)。

    2.2 基于建模競(jìng)賽完善數(shù)學(xué)實(shí)踐體系,課賽融合強(qiáng)化創(chuàng)新能力培養(yǎng)

    教育部在《關(guān)于全面提高高等教育質(zhì)量的若干意見》中強(qiáng)調(diào),要強(qiáng)化實(shí)踐育人意識(shí),加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)建設(shè),完善課程教學(xué)實(shí)踐體系。相比傳統(tǒng)的純理論教學(xué),高職學(xué)生更喜歡實(shí)踐類課程教學(xué)。實(shí)踐教學(xué)能夠提高學(xué)生的動(dòng)手能力,是創(chuàng)新人才培養(yǎng)的重要組成部分[5],也是高職教育中學(xué)生專業(yè)技能培養(yǎng)的有效方式。因此,創(chuàng)新人才的培養(yǎng)應(yīng)注重學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)以及實(shí)踐能力的鍛煉?;跀?shù)學(xué)建模競(jìng)賽深化了數(shù)學(xué)課程實(shí)踐教學(xué)模塊改革,完善了課程實(shí)踐體系,使創(chuàng)新能力訓(xùn)練深度融合于數(shù)學(xué)課程教學(xué)每一環(huán)節(jié),是強(qiáng)化創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)的有效方式。

    2.2.1 重組數(shù)學(xué)實(shí)踐模塊

    數(shù)學(xué)建模賽題涉及多個(gè)方面的學(xué)科知識(shí),參賽學(xué)生一般需要綜合多個(gè)專業(yè)知識(shí)理論才能構(gòu)建優(yōu)質(zhì)的數(shù)學(xué)模型。這不僅促進(jìn)了不同專業(yè)間的交叉與融合,也為學(xué)生提供了綜合運(yùn)用多學(xué)科知識(shí)解決實(shí)際問題的實(shí)踐機(jī)會(huì)。圍繞提升學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力的目標(biāo),學(xué)院數(shù)學(xué)教研室任課教師積極融合建模專題重組實(shí)踐教學(xué)模塊,將數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容重組為基礎(chǔ)知識(shí)、專業(yè)應(yīng)用、數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)三大模塊,結(jié)合學(xué)生專業(yè)有針對(duì)性地培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力。其中,基礎(chǔ)知識(shí)模塊主要為高等數(shù)學(xué)和建模基礎(chǔ)知識(shí),通過本模塊學(xué)習(xí)使學(xué)生掌握高等數(shù)學(xué)基礎(chǔ)理論;專業(yè)應(yīng)用模塊主要結(jié)合學(xué)生專業(yè)設(shè)置相應(yīng)的教學(xué)案例,使高職數(shù)學(xué)課程與學(xué)生專業(yè)深度契合,培養(yǎng)數(shù)學(xué)應(yīng)用能力;數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)K主要是綜合建模實(shí)踐,包括基礎(chǔ)性建模、綜合性建模、創(chuàng)新建模三個(gè)層次,在教學(xué)實(shí)踐中逐步培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用能力與創(chuàng)新實(shí)踐能力,提高學(xué)生應(yīng)對(duì)較復(fù)雜問題的綜合創(chuàng)新能力。

    2.2.2 完善數(shù)學(xué)實(shí)踐平臺(tái)

    創(chuàng)新人才的培養(yǎng)需要實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)的支撐。建設(shè)完善的創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)平臺(tái),有利于學(xué)生綜合實(shí)踐能力的培養(yǎng)。隨著人工智能、新工科建設(shè)的不斷深入,新興產(chǎn)業(yè)對(duì)技能型人才的實(shí)踐和創(chuàng)新能力要求更高。從面向市場(chǎng)需求考慮,高職院校需要建設(shè)綜合性創(chuàng)新實(shí)踐平臺(tái),培養(yǎng)適合市場(chǎng)需求的創(chuàng)新人才。作為培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)實(shí)踐能力的重要載體,學(xué)院的數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽項(xiàng)目資源能夠?yàn)閷W(xué)生數(shù)學(xué)課程的實(shí)踐教學(xué)提供良好的共享實(shí)踐平臺(tái)。一方面,根據(jù)建模競(jìng)賽強(qiáng)實(shí)踐性的特點(diǎn),可以充分利用平臺(tái)資源,服務(wù)于數(shù)學(xué)課程實(shí)踐教學(xué),依托建模實(shí)驗(yàn)室、圖書館文獻(xiàn)資源等競(jìng)賽項(xiàng)目資源共享構(gòu)建數(shù)學(xué)課程實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐基地。另一方面,基于數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽案例設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)課程實(shí)踐項(xiàng)目,開展科研型、應(yīng)用型、服務(wù)型等創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng),設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)課程實(shí)踐項(xiàng)目,學(xué)生分組合作,在教師指導(dǎo)下按要求完成實(shí)踐活動(dòng),鍛煉創(chuàng)新實(shí)踐和團(tuán)隊(duì)合作能力,從而為培養(yǎng)創(chuàng)新型技能人才提供有力支撐。

    2.3 健全創(chuàng)新平臺(tái)運(yùn)行機(jī)制,保障建模競(jìng)賽穩(wěn)定開展

    以數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽項(xiàng)目為載體的創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式的實(shí)施,競(jìng)賽項(xiàng)目的穩(wěn)定開展是基礎(chǔ),穩(wěn)定的指導(dǎo)教師團(tuán)隊(duì)和大量參賽學(xué)生儲(chǔ)備是關(guān)鍵,健全的競(jìng)賽管理及激勵(lì)機(jī)制是保障。要想以建模競(jìng)賽為載體達(dá)到創(chuàng)新人才培養(yǎng)的目的,學(xué)院層面要有針對(duì)創(chuàng)新人才培養(yǎng)的科學(xué)頂層設(shè)計(jì)和指導(dǎo)思想。下面依據(jù)學(xué)院實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)探討以數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽為載體的創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式保障措施。

    2.3.1 建立科學(xué)的管理機(jī)制

    每一項(xiàng)學(xué)科競(jìng)賽都是群體性的活動(dòng),往往與學(xué)院的人才培養(yǎng)和教學(xué)計(jì)劃聯(lián)系密切。基于競(jìng)賽的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式的有效實(shí)施,數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽的穩(wěn)定開展是根本,需要學(xué)院相關(guān)政策、人力、財(cái)務(wù)等多個(gè)方面的配合支持。例如建模競(jìng)賽的實(shí)踐訓(xùn)練往往需要指導(dǎo)教師收集大量建模案例制定相應(yīng)的培訓(xùn)內(nèi)容和培訓(xùn)計(jì)劃,競(jìng)賽實(shí)踐與數(shù)學(xué)課程實(shí)踐教學(xué)相聯(lián)系,獲獎(jiǎng)學(xué)生的素拓加分、課程免修、評(píng)優(yōu)評(píng)先等事項(xiàng)都需要學(xué)院相應(yīng)的政策支持。而科學(xué)完善的管理機(jī)制和獎(jiǎng)勵(lì)措施,是基于建模競(jìng)賽的創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式取得良好效果的有力保障。一方面,保障競(jìng)賽項(xiàng)目所需的資源、設(shè)備、經(jīng)費(fèi),完善競(jìng)賽獎(jiǎng)勵(lì)措施,對(duì)競(jìng)賽中表現(xiàn)優(yōu)異的學(xué)生,給予相應(yīng)的物質(zhì)和精神獎(jiǎng)勵(lì);在教師工作量認(rèn)定、職稱晉升等方面應(yīng)出臺(tái)相應(yīng)的政策文件支持,提高師生參與競(jìng)賽實(shí)踐的積極性。另一方面,建立科學(xué)合理的學(xué)生競(jìng)賽管理機(jī)制,成立數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽專項(xiàng)基金,簡(jiǎn)化建模競(jìng)賽的審批流程,使教師能夠有更多精力投入到競(jìng)賽培訓(xùn)和指導(dǎo)之中。學(xué)院目前已建立完善的競(jìng)賽流程審批、獎(jiǎng)勵(lì)辦法等管理機(jī)制,從而能夠有效保障數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽項(xiàng)目的持續(xù)穩(wěn)定開展,

    2.3.2 建設(shè)開放的建?;?/p>

    數(shù)學(xué)建模是學(xué)術(shù)與應(yīng)用的綜合型競(jìng)賽,基于建模競(jìng)賽培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力,開放的建模實(shí)驗(yàn)室是競(jìng)賽必不可少的條件,也是競(jìng)賽獲得較好成績(jī)的重要條件。數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽需要學(xué)生通過查閱資料,利用建模方法解決實(shí)際問題。在建模培訓(xùn)過程中,學(xué)生也需要利用大量課余時(shí)間進(jìn)行實(shí)踐訓(xùn)練,包括資料收集、編寫程序和調(diào)試、建立和改進(jìn)模型等,都需要能夠支持建模軟件正常運(yùn)行的高配置硬件電腦設(shè)備。因此,環(huán)境良好、資源和設(shè)備齊全的建模實(shí)驗(yàn)室是學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新設(shè)計(jì)的前提保障。構(gòu)建軟硬件設(shè)備優(yōu)良、實(shí)時(shí)開放的建模實(shí)踐平臺(tái),建立開放的建模實(shí)驗(yàn)室及實(shí)踐基地,可以為學(xué)生提供集中學(xué)習(xí)的場(chǎng)所和資源,滿足學(xué)生自主學(xué)習(xí)與創(chuàng)新實(shí)踐需要,這對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新能力和競(jìng)賽水平提升非常重要。

    2.3.3 組建優(yōu)秀的指導(dǎo)團(tuán)隊(duì)

    數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽對(duì)高職學(xué)生的理論基礎(chǔ)、創(chuàng)新思維等要求較高,除了要求學(xué)生具備較高的綜合素質(zhì)外,指導(dǎo)教師對(duì)學(xué)生高效的賽前培訓(xùn)和競(jìng)賽指導(dǎo)也是學(xué)生競(jìng)賽成功的前提。因此,穩(wěn)定優(yōu)秀的建模指導(dǎo)教師團(tuán)隊(duì)是以數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽為載體的創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式取得良好效果的關(guān)鍵。一般來說,指導(dǎo)教師在建模競(jìng)賽的各個(gè)環(huán)節(jié)都發(fā)揮著重要的作用,因而數(shù)學(xué)建模指導(dǎo)教師的水平基本決定了參賽隊(duì)伍的競(jìng)賽水平,這就對(duì)指導(dǎo)教師的專業(yè)素質(zhì)提出了較高的要求。優(yōu)秀的指導(dǎo)教師團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)該由專業(yè)能力強(qiáng)、經(jīng)驗(yàn)豐富且整體素質(zhì)層次高的教師組成,并且能夠根據(jù)每年的競(jìng)賽要求實(shí)時(shí)更新賽前培訓(xùn)內(nèi)容,結(jié)合學(xué)生特點(diǎn)科學(xué)安排競(jìng)賽實(shí)踐訓(xùn)練項(xiàng)目,激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新活力,這樣才能在數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽中取得優(yōu)異成績(jī)。

    3 基于數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式實(shí)踐成效

    3.1 理實(shí)一體促創(chuàng)新

    學(xué)院的數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽項(xiàng)目已開展六年,在數(shù)學(xué)教學(xué)改革、實(shí)踐教學(xué)項(xiàng)目實(shí)施以及數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽水平等方面都有了長(zhǎng)足的進(jìn)步。基于數(shù)學(xué)課程理實(shí)一體理念,開展建模、數(shù)據(jù)分析挖掘等實(shí)踐活動(dòng),圍繞基礎(chǔ)理論、創(chuàng)新實(shí)踐、綜合素質(zhì)提升等方面,全方位培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。參賽學(xué)生通過數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽,取得傳統(tǒng)課堂難以獲得的創(chuàng)新實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),形成良好的創(chuàng)新實(shí)踐氛圍。從表1可以看出,目前學(xué)院每年有越來越多的學(xué)生參與到省級(jí)、國(guó)家級(jí)競(jìng)賽實(shí)踐中,有力地推動(dòng)了學(xué)院各類競(jìng)賽活動(dòng)的發(fā)展,促進(jìn)了創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。

    表1 近幾年學(xué)院學(xué)生參加省級(jí)及以上競(jìng)賽項(xiàng)目獲獎(jiǎng)情況統(tǒng)計(jì)表

    3.2 以賽促教顯成效

    創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式改革的實(shí)施促進(jìn)了課程教學(xué)質(zhì)量的提高和教師科研水平的提升。近年來,建模指導(dǎo)團(tuán)隊(duì)立項(xiàng)教科研課題20余項(xiàng),發(fā)表論文40余篇,編寫工學(xué)結(jié)合教材6部,獲校級(jí)教學(xué)成果二等獎(jiǎng)1項(xiàng),精品資源課程建設(shè)項(xiàng)目1項(xiàng)。通過“教研踐學(xué)”四位一體互動(dòng)創(chuàng)新教學(xué),學(xué)生的數(shù)學(xué)建模水平得到極大提升,2015—2019年在全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽中,共獲省級(jí)以上獎(jiǎng)項(xiàng)50項(xiàng),其中全國(guó)一等獎(jiǎng)1項(xiàng),全國(guó)二等獎(jiǎng)4項(xiàng),優(yōu)秀組織獎(jiǎng)1項(xiàng),獲獎(jiǎng)數(shù)量及比例在廣東省高職院校中位居前列;互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽全國(guó)銀獎(jiǎng)1項(xiàng),省級(jí)銀獎(jiǎng)5項(xiàng);挑戰(zhàn)杯學(xué)術(shù)賽項(xiàng)獲省級(jí)獎(jiǎng)項(xiàng)4項(xiàng),充分展示了數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力方面的重要作用。

    4 結(jié)語(yǔ)

    當(dāng)前,高職教育正從規(guī)?;l(fā)展轉(zhuǎn)向高質(zhì)量?jī)?nèi)涵式發(fā)展。培養(yǎng)具備良好創(chuàng)新能力的新工科人才,提高職業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量是社會(huì)發(fā)展需要,也是高等教育改革提出的明確要求。結(jié)合多年數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽促進(jìn)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的具體經(jīng)驗(yàn),探討了基于數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽的創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式改革策略。將數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽與課程教學(xué)融合,以提升學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力為目標(biāo),堅(jiān)持創(chuàng)新發(fā)展,教賽融合的教學(xué)理念,使學(xué)生競(jìng)賽活動(dòng)與課程教學(xué)相互促進(jìn),為高職院校的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)提供了新的思路。

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