特色數(shù)學(xué)建模實踐教學(xué)探索

時間:2022-06-27 10:54:47

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特色數(shù)學(xué)建模實踐教學(xué)探索

摘要:數(shù)學(xué)建模在提升高職學(xué)生知識應(yīng)用技能、創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式等方面具有重要作用。但目前高職院校數(shù)學(xué)建模實踐教學(xué)存在的不足,主要表現(xiàn)為目標(biāo)不明確、內(nèi)容不完善、體系不健全、師資隊伍建設(shè)不足等方面。為改進這些不足,在特色數(shù)學(xué)建模實踐教學(xué)中,明確教學(xué)目標(biāo),精選教學(xué)內(nèi)容,完善教學(xué)體系,并強化教師隊伍建設(shè)。

關(guān)鍵詞:高職院校;特色數(shù)學(xué)建模;實踐教學(xué)

實踐教學(xué)是培養(yǎng)應(yīng)用型和技能型人才的重要途徑。目前,高職院校普遍認識到實踐教學(xué)的重要作用,并結(jié)合人才培養(yǎng)要求嘗試創(chuàng)新實踐教學(xué)方式,努力提高學(xué)生知識應(yīng)用技能和人才培養(yǎng)質(zhì)量,讓他們更好適應(yīng)將來工作需要。高職院校的教學(xué)目標(biāo)是培養(yǎng)優(yōu)秀的應(yīng)用型和創(chuàng)新型人才,讓他們更好適應(yīng)工作需要,增強對工作崗位適應(yīng)性。為促進該目標(biāo)順利實現(xiàn),除了讓學(xué)生扎實掌握基本理論知識外,還要注重創(chuàng)新實踐教學(xué)模式,提高學(xué)生知識應(yīng)用技能,以啟迪學(xué)生智慧,拓寬學(xué)生思維,培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實踐能力,為以后更好從事工作奠定基礎(chǔ)。數(shù)學(xué)建模以實際問題為導(dǎo)向并建立數(shù)學(xué)模型,然后對數(shù)學(xué)模型求解,并根據(jù)結(jié)果解決實際問題,它是培養(yǎng)學(xué)生知識應(yīng)用技能的重要方式。[1]目前在高職數(shù)學(xué)教學(xué)中,數(shù)學(xué)建模逐漸受到重視。但由于數(shù)學(xué)建模目標(biāo)不明確,課程安排不合理,再加上未能構(gòu)建有效的數(shù)學(xué)建模實踐教學(xué)體系,難以達到預(yù)期效果。為彌補這些不足,九江職業(yè)大學(xué)依托數(shù)學(xué)建模實踐教學(xué)平臺,打造特色數(shù)學(xué)建模實踐教學(xué)體系,并吸引學(xué)生投入實驗與實踐環(huán)節(jié),對數(shù)學(xué)建模實踐教學(xué)進行了探索與創(chuàng)新。

一、高職院校數(shù)學(xué)建模實踐教學(xué)存在的問題

數(shù)學(xué)建模實踐教學(xué)不僅能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性,還有利于加強學(xué)生實踐鍛煉,提高學(xué)生知識應(yīng)用技能,對增強高職學(xué)生知識應(yīng)用水平,讓他們更好適應(yīng)工作需要都具有重要作用。然而在教學(xué)中,部分任課老師對數(shù)學(xué)建模實踐教學(xué)缺乏合理規(guī)劃,實踐教學(xué)內(nèi)容安排不合理,制約教學(xué)效果提升,目前仍存在以下不足。(一)數(shù)學(xué)建模實踐教學(xué)目標(biāo)不明確。數(shù)學(xué)建模實踐教學(xué)既是推進高職教育教學(xué)改革的重大舉措,同時也是提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的有效策略。因此,為確保數(shù)學(xué)建模實踐教學(xué)效果,首先應(yīng)明確目標(biāo),但部分高職院校對數(shù)學(xué)建模實踐教學(xué)重視不夠,將重點放在課程建設(shè)、人才培養(yǎng)、學(xué)生就業(yè)率提升等方面。忽視數(shù)學(xué)建模實踐教學(xué)在人才培養(yǎng)中的作用,也未能制定明確的目標(biāo)和培訓(xùn)計劃,不利于實踐教學(xué)活動開展和人才培養(yǎng)質(zhì)量提升。(二)數(shù)學(xué)建模實踐教學(xué)內(nèi)容不完善。為提升數(shù)學(xué)建模實踐教學(xué)效果,讓學(xué)生在競賽中取得優(yōu)異成績,提高學(xué)生創(chuàng)新能力和知識應(yīng)用技能,合理設(shè)置數(shù)學(xué)建模實踐教學(xué)內(nèi)容是必要的。但部分高職院校對數(shù)學(xué)建模實踐教學(xué)不重視,缺乏明確的教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)計劃,也沒有設(shè)置完善的實踐教學(xué)內(nèi)容。一些高職院校在數(shù)學(xué)建模實踐教學(xué)中局限于對教材內(nèi)容進行講解,或者研究和分析往屆試題,而忽視教學(xué)內(nèi)容更新和完善,也沒有將數(shù)學(xué)知識應(yīng)用與社會發(fā)展和生活實踐聯(lián)系起來,現(xiàn)有學(xué)習(xí)和培訓(xùn)內(nèi)容缺乏實用性和挑戰(zhàn)性。(三)數(shù)學(xué)建模實踐教學(xué)體系不健全。完善的數(shù)學(xué)建模實踐教學(xué)體系應(yīng)將“課堂教學(xué)、課外實踐、研究探討”融為一體,將課堂教學(xué)和課外實踐緊密結(jié)合,注重組織學(xué)生研究探討,積極開展交流互動,彰顯數(shù)學(xué)建模實踐教學(xué)特色。但許多高職院校沒有充分認識這一點,現(xiàn)有數(shù)學(xué)建模實踐教學(xué)體系不完善,往往將教學(xué)重點放在課堂教學(xué),而忽視課外實踐的作用。[2]也沒有認真組織學(xué)生開展交流、互動、研討,不僅影響學(xué)生知識應(yīng)用技能和創(chuàng)新思維能力培養(yǎng),也難以彰顯數(shù)學(xué)建模實踐教學(xué)特色。(四)相應(yīng)的師資隊伍建設(shè)存在不足。數(shù)學(xué)建模實踐教學(xué)活動的有效開展,學(xué)生競賽成績的提升,都離不開優(yōu)秀教師的指導(dǎo)。然而調(diào)查顯示,目前高職院校忽視專業(yè)指導(dǎo)教師建設(shè),在對學(xué)生的指導(dǎo)中往往由數(shù)學(xué)任課老師兼職,利用周末或假期對學(xué)生輔導(dǎo)。雖然這種輔導(dǎo)能起到一定效果,但部分指導(dǎo)老師缺乏數(shù)學(xué)建模實踐教學(xué)的專業(yè)指導(dǎo)技能,再加上制度不完善,獎懲激勵機制不健全,難以激發(fā)指導(dǎo)老師積極性,最終也影響數(shù)學(xué)建模實踐教學(xué)效果。

二、高職院校特色數(shù)學(xué)建模實踐教學(xué)的創(chuàng)新策略

為改進高職數(shù)學(xué)建模實踐教學(xué)的不足,提高實踐教學(xué)效果和人才培養(yǎng)質(zhì)量,打造具有特色的數(shù)學(xué)建模實踐教學(xué)體系,九江職業(yè)大學(xué)從實踐教學(xué)目標(biāo)、實踐教學(xué)內(nèi)容、實踐教學(xué)體系、教師隊伍建設(shè)四個方面進行有益的探索與嘗試。(一)明確特色數(shù)學(xué)建模實踐教學(xué)目標(biāo)。特色數(shù)學(xué)建模實踐教學(xué)是推進教育教學(xué)改革,提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的重要措施,其顯著特征表現(xiàn)為“課堂教學(xué)、課外實踐、研究探討”一體化。需要注意的是,數(shù)學(xué)建模實踐教學(xué)的學(xué)習(xí)任務(wù)和實踐內(nèi)容具有較強挑戰(zhàn)性,但同時也為高素質(zhì)人才培養(yǎng)提供平臺,有利于優(yōu)秀學(xué)生脫穎而出。[3]為此,九江職業(yè)大學(xué)在教學(xué)中首先明確教學(xué)目標(biāo),根據(jù)教學(xué)要求和人才培養(yǎng)目標(biāo),將特色數(shù)學(xué)建模實踐教學(xué)目標(biāo)定位為“拓展思維、開闊視野、啟迪智慧,培養(yǎng)理論聯(lián)系實踐的創(chuàng)新型和應(yīng)用型人才”。同時完善相關(guān)制度,每年召開專門會議制定教學(xué)計劃,并為數(shù)學(xué)建模實踐教學(xué)提供教室、實驗室和競賽場所支持。此外,每年還提供必要經(jīng)費支持,選拔優(yōu)秀指導(dǎo)教師,打造高素質(zhì)教師團隊,并且定期開展經(jīng)驗交流互動,相互借鑒和提高,促進特色數(shù)學(xué)建模實踐教學(xué)目標(biāo)順利實現(xiàn)。(二)精選特色數(shù)學(xué)建模實踐教學(xué)內(nèi)容。合理選擇教學(xué)內(nèi)容尤為重要,九江職業(yè)大學(xué)在教學(xué)內(nèi)容選擇上,根據(jù)高職院校人才培養(yǎng)目標(biāo)和學(xué)生畢業(yè)后將來工作需要,注重突出本專業(yè)特色。例如,課堂教學(xué)中,使用由任課老師編寫的教案,并將電子教案傳遞給學(xué)生作為教材使用,方便學(xué)生閱讀和使用。教學(xué)內(nèi)容上將數(shù)學(xué)知識、建模方法、經(jīng)濟理論與計算機應(yīng)用相結(jié)合,適當(dāng)引入數(shù)學(xué)軟件Matlab和統(tǒng)計分析軟件SPSS,并制作精品課程錄像,有利于學(xué)生查漏補缺。課外實踐采用校內(nèi)競賽、周末培訓(xùn)、暑假培訓(xùn)等形式,根據(jù)具體問題分專題研討,每個專題解決一個實際問題。由任課老師編寫實踐教學(xué)專題,設(shè)置具有挑戰(zhàn)性和實用性的題型,例如,移動電話資費“套餐”問題、投資最優(yōu)化問題、乒乓球團體賽對策問題、個人理財問題等,且每年都注重更新內(nèi)容。(三)完善特色數(shù)學(xué)建模實踐教學(xué)體系。特色數(shù)學(xué)建模實踐教學(xué)以年為周期,從每年10月份開始,至第二年9月份結(jié)束,具體的教學(xué)活動安排如圖1所示。1.課堂教學(xué)。開設(shè)“數(shù)學(xué)模型與數(shù)學(xué)實驗”、“數(shù)學(xué)建模理論與方法”、“高職數(shù)學(xué)建模競賽培訓(xùn)教程”、“應(yīng)用數(shù)學(xué)”、“經(jīng)濟模型與Matlab應(yīng)用”、“SPSS數(shù)據(jù)分析”等課程,且30%學(xué)時為實驗課,讓學(xué)生參與實驗和訓(xùn)練,培養(yǎng)知識應(yīng)用技能和創(chuàng)新思維能力。2.課外實踐。分校內(nèi)競賽、集中培訓(xùn)、全國競賽三階段。首先通過校內(nèi)競賽選拔學(xué)生,然后在指導(dǎo)教師帶領(lǐng)下精心培訓(xùn)。培訓(xùn)時間為周末和假期,培訓(xùn)地點包括教室、戶外、實驗室等,培訓(xùn)形式主要有指導(dǎo)教師授課、小組研討互動、數(shù)學(xué)建模實驗指導(dǎo)、學(xué)生獨立完成數(shù)學(xué)建模任務(wù)等。3.研究探討。研究探討針對實踐中的具體問題而展開,通常分專題進行,每個專題解決一個實際問題。研究探討由任課老師引導(dǎo),注重發(fā)揮學(xué)生主體作用。首先由任課老師布置研討任務(wù),讓他們用3~5天時間查找資料,進行分析討論,并建立數(shù)學(xué)模型、使用學(xué)習(xí)軟件解決問題。最后提交學(xué)習(xí)成果,由任課老師評閱,并對該問題深入探討和交流,實現(xiàn)知識內(nèi)化。[4](四)強化特色數(shù)學(xué)建模實踐教學(xué)教師隊伍建設(shè)。特色數(shù)學(xué)建模實踐教學(xué)和培訓(xùn)中,指導(dǎo)教師是核心,也是確保培訓(xùn)效果,讓學(xué)生在競賽中獲得優(yōu)異成績的關(guān)鍵。賽前動員、競賽培訓(xùn)、參加比賽,每個環(huán)節(jié)都離不開教師指導(dǎo)。[5]指導(dǎo)教師既要有淵博的知識,同時還要具備科學(xué)、嚴謹、勤勞、奉獻的精神和作風(fēng)。九江職業(yè)大學(xué)從政策措施、經(jīng)費支持、績效考核等方面強化師資隊伍建設(shè),例如,明確指導(dǎo)教師的工作目標(biāo)和任務(wù),每年拿出1萬元資助經(jīng)費,將學(xué)生競賽成果與教師職稱晉升、評獎評優(yōu)相結(jié)合,最終取得明顯效果。目前已引進和培養(yǎng)7位優(yōu)秀指導(dǎo)教師,為特色數(shù)學(xué)建模實踐教學(xué)活動開展、學(xué)生競賽成績提升提供師資保障。

三、高職院校特色數(shù)學(xué)建模實踐教學(xué)的效果

經(jīng)過五年的探索與實踐,九江職業(yè)大學(xué)不僅形成相對完善的特色數(shù)學(xué)建模實踐教學(xué)體系,同時還取得較明顯的效果。(一)提高學(xué)生知識應(yīng)用技能。九江職業(yè)大學(xué)自2014年開展特色數(shù)學(xué)建模實踐教學(xué)活動以來,吸引大批學(xué)生參與,課程也受到學(xué)生熱烈歡迎。在2014級數(shù)學(xué)專業(yè)117名學(xué)生當(dāng)中,共有9個團隊、63名學(xué)生參加校內(nèi)數(shù)學(xué)建模競賽,參與學(xué)生超過一半,另有15名學(xué)生通過校內(nèi)選拔參加數(shù)學(xué)建模集訓(xùn)。通過系統(tǒng)、完善的數(shù)學(xué)建模集訓(xùn),不僅有利于提高學(xué)生知識應(yīng)用技能,也為學(xué)生今后的工作與發(fā)展奠定基礎(chǔ)。2018年初為了解2017屆參加數(shù)學(xué)建模培訓(xùn)的學(xué)生就業(yè)情況,通過與用人單位的交流和訪談得知,他們普遍認為:經(jīng)過特色數(shù)學(xué)建模培訓(xùn)后的學(xué)生知識應(yīng)用技能更強,更能增強對工作崗位的適應(yīng)性。(二)提升高職院校人才培養(yǎng)質(zhì)量。特色數(shù)學(xué)建模實踐教學(xué)推動學(xué)生全面發(fā)展,促進人才培養(yǎng)質(zhì)量提升。2017年全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽中,九江職業(yè)大學(xué)獲得2個省級一等獎、3個省級二等獎、3個省級三等獎,成績較往年有顯著提升,在江西省同類院校中位居前列。此外,數(shù)學(xué)建模實踐活動還有利于培養(yǎng)高職學(xué)生創(chuàng)新精神、實踐能力和綜合素質(zhì)。參加學(xué)習(xí)的學(xué)生,尤其是參加競賽的學(xué)生,他們提升了能力、收獲了自信、獲得了獎學(xué)金,畢業(yè)后也受用人單位青睞,部分學(xué)生成功專升本,獲取繼續(xù)學(xué)習(xí)和深造的機會。(三)取得了良好的社會效果。九江職業(yè)大學(xué)特色數(shù)學(xué)建模實踐教學(xué)活動受到省內(nèi)兄弟院校和社會各界好評,取得良好社會效果。九江職業(yè)技術(shù)學(xué)院、江西旅游商貿(mào)職業(yè)學(xué)院、江西電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院等學(xué)校數(shù)學(xué)任課老師來交流學(xué)習(xí),邀請九江職業(yè)大學(xué)的數(shù)學(xué)任課老師做特色數(shù)學(xué)建模實踐教學(xué)方面的報告和講座,并獲得專家學(xué)者好評。在全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模2018江西賽區(qū)頒獎及工作會議上,九江職業(yè)大學(xué)數(shù)學(xué)任課老師做專題發(fā)言,介紹特色數(shù)學(xué)建模實踐教學(xué)的成功經(jīng)驗。

四、結(jié)束語

九江職業(yè)大學(xué)在特色數(shù)學(xué)建模實踐教學(xué)中,通過明確實踐教學(xué)目標(biāo)、精選實踐教學(xué)內(nèi)容、完善實踐教學(xué)體系、加強教師隊伍建設(shè),取得明顯效果,同時也是高職院校教育改革的有益嘗試。實踐證明,明確實踐教學(xué)目標(biāo)是根本,精選實踐教學(xué)內(nèi)容是基礎(chǔ),完善實踐教學(xué)體系是關(guān)鍵,加強教師隊伍建設(shè)是保障。經(jīng)過多年的探索與實踐,目前學(xué)校已基本形成“課堂教學(xué)、課外實踐、研究探討、特色突出”的高職數(shù)學(xué)建模實踐教學(xué)體系,并為素質(zhì)教育推進、課程教學(xué)創(chuàng)新、人才培養(yǎng)質(zhì)量提升搭建有效的平臺。同時也在打造高職院校特色數(shù)學(xué)教學(xué)體系、提高學(xué)生知識應(yīng)用技能和人才培養(yǎng)質(zhì)量方面發(fā)揮積極作用。

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作者:柳世全 單位:九江職業(yè)大學(xué)