導語：數(shù)學建模項目教學法探索一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：以宿遷學院為例，分析了新建本科院校數(shù)學建模課程開設(shè)現(xiàn)狀與特點，指出存在的主要問題，對將項目教學法引入數(shù)學建模課程的教學改革進行探索與實踐，給出了一個具體案例。

關(guān)鍵詞：項目教學法；教學改革；數(shù)學建模

20世紀80年代初，數(shù)學建模進入我國大學課堂，正式成為一門新的數(shù)學課程，目前開設(shè)各種類型數(shù)學建模課程的學校已超過千所。中國高等教育學會會長周遠清教授曾用“成功的高等教育改革實踐”給以評價[1]。數(shù)學建模課程在人才培養(yǎng)和教育教學改革中起到了積極的促進作用，體現(xiàn)在數(shù)學建模是溝通現(xiàn)實世界與數(shù)學科學之間的橋梁，是數(shù)學走向應(yīng)用的必經(jīng)之路，數(shù)學建模為數(shù)學教育改革注入了強大的活力，是啟迪數(shù)學心靈的必勝之途，數(shù)學建模教學活動與競賽活動調(diào)動了學生主動學習的積極性，有利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神與綜合素質(zhì)[2]。宿遷學院作為江蘇省新建本科院校，定位于應(yīng)用型本科院校，致力于培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型、技術(shù)技能型人才。我們從2010年在信息與計算科學專業(yè)開設(shè)數(shù)學建模課程以來，根據(jù)學生特點和學校辦學定位，在教學上不斷探索和改革，探索適合應(yīng)用型人才培養(yǎng)體系相融合的理論和實踐相結(jié)合的教學模式，更好地培養(yǎng)學生的綜合素質(zhì)、實踐能力和創(chuàng)新能力。

一、數(shù)學建模課程開設(shè)現(xiàn)狀與特點

（一）課程設(shè)置。數(shù)學建模課程在一些新建院校開設(shè)較晚，但大多數(shù)院校都將數(shù)學建模課程納入常規(guī)教學，一部分作為專業(yè)必修課，部分院校設(shè)為專業(yè)選修課，一般都是在信息與計算科學、數(shù)學專業(yè)開設(shè)。宿遷學院從2010年開始在信息與計算科學、數(shù)學與應(yīng)用數(shù)學專業(yè)開設(shè)數(shù)學建模課程，隨后在全校開設(shè)公共選修課。結(jié)合學院的應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標，修訂了人才培養(yǎng)方案和教學大綱，目前該課程共64學時，其中32理論學時，32實驗學時，另有一周的課程設(shè)計，新方案更加注重學生實踐、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，同時將課程教學與競賽培訓相結(jié)合，相互促進，達到了良好的效果，在近幾年的全國競賽中獲得國家一、二等獎多項的好成績。（二）教材與教學內(nèi)容。新建院校從招生上來說，與老牌重點院校相比，學生數(shù)學基礎(chǔ)普遍比較薄弱，入學成績差異較大，對邏輯推理能力和對問題的理解分析能力都相對較差。現(xiàn)有國內(nèi)教材主要是針對老牌本科院校，內(nèi)容通常以數(shù)學觀點編寫，對數(shù)學基礎(chǔ)要求較高，難度較大，同時在內(nèi)容的選擇上，重在介紹數(shù)學建模的理論和方法，缺乏實踐性內(nèi)容。因此，在新建院校數(shù)學建模課程教學改革時，教材和內(nèi)容的選擇上應(yīng)降低數(shù)學理論難度，選擇通俗易懂的語言介紹一些基本方法，簡單案例，側(cè)重培養(yǎng)數(shù)學建模的思想。同時加強實踐環(huán)節(jié)內(nèi)容，通過一些實際案例教學，在培養(yǎng)學生動手實踐能力的過程中去鞏固、理解所學的數(shù)學理論知識。（三）教學方法與教學手段。目前絕大部分院校的數(shù)學建模課程主要采用傳統(tǒng)的數(shù)學形式[3]，在深堂上知識傳授是第一目錄，能力培養(yǎng)是第二目標，側(cè)重知識的傳授、介紹，學生被動接受，不主動思考問題，積極性不高，理論與實踐往往分離，讓學生覺得數(shù)模課既抽象又枯燥，難以理解，逐漸失去了學習的熱情和興趣。導致課堂教學效果不好。而在實驗課上，學生上機操作主要以驗證知識為主，缺乏必要的學習導向。另外，在該課程的學習中往往會涉及很多不同學科、不同類型的問題，并且在相關(guān)問題的求解中還會用到諸多不同的方法。而教學內(nèi)容的安排往往以不同模型類型進行章節(jié)劃分，知識跨度較大，內(nèi)容的整體性有時被強行破壞，不同章節(jié)之間缺乏聯(lián)系。大多數(shù)學生對學科間相關(guān)知識了解不夠充分，加之數(shù)學方法運用能力的欠缺，導致在以往的學情調(diào)查中，出現(xiàn)40%左右的學生反映課程結(jié)課后感覺沒有學到知識的奇怪現(xiàn)象。（四）教學考核與評價。在課程的考核上，一般采用開卷或閉卷形式，但都有一定的缺陷。開設(shè)課程以來，我們先后嘗試了以上兩種考核方式，采用開卷考試，試卷大部分答案出現(xiàn)雷同，而若提交論文，則很多學生會從百度等網(wǎng)絡(luò)上下載，千篇一律。而采用閉卷考試，對于案例題及上機操作部分，在規(guī)定的時間內(nèi)大部分學生的完成度較低，掛科、不及格現(xiàn)象較為嚴重，考試結(jié)果也與學生的平時能力表現(xiàn)不符，很難反映學生的真實掌握情況。宿遷學院作為新建本科院校，培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才是辦學的主要特色。研究具有自身院校特色的數(shù)學建模教學模式，將教與學相統(tǒng)一，將培養(yǎng)數(shù)學知識素養(yǎng)與實踐操作技能相結(jié)合，切實提高學生的實踐、創(chuàng)新能力，提高學生的綜合素質(zhì)，是我們進行教學改革的基本方向。經(jīng)過一定的研究和一段時間的實踐，我們認為將項目教學法引入數(shù)學建模課程教學是一種有效途徑，將它與傳統(tǒng)教學方法結(jié)合，可以較好地達到教改目標。

二、項目化教學法概述

項目化教學法是由美國教育家凱茲和加拿大教育家查德首先提出，并合著《項目教學法》一書，具體指教師與學生在共同實施一個完整的項目工作中進行教學。我國教育學者黎加原教授認為：項目教學是以學科原理為中心，通過學生參與活動項目的調(diào)查與研究來解決問題，以構(gòu)建起他們的知識體系，并能運用到現(xiàn)實社會當中去。項目教學法本質(zhì)就是一種基于構(gòu)建主義理論的探究性教學模式[2]。在遵循構(gòu)建主義的條件下，依托一門課程，通過師生共同實施若干個工作項目，從而培養(yǎng)學生的學習、動手實踐、創(chuàng)新及團隊合作等能力，提高教學效果并完成預期的教學目標的教學過程。通過這樣一個教師與學生共同實施項目的教學活動，與傳統(tǒng)的學生被動教學模式相比，學生全程參與整個任務(wù)的完成過程，綜合能力得到提高，真正融“理論知識、實踐操作、素質(zhì)培養(yǎng)”于一體，是當前應(yīng)用型人才培養(yǎng)的教學改革的基本方向。

三、項目教學法在數(shù)學建模課程教學中的探索

項目化教學對于應(yīng)用性較強的專業(yè)課程來說，其優(yōu)勢是顯而易見的，數(shù)學建模在數(shù)學類課程中強調(diào)應(yīng)用性，且建模的過程與項目教學法的實施過程有一定的相似性，因此將項目教學法引入教學中具有天然的優(yōu)勢。但同時對于數(shù)學類課程而言，其優(yōu)勢又受到項目屬性所限，在實施項目化教學時存在著顯著差異，其關(guān)注點和著力點也應(yīng)有所不同。結(jié)合新建院校特點，在以下幾個方面進行了探索：1.類似于數(shù)學建模競賽，在教師指導下，把學生分成若干項目小組，每個小組3~5人，采用組長負責制，以項目小組的形式處理每一個相對獨立的項目，發(fā)揮不同學生特長，培養(yǎng)學生的責任感和團隊協(xié)作精神。2.對于教材和教學內(nèi)容的選擇，由于師資、專業(yè)特色的不同和開設(shè)的基礎(chǔ)課程、學時的差異，每個學校會有差異。為了增加實踐環(huán)節(jié)，組織專業(yè)老師編寫了《數(shù)學軟件和數(shù)學實驗》教材以及相關(guān)的實驗報告冊。目前主要講授初等模型、微分方程模型、種群生態(tài)學模型、運籌學模型、差分方程模型、概率與統(tǒng)計模型、圖論模型、模糊數(shù)學模型、插值與擬合，另外講授Matlab、Lingo、SPSS三個軟件，兼顧理論和上機操作。在實施項目教學法時，將教學內(nèi)容按模型分類整合成6～7個教學單元項目，每個單元項目再設(shè)置成若干任務(wù)。按項目開發(fā)過程來構(gòu)建[6]，一般以解決問題為項目內(nèi)容，圍繞某個專題，涉及多學科知識，選擇難度適宜且在規(guī)定時間內(nèi)獨立完成的實際工作任務(wù)。3.對于教學方法上，采用傳統(tǒng)教學法與項目教學法相結(jié)合。實施單純的項目教學法，學生對知識的索取往往是功利性的，系統(tǒng)性把握較差，對所學知識和技能認識不清，掌握不透，無法達到靈活使用，甚至還會出現(xiàn)知識性錯誤。在項目教學法中穿插傳統(tǒng)教學，利用傳統(tǒng)教學手段，講解基本知識和基本原理，介紹案例中的數(shù)學語言的“翻譯”，注重分析和抽象，可使得學生在短時間內(nèi)獲得系統(tǒng)知識，理清關(guān)系，避免不必要的彎路。傳統(tǒng)教學法與項目教學法相輔相成，在項目實施的過程中鍛煉了實踐、創(chuàng)新能力，鞏固和理解理論知識，同時理論知識的及時講授又促進實踐技能的提高，有效解決了教學過程中的“理與實分離、教與學”分離的問題。4.項目教學法的開展是讓學生置身于模擬的項目情景中，從信息搜集、計劃制定、方案設(shè)計、項目實施及最終的成果評價，學生參與整個項目的過程，了解總體情況和具體實施步驟，有助于提高學生的學習能力和分析解決問題能力。在設(shè)定具體項目時，要與一些工科課程的項目相區(qū)別，通過項目把一些枯燥無味的數(shù)學符號、公式等賦予現(xiàn)實生活和生產(chǎn)的真實含義，把抽象的數(shù)學語言、公式概念具體化、形象化和實用化，由此激發(fā)學生的學習興趣和熱情，真正將專業(yè)知識和技能學習融入教學情景中。同時項目的著力點也有所不同，具體的項目只是搭建“學”與“用”的一座橋梁[4]，以實現(xiàn)項目情景促進知識學習、知識向能力轉(zhuǎn)變的目的，這與高職院校側(cè)重培養(yǎng)“職業(yè)能力”的項目教學法是不同的。5.對于課程的考核，宜采用教學考核與“期末考試”考核相結(jié)合的方法。項目化教學的考核分為項目成果考核和項目的具體過程考核兩部分。參照畢業(yè)設(shè)計的要求，制訂了具體的評價標準和方法，主要形式為項目小組答辯和成果展示，在班級師生共同討論給出評價結(jié)果。由于項目實施是以小組為單位，項目化考核的最終分數(shù)也以小組為單位，掩蓋了小組具體成員的差別，為了解決這一弊端，在學期末我們增加“期末考試”考核這一環(huán)節(jié)。另外，項目化教學考核方法在教學實踐中證明效果很好，但也很大程度上增加了教師的工作量，現(xiàn)正在嘗試建立一套教學考核平臺，自動生成相關(guān)考核數(shù)據(jù)，減少教師的工作量。

四、具體案例

下面我們以課程中的“微分方程模型”章節(jié)為例，展示一下教學的簡單流程（表1）。項目教學法在數(shù)學建模課程教學中的實施[5]，取得了較好的效果。學生學習積極性顯著提高，主體意識增強，全程參與教學活動，團隊合作意識和個人的實踐創(chuàng)新能力明顯增強，極大地改善了班風、學風，教師在教學水平方面和自身實踐能力方面也得到了很大的提升。

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作者:王玉春 單位:宿遷學院