探微數學建模課程教學創新

時間:2022-01-18 10:29:55

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探微數學建模課程教學創新

1數學建模教學改革探索

1.教學方法的改革就課程設置的目的層面而言,數學建模和數學實驗課程在傳授數學理論知識的同時,注重培養學生的數學應用能力,所以,對于這門課程的課堂教學主要采取了以下兩種改革方法:(1)開展案例教學,適當加入討論式教學法.在每堂課前,教師要花費一定的時間,搜集與所講授建模方法相關的生活實際案例,在教學中教師通過這些教學案例引出相應建模的基本思想方法,通過解決這些實際問題,激發學生的學習興趣,還可借機根據相關問題展開討論.這樣可以避免教師的“滿堂灌”現象,還可以活躍課堂氣氛,提高學生的課堂學習的積極性,使傳授知識的過程變為學習知識、應用知識的過程,真正地達到提高學生素質和培養學生能力的教學目的.案例的選擇方面,形成了以下原則:要有明確的教學目的性;要有趣味性;要有原始性;要根據教學對象的不同有所側重性;要有創新性.(2)開展實驗教學法.針對數學建模與數學實驗課程學習過程中學生實踐動手能力嚴重不足的問題,采取了依據建模方法設置每節課的實驗環節和綜合性的實驗項目,包括MATLAB、LINGO兩個軟件的使用和數學建模中各種模型的求解以及一些綜合性實驗項目,使學生在計算機上的實踐和對模型的簡化處理后求解,這樣,不僅有效地培養了學生數學軟件使用能力,還培養了學生分析問題、解決實際問題的能力.

2.考核方式的改革數學建模與數學實驗是解決生活問題的數學應用性活動,不適合期末一張卷的閉卷考核方式.為突出數學建模與數學實驗課程本身的特點以及滿足教學基本要求,重點培養學生數學應用能力和實踐創新能力,在成績考核方面,采用了1∶4∶2∶3考核模式,即平時表現分、基本建模和實踐能力訓練分、創新能力訓練分、期末上機考試分四個部分.平時表現10分用來約束學生逃課和激勵學生學習,包括出勤、課堂回答問題和課堂討論三方面,表現突出者每次都要加分、超出部分可以代替其他訓練分數.基本建模、實踐能力訓練和創新能力訓練共60分,用來加強學生對基本的建模思想方法、程序算法、方程求解以及模型應用等方面的掌握及應用.基本建模和實踐能力訓練部分,要求學生學習完一些章節的內容后,自愿三人組合為一隊,完成教師布置的和隨機抽取的2-3個問題的建模與求解,并撰寫實驗報告,這可以為數學建模競賽打基礎;創新能力訓練部分是指學生在學完一些章節后,要求學生單獨完成一些綜合實驗報告.這些報告題目貼近生活,開放性強,答案基本不唯一,有一定難度,要求單人單題,互不重復,這樣不僅有效地避免學生的抄襲現象,還充分發揮學生的想象力和創造力,提高學生的創新能力.期末上機考試30分,用來考查學生綜合運用所學知識解決實際問題的能力.

3.數學建模培訓與競賽選拔機制的改革改革建模競賽的培訓方式,采用系列專題講座法.結合課程團隊教師自身的專業和科研方向,分配以相應的專題進行講座.這樣能人盡其才,培訓過程也顯得更為深刻和生動,效果也會明顯提高.要使學生在數學建模競賽中取得好成績,需要有一個科學合理的競賽選拔機制.各高校一般采用的都是三級或者四級競賽選拔機制.三級競賽選拔機制是校內賽、幾省聯賽、國家賽;四級競賽選拔機制多一項國際競賽.很多高校根據自己的實際情況采取不同的方式.牡師院采用的是三級競賽選拔機制.即在每年4月份組織校內賽,按照事先制定的規則和方法,教師先做專題講座后,學生參賽.大賽結束后,選拔出色隊員參加東北三省賽;接下來在4月末開始組織參加東北三省建模聯賽,大賽結束后,選拔出色隊員參加國家賽;最后在9月份組織參加國家賽.

2改革取得的主要成效

我們團隊自2006年實施相關課程教學改革以來,教學效果明顯提升,學生的素質和能力培養有了質的飛躍,具體表現為以下四點:(1)參加校內競賽人數不斷上升.2009年初次舉辦校內競賽,全校只有42人參加.2010年參賽人數達到120人,競賽規模有所改觀.2011年參加校競賽的人數上升到164人,這一規模基本上達到了預期.在競賽過程中,大學生逐漸意識到了這項賽事的重要性,競賽組織形式由此也實現了由教師鼓動報名,到學生主動報名的轉換.競賽規模的不斷擴大,佐證了牡師院廣大學生在數學應用方面的認識水平有了巨大提高.(2)數學建模競賽成績提高明顯.2009年以前,牡師院在2年的建模競賽中只獲得省獎6項,現在牡師院的競賽總體成績已呈明顯的上升趨勢.(3)學生數學應用實踐與創新能力明顯提高.現在,學生已完成大學生創新性實踐項目5項;近3年,已有近90名參賽隊員以優異成績考取研究生,部分研究生入學后,因為其出色的建模能力被導師重用;一些學生在畢業后選取了和建模密切相關的行業(如證券業).牡師院第一屆參加全國賽的6名隊員目前分別在IBM、網易、中興、高校任職或攻讀博士學位.(4)教師的教學和科研水平明顯提高.數學建模競賽培養了一批新型的數學教師隊伍.近幾年先后主持教改項目6項,發表教學論文若干篇、主編教材2部,參編教材1部;獲得教學、科研成果獎勵2項;共承擔各類科研項目11項;科研論文22篇,獲獎4篇;出版專著2部;教練組的每個成員都根據自己的專業特長參與到了不同的項目當中.這一舉措極大地提高了教練組成員的科研能力,提高了教學水平.

3結束語

要想真正實現數學建模和數學實驗對數學應用型、創新型人才培養的這個重要目標,作為教師還將要不斷地進行探索和實踐課程改革,進一步通過優化教學、增強培訓、參加競賽等方式,全方位地提升學生的數學應用能力和創新能力.

作者:趙文英趙寶江崔小紅單位:牡丹江師范學院