[摘 要]数学建模是培养学生创新能力与实际应用能力的一个很好的途径。本文从师资力量、学生水平、课程设置、教学课时、教材选择等角度出发,对独立学院数学建模活动中存在的一些问题进行了分析,并针对这些问题提出了一些改革建议。
[关键词]独立学院; 数学建模; 师资建设; 课程设置; 激励机制
独立学院是我国高等教育办学新模式,它以培养应用型人才为办学目标,独立学院的一切教学活动都要为这办学宗旨服务。提高学生的实际应用能力和动手能力是培养应用型人才的关键。数学建模是一种数学的思考方法,是运用数学的语言和方法,通过抽象、简化,建立能“近似刻画”并解决实际问题的一种强有力的数学手段。数学建模活动是培养学生创新能力,提高实际应用能力的一个极好的平台。全国大学生数学建模竞赛自 1992 年开始每年举办一届,这项竞赛大大激发了大学生利用数学建模方法将数学应用到解决实际问题中的热情,提高了大学生应用数学的能力,也极大地推动了数学教学的改革,该赛事成为了全国高校规模最大的基础性学科竞赛活动。独立学院作为我国高等教育的新兴力量,同样注重培养学生的实际应用能力和动手能力,参赛学校与参赛队伍逐年增加,竞赛成绩也不断提升,然而独立学院发展时间还不是很长,在课程设置、教材建设、师资力量、学生水平、配套设施等众多方面还不够完善,这些因素也制约了独立学院数学建模活动的开展。[1]鉴于此,作者分析了独立学院数学建模活动开展过程中存在的问题,并提出了相应的改革建议。
一、独立学院开展数学建模活动存在的主要问题
( 一) 师资力量不足
从一般数学类课程的讲授,到数学建模课程的开设,再到数学建模竞赛的组织与指导,教师始终担任教学组织者、教学实施者、竞赛指导者、信息咨询者的角色。数学建模活动开展的成效如何,很大程度上取决于教师的综合素质。独立学院几乎没有数学专业,数学建模师资力量不足,而且主要以年轻教师为主,从数量上、结构上、质量上以及稳定性上,独立学院的师资建设有待进一步加强,另外,年轻教师对数学建模涉及到的课程无法全面掌握,对数学建模的理解也不够深入,对数学建模的教学、竞赛的指导等经验相对不足,这些不利因素是阻碍独立学院数学建模活动开展的重要原因。
( 二) 学生水平较低
数学建模是一种数学的思维方法,是运用数学的语言和方法来解决实际问题的一种手段,这一创造性的数学活动,对活动过程中学生的各方面能力要求较高,学生必须具有良好的思维品质,如自觉的创新意识、强烈的好奇心、积极的求知欲、稳定的情感、顽强的毅力、良好的分工合作能力,同时要有较好的数学功底以及将实际问题数学化的能力。独立学院学生的学习能力、意志品质、理论知识水平等方面总体上比较薄弱,这直接影响到了独立学院数学建模活动的质量。
( 三) 课程设置不全
大学经管类、理工类专业都要开设大学数学课程,主要有“高等数学”“线性代数”与“概率论与数理统计”,大学数学教学不仅要注重演绎思维、归纳思维和创造思维等基本能力的培养,而且要注重运用数学方法和计算机技术解决一些实际问题,从而培养学生的实际应用能力。然而数学建模是一项综合性的活动,涉及众多数学知识,如“线性规划”“运筹学”“图论”“微分方程”“统计学”“几何学”等等,建模过程中还会用到数学软件与统计工具,而独立学院较少开设这类课程,由此造成学生整体数学知识水平滞后于数学建模的要求,与数学类专业的学生相比有很大的差距,这些不足也直接影响到学生参加数学建模活动的信心与积极性,学生有畏难情绪。
( 四) 数学课时较少
独立学院总体定位是培养高素质应用型人才,实践类课程在学生培养方案中所占的比例较大,而数学类基础课程的学时常常被缩减,从而导致数学知识点讲授的深度与广度都不够,学生常常无法深刻领会各知识点所蕴含的数学思想,从而在数学建模活动中不能灵活地运用数学思维来思考问题和用数学方法来解决实际问题。
( 五) 合适教材缺乏
我国独立学院的发展时间较短,各方面的建设还不够完善,针对独立学院而编撰的数学类教材很少,多数使用通用教材,而这些教材着重理论知识探究而轻动手能力和应用能力培养,与独立学院培养高素质应用型人才的定位不相适应,这也增加了教师的教学难度,影响学生的数学学习效果。
二、独立学院开展数学建模活动的改革建议
( 一) 加强师资建设,强化师生培训
独立学院要在激烈的竞争中求生存、求发展,必须靠高素质的师资队伍作保证,建设一支数量充足、结构合理的高素质教师队伍才能保证独立学院的教学质量,才能更好地为学生服务。很多独立学院教师队伍结构不够合理,以年轻教师为主,虽然年轻教师思想活跃,创新意识强,与学生交流充分,但往往经验不足,要使独立学院的数学建模活动取得良好成果,必须优化师资结构,积极引进高级人才。同时积极选派教师参加各类有关数学建模的培训,不断更新知识,拓宽知识结构,接触前沿,了解最新动态,同时吸收借鉴其他院校关于开展数学建模活动的成功经验。
独立学院的学生基础参差不齐,综合素质较其他高校学生有一定差距,学生对理论性很强的课程不感兴趣,但是他们具有很强的求知欲望和好奇心,以讲座的方式传授知识更受学生欢迎。因此,邀请在数学建模方面资历深、经验丰富的教师为学生做报告,为学生答疑解惑,这样可以让学生更快更直接地了解数学建模,学习数学建模; 同时要积极发挥老同学“传、帮、带”的作用,举办座谈交流数学建模的经验,让学生们感受数学建模的氛围,感受数学建模活动带来的收获,从而调动学生的积极性。
( 二) 优化课程设置,选择合适教材
独立学院以学生就业为导向,定位培养高素质应用型人才,学校侧重设置培养学生动手能力的实践类课程,而数学课程课时量较少,学生在数学建模活动中常常感觉数学知识很匮乏,体会到了“书到用时方恨少”。学校可以考虑将更多的数学类课程,如“线性规划”“图论”“微分方程”等作为选修课向学生开放,这样学生可以拓宽数学知识面,也能为数学建模活动打好理论基础。同时要为参赛的同学开设“数学建模”课程,让学生更直接的学习数学建模知识。同时,可以依托“母体”学校,选派学生修读相关课程,与母体学校的共建可以使独立学院获得更多的教学资源。
独立学院学生对晦涩的纯理论知识有畏惧心理,但动手能力强、好奇心强,对有直观感受的事物感兴趣,也乐于接受,选用符合学生特点的教材显的尤为重要。为了使学生更好地学习大学数学,应用数学工具解决实际问题,激发学生创新思维,增强学生应用能力,尽量选用内容上注重理论联系实际,强调应用性,难易适中,能满足不同层次学生的教材,如果条件允许,教师可以针对本校学生特点编撰专用教材。
( 三) 渗透建模思想,培养应用意识
数学建模活动是培养学生创新意识与应用能力的一个很好的途径,这是一个系统工程,需要循序渐进地完成,在平时的教学中应该有意识地渗透数学建模思想。[2]例如,在讲授“高等数学”闭区间连续函数的性质时,引入经典的数学建模案例: “四条腿的椅子能在不平的地面上放稳吗”; “概率论与数理统计”中可引入“随机人口模型”“牙膏的销售量模型”等; “微分方程”中可引入“传染病模型”“人口预测模型”等。在大学数学课程中渗透数学建模思想,可以使学生更加深刻地理解数学知识,感受如何利用数学方法解决实际问题,使枯燥的数学知识变得更加生动有趣,从而增强学生的新奇感,激发学生的求知欲。
( 四) 建立激励机制,激发学习动力
激励作为人力资源开发和管理的重要手段,可以极大提高师生的积极性。数学建模竞赛的指导要给指导教师相应的报酬与奖励,并计入各项考评,有效的激励措施可以充分调动教师参与数学建模活动的积极性。[3]
对于学生要积极引导其树立正确的学习观,确立明确的学习目标,培养学习兴趣,进而形成学习的原动力。通过内在激励调动学生积极性的同时,要充分发挥外在激励的重要作用,要充分肯定学生在数学建模活动中的努力付出,比如对获奖学生进行奖励,在奖学金申请等方面给予倾斜,学生获得奖项可抵选修学分等。
( 五) 开展赛后研究,总结经验教训
前车之覆轨,后车之明鉴,赛后要组织师生进行座谈,对数学建模竞赛过程中的得失进行分析和研究,肯定成绩,找出问题,总结出经验与教训。赛后总结是开展好数学建模活动的重要环节,通过总结可以全面地、系统地了解情况,可以正确认识自身的优缺点,进而明确下一步改进的方向。[4]
三、结语
开展数学建模活动,可以激发学生学习数学的积极性,开拓学生的知识面,提高学生应用理论知识解决实际问题的综合能力,培养学生的创新意识与团队合作精神。虽然独立学院在很多方面存在不足,但随着独立学院的不断建设与发展,相信未来独立学院在数学建模活动的开展中会取得越来越好的成绩。
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