基于创新能力培养为目标的数学建模课程改革与实践

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  【摘要】如何培养学生的创新基础,创新方法,创新技巧仍是高等教学面临的重要问题。数学建模作为一门跨专业跨学科的基础类课程,改革其课程教学理论和实验实践课程体系对创新能力的培养有重要意义。我们提出按专业分类进行数学模型课程理论教学和实验教学的设置的研究方案,以创新实验计划为契机,制定了具体课程改革实施方案。
  【关键词】 创新能力  数学建模  基础类课程
  【中图分类号】G640.2                           【文献标识码】A      【文章编号】2095-3089(2015)05-0048-02
  创新能力是指怀疑、批判和调查的能力, 是指研究者运用知识和理论, 在科学、艺术、技术和各种实践活动中, 不断提供具有经济价值、社会价值、生态价值的新思想、新理论和新方法的能力。在我国学校社会为大学生创新环境营造了良好的环境,学生创新热情、创新意识也空前高涨。为了适应为了应对知识经济时代日趋激烈的国际竞争,以创新人才的培养为目标的创新环境逐渐形成。
  一、大学生创新能力培养的影响因素
  1.大学生具有创新意识, 但不善于充分利用和积极创造条件。大学生往往不能把握本学科最新发展的动态, 闭门造车, 没办法和不去向知识经验丰富的教师或同学请教, 不重视相关学科知识的迁移。
  2.大学生思维敏捷, 但缺少创新性思维方式。由于大学生知识面窄, 学科之间缺乏合理的整合, 致使他们思考问题时, 其思维方式往往是单一的和直线式的, 缺乏灵活性和全面性。
  3. 大学生有灵感, 但缺少创新技能。许多大学生经过长期的脑力劳动, 在大脑皮层留下一些暂时神经联系, 在特定因素的诱发和引领下, 这些暂时的神经联系会接通, 产生灵感。由于大学生缺少创新的技能, 虽然产生了灵感, 但这些灵感是短暂的, 缺少横向的联系, 最终只能昙花一现, 无果而终。
  4.大学生有创新的热情, 但缺乏广泛的沟通和对社会的全面了解, 致使他们的创新目标不够明确。
  二、大学生创新能力在数学建模课程中的培养途径
  数学建模作为重要的创新工具,一门跨专业跨学科的基础类课程,改革其课程教学理论体系和实验实践课程教学体系对创新能力的培养有重要意义。经过对数学建模课程的改革进行了大量的探索。可以归纳为以下几个方面:
  1.转变教学观念,培养学生的创新思维。将教学视点从教师转移到学生,关注学生的需要和兴趣,不再把他们看作是消极的被动接受知识的对象,而是具有创造性潜能和丰富个性的主体。
  2.加强实践教学,培养学生的实践能力。尽可能地为学生提供实践的机会,训练他们的创新思维和实践能力.培养学生独立获取知识、搜集处理信息的能力,发现问题、分析问题和解决问题的能力,以及掌握和运用创新技术的能力等。
  3.改革教学内容,注重素质教育和创新能力培养。适当增加一些应用内容,但不应是简单的应用问题,而是具有实际背景的应用问题,以增强数学知识的应用性,教会学生学以致用。
  4.以数学建模竞赛为导向,合理组织教学内容,如模块化教学等。
  三、数学建模课程改革提升大学生创新性实验水平实施方案
  本文研究的主要目标是以大学生创新性实验计划为契机探索数学建模课程的改革。现行的数学建模教学改革多数以数学建模竞赛为契机,很大程度上以提升数学全国大学生数学建模竞赛成绩为目的,我们突破这一惯常模式,以创新实验计划为契机,制定了具体实施方案
  1.通过各专业教师了解专业情况。
  2.通过学校或院系间的协调合作,召开座谈洽谈的形式,深入了解各专业的人才培养的要求和对数学具体的要求。
  3.修订理论教学内容和实验教学内容。
  4.反馈理论教学内容和实验教学内容修订预案给各院系专业课负责人,再次调整方案。
  5.以创新为目标,与专业课老师合作拟定实践的题目、内容和计划。
  我们通过这些具体方案的实施提升了学生创新实验项目的水平和能力,学生的学生创新热情、创新意识也空前高涨。我们在实际教学实践中解决了以下几点教育教学问题:
  (1)深入了解各个专业学科教学的特点和内容,根据各个专业学科的特点,合理设置按专业分类的理论实验教学内容。
  (2)深入了解各个专业学科研究的前沿,根据设置实践的题目、内容和方案。
  (3)指导学生在实践中和专业课程的学习中发现问题,并利用数学建模的技能解决实际问题。
  四、按专业分类进行数学模型课程理论和实验教学设置方案
  1.按专业分类,设置数学建模课程理论教学内容。
  因为各个专业人才培养的目标不同,专业教学的内容也各不相同,专业学习对数学的要求也不相同。如农学专业更多的需要学生掌握概率理论的应用;而工科对学生掌握函数理论,微分方程理论的要求更高;而管理类对学生更多规划理论。所以数学建模课程的安排应根据专业要求的不同,设置的重点内容也应有所差异。
  2.按专业分类,设置数学建模课程实验教学内容。
  因为各个专业的要求不同,数学建模课程理论教学内容设置不同,相应的实验教学内容也应各不相同,尤其是教学时选用的数学软件各不相同。计算机和信息类的实验教学课侧重于C,Matlab软件的教学,工科类的实验教学课侧重于Matlab软件的教学,农科类的的实验教学课侧重于SPSS软件的教学,管理经济类的学生教学类容的设置偏重LingDO和SPSS软件的教学。
  3.以创新实验计划为目标,合理安排数学建模实践的内容,计划,方案。
  综上所述,创新是高等教育的灵魂,以创新能力培养为目标的教学改革必将受到学校和学生的欢迎和支持。前人对数学建模课程改革的目标是将实际问题带入课堂教学,而我们试图将课堂搬出教室,让学生在实际和专业课程学习中发现课题,将自己发现的问题带入课堂研究,用所学的理论和方法解决。
  参考文献:
  [1]李绪孟. 高等数学与数学实验关系的思考[J]. 湖南农业大学学报,2008,(06)
  [2] 王树忠,赵辉,陈东彦.数学建模在创新型人才培养中的作用[J].高师理科学刊,2007,27(5)
  基金项目:
  湖南省教育科学“十二五”规划课题项目“基础课程教育对大学生素质培养及就业能力影响的研究”(XJK013CGD076) 阶段性成果,湖南农业大学教改项目(B2013209)
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