以延安大学西安创新学院为例谈独立学院数学模型课程教学改革
摘 要:文章前半部分就当前独立学院数学模型教学现状进行分析,指出独立学院开展数学建模课程教学改革的必要性和重要性;第二部分则以延安大学西安创新学院为例,论述了独立学院学生参加全国大学生数学建模竞赛的重要意义,并对独立学院数学建模课程教学改革进行了探讨,提出了实行数学模型教学改革的一些建议和措施。
关键词:独立学院数学模型数学建模竞赛课程改革
中图分类号:G420文献标识码:A文章编号:1673-9795(2011)09(a)-0010-02
数学模型课程自从20世纪80年代引入我国高校以来,结合一年一度的全国大学生数学建模竞赛活动,积极地推动了大学数学教学改革的开展,并取得了显著的成果．独立学院作为当代高校的新生力量,也积极参与到这项活动中来,并尝试开设数学模型课程,但由于独立学院学生知识水平相对薄弱,指导教师对数学模型课程的开展、数学建模竞赛的组织等经验相对不足,学院对数学建模作用的认识不够到位,使得数学模型课程的开设与数学建模竞赛的开展存在一定的盲目性。作者作为独立学院的数学建模指导教师,深切体会到了数学模型课程和数学建模竞赛在独立学院数学活动中的地位和意义,在对文献[2]与文献[4]研究的基础上,积极倡导以数学建模活动推动独立学院数学模型课程教学改革。
1 独立学院开展数学模型课程教学改革的必然性
1.1 独立学院办学理念迫切需要开展数学模型课程
独立学院从创办伊始,就瞄准市场需要确定办学目标,走应用型、实用型的道路,培养高素质、应用型人才。“数学建模是指对现实世界的一个特定对象,为了某特定目的,做出一些重要的简化和假设,运用适当的数学工具得到一个数学结构,用它来解释特定现象的现实性态,预测对象的未来状况,提供处理对象的优化决策和控制,设计满足某种需要的产品等。”[1]可见数学建模思想与独立学院的办学目标是一致的,通过数学建模,以更好的达到“培养应用型、实用性人才”的培养目标。
“与人交流、数字应用、革新创新、自我学习、与人合作、解决问题、信息处理、外语应用”八项职业核心能力正是我们所需求的应用型、实用性人才的经典概述[3]。而数学建模竞赛正是这八项职业核心能力的缩影——“与人交流”才能将自己的思想准确地传达给队友;“数字应用”则正好是对数学知识的应用;“革新创新”则体现了模型的创新意识;“自我学习”是数学模型课程的主要学习方法;“与人合作”是竞赛的宗旨之一——团队精神;“解决问题”是建模的终极目标;“信息处理”则体现为对题目的理解和对计算机的应用;“外语能力”主要体现在外文摘要的书写及对外语参考资料的阅读上。
1.2 独立学院数学模型课程教学现状需要改革
由于独立学院的历史较短,其数学模型课程刚刚起步,这决定其数学模型课程没有经过相对漫长的探索与实践,从而需要不断进行改革。首先独立学院教师较年轻,缺乏经验,从而在师资队伍、教材选用、专业和课程设置等方面仍依赖主办高校,根据全国大学生数学建模竞赛的时间,我国大部分独立学院每年一般在7月中旬开始组织的报名培训工作。培训内容分为两大部分:第一部分培训内容为集中讲解一些建模的基础知识;第二部分培训内容为进行建模的模拟训练,让学生自愿组队,在规定时间内完成一些简单的建模练习题,并为同学讲解解题思路和方法,这样做并没有因材施教,由于独立学院大部分学生数学知识并不全面,理解力也有限,所以对所授的知识处于半懂不懂的状态,更不用说模型建立能力的培养。
其次硬件设施不够完善需要改革,由于独立学院数学建模发展相对滞后,从而使得其数学建模硬件设施需要完善,比如大多数独立学院没有给数学建模课程配置实验室,这就要求独立学院进行数学建模实验室建设,并安装相应数学建模工具软件以及购买数学建模图书资料,为师生运用计算机和各种数学软件求解数学模型创造有利条件。
2 延安大学西安创新学院数学建模课程改革
2006年延安大学西安创新学院作为陕西省首个参赛的独立院校组队参加“高教社杯”全国大学生数学建模竞赛以来,先后荣获甲组国家二等奖1项、陕西省一等奖1项,陕西省二等奖4项,三等奖2项,优秀组织奖2项,参赛队的个数由最初的3个发展到6个,2011年预定为10个。
2.1 数学模型课程改革
(1)数学模型课程设置。
结合全国大学生数学建模竞赛的参赛经历,数学建模领导小组与数学建模指导组先后讨论并尝试开展了数学建模培训课,数学模型选修课,经过几年的不断改革,探索出了以专业基础课为基础,选修课为保障,培训课为提高的课程设置模式。
①专业基础课。
基础课程教学是数学建模课程的有力保障。由于数学建模教练组的所有成员所从事的研究邻域各不相同,他们均为数学与应用数学专业基础课的骨干教师,在日常的教学工作中,结合独立学院学生的基础较薄弱、思维较灵活的特点,注意数学模型与其它相关学科的呼应,将数学建模思想与学生的各专业知识结合起来,尽量使用数学建模的过程来解决实际问题,从而使学生能尽早地知道数学应用的方式、数学建模的特点与要求。这种方式调动了学生学习数学的积极性,又帮助学生加深对其它学科的理解,也为学生将来用数学建模知识解决各种实际问题产生深远的影响,从而为数学模型课程的开设与学院的数学建模竞赛的顺利开展打好了基础。
②《数学模型1》、《数学模型2》与《MATLAB》选修课。
《数学建模1》选修课针对数学与应用数学专业大三学生,总课时54学时,数学教研室的4位老师分块负责讲解,每位教师每次课主讲一个数学建模方法方面的专题,专题的讲解以先介绍案例再引出理论或先讲述理论再介绍案例的方式进行,每位教师至少布置一道题目,原则上要求每位学生在选修课学完后须上交一份作业,该作业可以是选做教师布置的某一题,也可以自己找题并求解,以论文形式上交。由于选修课中没有介绍论文写作,所以对学生的作业论文并不做严格要求,只注重其内容中是否有闪光的创意之处,并作为今后选拔数学建模竞赛选手的一个重要依据。
《数学模型2》选修课主要针对非数学专业大二学生开设,拟36课时,由数学教研室的2位老师分块负责讲解,讲解内容较浅显,主要以激发学生学习数学兴趣与培养学生数学思想为目的,同时为数学建模竞赛选拔非数学专业人才。
《MATLAB》选修课针对全院大三学生开设,共68学时,理论课34学时,上机实验课36学时,其中上机试验课在数学建模实验室上,由数学建模指导组负责数学软件的教师讲解,考查方式为平时表现与模型求解相结合。
③数学建模竞赛培训课。
第一阶段:初步培训,在每年5、6月份对全院参赛预报名的学生进行初步培训,主要包括建模基本方法与基本使用与操作,根据学生平时表现挖掘独立学院学生所特有的思维灵活性,调动学生的自信心,通过师生谈话、同学推荐、小的模拟测试对预报名同学初步筛选50人左右参加第二阶段培训。
第二阶段:7、8月份的暑期知识提高与专题培训,采用数学建模方法与历年全国大学生数学建模竞赛专题结合,5天一周期,共5周期,5人一组(每周期重组一次),3 位指导教师各带3到4组讲解如何审题、解题;查找资料、整理资料;如何分析问题、建立、求解模型;如何对模型求解结果进行分析并加以修改或改进;最后指导学生将所做的工作加以总结并写成一篇规范的科技论文,每期第1天为知识讲解,第2、3、4天为旧题新作,第5天为小组汇报,组间讨论．该阶段结束后筛选30人,组队进入第三阶段培训。
第三阶段:模拟竞赛,9月份参赛前10天,给定6个题目,由各参选队任选两题, 要求按全国大学生数学建模竞赛的所有规则进行两次模拟竞赛,3天后各队提交一篇论文,并进行组间讨论与分析,最后休整2天参加全国大学生数学建模竞。
(2)数学建模实验室建设。
为保证复合型、高素质创新人才培养目标的实现,为数学建模竞赛做好科技保障,2010年6月理工系完成了数学建模实验室建设。数学建模实验室主要服务数学与应用数学以及全校的数学建模实验,面向全校师生开放。在Latex、Matlab、Lindo、Ling等专业数学软件的平台上,涵盖高等数学、微积分、线性代数、概率统计、运筹学等课程主要教学内容的系列数学实验,是数学建模教学工作的顺利开展的软件基础。
2.2 学校及学院领导长期重视与支持数学建模竞赛
学校及学院领导长期重视与支持是扩大数学建模活动受益面的保障,学院自2006年参赛以来,先后成立了数学建模指导组与领导组,目前数学建模竞赛已成为以学院为领导、教务处为督导、理工系为主办,后勤处做保障的专门赛事,对参赛学生及指导教师有专项经费补助,对全国及全省数学建模竞赛中获奖的同学及主办单位制定出具体的学院奖励政策,比如对2010年荣获国家二等奖、陕西省二等奖的获奖团队分别给予4000元、3000元奖励,对优秀组织单位理工系给予2000元奖励．同时对在全国全省数学建模竞赛中获奖的学生,在评优秀毕业生时给予优先考虑,在奖学金的评定及学位证的授予上给予倾斜。
参考文献
[1]姜启源．数学模型[M].北京:高等教育出版社,1993．
[2]杨冬英．从数学建模谈山西大学商务学院运筹学教学改革[J]．科技情报开发与经济,2010(4):181～182．
[3]左晓虹．独立学院学生语言表达能力的提高对其就业的重要意义[J]．科技信息,2010(1):93～94．
[4]陈学松．关于数学“建模教学”课程教学改革的探讨[J]．广东工业大学学报(社会科学版),2010(10):53～55．