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导语:在数学建模获奖论文的撰写旅程中,学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径,好期刊汇集了九篇优秀范文,愿这些内容能够启发您的创作灵感,引领您探索更多的创作可能。
为了让更多的同学了解数学建模,以便于本协会其他活动的顺利开展,在新生报到后,我们以高教社杯全国大学生数学建模竞赛为契机,通过宣传和组织,展开数学建模推广活动,向广大同学介绍数学建模相关知识,推广月的主要内容有:数学建模竞赛的介绍,数学建模所涉及的数学知识的介绍,数学建模相关软件的推广等。推广月活动的主要形式是:横幅、宣传材料、人工咨询等。
二、组织学生参加每年高教社杯全国大学生数学建模竞赛。
一年一度的高教社杯大学生数学建模竞赛将于9月15日左右如期举行,届时本协会将在相关指导老师的统一安排下,组织参赛队伍参加此次大赛,力争为我校争取荣誉。
三、年度会员招收工作。
在校社团管理部统一安排的时间,展开新会员招收工作,主要针对大一新生,并适量吸收大二学生,为协会增加一些新鲜力量,为协会的长足发展注入新的活力,招新活动将持续两到三天,在两校区同时进行。
四、干事招聘会。
在招新活动结束后,我们将在全校范围内的,由协会内部主要负责人组成评审团,通过公开招聘的形式,招收一批具有突出能力的新干事,组成一支新的工作人员队伍,为更好的开展协会活动和服务会员打下基础。招收新干事部门有:办公室、外联部、实践部、宣传部、科研部、网络信息部。
五、数学建模专题讲座。
邀请本协会指导老师廖虎教授、余庆红、吴文海等,举办三到四次数学建模专题讲座,为广大同学提供一个了解数学建模、学习建模知识的平台。
六、会员大会。
拟于每年10月下旬和12月上旬,召开两次西安电力高等专科学校数学建模协会会员大会;会间将有请协会的辅导老师:廖虎教授、余庆红、吴文海等和其他兄弟协会。届时几位辅导老师将介绍数学建模的意义和魅力,并讲述大学生数学建模大赛的来历、发展、参赛形式和我校每届参与大赛的获奖情况等,让新会员更快的认识数学建模,并激发其学习数学的积极性,让其更好的参与以后协会的活动。
七、西安电力高等专科学校第二届大学生数学建模竞赛。
为进一步提升我校学生参与数学建模的积极性,提高数学建模的广泛参与性,我们拟于每年11月中旬举办西安电力高等专科学校第二届大学生数学建模竞赛;大赛将分为4组,针对不同层次的大学生评选出获奖作品。比赛结束之后将举行颁奖大会,为各个参赛组获奖选手颁发奖品。
八、数学建模经验交流会。
为加深我校学生对数学建模知识的了解,帮助同学们参与到数学建模事业中去,我们拟邀请全国大学生数学建模竞赛获奖选手与协会会员一起交流比赛经验,并由获奖选手回答提问。
关键词:高职教育;数学建模;建模竞赛
中图分类号:G633.93 文献标识码:A 文章编号:1002-7661(2012)11-0015-01
一、引言
近十几年来,中国大学生数学建模竞赛已成为目前全国高校中规模最大、影响最广的大学生课外科技活动。该项竞赛能帮助学生提高创新能力、竞争力和一些优秀的品质,在某种意义上说是提前了解到今后走向工作岗位后所需要的能力和品质。是让大学生将所学书本知识应用于解决社会科学和社会活动中的实际问题。这种分析问题、解决问题能力的培养对尚未走出校门的学生来讲是十分重要的。它不仅能加深学生对所学数学知识的理解,而且可以拓宽学生的思路,改变学生已有的思维定势,锻炼学生的团队合作精神,培养学生利用各种资源进行再学习的能力,并且还能使学生学会补充、更新知识的方法,这对学生今后的学习和将来的工作都将会产生深远的影响。
二、在高职中如何开展数学建模活动
1、开设数学建模选修课,普及建模方法,提高群体建模能力。数学建模教学对培养学生运用数学工具分析解决实际问题的能力, 培养学生的创新意识和能力, 推进数学教学改革的深入发展, 都具有重要的意义。因此, 我们一方面将数学建模思想引入日常的数学课程教学中, 进行教学改革,我们逐渐的改革以前传统的数学教学方式,以单纯的知识点来进行教学组织的模型。在教学中,我们更加注重于知识的应用而不仅仅只是知识的简单传授,更多的是以案例的方式、结合相关专业的学生特点来进行教学。例如,在讲解线性方程组的时候引入交通网络流的案例、在讲解逻辑关系时候要求学生化解诸如if(x>0||(x100))中的逻辑语句等、在讲解期望的时候要求学生分析生活中的现象:在一次旅游途中,小王看到有人用20枚签(其中10枚标有5分分值,10枚标有10分分值)设赌。让游客从中抽出10枚,以10枚签的分值总和为奖罚金额,下表
你看,有奖有罚,在11个分值中有4个分值可以获奖,且最高奖额为100元;只有3个分值要受罚,而罚额仅为1元,很有吸引力吧?怪不得有些游客摩拳擦掌,跃跃欲试。那么这些奖是不是这么好拿呢?
一方面, 我校在大一和大二学生中开设数学建模选修课。数学建模选修课的开设受到了学生的好评, 教学效果良好。此举既普及了数学建模知识, 又为数学建模竞赛培养了选手。在数学建模课上,以案例教学的方式构建课程教学内容,让学生在应用中体会数学建模的技术。 数学建模课程建设是数学建模竞赛取得优异成绩的前提; 另一方面, 数学建模竞赛题目都是来自实际问题, 需要教师们平时积累丰富的资料, 在教学和辅导中不断完善, 灌输新思想、新方法, 因而促进了数学建模课程的建设。
2 、赛前辅导阶段,对学生进行暑假集中培训是一个必须且非常重要的环节,在培训中坚持以学生为主体,让学生在兴趣中进行学习,这样才能更有效率。对学生的暑假集中培训我校大致可以分成三个阶段。第一阶段主要是给准备参赛的学生简单介绍一些参加数学建模竞赛的基本知识点和方法,以及在进行数学建模中应该要注意的地方。第二阶段主要让学生自己读论文,讲论文,不要以为看看就明白了,在这个阶段一定要督促学生细细的去读,自己亲自动手去做,只有自己亲自去做,才能真正的学到数学建模的方法。第三阶段,进行3-4次的强化模拟训练,让学生亲自去做论文,只有这样,他们才能真正体会到数学建模的力量,同时真正的学习东西,才能在学中发现问题。例如,在2010年暑假集中培训中,学生在做水资源的评价分析的题目时,就自己学习和利用了很多方法,比如有TOPSIS逼近理想解排序法等,后来在比赛期间,学生就利用这个方法在2010年的全国大学生竞赛中摘取高教社杯的荣誉。
关键词:数学建模竞赛;高职学生;综合素质培养
中图分类号:G710 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)32-0214-02
高职教育的培养目标是培养面向生产和服务第一线的高级技术应用型人才,在高职教育中培养学生具有创新精神和实践能力,提升学生的综合素质。实践表明,数学建模是提高学生综合素质的有效途径,在教学过程中如果能将数学建模活动与高等数学教学有机融合,就能在教学中提高学生的综合素质。
一、数学建模的内涵及数学建模竞赛的发展
数学模型是把实际问题进行简化,并用数学语言和方法作出抽象或模仿而形成的一种数学结构。本德(E·A·Bender)认为,数学模型是关于部分现实世界为一定目的而作的抽象、简化的数学结构。数学模型定义为现实对象的数学表现形式,或用数学语言描述的实际现象,是实际现象的一种数学简化。
数学建模是建立数学模型的过程,是利用数学方法分析和解决实际问题的实践活动。
大学生数学建模竞赛最初是在美国举办的,我国大学生在1989年开始参加美国举办的数学建模竞赛。1992年在我国举办了十个城市的大学生数学建模联赛,是由中国工业与应用数学学会组织发起的,社会反响很好。因此,从1994年起我国每年举办一次全国大学生数学建模竞赛活动,由教育部高教司和中国工业与应用数学学会共同主办。竞赛宗旨为:创新意识、团队精神、重在参与、公平竞争。
纵观历届全国大学生数学建模竞赛,赛题大都来源于工程技术、经济管理、社会生活等领域中的实际问题。这些竞赛问题紧密结合社会热点,非常具有实用性和挑战性。赛题没有标准答案,这需要参赛学生可充分发挥自己的创造精神,结合实际问题灵活运用数学和计算机软件以及其他学科的知识,建立、求解、评估、改善数学模型。数学建模过程使学生的分析问题、解决问题的能力得到锻炼和提升。
二、数学建模竞赛对高职学生综合素质的培养作用
在高职院校开展数学建模竞赛活动是培养学生创新能力的载体,能培养学生观察力、创造力、联想力,培养学生使用数学语言的翻译能力、文字表达能力和综合分析能力,以及使用当代科技最新成果的能力。培养学生的协调组织能力和团队精神,数学建模竞赛的整个过程是这些能力的综合体现。
1.数学建模竞赛有利于培养学生的创新精神和创新意识。数学建模没有现成的模式,学生建模时要充分发挥自己的创造力去解决实际问题。要从各种不同的问题中发现其本质,做出合理的假设,使问题简化,建立数学模型。因此,数学建模竞赛是一项创造性的思维活动,是一个创造性工作的过程,在这个过程中学生的创新精神和创新意识能得到充分发挥和培养。
2.数学建模竞赛有助于培养学生自学能力和综合运用资料的能力。数学建模是众多学科知识、技能和能力的高度综合。在数学建模活动中,由于建模所需要的很多知识是学生原来没有学过和接触过的,围绕问题需要学生广泛查阅相关的资料,迅速找到自己所需要的材料,通过自学和讨论进一步掌握相关的数学知识和方法。因此,数学建模竞赛能培养学生的自学能力和运用资料的能力,这两种能力是学生今后学习和工作所必需的,为学生就业奠定坚实的基础。
3.数学建模竞赛有利于培养和提高学生的计算机应用能力。计算机技术和数学软件的迅速发展,为数学建模的应用提供了强有力的工具。在数学建模中计算机软件发挥着重要的作用,在建模前,利用计算机软件对于复杂的实际问题进行计算或图形分析来确定模型,在建模后,还要利用计算机软件进行编程或完成大量复杂的计算和图形处理。在建模中主要应用的软件有Mathenatica、Matlab、Lingo/Lndo和SPSS等,利用这些软件解决相关的数学问题。因此学生在建模的过程中使用计算机软件解决建模问题,是数学建模非常重要的环节,可以提高学生的计算机应用能力。
4.数学建模帮助学生增强写作技能,提高论文的写作能力。数学建模的最终结果是要求学生用论文的形式给出,论文主要包括问题分析、模型假设、变量说明、模型建立、公式推导或数学论证、计算方法设计和计算机实现、计算结果、结果分析和检验、优缺点和改进方向等方面的问题。竞赛评奖以假设的合理性、建模的创造性、结果的正确性和文字表述的清晰程度为主要标准。这就要求学生要有一定的文字底蕴。如果学生的论文不能将独特的建模方法、出色的建模结果清晰地表达出来,这样写出来的论文结构不合理,条理不清晰,文字表达不确切,特色不鲜明,学生将很难获奖。因此,数学建模竞赛为学生提供了一个展示自我的平台,为学生创造了锻炼的机会,通过数学建模竞赛,学生的写作能力和水平将有大幅度的提高。
5.数学建模有利于培养学生的团队合作意识和团队合作精神。数学建模竞赛要求三个人组成一队,竞赛是否成功取决于团队协同作战的好坏。在组队时,优势互补;在数学建模的过程中,队员间将发挥各人所长,取长补短,相互配合、共同切磋、共同剖析、互相交流、互相质疑、互相探究、合理分工,培养学生建立良好的人际关系,相互合作的工作能力。团队精神和协调能力对于高职学生来说将终生受益,以至于对他们今后的发展都是非常重要的。
三、数学建模竞赛成绩
笔者所在的学院数学建模竞赛起步较晚,2009年首次参加全国大学生数学建模竞赛,至今取得了可喜的成绩。在四年间间累计参赛队22支,其中,2支队伍获得全国大学生数学建模竞赛(吉林赛区)二等奖,4支队伍分获三等奖,其他均获得成功参赛奖。在省数学建模竞赛中获得二、三等奖的好成绩。目前,笔者所在的学院已经形成一支默默耕耘的建模指导团队,这些教师对数学建模竞赛有了一定的指导经验。同时,学院已经出台对学生参加各种竞赛进行奖励的各种规章制度,这为顺利开展数学建模竞赛活动起到了很好的促进作用。学院的重视和各种奖励政策的保证,数学建模活动会逐渐得到普及,数学建模竞赛对高职学生综合素质的培养作用也会逐渐显现出来。
总之,学生通过参加数学建模竞赛,亲自参加了将数学应用于实践的尝试,亲自参加了发现和创造的过程,能取得在课堂里和书本上所无法获得的宝贵经验和亲身感受,这必能促使他们更好地应用数学、理解数学和热爱数学,在知识、能力及素质方面得到锻炼和提高,学生的综合素质得到提升。
参考文献:
[1]全国大学生数学建模竞赛章程[Z].
[2]刘建州.实用数学建模教程[M].武汉:武汉理工大学出版社,2004.
[3]李天然.《高等数学》[M].北京:高等教育出版社,2005.
[关键词] 大众化 数学建模 教学模式
一、数学建模大众化教学的必要性
进入21世纪,我国高校大量扩招,办学规模不断扩大,学生数量增多,水平也参差不齐,高等教育已逐步从昔日的精英教育转向大众化教育,高校数学教育观念也由“英才数学”转向了“大众数学”,其目的不在于培养数学家,而是以培养实用型、创新型人才为目标,侧重于培养学生的数学思想、数学方法和数学素质,使学生逐步具备应用数学的意识和能力,数学建模大众化教学正是实现这一目标的有效途径。
数学模型是关于部分现实世界和为一种特殊目的而作的抽象、简化的数学结构。数学建模就是构造数学模型的过程,即用为了认识客观对象在数量方面的特征、定量地分析对象的内在规律,用数学的语言、符号、图表等近似的刻画和描述实际问题,然后经过数学的处理,通过计算、编程等手段得到定量的结果,以供人们分析、预报、决策和控制等参考。数学建模已渗透到社会、经济、环境、生态、医学、地质和工程等各种广泛的领域,成为对研究对象的特性进行系统研究所不可缺少的基础。数学建模是数学知识和应用能力共同提高的最佳结合点,是启迪创新意识和创新思维、锻炼创新能力、培养高层次人才的一条重要途径;也是激发学生欲望,培养学生主动探索、努力进取的学风和团结协作精神的有力措施。
目前,全国大学生数学建模竞赛已成为真正的“一次参与,终生受益”、面向全国高等院校每年一届的规模最大的传统竞赛。参加竞赛有利于培养学生的想象力和自学能力,有利于培养学生的团队精神和协作意识,有利于培养学生的自主创新能力和应用能力,有利于大学生顺利地踏上工作岗位并很快适应工作。但竞赛毕竟是竞赛,参加竞赛的同学较在校生而言仍是很少的一部分,实现数学建模大众化教学是全面培养学生数学素质,提高学生自主创新能力和应用能力的重要方式,是实现大众数学的有效途径。
二、数学建模大众化教学模式的研究和实践
数学作为一门科学,一个基础,一个工具,在人们的日常生活及生产建设中发挥着非常重要的作用。大学数学教育的任务是通过教学活动让学生学习、掌握数学的思想、方法和技巧,并能学以致用。作为工科院校的一个分校区,针对当前学生的层次和校区现有条件,我们对数学建模课的教学模式进行了调研、分析对比和探讨,进行了以下探索工作。
1.数学建模思想在数学类主干课程中的渗透。面向一、二年级的学生,将数学建模思想在高等数学、线性代数和概率论与数理统计课等主干课程中渗透,尝试改变传统的数学课的教学方法和教学内容,利用现代多媒体技术和各种计算软件,遴选典型案例库,穿插到正常的授课过程中,宣传数学建模,将数学学习与丰富多彩、生动活泼的现实生活联系起来,使他们了解数学有什么用,怎样用,并让他们体会到,真正的应用还需要继续学习,数学不是学多了,而是还远远不够,激发他们学习数学的兴趣、积极性和主动性。
2.开设选修课。数学建模是一个非常复杂的过程,学生不但需要掌握建模的主要类型和方法等数学知识,更需要掌握常用软件(如Matlab、Lingo等)的使用方法、计算机操作能力和组织写作能力。我们在校区范围内,利用课外活动时间,开设了《数学建模》、《数学实验》和《数学模型优秀案例》三门选修课,涉及到的主要建模方法有:线性规划、整数规划、非线性规划、动态规划、排队论、图论方法、微分方程和差分方程方法、层次分析法、综合评价法、概率统计方法、回归分析法、对策论方法和灰色系统分析方法等。采用多媒体上课和上机相结合的授课方式,授课内容以案例教学为主,这样的教学过程,学生能亲身体会到,身边的实际问题是如何用数学方法解决的,感觉很有趣、有意义,学生学习的积极性大大提高。而且,学生在解决实际问题时,常常要借助数学软件求解,也激发了他们学习相关软件的自觉性。
3.数学建模兴趣小组活动。通过数学建模思想的启蒙和数学建模选修课的学习以及数学建模竞赛的影响,很多同学对数学建模产生了浓厚的兴趣。我们积极加以引导和鼓励,在校区范围内成立数学建模兴趣小组。小组活动比较自由,以自学、互相交流为主,主要目的是在校区范围内形成浓厚的数学建模氛围,让更多的学生参与进来。教师主要是针对实际问题的某一方面,提出小的问题,指导学生如何建立模型,并撰写小论文,学生也可以针对自己感兴趣的问题完成论文或报告。
4.竞赛集训。为了积极备战全国大学生数学建模竞赛,每年在校区范围内选拔一批比较优秀的学生(多数是选修课和数学建模兴趣小组的学生)组成数学建模研讨班,利用暑假为期两周左右的时间进行强化集训,内容一般是建模方法、软件使用和模拟练习。通过训练,大部分同学熟悉了竞赛的流程,掌握了竞赛论文的基本写法。根据集中学习结果,再选拔参加竞赛的队伍,并配备指导教师。
三、数学建模活动的启示
1.数学建模重在普及、重在过程、重在学生受益面。一年一度的全国大学生数学建模竞赛如期举行,很多学校都很重视,尤其重视竞赛获奖和名次,这也是提高和刺激数学建模上水平的强有力指挥棒。但数学建模是为了培养大学生的数学素质,培养学生用数学方法解决实际问题的创新能力,不仅仅是为竞赛服务,参加竞赛的同学毕竟是少数,所以数学建模活动的开展,重在普及、大众化,加大学生的受益面,不论水平如何,竞赛结果如何,重在学习的过程。
2.数学建模促进教学改革。几十年来,大学数学教学内容几乎没有明显的改变,重经典轻现代,重解析轻计算,重连续轻离散,重理论分析轻综合应用,重闭卷考试轻综合考查。数学建模的实践教学,充分利用计算机手段,将数学理论和实际问题相联系,让学生自己建立数学模型,自己在计算机上实现,学生真正成为教学的主体,提高了教学效果。数学建模思想在大学数学主干课程中的渗透,小模型、小案例的引入,将进一步推动数学教学改革的步伐。
3.数学建模促进科学研究。数学建模是“问题驱动的数学”。做好数学建模不仅要有扎实的数学知识,还要有经济、生物、环境、工程等专业知识,要熟悉常用的数学软件和仿真等计算机手段,这些都需要进行深入的理论研究。
数学建模大众化教学模式已从学生受益面、提高竞赛水平、推动教学改革、促进科学研究等方面取得了初步成效,我们将更加深入具体地研究,以期形成更加成熟的教学模式。
参考文献:
[1]赵静等.数学建模和数学实验[M].北京:高等教育出版社,2009.
[2]韩中庚.数学建模方法及其应用[M].北京:高等教育出版社,2009.
[3]乐励华等.数学建模教学模式的研究与实践[J].工科数学,2002.
数学建模是数学走向应用的必经之路,是利用数学方法解决实际问题的一种模式,数学建模是一种微型科研的过程,是进行研究性学习的一种有效组织形式。我国从1992年开始由教育部高教司和中国工业与应用数学学会举办的全国大学生数学建模竞赛已成为我国高校规模最大的课外科技活动。数学建模竞赛提供了学生接触现实问题的一个平台,这对学生把所学的数学、计算机和其他专业知识用于实践提供了舞台,培养了学生分析问题、解决问题的能力,锻炼了学生的创造力、想象力、思维发散能力和创新性思维能力。
将数学建模思想融入高等数学教学是经实践证明的必要且可行的教学方法,这对于推动高等数学教学方法的改革、提高高等数学的趣味性、应用性和教学效果具有深远的意义,全国数学建模竞赛组委会李大潜院士表示“我们要开展数学建模竞赛活动,努力将数学建模思想融入数学类主干课程,让学生在学习知识的同时,有发现和创造的过程”。将数学建模思想融入到数学主干课教学指的是在数学教学中突出数学思想的来龙去脉,揭示数学概念和公式的实际来源和应用,恢复并畅通数学与外部世界的血肉联系,它的意义在于打破了原有的高等数学课程只重视理论,忽视应用的教学内容安排,它在整个高等数学的教学过程中给学生展示了一个完整的数学,同时也训练了学生的思维推理能力。使学生不仅学到了数学知识,而且增长了应用数学知识解决实际问题的本领。这对于培养学生的创新思维和数学应用能力,提高数学建模竞赛的竞赛水平,提高高等数学的教学质量都具有重要的现实意义。
由于数学建模竞赛对学生的数学水平和科研能力提出了进一步要求,并且据竞赛组委会介绍,目前在全国大学生数学建模竞赛中数学专业的学生仅占10%,参赛的非专业学生占了多数,所以通常准备参加竞赛的学生都要参加学校组织的竞赛培训。那么,学生如何更有效地学习数学建模,教师如何对学生进行竞赛培训才能使数学建模竞赛在培养学生应用创新能力、促进大学数学课程教学改革等方面发挥更大的作用呢?本文将探讨如何使围绕数学建模竞赛开展的一些列教学活动在以下两方面都发挥更大的作用,一方面是将数学建模思想融入数学公共课程从而提高高等数学教学水平,另一方面是通过开展合适的教学培训活动提高数学建模竞赛水平。方法就是改革数学建模竞赛的培训模式,摒弃仅通过短期培训追求某次竞赛成绩的功利心理,制定长期的竞赛培训计划,使围绕竞赛开展的一系列教学活动在教学改革和数学建模竞赛活动中达到相互促进共同提高的作用,实现良性循环,这将是一个值得深入研究的问题。
黑龙江八一农垦大学围绕数学建模竞赛开展了大量的教学活动,经过多年的教学实践和不断地研究探索,在数学建模竞赛的培训策略和模式方面积累了不少经验,并且经过长期实践验证了这些方法不但有利于提高学生学习数学的效率和兴趣,同时对于提高竞赛成绩也是有效的。尤其是近几年学生参加数学建模竞赛的规模增长迅速,参赛学生几乎遍及全校各个专业,学生的学习程度、兴趣爱好等差异性增大;各类数学建模竞赛的试题类型都更趋向于专业性强、交叉性强、复杂性强的新特点。为解决数学建模竞赛所面临的新问题新挑战,需要对数学建模竞赛培训进行更深入的研究,制订数学建模竞赛培训的新模式,这种新方法充分考虑到在高等数学课程中潜移默化的融人数学建模思想这个策略,使学生可以更好地了解数学知识的来龙去脉,建立学数学用数学的思想,提高学生的数学综合素质,同时通过这样的教学活动让学生了解数学建模竞赛,再配合后期的竞赛培训活动从而达到通过数学建模竞赛提高学生综合素质的目的。
二数学建模竞赛培训的新模式
为了让学生通过围绕数学建模竞赛开展的教学活动增强解决实际问题的实践能力,提高数学课程的学习效果和兴趣,将数学建模的思想方法应用于专业课程的学习和专业问题的研究中去,也为了让学生更好地参加各类数学建模竞赛,对数学建模竞赛的培训体系和策略进行了深入研究,采取“三步走”的竞赛培训策略,在培训过程中抓住一条“时间线”,循序渐进的进行数学建模知识和方法的讲授和训练,从大一开始对学生的数学建模活动按照培训计划进行按部就班的培训,从而使数学建模竞赛真正的起到为教学服务的目的。本文介绍的竞赛培训新模式的具体结构框架如图1所示,具体步骤为:
第一步:“润物细无声”――将数学建模思想融入高等数学课程。在保持高等数学课程原有体系和教学学时基本不变的前提下把数学建模思想融人到高数教学中去,一方面可以激发学生的学习高等数学的兴趣,解决高等数学抽象性强、学生在学习过程中感到枯燥无味的问题。另一个方面也让学生感受到数学模型的无处不在和数学思想方法的无所不能,充分调动学生应用数学知识解决实际问题的主动性,从而激发学生对数学建模的兴趣和热情,提高学生学数学和用数学的能力,提高数学建模竞赛水平。
具体的做法是在高等数学课教学过程中有计划地适当渗透数学建模思想,在保持高等数学课程原有体系不变的情况下,在数学概念和定理的引入和应用中融入建模思想。首先,数学概念来源于实际需要是数学思维的细胞,在数学概念的教学中融人数学建模思想就是要讲清楚概念产生的来龙去脉以及数学思维过程,例如定积分的概念本身就是一个完整的数学建模过程,在讲解概念的过程中有意识的渗透数学建模的思想和方法,不仅能使学生记住概念,更重要的是使学生真正了解到问题的本质,培养了建立数学模型解决实际问题的思想。同样,定理的讲解在高等数学的教学中也占有非常重要的地位,在诸如微分中值定理的应用、最小二乘法的应用等内容中都非常适合融人数学建模思想。把这些数学建模思想融入高等数学教学作为数学建模竞赛培训的一部分,制定周密的培训方案,写出具体的培训计划,选用合适的培训教材,编写高等数学应用问题案例。通过这些教学方法和理念的改革可使学生的洞察力、想象力和创造力得到培养和提高,为学生架起一座从数学知识到实际问题的桥梁。
第二步:“更上一层楼”――根据一条“时间线”安排数学建模竞赛辅导。为了让学生了解和掌握更多的数学知识和方法,从而更好地参加各种数学建模竞赛,我们按竞赛的时间分别组织三次培训,每年4月针对东北三省数学建模联赛组织大二学生参加东北赛培训,每年暑假针对全国大学生数学建模竞赛组织全国赛培训,每年1月组织针对美国大学生数学建模竞赛的美国赛培训。采用这种阶段性培训方式,根据培训的时间,在每个培训阶段都制定不同的培训目的,设计不同的培训计划,选择逐渐深入的培训内容,并针对学生具体情况采用自编教材。真正做到因材施教,体现阶段性递进的培训模式。首先,在最开始的在东北赛培训阶段主要讲授数学建模的过程和建模基本方法,Matlnb软件的基本命令以及科技论文的写作等,在这一阶段的培训中各种建模方法不要求学生熟
练掌握它的过程和具体的求解方法,而是要了解这些方法是解决什么问题的?常用于哪些现有的模型中?这种方法对所求问题有哪些要求?它的输入和输出变量都有哪些?到真正用的时候可以在查阅资料现学现用,这一阶段培训的重点是要培养学生根据需要获取知识的兴趣和能力,以及对数学建模的思维和过程的了解和熟悉。在全国赛培训阶段主要补充数学建模的理论知识,继续介绍Lingo/Lindo软件、SASS软件等数学软件的使用,并进行模拟训练强化数学建模竞赛氛围和过程。这一阶段要求学生熟练掌握线性规划、多元统计、插值拟合、微分方程、图论等常用的数学方法,同时了解如排队论、系统模拟等方法,培养学生发现问题、分析问题、应用数学知识建立数学模型解决实际问题的实践能力和上机实验的动手能力。针对美国赛培训主要强化学生的科技英语的阅读、写作能力。训练学生对外文文献的检索和阅读能力,学习了解所学学科的国际前沿的研究动态,提高自己的科研能力和意识。
第三步:“反馈再提高”――赛后研讨,修正数学建模竞赛培训方案。注重赛后总结,是逐步提高竞赛成绩的有效方法。每次竞赛结束以后,首先由指导教师针对赛题进行分析与讲解,帮助学生深入理解问题,然后由各队根据所做结果查找论文工作中的不足,并展开对问题的深入探讨,以小组讨论的形式进行交流,使讨论班上不同的思想火花不断地进行碰撞、交融,所有小组都能够通过讨论而达到共同进步的目的。同时通过开会总结本年度的竞赛工作,参加竞赛学生交流竞赛经验、心得体会、开大会表彰、奖励获奖学生等系列活动,及时发现竞赛培训工作中的问题,总结经验,从而推动学校高等数学课程的教学改革,培养学生应用数学知识解决实际问题的能力,为逐步提高竞赛成绩打下良好的基础。
另外,结合数学建模竞赛培训的过程和参加竞赛中遇到的问题,对数学建模竞赛培训模式进行深入研究,探讨数学建模思想融入高等数学课程的实施方法,改进培训方案中的不足,增删培训内容,修正培训计划,完善数学建模竞赛培训体系。
总之,通过对数学建模竞赛培训模式的研究与实践,构建了新的数学建模教学体系,该教学体系融数学建模理论学习、计算机软件学习和竞赛过程于一体,通过对数学建模教学体系的实施,促进大学数学课程的教学改革,实现将数学建模思想融入高等数学课程的目的,并最终实现其他专业课程的教学改革。实践证明围绕数学建模竞赛开展的教学活动能够为学生更好地参加数学建模竞赛提供了平台,并且能够在促进大学数学课程的教学改革,实现将数学建模思想融入数学类课程方面发挥更大的作用。
参考文献
[1]刘振文,赵广宇,王崇阳.浅谈数学建模竞赛对大学生能力的培养与锻炼[J].才智,2011(32):232.
[2]李大潜,将数学建模思想融入数学类主干课程[J]中国大学数学,2006(1):4-8.
高职数学技能竞赛与常规教学的融通制度,主要是指后者为前者提供必要的知识、技能和素质的准备,前者对后者的教育教学结果进行综合应用和实战检验,并对实施过程中存在的问题进行反馈和修正。两者相互作用,相互促进,既体现共性的培养,又重视个性的发展,形成良性互动的循环体,共同服务于高技能型人才的培养过程和培养目标。
目前,高职院校数学技能竞赛主要分为两大类。第一类是每年一届的全国大学生数学建模竞赛,目前已成为全国高校规模最大的基础性学科竞赛,也是世界上规模最大的数学建模竞赛。第二类是由各省、市、自治区举办的大学生数学竞赛(高职高专组)。一般意义上的数学技能竞赛,通常是指以前者为主体的各类数学建模竞赛。
1建立数学技能竞赛与常规教学融通制度的意义
数学技能竞赛和常规教学之间的融合和互通并不是简单的堆砌和合并,而是需要有机、系统的结合,才能发挥出最大的教学效果。因此,建立和完善一套行之有效的数学技能竞赛与常规教学的融通制度,对高职院校来说具有重大的必要性和迫切性,也是高职院校实施创新强校工程的重要一环。
1)及时发掘和培养应用型和技术技能型的人才。
《方案》指出:深化人才培养体制改革,实施拔尖创新人才培养计划、应用型与卓越人才培养计划,建立人才培养创新实验区。通过组织参加数学技能竞赛的培训和比赛,高职院校不但可以及时发掘理论知识与实际操作能力相结合,兼具团队合作精神和良好心理素质的人才,并且可以在后期有针对性地进行重点培养。比起过去单纯培养学生专业知识和技能,高职院校各专业与数学教学团队在人才培养方面相得益彰,更能实现创新强校工程的人才培养精神。
2)促进高职数学的教学改革。
高职院校数学技能竞赛是推动高职数学教学改革的催化剂。第一,数学技能竞赛强调实践教学,注重培养学生动手操作数学软件的能力,因此高职数学教学必须突出实践性的教学环节,切实加强学生实践操作技能的训练。第二,数学技能竞赛非常注重新思维、新方法的应用,突出应用数学软件的技能性,因此高职数学教学必须注意讲授具有时代特征、先进方法和技术的新内容。第三,每年的数学技能竞赛还会集中展示一些最新的实际问题和研究方向,有助于高职数学课程把握在实践教学方面的重点和难点。
3)打造双师型数学教师队伍。
《方案》指出:大力加强高等职业学校双师型教师队伍建设。对高职数学教师而言,参与指导数学技能竞赛是提高自身数学技能水平的有效途径之一,也是培养提高学生操作技能、保证教学质量的关键。教师必须领会先进的教学理念和教学方法,同时注重总结赛后经验,进行必要的课程改革与创新,将竞赛的知识、技术和思维方式融人到实践教学中,从而提高实训效能。数学技能竞赛能够有效引导高职数学教师按照双师型教师的标准,努力提高自身的实践教学水平,有效促进了高职院校双师型数学教师队伍的建设。
2数学技能竞赛与常规教学融通制度的建立
2.1将数学建模的思维模式引入到常规教学中
数学技能竞赛以数学建模作为主体内容,要建立数学技能竞赛与常规教学的融通制度,关键要先把数学建模的思维模式引人到常规教学中。从事数学建模,必须要先对所研究的对象进行深人的调查研究,了解相关信息,做出简化假设,分析内在规律,然后从定量的角度对研究的对象进行量化,用数学的语言和符号进行表述。在这种过程中,数学方法只是解决问题的手段,分析问题的思维方式才是真正的基础。因此,数学建模与其说是数学的建模,不如说成是思维的建模。受传统教育方式的影响,高职数学教学仍然带有浓厚的本科理论教学的烙印,在一定程度上也影响了高职数学人才培养目标的实现。将数学建模的思维模式引人到常规教学中,一方面要优化常规教学内容,重点培养学生自觉运用数学知识、建立数学模型、应用数学软件解决实际问题的意识和综合能力,另一方面要改革常规教学方法,重点从实际问题出发,通过数学建模引出相关的数学概念、计算方法和结论分析,切实培养学生的抽象思维能力,让学生了解相关数学知识的应用背景。通过介绍典型案例,真正让学生清楚意识到所学的数学定义和运算法则并不是单纯的符号游戏,而是来源于实际问题的需要,高职数学课程中所有的知识点都有其实际来源和应用背景,从而激发学习数学的积极性和主动性。
中小学的数学问题往往存在着答案僵化、缺乏灵活性的应试现象,在学生脑海中往往形成了一味追求正确答案和结论,轻视分析问题过程的思维定势。在高职数学的常规教学中,教师要努力让学生意识到思维比结果更重要。跟以往书本上的数学问题不同,数学建模的题目没有标准答案,教师也不可能预先获知结果。学生只能从实际问题出发,通过合理的假设和分析,利用数学方法和软件解决问题,最终得到的可能是各种各样的结果。学生要形成一种全新的学习数学的观念,必须摆脱由教师来提供解决方法的依赖心理,真正意识到合理的数学思维才是分析和解决实际问题的根本因素。同时通过团队分工合作,让学生感受到通过自身的努力拼搏解决实际问题的满足感和成就感。
2.2开设数学技能竞赛培训课程
经过一个学期的高职数学课程学习和期末考核以后,高职院校理工、经管类各专业将会涌现出一批数学成绩优秀并初步具备数学建模思维的学生,这批学生将成为参加数学技能竞赛的备选力量。吸引有数学建模潜力的学生参加有针对性的竞赛培训,同时建立成熟的竞赛培训机制,是保持数学技能竞赛高参赛水平的关键。
1)培训课程标准化。
以顺德职业技术学院为例,每年数学技能竞赛的培训课程大致分为两个阶段。第一阶段,针对有意向参加数学建模培训和竞赛的学生,在大一下学期开设了共48学时的数学建模选修课。为便于管理,把数学建模课程纳人学校人文素质特长生班的范畴,由教务处统一进行协调和管理,完成课程的学生按规定可获得1个选修课学分。课程的主要内容分为两个部分,第一部分是数学建模的基础知识,包括初等模型、微分模型、线性规划、拟合、插值、数据处理、层次分析等理论知识,第二部分是数学软件的应用,包括对MATLAB , Lingo等软件的实践内容。数学建模课程的主要目的是让学生学会灵活运用数学知识和计算机技术,借助数学软件,分析和解决一些经过简化的实际问题,并学会撰写相关论文,以此提高学生的基本数学素质和创新实践能力,让学生懂得如何利用数学手段解决实际问题。教师不会在课堂上手把手教,而只会通过启发的方式引导学生学会如何用数学。数学建模课程涉及面广而且内容繁杂,整个教学过程要注重培养学生的创新精神和想象力,做到理论联系实际。
经过一个学期对数学建模内容的针对性学习,逐步打造一支具备建模思维和竞赛潜力的学生队伍,再进人第二阶段暑期集训阶段。暑期集训为期半个月,一般安排在每年8月中下旬。暑期集训的学习强度较高,每位参赛学生不但要在自天进行理论和上机学习,而且晚上还要以团队方式合作完成教师安排的课堂作业。新学期开学后,参赛学生每天晚上还要继续进行上机训练,保持赛前的良好状态,直到9月中旬参加竞赛。
数学技能竞赛培训课程的标准化,有利于竞赛培训的规范化和普及化,有利于构建数学技能竞赛的培训课程体系,并融人到高职数学课程体系中,实现了与常规教学的融通。学校相关部门也能够对数学技能竞赛进行有效的管理和政策上的支持。学生参加竞赛培训和参赛,也可以获得相应学分或素质拓展分,从而提升了数学学习的积极性。
2)培训工作常态化。
建立起标准化的数学技能竞赛培训课程体系以后,下一步就是推进培训工作的常态化,促成技能竞赛与常规教学的进一步融合。每一学年军训以后,理工、经管类大一新生先进行为期一个学期的常规教学,学习高职数学的基础知识和领会数学建模的思维模式;经过平时表现和期末考核,初步发掘出部分有潜力的学生参加大一下学期的培训工作;暑假前确定表现最优异的学生进行暑期集训,参加9月举行的全国大学生数学建模竞赛(大二学生也可以参赛)。连同常规教学,整个培养周期约为一年,逐步成为高职数学教师每学年的常态化工作。在整个培养体系中,常规教学的内容和教学方式要根据数学技能竞赛的发展不断进行调整,数学技能竞赛的培训工作以常规教学为基础,逐步成为教师常态化工作的一部分。常规教学离不开竞赛培训,竞赛培训也离不开常规教学,两者相互促进,相互影响,逐步实现融合和互通。
3)培训环境平台化。
数学技能竞赛的培训环境平台化,主要包括实验室平台化、师资平台化和网络平台化等几个方面。①实验室平台化是培训机制建设的基础。以往集中式的实验教学方式应该革新为开放式的实验教学方式,其中包含了时间开放和内容开放两方面的含义。时间开放是指学生如果未能在课内完成实验内容,还可以继续在课余和实验室预约时间内完成,以确保实验内容质量;内容开放是指学生完成所规定的实验内容后,还可以根据自己的专业和兴趣继续进行其它项目的学习与实验,学校应创造条件,为学生设立相关的科技创新和研究项目,培养和提高学生的创新能力。②师资平台化是开展竞赛培训的关键。建立一支理论知识扎实、实践能力过硬的双师型数学教师队伍,不但是建立数学技能竞赛培训体系的人才和智力保障,也是《方案》对高职院校建设高水平教师队伍的内在要求。③网络平台化对提升竞赛培训的质量有重要的推动作用。通过网络资源的共享,以及与各兄弟院校之间的互相学习,长远来说还要建立起校内的数学技能竞赛网站和资源库,为师生进一步学习数学知识,提高数学技能和吸取参赛经验带来帮助和便利。
2.3组织参加数学技能竞赛的制度保障
每年参加全国大学生数学建模竞赛的队伍数目众多,获奖难度也比一般专业的职业技能竞赛大。要在高手云集的赛场上脱颖而出,就必须在赛前选拔出最有获奖潜力的学生组别参加暑期集训和比赛,同时建立起规范的竞赛后勤和奖励制度。
1)竞赛选拔科学化。
数学技能竞赛的指导教师应该在培训过程中,通过平时考核和课余作业的表现逐步挑选出若干成绩优异的学生。这些学生不但要对数学建模抱有热情,关键还要具备数学建模的思维方式和数学软件的操作技能。数学建模竞赛要求学生三人组成一支队伍参赛,指导教师应该引导学生合理的组队原则:注意队员之间知识结构的互补,各人分工合作,切忌个人承担的工作过大或过小,必须妥善处理好队员之间的人际关系等。根据以上这些原则,经过筛选、提炼,最终精选出参赛的学生队伍。
2)竞赛后勤和奖励制度化。
高职院校要加大对数学技能竞赛的投人力度,包括在实训基地建设、日常培训经费和参赛后勤服务等方面予以支持。特别是在实训基地建设方面,应以数学技能竞赛的技术标准和竞赛环境为依据,选用与竞赛相适应的计算机硬件设备和软件资源,以保证学生参加培训和进行竞赛的质量。
另外,高职院校应该参照全国职业技能竞赛的标准,将学生参加数学技能竞赛的结果作为其评优评先、综合考核、就业推荐等方面的一个重要依据,使数学技能竞赛成为学生成长成才的另一种重要平台和学习经历。教师参与指导数学技能竞赛的成绩和高职数学课程改革的成果也应该按照一般专业建设的标准纳人考评范畴,把这些业绩与教师的绩效考核、职称评定和聘用相挂钩,以调动教师的参与热情。
以顺德职业技术学院为例,参加数学技能竞赛获奖的学生,可以参照全国职业技能竞赛的标准予以奖励,如获得广东赛区一、二、三等奖,优胜奖和成功参加比赛的同学,可以分别获得5 , 3.75 , 2.5, 1.25, 0.75个素质拓展分,以及相应级别的奖学金。一旦获得全国奖项,还可以有资格参评顺德职院的最高奖学金陈智奖学金,如在2012年获得全国大学生数学建模竞赛全国二等奖的组别,就荣获了首届陈智奖学金团体二等奖,奖金二万元。此外,教师参与指导学生的获奖成绩也纳人到教师岗位竞聘、绩效考核等考评标准中,有效提高了教师的工作积极性。
【关键词】 数学建模; 案例教学法; 创新能力
近年来,随着概率论、数理统计、拓扑学、图论、矩阵和矢量代数、模糊数学等一系列数学理论和方法的建立,数学生理学、数学生物物理学、数理流行病学、药物动力学、数理诊断学等一批数理医药学迅速崛起。数学在医药学上的地位日益重要,在医药学方面的应用更加广泛。因此,培养医药类大学生应用数学的意识和能力已经成为数学教学的一个重要方面。
数学建模是联系数学与实际问题的桥梁,是数学在各个领域广泛应用的媒介,越来越受到人们的普遍重视。为了培养高质量、高层次科技人才,数学建模已经在大学教育中逐步开展,越来越多的大学正在进行数学建模课程的教学和参加开放性的数学建模竞赛,并将数学建模教学和竞赛作为高等院校的教学改革和培养高层次的科技人才的重要方面。我校近年来在学校有关领导的大力支持下,组织学生参加了全国大学生数学建模竞赛,取得了一定的成绩,并开设了数学建模选修课,加大了对学生应用数学的意识和能力的培养。本研究主要就医药类大学生数学建模选修课程的教学方法及如何将数学建模思想融入平时高等数学课堂教学中做一些探讨。
1 数学建模课程特点
一方面数学建模虽然具有很强的应用性、趣味性和挑战性,但往往涉及知识面广,需要的数学基础知识较多,相对难度较大,需要付出很多时间和精力。而当代大学生多数是家庭的独生子女,不能吃苦,自我约束能力差,遇困难易退缩。因此学生一开始可能会被数学建模的这种趣味性和实用性吸引而产生兴趣,但随着学习中遇到各种困难就会产生畏难情绪,后续学习的动力不足。
另一方面从数学建模的思维过程来看,数学建模是一个开放性的过程。数学建模要对复杂的实际问题通过合理的假设、抽象、然后用数学语言近似刻画实际问题,这种刻画的数学表达就是一个数学模型。得到数学模型后,利用一定的技术手段求解,并建立一定的模型自身评价方法,将得到的结果放到实际中进行检验,如果结果与实际情况不符还要修改模型,重复上述建模过程以达到符合实际要求的目的。从事某个问题的数学建模,实际上就是从事一项准科研活动。由于数学建模的解答过程、解答工具及结果都是开放的, 它突破了以往以教室、教师、教材为中心的状况, 极大地调动了学生的积极性,加强了学生的动手能力,培养了学生对实际问题的数学抽象能力、借助于计算机获得信息的能力、团队合作的能力、以及学生个体本身的想象力、洞察力、逻辑推理能力和发散思维能力等, 多方位地提高了学生的素质。
数学建模课程的这两方面的特点决定了数学建模的教学方法一方面要增强学生对数学建模的持久兴趣,另一方面要在这个开放的教学过程中对学生进行合理的引导,让其真正融入建模过程之中,提高其综合素质和创新能力。
2 数学建模的教学方法
根据数学建模的特点,可以看出,案例教学法是一种比较合适的教学方法。案例教学法是在教师的指导下,根据教学目标和内容的需要,采用案例组织学生进行学习、研究、锻炼能力的方法。它能创设一个良好的宽松的教学实践情景,把真实的典型问题展现在学生面前,让他们设身处地去思考、去分析、去讨论,对于激发学生的学习兴趣,培养创造能力及分析、解决问题的能力极有益处。这是一种具有启发性、实践性,能开发学生思维能力,提高学生判断能力、决策能力和综合素质的新型教学方法。案例教学不但丰富了教学内容,而且克服了传统教学模式只注重知识传播,忽视实际应用的弊端。在使用案例教学法进行教学过程中应该注意以下几个方面的内容。
2.1 注重精选案例
案例教学法要想达到好的效果必须精选一些经典案例。选择的案例要具有鲜明的教学目的性、趣味性、高度的拟真性以及代表性和广泛性。在日常教学中,可有针对性的搜集和积累与日常生活息息相关或者与本专业相关的典型案例。一、案例源于现实贴近实际容易引起学生兴趣和共鸣;二、案例结合学生专业,可以开发学生专业科研的潜力,培养科研能力,为学生将来的专业发展打下良好的基础。结合我校学生的医药学专业背景,在讲授微分方程模型时可选药物动力学房室模型作为典型案例,讲授统计回归模型时选取药物疗效预测模型作为典型案例,讲授聚类分析以及判别分析模型时选取中药复方指纹图谱的研究模型等等,要使学生体会到要解决很多医药学中的实际问题或者进行更高更深层次的医药学研究都必须用到数学知识和数学方法。三、还应该考虑到学生学习的特点,选取的案例由简单到复杂逐步加大难度。
2.2 教学过程中要凸现学生主体地位和团队的作用
在案例讲解过程中坚持教师主导地位和学生主体地位相结合。每次讲解案例由教师提出问题,介绍问题背景,便把主动权交给学生,由学生作为主体共同分析探讨解决问题的方法。教师通过引导、点拨、启迪等方式对学生进行指导。将学生引入到案例设定的环境之中,充分发挥学生个体的创造力,增强学生本身对整个建模过程的切身体会,即使在讲解一些已经很成熟的经典案例的时候,也要充分再现模型建立的思维过程,让学生精神层面充分感受到参与数学建模的愉悦感和克服困难、解决问题后的成就感,体会到科学研究的真谛和乐趣,巩固与提高学生个体对数学建模持久的兴趣。另外,在开课时就让学生自主组合成许多建模小队,在课堂教学的案例讨论中以及课后作业都以建模团队协作的形式完成,最后由各自团队选出的代表发表对模型的认识及解决问题的方法等。这样,一方面,可以锻炼学生团队协作的能力,另一方面锻炼了学生的交流表达能力和正确认识与评价自我和他人的能力。还有,无论在平时课堂教学还是作业讲解过程中,给予学生更宽阔的思维想象空间,对于学生哪怕很小的创新点都要给予整个团队充分的肯定与鼓励,让学生个体精神层面体会到自己对于整个团队的重要性,增强其自信心,同时,让团队的其他队员产生团队自豪感以及充分发挥自己创造力,为团队争光的荣辱意识,也就增强了整个团队的凝聚力、协作能力及整体创新的能力。
2.3 注重软件实现过程
建立模型之后需要根据建立的模型进行问题求解,一般都是通过计算机软件实现的,求解的精确程度直接影响着对模型的判断,因此建模过程中要切实注重这个环节。在经典案例讲解时要详细的给学生演示软件求解的过程,尤其对于求解编程的思想方法、具体算法和实现方法重点讲述,让学生能够领会处理问题用到的思想方法,从而应用到自己的实际练习中,结合相应软件的学习,最终能够将自己的思想方法运用到编程中求解得到结果。在计算机软件选择上,鼓励学生针对不同的内容学习多种软件的使用方法,如微分方程模型采用Mathematical或Matlab,规划模型里采用运筹学软件Lindo或Lingo,统计模型里采用SPSS或SAS等等。实际上,无论使用哪种软件,只要能够解决问题就行,不同的软件只是实现方法不同,但解决问题的思想、算法还是依赖于使用者本身。要求学生至少要精通一种软件,能够利用该软件实现问题的求解。
当学生利用计算机软件实现自己的思想方法,得到问题的结果时,自然而然产生自我成就感,从而为继续进行下去,克服困难提供更大的动力和更浓厚的兴趣,从而能够真正把自己融入到数学建模之中,发挥学生的创造力。
2.4 注重课堂教学与实验教学、数学建模竞赛的联系
数学建模课程本身就与数学实验、数学建模竞赛有着密不可分的关系,数学实验侧重建模过程中的软件实现过程,数学建模竞赛是对课程学习情况有效的检验。在该课程的开始便向学生简单介绍数学建模竞赛的相关知识,并在后期加入历年数学建模竞赛的案例,鼓励学生积极参加全国大学生数学建模竞赛和美国大学生数学建模竞赛。根据我校参加全国大学生数学建模竞赛的经验发现:通过参加竞赛,不论是否获奖,参加比赛的同学收获都非常大,不但知识水平和综合能力上了一个新台阶,而且创新能力得到了提升,并且在科学研究方面受到了初步的训练,为今后的毕业设计,毕业论文以及毕业后从事各方面的工作打下了坚实的基础。
3 将数学建模的思想融入高数等课程的教学活动之中
数学建模有力的增强了学生应用数学的意识和能力,在现代高等数学教学改革中起着重要的作用。将数学建模的思想融入到高等数学的教学活动中,对于推动高等教育教学改革,培养学生创新能力,贯彻素质教育的思想,都有着重要的意义。这就要求教师在高等数学教学中,尽可能追溯数学原理产生的背景,分析当时遇到的实际问题,探讨在实际问题转化为数学问题之后遇到的困难以及前人克服困难的思想方法,让学生在此过程中体会数学建模思想的精华,充分发挥主动性和创造力,增强创新意识和创新能力。另外,在平时教学中,要充分利用校园网、QQ群、Email以及BBS等信息化网络资源的优势,充分调动学生学习的积极性,使学生主动参与到问题的讨论活动之中,鼓励学生主动探究问题的解决方式,让学生在研究性学习活动中充分发挥自己的创造力,提高综合能力。
参考文献
1 姜启源,谢金星,叶俊.数学模型.第3版.高等教育出版社,2003.
2 毕秀芝.数学建模与高校数学教学改革.牡丹江师范学院学报(自然科学版),2005,1:47~49.
3 李大潜.将数学建模思想融入数学类主干课程.中国大学教学,2006,1:9~11.
4 宋占杰,张更生,齐秋兰.建模教学与素质培养中的问题.数学教育学报,1999,3:72~73.
5 朱建清,张卫强,归庆明,等.积极开展数学建模活动培养具有创新意识的开拓型人才.数学的实践与认识,2001 ,5:629~630.
6 蒋利平,董玉成.大学生数学建模竞赛的独特魅力.数学的实践与认识,2002 ,2:351~352.
[关键词]卓越计划;运筹学实验;数学建模
[中图分类号]G64 [文献标识码]A [文章编号]1005-6432(2012)41-0145-02
1 引 言
卓越工程师教育培养计划(以下简称“卓越计划”)是为贯彻落实党的十七大提出的走中国特色新型工业化道路、建设创新型国家、建设人力资源强国等战略部署,贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010—2020年)》实施的高等教育重大计划。“卓越计划”具有三个特点:行业企业深度参与培养过程、学校按通用标准和行业标准培养工程人才、强化培养学生的工程能力和创新能力。力求培养一大批面向工业世界、面向世界、面向未来、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才。而高校是实施“卓越计划”的主要阵地,在“卓越计划”的推进过程中加强专业课程改革是十分必要的。
管理运筹学的飞速发展为各个行业把握管理大型组织的复杂性提供了一套十分重要的工具。这些工具集中了世界的各个边缘的知识,其中包括数学、统计与概率论、计量经济学、电机工程甚至生物学。这些外来的技术,如线性规划、排队论、自动控制理论、博弈论、动态规划以及信息论,正在帮助解决各个行业中的实际问题。
因此,在管理运筹学教学中应针对所要解决实际问题的要求和其面临的客观环境条件,作出假设分析,抽象为数学模型,然后应用相关的数学知识加以解决。这就要求问题解决者要知识面广、逻辑思维严密,这对于非数学专业,特别是经管类专业学生实在过于困难,因为,由于受到学时限制,经管类专业学生对高等数学、线性代数、概率与数理统计等先修课程学的比较肤浅,没有或很少经过数学严密的逻辑思维方面的训练,而且经济管理类专业学生是文理科兼收,有相当一部分学生在数学方面的课程普遍底子较差,这客观上就给运筹学教学带来很大困难。因此,为使经济管理类学生能正确全面地掌握各级管理中已被广泛应用,且发展较成熟的最优化理论与方法,并能恰当运用解决实际管理工作中的各种最优化问题,有必要针对经济管理类专业学生的特点和运筹学课程的性质,进行运筹学教学方法的改革。
2 运筹学在数学建模中的应用
管理运筹学在数学建模中有着广泛的应用,多年来许多数学建模竞赛中都涉及运筹学的相关内容。
首先介绍一下图与网络在数学建模中的应用,通过“奥运场馆周边的MS网络设计方案”这个例子来说明其应用。假定奥运会期间每位观众平均出行两次,一次为进出场馆,一次为餐饮,并且出行均采取最短路径。测算题目中20个商区的人流量分布。首先将建模结构图转化为无向赋权图,并鉴于该图的对称性,通过设计一种特殊的流量计算方法对传统的Dijkstra算法进行改进;其次,用MATLAB编写求解最短路的应用程序,可以得到任意两点间的最短路径,进而得到观众出行的最短路径和所经过的商区。
接着通过“彩票发行方案的优化设计模型”这个例子来说明决策论在数学建模中的应用。设计一种“更好”的方案,据此给彩票发行部门提出建议。对此问题,可根据效用理论中存在着主观概率,以及彩票信息在人群中的传播效应,建立主观概率意义下的优化模型。但这个模型是较大规模的非线性规划模型,用穷举法求解比较困难,可采用模拟退火算法来求解,用MATLAB编程实现。
3 结合数学建模改进教学方法
3. 1 更新教学观念,充分重视实验教学
结合数学建模在教学中增加实验教学,以提高学生解决实际问题的能力、培养学生的观察和动手能力为宗旨,有利于培养学生的创新意识与创新能力。在今后的教学中,统筹安排课时,根据教学进度合理安排实验教学时间,力求在完成每一知识点的学习后安排一次实验。实验内容将从实际问题出发,突出本章节的基本原理与基本方法,教师进行监督与指导,有助于学生对理论知识的掌握与理解,同时学生的实践能力得到锻炼,自主学习能力得到提升。
3. 2 分级教学
从学生实际出发,因材施教是将几乎处于同一水平的学生放在一起分别教学的一种教学手段。这种教学体系,根据学生的个体差异,按照不同科目的不同学习能力的高低将学生群体划分成不同的级别或层次,有针对性地进行分班教学。有效的分级教学,能使教师节约精力突出重点积累经验,能让学生尽可能地在各自的最近发展区得到充分的自由发展,谋求各个层次的学生都能获得成功的体验,促进学生的素质得到全面提高。所以说,分级教学是建立在以学生成才为本理念基础上,为实现教学目的的一致性和教学过程的互异性所进行的重要实践,因材施教是分级教学的核心思想。在运筹学教学过程中,也可采用分级教学,培养学生对运筹学的学习兴趣,进而培养数学建模人才。
3. 3 适宜的教学方法
近几年来,由于扩招,生源的扩大,学生基础参差不齐。因此,教师应根据学生具体情况,精心设计教案,调整教学内容、次序和教学组织方式;尽量从学生感兴趣的实例出发,引入正题,以引发学生学习兴趣,吸引学生注意力,使之能更好地掌握理解所学知识,并能恰当运用解决实际问题。
传授新知识时,教师讲授的时间不能过长,内容不能过多,节奏不能过快,并要将基本概念、基本原理在不影响教学效果的情况下,分散介绍,使学生易于接受;否则,教师的讲授将是无效的讲授。运筹学课程内容多、逻辑性强且抽象,需要学生理解掌握。因此,课堂上教师的板书一定要简洁、条理清楚、重点和注意事项突出,并要求学生养成做笔记的良好习惯,以便于课后温习理解和掌握。
3. 4 量体裁衣,突出专业特色
实验教学中实验内容是反映教学目的载体,丰富的实验内容可以激发学生的学习热情和拓宽知识结构。因此,实验内容的选择要“量体裁衣”。面对知识面较广的商学院学生,要想上好运筹学并凸显其实用性,教师需具备充分的定量和经济管理学知识。例如,库存模型通常将需求区分为固定和相对复杂的随机两类,当学生对需求满足特定分布的假设产生疑惑时,教师就应当能够适时介绍需求数据的获取及利用统计学软件对其分布加以判断的方法,这可加深学生对运筹学交叉性的理解。
4 结 论
随着科学技术的进步及“卓越计划”的深入推进,需要对运筹学课程的建设持续探索与实践,不断完善教学方法与教学内容,提高学生的学习兴趣,激发学生的学习热情,真正意义上实现运筹学作为经济管理类专业核心课程应有的重要作用,并锻炼学生的动手能力,培养学生的创新意识与创新能力,以满足创新教育的要求。
参考文献:
[1]教育部. 教育部启动“卓越工程师教育培养计划”[Z].
[2]韩中庚. 数学建模竞赛——获奖论文精选与点评[M].北京:科学出版社,2007(5).
[3]刘智,汪妍. 管理运筹学教学的思考[J].高师理科学刊,2011(4):83
非上海生源高校应届毕业生进沪就业评分细则
毕业要素分
基本要素
1.最高学位、学历
博士、研究生 :27分硕士、研究生:24分
学士、本科生:21分
2.毕业学校
985工程建设高校、在沪211工程建设高校、中科院在沪各研究所等研究生培养单位(点击文末阅读原文附件1)15分
其它211工程建设高校、中央直属研究生培养单位、上海各高校及研究生培养单位(点击文末阅读原文附件2)12分
其他高校及研究生培养单位8分
3.学习成绩
一级(成绩综合排名前25%)8分二级(成绩综合排名26%-50%)6分三级(成绩综合排名51%-75%)4分
四级(成绩综合排名76%-100%) 2分
注:按照毕业生在校期间学习成绩专业(班级)综合排名对其等级进行评定
4.外语水平
CET-6级证书或成绩达到425分(含)以上、专业英语八级: 8分CET-4级证书或成绩达到425分(含)以上、专业英语四级: 7分
外语类、艺术类、体育类专业外语课程合格:7分
注:外语水平证书一般应在所在学校或培养单位考点取得
5.计算机水平
毕业研究生:7分
理科类计算机高级水平或免予此项要求的专业(本科20xx年前入学毕业生:数学类、电子信息科学类、电气信息类、管理科学与工程类;本科20xx年(含)后入学毕业生:数学类、电子信息类、电气类、自动化类、计算机类、管理科学与工程类):7分文科类专业计算机中级或省级二级水平:7分理科类专业计算机中级或省级二级水平:6分文科类专业计算机初级或省级一级水平:6分艺术类、体育类专业相关课程合格:6分
导向要素
1.荣誉称号
经认定的国家级10分
省(自治区、直辖市)级5分
学校级(每次1分,不超过2分)2分
注:校级及以上级三好学生、优秀学生、优秀学生干部、优秀毕业生
2.学术、文体竞赛获奖
(在全国大学生电子设计竞赛、全国大学生数学建模竞赛、全国大学生英语竞赛、全国大学生挑战杯赛、全国大学生飞思卡尔杯智能汽车竞赛等全国性比赛(含地方赛区)获奖)
⑴上述全国性比赛奖项:
一等奖10分
二等奖8分
三等奖6分
⑵上述全国性比赛地方赛区奖项:
一等奖5分
二等奖3分
三等奖1分
注:
以上奖励表彰仅限在最高学历就读期间获得;
同类奖励取最高分;
荣誉类和竞赛类奖励可以累计加分,最高不超过15分。
3.科研创新
最高学历就读期间参加学校科学研究活动并获得相应的发明专利
5分
须提供以下材料:
在最高学历就读期间获得发明专利授权证书复印件(验原件,落户申请人应为该专利首次申请时的发明人);
经学校(或培养单位)就业工作部门在本校网站上公示无异议、由指导教师签名的证明材料(须载明该发明专利相对应的科研课题或论文名称);
该发明专利相对应的学位论文、已、课题立项书复印件(验原件)之一,论文须由落户申请人署名,立项书须载明落户申请人为课题组成员。
4.国家就业项目服务期满
上海高校毕业生参加西部计划服务期满(毕业生按照其毕业当年的评分办法予以评分,并在此基础上给予加分) 5分
上海高校毕业生参加到村任职、三支一扶计划服务期满、在校期间应征入伍满按相关政策执行
用人单位分
1基本要素
用人单位招聘高校毕业生行为诚信规范,并与毕业生直接签订录用协议 5分
2导向要素
1.引进重点领域人才
用人单位录用上海市重点发展领域所需学科(专业)(点击阅读原文附件3)毕业生:3分
用人单位录用上海市重点发展领域所需学科中的教育部、上海市、上海市教委重点学科毕业研究生:3分
2.承担重大项目
用人单位承担国家和上海经济社会发展重大项目且录用的毕业生专业与行业相匹配:3分
用人单位为远郊地区教育、卫生、农业等社会公益事业单位 :3分
注:
上述用人单位由各有关行业主管部门进行推荐,并报上海市高校毕业生就业工作联席会议办公室确认后予以公布
3.自主创业(创业企业注册资金须到账(不含受让股份)且经营状况良好)
⑴创办市大学生科技创业基金资助的科技企业
获得科技创业基金资助企业的法定代表人:5分
⑵创办其他企业
担任法定代表人:5分
标准分