数学建模竞赛对教学改革的意义与实践研究

小编:摘 要:本文从“如何培养学生实践应用能力提高就业素质”出发,通过对大专院校进行广泛的调研,分析了目前高职

 

  摘 要:本文从“如何培养学生实践应用能力提高就业素质”出发,通过对大专院校进行广泛的调研,分析了目前高职院校开展数学建模的现状,并总结了黑龙江交通职业技术院校开展数学建模教学与竞赛活动的经验和做法,对指导高职院校的数学建模实践教学工作具有重要意义。
中国论文网 /4/view-3179064.htm
  关键词:数学建模竞赛;教学改革;实践教学
  中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1009-0118(2012)-06-0-02
  中国大学生数学建模竞赛是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,它在培养大学生知识的应用能力、创新能力以及团队的合作精神、顽强的意志品质等方面都显示了独特的作用和优势。然而,大学生数学建模竞赛在高职学院的开展却起步迟缓且步履维艰,如何改变现状,促进大学生数学建模竞赛在高职学院持续健康发展,已经成为教育工作者研究的重要课题。
  一、高职学院开展数学建模竞赛活动的现状
  总体来说起步较缓慢,以黑龙江赛区为例,参加全国大学生数学建模竞赛的院校和参赛队虽然逐年增加,2009年达到了34所参赛院校共444支参赛队,但是高职学院参赛的少,仅占全省高职学院的1/3,有的高职学院长期徘徊在竞赛之外,有的断断续续,今年参赛明年休息。分析其原因主要有两个:一是部分高职学院对大学生数学建模竞赛十分陌生,对竞赛的意义缺乏认识,没有配套的实施办法和有效的激励机制;二是竞赛的指导教师匮乏,能力有限,目前高职数学教师队伍严重萎缩,有的学院数学教研室只剩一两个人。
  参加数学建模竞赛需要扎实的数学功底和良好的应用意识。而高职的课程体系突出专业技能的培养,通常只在一年级开设一个学期的“高等数学”课程,总学时一般仅有30学时,有的甚至不开数学课。教学内容以一元微积分的基本概念和简单算法为主。大多数参赛的高职院校,仅仅是为竞赛而竞赛,极少关注数学建模思想和方法在深化数学教学改革、促进课程建设等方面的作用。
  高职学生总体水平较差,但对从未接触过的数学建模充满好奇。然而数学建模竞赛对学生的知识和能力要求都比较高,同时因高职学生二年级末就要面临顶岗实习和就业问题,参赛学生通常只能在一年级中选拔,他们的基础和能力显然都没有本科生扎实,因此赛前培训的工作量非常大。
  二、高职学院开展数学建模竞赛活动的意义
  通过数学建模竞赛可以提高学生的综合素质,是培养学生综合能力的有效途径。数学建模竞赛可以培养团队精神与合理表达自己思想和综合运用知识的能力等,所有这些对提高学生的素质都是很有帮助的,且非常符合当今提倡素质教育精神。
  数学建模竞赛不同于其它各种具有单个学科如:数学竞赛,物理竞赛,计算机程序设计竞赛等的竞赛,因为这些竞赛只涉及到一门学科,甚至一门课程的知识,而数学建模竞赛涉及到数学学科,计算机学科等其他许多学科的知识,仅数学学科就涉及到高等数学,线性代数,概率统计,计算方法,运筹学,图论,数学软件等方面的知识。学生要想在数学建模竞赛中取得好成绩,除了具有以上数学知识外,还要有较好的计算机编程能力,网上查阅资料的能力及论文写作能力等,此外,他们还应有接触各种新知识的环境和喜好。因为数学建模的竞赛题远非只是一个数学题目,而更多是一个初看起来与数学没有联系的实际问题,它涉及到很多知识,有些还是当前尚未解决的问题,如:飞行管理问题,DNA排序问题等就是较有代表性的数学建模考试题目。通常数学建模题目只给出问题的描述和要达到的目的,参赛学生要做的事情是将问题用数学语言转化成数学问题,然后在数学的背景下使用计算机或数学软件来求解,最后再根据所得的解来解释和检验所给的实际问题。与数学竞赛不同的是,数学建模赛题没有标准的正确答案,试卷的评分标准是看学生解决问题和创新的能力.因此要做好一个数学建模问题并不是一件容易的事情,需要学生很多的知识以及对所学各种知识的综合运用,对学生是一个挑战。
  数学建模竞赛的题目由工程技术、经济管理、社会生活等领域中的实际问题简化加工而成,没有事先设定的标准答案,但留有充分余地供参赛者发挥其聪明才智和创造精神。竞赛以通讯形式进行,三名大学生组成一队,在三天时间内可以自由地收集资料、调查研究,使用计算机、软件和互联网,但不得与队外任何人(包括指导教师在内)以任何方式讨论赛题。竞赛要求每个队完成一篇用数学建模方法解决实际问题的科技论文。竞赛评奖以假设的合理性、建模的创造性、结果的正确性以及文字表述的清晰程度为主要标准。可以看出,这项竞赛从内容到形式与传统的数学竞赛不同,是大学阶段除毕业设计外难得的一次 “真刀真枪”的训练,相当程度上模拟了学生毕业后工作时的情况,既丰富、活跃了广大同学的课外生活,也为优秀学生脱颖而出创造了条件。
  竞赛让学生面对一个从未接触过的实际问题,运用数学方法和计算机技术加以分析、解决,他们必须开动脑筋、拓宽思路,充分发挥创造力和想象力,从而培养了学生的创新意识及主动学习、独立研究的能力。
  三、通过数学建模推动数学课程教学改革
  通过数学建模竞赛可以推动高校的教育教学改革。十几年来在竞赛的推动下许多高校相继开设了数学建模课程以及与此密切相关的数学实验课程,出版了两百多本相关的教材,一些教师正在进行将数学建模的思想和方法融入数学主干课程的研究和试验。
  数学教育本质上是一种素质教育,要体现素质教育的要求,数学的教学不能完全和外部世界隔离开来,关起门来在数学的概念、方法和理论中打圈子,处于自我封闭状态,以致学生在学了许多据说是非常重要、十分有用的数学知识以后,却不怎么会应用或无法应用。开设数学建模和数学实验课程,举办数学建模竞赛,为数学与外部世界的联系打开了一个通道,提高了学生学习数学的积极性和主动性,是对数学教学体系和内容改革的一个成功的尝试。
  数学建模教学和竞赛活动中经常用到计算机和数学软件,普遍采取案例教学和课堂讨论,丰富了数学教学的形式和方法。经过几年来参加数学建模竞赛和教学方法和手段的改革,一方面教师的知识面拓宽了,知识结构改善了,利用数学工具和计算机找出解决实际问题的意识和能力提高了,另一方面,由于理论与实际的结合多,学生的动手能力增强了,学习的主动性和积极性有了很大的提高,同时也培养了学生的创新意识和解决实际问题的能力。
  四、我校数学建模竞赛活动开展情况
  近年来,我校一直有序地组织学生参加数学建模竞赛,学校领导和教务处等有关部门非常重视和支持学生参加数学建模竞赛,逐步探索完善了一套合理的激励机制,激发指导教师的工作积极性和学生的参赛荣誉感及学习积极性。
  我校开展的数学建模竞赛活动是采用第二课堂课余活动的形式进行的。由数学教研室负责每学期对学生进行集体强化培训,以提高建模水平,培养学生之间的团队协作精神。通常我们在每年四月份组织校级竞赛,然后评选出五个代表队的优秀论文参加东三省数学建模联赛的评奖。通过校级的比赛在全校范围内选拔出队员,再进行深入的培训,最后参加全国比赛。
  我校历年来在大学生数学建模竞赛活动中保持优秀成绩,涌现了一批优秀的指导教师和学生。2008年黑龙江交通职业职业技术学院第一次组队参加东北三省大学生数学建模竞赛,由于领导重视,工作扎实,平时训练重过程、重细节,竞赛中队员们表现出了良好的意志品质和团队精神,最终取得了不俗的成绩:5个参赛队中,1个队荣获省一等奖,另有1个队获省二等奖。2009年参加东北三省数学建模联赛,四个队获得二等奖;2009年参加全国大学生数学建模竞赛,一个队获得省级二等奖,一个队获得省级三等奖;2010年参加东北三省数学建模联赛,一个队获得一等奖,三个队获得二等奖。事实证明:通过自身的努力,高职学院可以在全国大学生数学建模竞赛中取得较好成绩,而高职学生也必定会在艰苦的培训和竞赛过程中得到锻炼和提高。
  五、结语
  尽管目前高职学院开展大学生数学建模竞赛活动仍有不少困难,但是我们有理由相信,在社会各界的关心和支持下,这一项能使高职学生、教师和学院全面受益的竞赛不仅值得我们为之努力,而且一定能越办越好。

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