依托数学建模课程教学培养大学生创新能力的实践.docx
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1、依托数学建模课程教学培养大学生创新能力的实践 摘要：文章以数学建模课程为载体，以培育学生创新实力为核心，从完善课程教学体系入手，将数学建模培育创新实力贯穿在教学的全过程，探究课程教学模式对培育创新人才的新措施。 关键词：数学建模课程；创新实力；课程体系 课程是高校教化教学活动的载体，是学生驾驭理论基础学问和提高综合运用学问实力的重要渠道，学生创新实力的形成必定要落实在课程教学活动的全过程中。“数学建模”是一门理论与实践紧密结合的数学基础课程，课程的很多案例来源于实际生活，其学习过程让学生体验了数学与实际问题的紧密联系。数学建模课程从教学理念及教学方法上有别于传统的数学课程，它是将培育学生的创新
2、实践实力作为主要任务，利用课程体系完成创新实力的培育。由于课程教学内容系统性差，建模方法涉及多个数学分支，课程结束后还存在着学生面对实际问题无从下手解决的现象。通过深化探讨课程教学体系，将传授学问和实践指导有机结合，实施以数学建模课程教学为核心，以竞赛和创新试验为平台的新课程教学模式。 一、数学建模课程对培育创新人才的作用 提高实践实力 数学建模课程案例主要来源于多领域中的实际问题，它不仅仅是单一的数学问题，具有数学与多学科交叉、融合等特点。课程要求学生驾驭一般数学基础学问，同时要进一步学习如微分方程、概率统计、优化理论等数学学问。这就须要学生有自主学习“新学问”的实力，还要具备运用综合学问解
3、决实际问题的实力。因此，数学建模课程对于高校生自学实力和综合运用学问实力的培育具有重要作用。 提高创新实力 数学建模方法是解决现实问题的一种量化手段。数学建模和传统数学课程相比，是一种创新性活动。面对实际问题，依据数据和现象分析，用数学语言描述建模问题，再进行科学计算处理，最终反馈到现实中说明，这一过程没有固定的标准模式，可以采纳不同方法和思路解决同样的问题，能熬炼学生的想象力、洞察力和创新实力。 提高科学素养 面对困难的实际问题，学生不仅要学会发觉问题，还要将问题转化为数学模型，利用数学方法和计算软件提出方案用于说明实际问题。由于数学建模学问的宽泛性，须要学生分工合作完成建模过程，各成员的学
4、问结构侧重点有所不同，彼此沟通、探讨有助于高校生相互沟通与协作实力的培育，最终的成果以科学探讨论文的形式体现，科学论文撰写过程提高了学生科学探讨的系统性。 二、基于数学建模课程教学全方位推动创新实力培育的实践 分解教学内容增加课程的适应性 依据学生的接受实力及数学建模的发展趋势，在保持课程理论体系完整性和学问方法系统性的基础上，教学内容分解为课堂讲授与课后实践两部分。课堂老师讲授数学建模的基础理论和基本方法，精讲经典数学模型及建模应用案例，启发学生数学建模思维，激发学生数学建模爱好；课后学生自己动手完成课堂内容扩展、模型运算及模型改进等，老师答疑解惑。课堂教学注意数学建模学问的学习，课后教学重
5、在学问的运用。随着实际问题的困难化和多元化，基本的数学建模方法及计算实力满意不了实际需求。课程教学中还增加了图论、模糊数学等方法，计算机软件等初级学问。 融入新的教学方法提高学生的参加度 1.课堂教学融入引导式和参加式教学方法。数学建模涉及的学问许多是学生学过的，对学生熟识的方法，老师以引导学生回顾学问、增加应用意识为主，借助应用案例重点讲授问题解决过程中数学方法的应用，引导学生学习数学建模过程；对于学生不熟识的方法，则要先系统讲授方法，再分析講解方法在案例中的应用，引导学生依据问题找寻方法。此外，为了增加学生学习的主动性和效果，组织12次专题研讨，要求学生参加教学过程，老师须做细心打算，选择
6、合适教学内容、设计建模过程、引导学生探讨、订正错误观点。 2.课后实践实施探讨式和合作式教学方法。在课后实践教学中，提倡学生组成学习小组，老师参加小组探讨共同解决建模问题。学生以主动者的角色主动参加探讨、独立完成建模工作，并进行小组建模报告，老师赐予点评和订正。对那些没有彻底解决的问题，激励学生接着探讨完善。通过学生探讨、老师点评、学生完善这一过程，极大地调动了学生参加探讨、团队合作的热忱。同时，老师激励学生自己找寻感爱好的问题，用数学建模去解决问题。 3.课程综合实践推动探讨式教学方法。指导学生在参与数学建模竞赛、学习专业学问、做毕业设计及参加老师科研等工作中，学习深化探讨建模解决实际问题的
7、方法，通过多层次建模综合实践能提高分析问题、选择方法、实施建模、问题求解、编程实践、计算模拟的综合实力，进而提高创新实力。 融合多种教学手段，提高课程的实效性 1.利用网站教化平台实施线上课堂教学。线上教学要选取难易适中，不宜太专业化，便于自学，并具有与课堂教学承上启下功能，服务和巩固课程的须要的内容，利用互联网云教化平台，学习多媒体课件、教学视频，及通过供应的相关资料来学习。老师还可通过网站发布问题、解答疑难、组织探讨，学生通过网站学习学问、提交解答、参加探讨。学生能更有效地利用零散时间，培育自我约束、管理时间的意识和实力。 2.充分利用多媒体课件与黑板书写相结合的课堂教学手段。依据课堂教学
8、要求，规划设计制作课件与黑板书写的详细内容，同时连接好线上的学习成效推动课堂教学。课件主要介绍问题背景、分析假设、建模方法、算法程序和模型结果，而模型推导和分析求解的详细过程，则通过板书展示增加了课堂教学的信息量，也促进学生消化理解难点和技巧。 3.指导学生小组学习的课后教学手段。指导学生以学习小组为单位开展建模学习与实践活动，提倡不同专业学生之间的相互学习、取长补短，通过学习与探讨增加学生自主学习的意识和实力。数学建模过程不是解应用题，虽然没有唯一途径，但也有规律可循，在小组学习中发挥团队力气、提高建模实力。 构建多层次建模问题，培育学生创新实力 案例选择、教学设计、学问连接是数学建模在创新
9、型人才培育中的关键。 1.课堂教学建模问题。课堂教学通过应用案例讲解有关建模方法，所选问题包括两类：一是基本类型，围绕高校数学课程主要学问点的简洁建模问题，如物理、日常生活等传统领域中的建模问题，学生既能学习建模方法又能感受数学学问的应用价值；二是综合类型，涵盖几个数学学问点的综合建模问题，如SAS的传播。问题要有肯定思索的空间，且在老师的分析和引导下学生能够绽开探讨。 2.课后实践建模问题。课后学生要以学习小组为单位完成老师布置的数学建模问题。问题要围绕课堂教学内容，难易适当，层次可分，以便学生选择和探讨。同时，问题还要有明确的实际背景，能将数据处理、数值计算有机结合起来。另一方面，激励学生
10、学会发觉日常生活和专业学习中的建模问题，引导学生提出正确的思索方向，帮助学生给出解决问题的方案。 组织多元化过程考核，注意学习阶段效果 1.课堂内外考试与网上在线考试相结合的过程考核。老师根据教学要求将考试可以分解两种形式：课堂内结合应用案例组织课堂探讨，通过学生参加状况实施考核；课堂外针对基础学问可实施在线测试，对综合学问点设计肯定量的大作业，依据学生完成状况实施考核，也允许学生自主选题完成大作业。 2.课程教学结束的综合考核。课程综合考核重点在于测试学生学问综合运用实力，可以实行两种形式之一。一是集中考试法，试题包括有标准答案的基础学问、课堂讲授的建模案例、完全开放的实际问题；考试实行“半
11、开卷”形式，即可以携带一本教材，但不能与他人探讨。二是建模竞赛实践的考核法。数学建模选修课期间刚好组织东北三省数学建模联赛和校内数学建模竞赛，激励学生参与竞赛，依据竞赛论文实施考核。 在考核成果评定上，采纳综合计分方式，弱化期末考核权重，加大过程考核重量，注意过程学习，提高考核客观性。 教学团队建设 数学建模课程不同于传统的数学基础课程，在教学过程中数学方法与实际问题并存，理论学习与实践动手并举，课堂学习与课后实践并行。教学团队成员从学问结构上要尽量涵盖多学科，还要与专业联合，融数学学问到实践中去。在教学方面，以课程为核心，以数学建模竞赛指导为引领，探讨数学建模课堂教学改革和课外教学实践的方式
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