高职院校参加数学建模竞赛的探索和实践
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作者: 熊桂芳 翁伯林
摘 要: 根据高职数学教学现状和发展的要求,本文提出,高职数学教学应注重应用能力的培养,开展数学建模竞赛,并指出竞赛对教学改革的推动作用。
关键词: 高职院校 数学建模 竞赛
一、数学建模及竞赛介绍
数学建模是根据客观的实际问题抽象出它的数学形式,用以分析、研究和解决实际问题的一种科学方法。它强调的是以解决实际问题为背景的数学方法和计算手段。
我国部分高校于1989年参加了国际大学生数模竞赛活动,1992年举行了第一首届全国大赛。我国大学生数学建模竞赛面向全国大专院校学生,不分专业(分甲、乙两组,甲组竞赛所有大学生均可参加,乙组竞赛只有高职高专学生可以参加)。该竞赛在每年9月的第3个星期五开始,历时半天。参赛者每3人组成一队,甲组的每个参赛队在A、B两道试题中选一题,乙组的每个参赛队可在C、D两道试题中选一题,在72小时内合作完成所选的题目并提交一篇论文。竞赛期间可查阅各种资料,组内的队员可以相互讨论。这种新颖的开放的竞赛模式受到学生的广泛欢迎。通过竞赛,学生可以锻炼团队合作、创新精神、数学应用、科技论文写作等科研品质和素质。
二、开展数学建模教学和竞赛的意义
开展数学建模的教学和竞赛有非常重要的意义。在建模过程中,学生能增强数学的应用意识、创新意识和创造能力,资料检索能力与计算机应用能力,锻炼领会和掌控新知识的技能,培养团队精神、合作意识,训练逻辑思维和开放性思考方式。
开展数学建模教学还可以培养学生的主动学习能力,促进学生学习观念的转变,变“要我学”为“我要学”。学生通过完成建模过程,在教师的引导下,积极主动地探索找到解决问题的方案,真正成为学习的主体,有效地激发学生的学习兴趣和学习积极性,变被动接受知识为主动学习。
三、我院开展数学建模竞赛的探索和实践
高职教育是国民教育中高等教育的一个重要的组成部分,它和本科教育不同,高职教育培养的是面向生产、管理、服务等一线工作的高级技能型、应用型人才。高职院校人才培养应该具有实践性、针对性等特点,在教学过程中注重学生的动手能力、创新能力和团队合作能力的培养。
参加数学建模大赛的目标不能仅仅是为了得奖,为了竞赛而竞赛,而是通过竞赛来促进数学建模在平常数学教学中的渗透,促进高职数学教学的改革,让数学变得“实用”、“适用”。
1.常规数学教学过程中渗透数学建模思想。
开展数学建模竞赛,不只是最后参赛十几个队员和个别指导老师的任务。虽然大学生数学建模现在我国开展得红红火火,但能直接参赛的人毕竟是少数,在我校学生中不到5%的比例。在日常教学中,我校首先更新了教材,采用了更适合高职高专用的大学应用数学教材。该教材和原来的教材相比,广泛增加了数学应用案例,每章都会有数学应用题。教师在每个教学模块授课中都会渗透数学建模思想。如在常微分方程教学中,对电专业的学生讲授时,会针对专业适当讲些微分方程在电路中的应用。以数学建模为契机,深化数学教学的改革,贯彻“必需、够用”原则,删去复杂的理论推导,采用案例教学引导学生自主探索研究新知识,改变传统教学中“填鸭式”教学方式。在数学课考核中,要加大平时成绩的考核力度,调动学生开动脑筋解决问题的积极性。
2.精心选拔,认真培训。
选拔和培训是数学建模竞赛前期非常重要的环节,队员的素质直接关系到竞赛成绩。我院一般每年四月在全院进行一次大规模的大学生数学知识应用大赛,参与的学生广泛,主要为一年级学生,从中选出大约40名优秀学生进行第一阶段的培训。
第一阶段的培训主要为知识性的补充。高职的数学教学现状是,学生整体素质不高,教学任务重,课时少。大多数高职学生只是学习了基本的微积分知识,部分专业学生学习了常微分方程初步,级数等,但数学建模竞赛需要的一些基础知识都还有所欠缺。这个阶段培训,指导老师会对数学建模基础及方法,线性代数,概率统计,线性规划等做介绍性的知识补习。另外会让学生了解常用数学软件的使用,如Mathemati ca、Matlab、Lingo等。讲解简单的微分方程模型、概率模型,规划模型等,并在这一阶段培训结束时,优中选优,挑出12名学生准备参加9月的全国大赛。
3.赛前集训,强化培优。
9月赛前25天左右,也就是在暑假的时候就开始对12名学生进行赛前强化集训。集训包括以下内容:科技论文及数学建模大赛论文写作规范;数学软件的熟悉;文献资料的快速检索;往年全国数学建模大赛试题解析与点评;3人一组,团队协作的模拟建模大赛。
在这个阶段,尤其不能忽视论文规范和文献检索能力的训练。首先,因为竞赛最后是以论文为最后的考核内容的,空有好的思想而不能有理有据地体现在论文上是不行的。其次,在数学建模竞赛过程中学生经常会遇到从来没有遇到过的问题,需要各种新的知识来解决,这个时候在有效时间内快速的搜索到相关文献显得尤其重要,而这些能力的培养训练在常规性的教学中因为学时、学生基础等各方面原因容易被忽视。
4.竞赛队员表彰,以竞赛促进常规教学的改革。
对参加数学建模大赛获奖队员,我院都会给予精神和物质上的奖励。根据获奖级别不同会给予一定的学分鼓励,并且在学生科研奖学金评比时会给予政策性倾斜。
大赛的获奖也激发了广大学生和指导老师的热情,进一步促进了常规教学中数学建模思想的渗透,促进了常规教学的改革。
在2009年9月的全国大学生数学竞赛中,我院四个参赛队伍取得了一个国家二等奖,一个湖北省一等奖的好成绩。
参考文献:
[1]将数学建模思想融入数学类主干课程[J].中国大学教学,2006.1.
[2]姜启源.数学模型[M].北京:高等教育出版社,1993.6.
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