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開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇選修課教學論文,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞 數學建模課程教學 數模競賽 創新能力培養 改革舉措
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A DOI:10.16400/ki.kjdkz.2015.05.015
Exploration and Practice of Mathematical Modeling Activities
in the Innovation Educational Background
WANG Wenfa[1], WU Zhongyuan[2], XU Chun[1]
([1] College of Mathematics and Computer Science, Yan'an University, Yan'an, Shaanxi 716000;
[2] Office of Academic Affairs, Yan'an University, Yan'an, Shaanxi 716000)
Abstract Under the innovative education based on university personnel training requirements and problems of traditional mathematics education, the importance of mathematical modeling of students' innovative ability to Yan'an University, for example, according to "sub-level, sub-module" model of teaching and organization contest guidance, teaching and assessment in accordance with academic competitions, math majors and computer majors, two contests with a thesis project and Daiso, boutique website and digital-analog Association and second class "four convergence" approach to student innovation and innovative ability, and made remarkable achievements in personnel training, curriculum development, team building, professional building.
Key words mathematical modeling teaching; mathematical modeling contest; innovative ability training; reform measures
高等學校的大學生是國家科技發展的主力軍,大學生的創新能力決定著國家未來的科技創新能力。數學建模課程教學與競賽的廣泛開展對高等學校大學生的創新能力培養具有十分重要的作用。如何在數學建模課程教學與實踐中,既能增強大學生的數學應用意識,又能提高大學生運用數學知識和計算機技術分析和解決問題的能力,從而達到提高大學生綜合素質和創新能力的目的,這個問題是近年來眾多高校關注的問題。延安大學作為一所地方高校,在近幾年數學建模課程教學與實踐過程中,進行了一系列卓有成效的探索和改革,學生的創新意識和創新能力得到大幅度提升。
1 更新教育理念,充分認識數學建模對學生綜合素質和創新能力培養的重要性
數學作為一門基礎學科,它涉及的領域相當廣泛,如經濟、計算機及軟件、管理、國防等,雖然數學在高校教育教學中的地位不斷提高,人們對其認識也不斷加深。但是,人們對數學類課程、數學學科在創新型人才培養中的重要性仍認識不夠深入,在教學內容、教學方法、教學手段、評價措施等諸多方面,仍然沿用傳統數學類課程的教學模式和思維方式,導致高校人才培養與創新教育背景下的人才培養需求完全脫節。正如著名的數學家王梓坤院士所說“今天的數學科學兼有科學和技術兩種品質,數學科學是授人以能力的技術?!泵嫦?1世紀,高等教育在高度信息化的時代培養具有創新能力的高科技技術人才,數學作為一門技術,現已成為一門普遍實施的技術,也是未來高素質人才必須具備的一門技術。因此,在數學建模課程教學與實踐過程中,必須轉變傳統數學類課程的教育教學理念,不能將其簡單地當作工具和方法,而要將其當作是一門技術,而且是一門普遍適用的高新技術,在保證打牢基礎的同時,力求培養學生的應用意識與應用能力、創新意識與創新能力,真正實現培養高素質創新人才的目的。
2 數學建模課程教學的改革與實踐
2.1 分層次、分模塊實施數學建模課程教學和競賽指導
一是在數學建模專業課、專業選修課、公共選修課教學中按照知識點及教師研究方向,將課程內容分為兩個層次九個模塊。第一層次包括數學軟件、初等模型、優化模型、數學規劃模型、微分方程模型等五個模塊;第二層次包括離散模型、概率模型、統計回歸模型、數值計算與算法設計等四個模塊。第一層次針對公共選修課教學,第一層次+第二層次針對專業課和專業選修課教學。具體措施是:由數學建模課程教學團隊集體制定課程教學大綱和實施計劃,每位教師按照課程教學大綱和實施計劃主講自己所從事的方向模塊,在保證課程教學內容完整性和系統性的同時,根據學生知識層次,充分發揮每位教師專業優勢,有效地提升了課程教學質量;二是在大學數學課程教學中,按知識點將數學建模思想融入其中,在激發學生學習數學興趣的同時,強化學生的數學應用能力培養;三是在校內數學建模競賽中,按照“建模知識+專題講座+模擬+競賽”的模式組織校內建模競賽,主要以數學建模的基本思路、基本方法、基本技能為內容,使學生對數學建模有更加深入的感知和認識,在激發學生學習數學興趣和積極性的同時,培養學生的科研意識和創新意識;四是在全國數學建模競賽中,按照“集訓+軟件應用+舊題新做+模擬選拔+強化訓練”的模式組織全國建模競賽,主要以培養學生的洞察力、聯想力、創新能力、團隊協作精神和吃苦精神為內容,使學生的創新意識、團隊協作精神得到良好培養。
2.2 建立數學建模精品課程網站,為數學建模愛好者搭建學習交流平臺
網站將數學建模課程教學與數模競賽有機地融合,為學生全方位了解、學習和掌握數學建模的相關知識、相關技能開辟第二條通道。網站包括:課程介紹【課程描述、教學內容、教學大綱、建設規劃】、教學團隊【整體情況、課程負責人、主講教師】、教學資源【教學安排、多媒體課件、授課錄像、電子教案、課程作業、課程習題、模擬試卷、參考資源】、實驗教學【實驗任務、實驗大綱、實驗指導、課程設計、實驗作品、實驗報告】、教學研究【教學方法、教學改革、教學課題、教學論文、學生評教】、教學成果【教學成果獎、獲教學獎項、人才培養成果、教材建設】、在線學習【在線交流、在線自測】、成績考核【平時成績、作業成績、實驗成績】、下載專區【教學軟件、常用工具】、數模協會【協會簡介、協會章程、通知公告、新聞動態、競賽獲獎、優秀論文、往屆賽題、模擬賽題、校內競賽、新手入門】等,這些內容幾乎囊括了數學建模教育教學活動的所有內容,學生可以通過網絡資料學習就可以全面了解數學建模的相關知識與技能。
2.3 專業相互融合,取長補短,充分發揮學生各自專業優勢
數學與計算機科學學院現有數學與應用數學、信息與計算科學、計算機科學與技術、軟件工程四個專業,其中兩個為數學類專業、兩個為計算機類專業。在課程教學中針對兩專業的長處和不足,按照專業結隊子、學生結隊子的模式組織教學和小組討論,強化計算機類專業學生的數學應用能力培養,強化數學類專業學生的計算機軟件應用能力培養;在競賽組隊中,每隊均配備至少1名計算機類專業學生和1名數學類專業學生。充分發揮各自的優勢,取長補短,使學生的綜合能力得到提升。
2.4 延伸數學建模競賽效能,不斷提高學生的創新能力
每年全國大學生數學建模競賽和校內數學建模競賽試題都是從實際生活中提取出的實際問題。因此,指導教師在指導學生畢業論文(設計)和大學生創新訓練項目時,從往屆賽題或模擬試題中選擇一些題目,將其進行適當的延伸作為學生畢業論文(設計)和大學生創新訓練項目選題。通過這一方式,進一步培養學生的創新思維和創新意識,為學生今后從事科學研究奠定了堅實的基礎。
3 數學建模課程教學改革取得的成效
3.1 我校全國大學生數學建模競賽成績居全省同類院校前列
我校參加全國大學生數學建模競賽共獲得國家一等獎4項、國家二等獎6項、陜西省一等獎33項、二等獎71項,4次被評為優秀組織獎,1名指導教師獲陜西省數學建模競賽陜西賽區優秀指導教師,600多名學生參與大創項目,公開發表科研論文30余篇,學生的就業率和就業質量得到明顯提高。該賽事因此也成為了延安大學學科競賽品牌和亮點。
3.2 我校數學建模教育獲得多項教學成果獎、質量工程項目及教改項目
教學成果獎:“理工類大學生數學素質與創新能力培養的研究與實踐”榮獲2009年陜西省教學成果二等獎;“地方性院校開展數學建模教學的實踐與探索” 榮獲2003年延安大學教學成果一等獎;“計算機專業高素質應用型人才培養模式的改革與實踐” 榮獲2012年延安大學教學成果一等獎;“厚基礎、重實踐、強化工程素質和創新的人才培養模式的研究與實踐”榮獲2011年延安大學教學成果二等獎;“數學建模課程改革及數學建模競賽的研究與實踐”榮獲2007年延安大學教學成果二等獎。
質量工程項目:“數學與應用數學專業”為2010年省級特色專業;“數學建模教學團隊”為2011年省級教學團隊;“數學建模精品課程”為2012年校級精品課程;2014年“數學建?!闭n程獲批為省級精品資源共享課程;2014年“數學與應用數學”專業獲批為省級專業綜合試點項目。
教改項目:“大學生數學應用能力創新能力培養的改革與實踐”為2009年省級重點教改項目;“地方高校青年教師教學能力提升途徑的研究與實踐”為2013年省級重點;“青年教師教學能力提升的研究與實踐”為2011年校級重點;“計算機相關專業校企合作人才培養模式改革的研究與實踐”為2013年校級重點。
3.3 依托數學建模教育平臺,推動指導教師教學科研能力和綜合素質提升
數學建模教育不僅提高了學生的創新能力,同時也為指導教師的教學、科研及綜合素質的提升起到了推動作用。數學建模課程是一門面向全校理、工、經、管、教各學科專業大學生開設的理論與實踐相結合的基礎課程,主要以學生的洞察能力、創新能力、數學語言翻譯能力、抽象能力、文字表達能力、綜合分析能力、思辨能力、使用當代科技最新成果的能力、計算機編程能力、數學軟件應用能力、團隊協作精神和組織協調能力等綜合素質培養為目標,以數學建模課程教學、數學建模競賽、第二課堂、畢業論文(設計)、大學生創新訓練項目等為手段,通過“分層次、分模塊、四融合”的教學模式的有效實施,在提高我校學生解決在理、工、經、管、教等學科專業領域遇到的數學建模問題的能力的同時,為我校高素質、應用型人才培養做出貢獻。
基金項目:2013 “地方高校青年教師教學能力提升途徑的研究與實踐”(項目編號:13BZ37);2014年陜西本科高等學?!熬焚Y源共享課程建設”項目“數學建?!闭n程建設階段性成果
參考文獻
大學里教育學課教學早就面臨學生不歡迎、教師無興趣的尷尬局面。不管是網上評課還是已畢業的學生對教育學的評價大都如此。筆者對剛上過教育學課程的300名學生做了一個調查,經過統計得出:8.3%的學生學習認真,主動地探討教育學中的教育問題和教育現象,不斷充實自己,是興趣所致;15.6%的學生由于考研需要認真學習此課程;32%的學生認為教育學對師范生很重要,但又感覺純理論太枯燥,提不起興趣;44.1%的學生認為開不開無所謂,學到的東西不實用。
通過此調查,我們不難理解學生的課堂表現:睡覺的、說話的、看其他書籍的、發短信的、做其他作業的,千姿百態,只有極個別學生認真聽講。仿佛教育學課堂為學生們提供了身心放松,處理私人事情的最佳場所和環境。
二、教育學教學現狀的原因分析
1.教育學的教材體系不完善
首先體系龐雜、結構松散,缺乏邏輯性。現實的教育學涉獵范圍相當寬泛,它既包含教育社會學和教育心理學的內容,也包含教育人類學和教育政策的內容;既包含教學論、德育論、學校管理論,也包含體育、美育和勞動技術教育理論;既包含學校教育問題,也包含家庭教育和社會教育問題,幾乎囊括了“教育科學”系統所有分支學科已觸及的各種課題,唯獨缺乏一個明了的邏輯線索,所以許多學生都這樣抱怨:面太廣,太概括,什么都學,讓人理不出頭緒。
其次,目標缺乏專注性,教育學應是對教育者進行教育方法和技能的指導,而目前教育學卻包攬了一些非本學科或一門學科所能了斷的“多重目標”,對一門學科來說顯然難負其重。再次,內容陳舊、形式單一,缺乏時代性和創造性。
信息技術的發展和其在教育領域的應用,新的教學理論和教學方法已在教學中廣泛運用,但教育學理論卻大多仍停留在上世紀90年代前的水平上,很少滲透當前國際教育理論的最新成果。且教學內容的表述基本上還是繼承以往的框架:定義、任務內容、特性、原則方法、目的、意義等,很少有新模式、新觀念和新方法出現。最后,理論空泛、缺乏針對性和實用性。務實的成份較少,而務虛的成份較多,在于教育理論脫離實際,很少能為教育實踐提供有效幫助,在解決教育具體問題時顯得空洞乏力。
2.校內、校外教育環境的不重視
就我們的教育現狀來說,給人們總的感覺是在“培養實用人才,多出人才,快出人才”。就學校而言,雖然在教育學的教師配備、學時安排方面有了一定重視,但在教學條件、師生比方面還是相當不重視:上課是大合堂,一二百人擠在一個大教室里,沒有擴音設備,教學效果差。而專業課教學設施齊全,專業技能課程大幅增設,學生必須把大量的時間和精力都花在上專業課、做作業、做實驗、寫實驗報告上。對學生而言,學習實用的、操作性強的、能立竿見影顯示效果的知識是當前所需。
隨著就業壓力的擴大,用人單位對學生專業知識和專業能力的要求越來越高,以及素質教育中提到的要培養實踐、動手能力強的人才,而教育學的知識是間接的,對人的作用也是間接的、潛移默化的,短時間內看不到實效性,并且缺乏實踐操作性,這不符合現代學生的心理,而在學生看來,只要學好計算機和專業課,才是以后工作所需的,不學教育學照樣可以做好教學工作,教學技能、教學經驗等可在工作后實踐和積累。
3.教師對教學方法的重視不夠,教學方法和教學手段單一
多年來,我國高校盛行重科研、輕教學的風氣,此風氣嚴重影響了教師對教學的投入。教師只講發表了多少論文,但涉及教學方法改革方面的東西甚少。教育學是探討教學方法及應用的,但學生卻普遍反映此課程枯燥乏味。教育學里強調“啟發式”教學,但現在仍以“填鴨式”為主,像“案例教學法”、“協作法”、“討論法”、“探究式教學法”等教法很少用,講授教學藝術,卻不運用教學藝術,這嚴重阻礙了學生學習的積極性、主動性,也助長了學生惰性化學習方式。
雖然信息技術進入教育領域多年了,傳統的教育學課堂仍然以黑板、粉筆、教科書的單一模式為主,教學局限于教室、課堂、書本之中,這與生產、科技迅猛發展的信息時代形成了強烈反差。在教學中仍普遍存在從概念到概念,從書本到書本,從理論到理論的現象。教師深入鉆研教材不夠,聯系高師各專業學生的具體實際不夠,很少關注大學生的思想實際和認真研究其特點規律,所以就有“照本宣科”、干巴巴的說教、理論不能聯系實際等教法,這些更加重了學生的厭學和抵觸心理。
4.傳統的考核制度不合理
教學評價一般分為三種:診斷性評價、形成性評價和總結性評價。而往往只注重總結性評價,只注重結果,不重視過程,從而引發了學生平時不學習,考前死記硬背,考過一切忘光光的現象。忽略了學習是需要內化的過程。根據布盧姆的學習目標分類:知道、領會、理解、應用、綜合、評價??荚嚧蠖嗫紩嬷R,而應用、綜合和評價目標卻考查甚少,學生只需強行記憶并稍加發揮,就能考試過關??己每級恼f明不了什么,教育學價值根本沒有深入學生的心靈。
三、幾點建議
1.進一步完善教育學教材體系
對現有的“通論”式的教育學教材模式進行改革,側重講教育的基本原理和基本規律,注意教育的基礎知識的權威性、準確性和系統性,將其龐大的內容分化為相關的選修課教材內容,突出邏輯性。教材編寫時可收錄一些經典實例,開辟問題討論專欄,豐富教育學知識體系,使其形式生動活潑。
教材內容要有一定的不確定性、未竟性和非常態性,以便于學生的思維發揮。注意吸收國內外最新的研究成果,增加當前國內外普遍關注的反思性教學的理論與實踐;注重內容的示范性和可操作性,使其具有時代性和創新性,同時應加強教育學的實踐性和實效性內容,盡量克服理論脫離實踐的弊端。
2.學校應加強教育倫理教育
愛因斯坦指出:“用專業知識教育人是不夠的。通過專業教育,他可以成為一種有用的機器,但是不能成為一個和諧發展的人。要使學生對價值有所理解并且產生熱烈感情,那是最基本的?!痹谖覀兊慕逃型皇菫橹鴮嵱煤蛯嶋H的目的,而恰恰忽視了教育倫理教育。學校應加大教育學教學條件的投資,積極鼓勵和支持教師進行教學改革,重視師德師風建設,多方面地引導和培養學生熱愛教育事業的情感,樹立教書育人的正確教育觀。
3.用現代教育思想和教學模式,進行教學方法和教學手段的改革
首先,要優化現有的教學模式。以往教學慣用的以“教師為中心”的灌輸教學模式,不利于調動學生的學習興趣和熱情,更不利于培養學生的教育創新能力和實踐操作能力。而實施以教師為主導,以學生為主體的“主導—主體”教學模式,可更好地體現“教學并重”原則,可使由被動接受教育理論知識到主動構建知識,適合現階段我國的教育現狀。
其次,改革教學方法是當前所需。一是堅持多元化的教學方法,采用諸如課堂討論、專題講授、案例分析法、任務驅動法等行之有效、生動活潑的教學方法,豐富教學環節,啟發學生思考,營造民主和諧、積極開放的課堂氣氛。二是鼓勵求異思維,促進問題解決。鼓勵學生對書本的質疑和對教師的超越,贊賞學生獨特和富有個性化的理解和表達,培養學生的批判思維和發散性思維能力。
三是加強活動課程的滲透,鼓勵學生走出課堂,創辦教育報刊,開辟教育園地或教育沙龍等談話欄目,發動全校師生積極參與,同時采用“頭腦風暴法”,展開師生之間、學生之間的大爭論,在教育實踐中豐富和深化教育理論。四是注重研究性學習,加強學生教育教學研究能力的培養。通過對有關教育理論和實踐的一系列的課題和問題研究,并通過組織指導學生和撰寫教育教學論文等形式,來培養學生的教育教學能力。
最后,注重教學手段創新,提倡教育學課程內容與信息技術整合。隨著多媒體技術和網絡技術等信息技術廣泛運用于課堂,可把信息技術、信息資源、信息方法、人力資源和教育學課程內容有機整合,更好地優化教育學教學過程。同時教師利用多媒體計算機、校園網、互聯網等,與教育學的學習內容、教學方法、學習方式結合在一起形成一個良好的教學環境,把教育學課程內容編制成電子文稿、多媒體課件、網絡課件等素材資源,作為學生的學習資源和教師的教學資料。
4.建全考核制度,調動學生學習積極性
傳統的考核重在考查認知目標,而忽視了情感目標和動作技能目標的考查。所以考核應注意對學生知識的掌握,學習能力、態度、表現、方法和實踐能力的綜合評價。可采用多種考試方法,如筆試(閉卷+開卷),閉卷考基本概念和理論,開卷應以結構不良領域的應用問題為主。操作性考試、論文式考試等。課內外作業、課堂表現、活動課程等也評定相應的分數。這有利于對學生學習情況進行全面檢測和評價,并能及時反饋信息,有利于促進學生學習。