發布時間:2022-02-10 01:23:48
序言:寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁,我們為您精選了8篇的數學建模獲獎論文樣本,期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發,請盡情閱讀。
當需要從定量的角度分析和研究一個實際問題時,人們就要在深入調查研究、了解對象信息、作出簡化假設、分析內在規律等工作的基礎上,用數學的符號和語言作表述來建立數學模型。
建模比賽的一般分工是數學模型的建立、程序編寫與擬合、論文的敘述。其中論文是評定參賽隊伍成績的好壞、高低、獲獎級別的唯一依據,并且也是每組參賽期間成果的結晶,這是相當重要的一部分。那么今天我們就來分享一下有關建模論文的寫作的一些注意事項。
首先
論文的評閱原則是
假設的合理性 ;建模的創造性;
結果的合理性 ;表述的清晰性。
在寫作的時候可以按照這些要點來給自己一個大概的估計。
我們在寫論文的時候,一般是按如下的結構:
1.摘要
2.問題的敘述,問題的分析,背景的分析等
3.模型的假設,符號說明
4.模型的建立(問題分析,公式推導,基本模型,最終或簡化模型等)
5.模型的求解
6.模型檢驗:結果表示、分析與檢驗,誤差分析,……
7.模型評價:特點,優缺點,改進方法,推廣……
8.參考文獻
9.附錄:計算框圖、詳細圖表,……
摘要是整篇論文最精華的部分,也是評閱人最關注的部分。在寫摘要時,我們首先要對這個模型進行數學歸類,并且通過之前和隊友一起進行建模過程中對整體思路有著比較清楚的了解,然后闡述模型的優點、算法特點等,最后對主要結果進行說明,即回答題目所問的全部問題。
對于模型的建立,基本原則是實用、有效,因為我們建立模型是為了解決實際問題的,而不是追求單純理論數學上的“高大上”。能用初等方法解決就不用高級方法;能用簡單方法解決就不用復雜方法;能用被更多人看懂、理解的方法就不用只能少數人看懂、理解的方法。
數學建模鼓勵創新,一般出現在模型本身、簡化優化的好方法好策略、模型求解、模型檢驗甚至是模型推廣中。切忌為了標新立異而離題。在闡述建模過程時盡可能使用專業的術語,分析要中肯、確切,表述簡明,關鍵步驟要列出。
關鍵詞:數學建模;教學改革;實踐; 科學素質; 創新能力
數學思想已成為現代科技發展的原動力,微觀的機理性研究離不開數學,宏觀的決策也離不開數學,人們已逐漸習慣了用數學的思維去思考問題、用數學的語言去表述客觀的現象、用數學的方法去分析和了解事物發展的客觀規律。而架起各門科學與數學的橋梁,正是數學建模!大學生是未來的工程技術人員、科技工作者、工礦企業和政府機關管理人員,理應具備扎實的數學基礎和良好的數學素質,數學建模教育也就成為培養大學生綜合科學素質和創新能力的必經和有效途徑。
一、數學建模對學生能力的培養
數模競賽是培養學生綜合科學素質和創新能力的一個極好載體,而且能充分考驗學生的洞察能力、創造能力、數學語言翻譯能力、文字表達能力、綜合應用分析能力、聯想能力、使用當代科技最新成果的能力等。學生們同舟共濟的團隊精神和協調組織能力,以及誠信意識和自律精神的塑造,都能得到很好地培養。通過數學建模的教學和訓練,應對大學生從以下七個方面進行培養和引導[1,2]。
1.將實際問題抽象和簡化成數學問題。引導學生在遇到實際問題時反復理解問題的本質,我們已有哪些條件?需要哪些相關的知識?與數學的哪些概念可能有關聯?通過閱讀題目,仔細推敲每一句話、每一個概念,客觀正確地理解問題,根據研究對象的具體情況,抓住問題的核心和關鍵,進行必要的合理假設,然后根據自己已掌握或通過查閱而及時了解的相關知識,建立起相應的數學模型。同時,培養學生對其運用數學手段處理的研究結果做出通俗合理的解釋,使讀者較為容易地理解自己的思想。
2. 數學方法和思想的綜合應用能力。隨著數學向經濟、人口、生態、地質等領域的滲透,一些交叉學科如計量經濟學、人口控制論、數學生態學、數學地質學等應運而生,當用數學方法研究這些領域中的定量關系時,數學建模就成為首要的、關鍵的步驟和這些學科發展的基礎。在國民經濟和社會活動的諸多方面,數學建模都有著非常具體的應用,如通過藥物濃度在人體內的變化以分析藥物的療效;數值模擬設計新飛機的機翼;預報與決策方法對產品質量指標的預報、氣象預報、經濟增長預報、經濟收益最大的價格決策、費用最小的維修決策;控制與優化方法用于生產過程的最優控制、零件設計的參數優化;規劃與管理模型用于生產計劃、運輸網絡規劃、排隊策略、物資管理等[3]。這些都依賴于平時的積累,一方面要求學生有博覽群書的習慣,更重要的是任課教師的知識擴展。例如,講授微積分學課程的教師,不能僅僅介紹數學符號的運算,在講到微分、級數等內容時應讓學生知道它可用來做近似計算等。
3. 觀察力,洞察力,想象力和創造性。學生面對的建模問題是一個沒有現成答案和模式的問題,只能依靠充分發揮自己的創造性去解決。這就需要學生具有豐富的想象能力,從大量的文獻資料中攝取有用的思想和方法,從貌似不同的問題中窺視出其本質的東西,加工處理,創造出新的形象;同時要具有把握問題內在本質的能力,即洞察力。例如,當你遇見諸如速度、變化率、衰減、增長、邊際、彈性等字眼的時候,你是否想到了導數和微分?進而可建立一個微分方程模型來分析運動的機理?當你遇見諸如使什么最大(極大或盡可能大)、最小(極小或盡可能小)、最佳、最省等字眼的時候,你是否會想到要建立一個目標函數呢?進而去建立一個優化決策的數學模型?
4. 熟練使用計算技術手段。即運用計算機編程解決模型的數值解。學生在學習計算機課程時,教材所提供的問題只是為了熟悉掌握一些編程的命令和語句,計算機編程能力相對較差。數學建模教學的開展,給學生提供了綜合運用各種命令和語言編寫程序的機會,學生針對教師所精選出的不同模型編寫出許多較大的程序,并通過運用程序求出模型問題的數值解,使學生編程能力和解模能力大大提高,為以后從事科研工作奠定必要的基礎。
5.學生的自學能力和善于使用文獻資料的能力。學生僅靠課堂上學習的知識遠遠不能滿足建模工作的需要,一方面,通過集中的培訓和講授,可補充一些知識;另一方面,通過讓學生實際做一些建模題目,給學生布置一些沒有學過的數學內容和沒有接觸過的建模問題,有意識地培養其自學能力和善于使用文獻資料的能力。并讓學生嘗試完成在網站上搜索他們感興趣或認為比較重要的建模題目,以此提高其自我評價意識、自覺性、積極性和主動性。
6. 交流和表達能力,團結合作精神。競賽是集體項目,現代的科技開發也越來越需要多人多方面的合作。應在平時就開始注重培養學生密切合作、集思廣益、取長補短的團隊精神,使其善于傾聽別人的意見,并能從不同觀點的討論中綜合出最優的方案。這種相互協作的集體主義精神,是學生在未來的工作和生活中非常需要的。
7. 科技論文寫作能力。學生在參加數學建模學習之前,科技論文寫作的能力普遍較弱,有的甚至是一片空白,對如何寫摘要、提取關鍵詞、使用數學公式編輯器等,都需要教師指導。不少學生初次寫出的建模論文根本無法閱讀。教師應手把手地教,一字一句地改,讓學生知道為什么要這樣寫?這樣寫的目的和意義是什么?這樣才能使學生的寫作水平得到提高和穩定地發揮。
二、數學建模課程教學改革的實踐探索
有了正確的認識和理念,才會有明確的行動方案和實效。我校的數學建模工作起步于1994年,通過數學建模工作者的不斷探索,開辟了現在的良好局面。
1.好的政策和穩定的教師隊伍是數學建模教改成功的保障。在我校的數學學科中有一批穩定而熱情的數學建模教師隊伍。他們團結、協作,從過去的三人發展到現在的十多人,并有主教練負責。學校出臺了對學生和指導教師具有相當吸引力的鼓勵和獎勵政策,建立了校級數學建模實驗室,指導學生成立了全校的數學建模協會,為數學建模工作在本校的深入開展提供了有力的保障。
2.教學內容的選取是提高學生參與度的核心環節。教學內容是培養目標和教學目的的直接反映,在提高教學質量和培養學生創新實踐能力中具有決定性作用,教學內容的先進性和科學性,是直接關系到學生參與度的核心環節。
起步時期的建模教學內容,是以數學相關知識介紹為主。大致介紹數學建模的思想和一些簡單的建模案例,讓學生初步了解數學建模的意義、基本方法和步驟,了解數學建模的特點、分類和作用。內容較為平淡,其收效不大,當學生遇到真正的數學建模問題時,就難以下手解決,學與用存在脫節的現象,特別是學生參加全國大學生數學建模競賽成績不理想。
在數學建模教練小組的努力下,成功申報了一個省級教改項目“加強數學建模課程建設,提高大學生綜合素質”,深入開展教學改革研究。首先,組織編寫了數學建模競賽培訓資料,并作為該課程使用教材,這也有利于讓該課程與大學生數學建模競賽接軌;其次,教材依據數學建模中常用的一些方法,如數據分析方法、線性規劃和非線性規劃、概率統計、微分方程、方差分析、聚類和分類、圖論、綜合評價、預測方法、滿意度評價以及科技論文的寫作等,并有機地結合相關的一些典型建模案例的分析和求解。這樣,使教材變得生動,大大提升了學生的學習興趣。
3.好的教學方法和手段是提高教學質量的保證。培養學生的綜合實踐能力,是開展數學建模教育的根本目的。科學有效的教學方法,可以提高學生的效率和創新實踐能力。因此,在教學活動中,注重理論教學的同時更應加強實踐環節。
數學建模的整個過程是學生能力的綜合體現。在教學過程中,按照數學建模競賽的模式進行專題教學和訓練,我們的具體作法是:(1)按照全國大學生參賽辦法,將三個學生組成一個隊,以隊為單位和教師一起參與經常性的討論,討論地點放在數學建模實驗室。(2)免費開放數學建模實驗室,方便學生查閱資料和建模訓練。(3)通過多媒體教學課件,介紹數學建模方法,讓學生隨時都可以反復學習和查閱。(4)精選訓練題目,按競賽要求,讓學生在一定時間內完成并提交論文。(5)對完成較好的論文,讓學生自己講解所完成題目的思想、方法,提出解題中的優點和不足,達到互相學習的目的。(6)指導教師和學生一起討論所寫論文中存在的問題并進行修改。通過這種訓練式的教學方式,學生無論是在分析問題處理問題方面,還是在論文寫作方面,都有了很大提高。
4.數學建模課程的考評應不同于傳統的考核模式。由于數學建模注重的是綜合能力的培養,因此,在該課程考評方面,應不同于傳統的考核模式,我們的具體作法是:(1)由老師提供若干論文題目。
這些題目盡可能沒有現存的論文。(2)學生事先組好隊,依據所學專業的性質,每隊完成2~3篇論文。(3)為盡可能避免相互抄襲,每個題目最多不超過5個隊做,如果出現雷同,則返工重做。(4)根據教師制定的評分標準,按質量高低給分,并對每篇論文寫出評語,指出論文中的優缺點。(5)期末不再進行考試,該門課程的期末成績由幾次論文質量決定,每次論文在期末成績中所占權重基本相同。
通過對數學建模教學改革的努力探索,我校在全國大學生數學建模競賽中成績發生了根本性變化。2006年以來共獲得了國家一、二等獎13隊,省級獎45項,平均獲獎率達86%。
參考文獻:
[1] 李凝. 數學建模競賽緣何受大學生青睞[N]. 科學日報. 2007-01-18.
關鍵詞:數學建模;教學;數學素質
中圖分類號:G712 文獻標識碼:A 文章編號:1671-0568(2012)17-0100-02
眾所周知,21世紀是知識經濟的時代。所謂知識經濟,是以現代科學技術為核心,建立在知識和信息的生產、存儲、使用和消費之上的經濟;是以智力資源為第一生產力要素的經濟;是以高科技產業為支柱產業的經濟。知識創新和技術創新是知識經濟的基本要求和內在動力,培養高素質、復合型的創新人才是時展的需要。創新型人才是指具有較強的創新精神、創新意識和創新能力,并能夠將創造能力轉化為創造性成果的高素質人才。而數學建模活動則旨在培養學生的創新意識和創新能力、應用意識和應用能力。[1]為此,國外在20世紀80年代就開始舉辦數學建模競賽,我國也于1994年開始由中國工業與應用數學學會和教育部高教司聯合舉辦一年一次的全國大學生數學建模競賽,極大地推動了高校數學教學的改革。隨著全國大學生建模競賽進入二十個年頭,參賽學校越來越多。到2011年,有來自全國33個省/市/自治區(包括香港和澳門特區)及新加坡、美國、伊朗的1251所院校、19490個隊(其中本科組16008隊、專科組3482隊)、58000多名大學生報名參加本項競賽。在組織和培訓學生參賽過程中,積累了一些經驗,但還存在許多問題,特別是數學建模教學的目標與短期利益要求不一致的問題,需要相關人員繼續努力,推動數學建模教學,提高學生應用數學解決實際問題的能力和素質。
一、高職院校數學建模教學現狀
2003年,湖北省數學建模競賽組委會在襄樊職業技術學院召開全國大學生數學建模研討會,各高職院校派教師參加了會議。會后,經過學院領導的批準,湖北職業技術學院(以下簡稱“我院”)選派了兩個代表隊參加全國數學建模競賽,以后每年都自己組織選拔學生參加這項競賽。開始的幾年,數學建模教學實際上只停留在賽前培訓上。由于硬件原因,培訓過程仍然是上理論課多,學生實際動手的少,加之每年參賽隊數的限制,使得數學建模教學變成只是為競賽培訓而進行,學生受益面很有限,在學生中的影響也很小。參加競賽開始的幾年,由于領導重視,指導教師的努力,同時我院在2005年投資建立了應用數學實驗室,為數學建模提供了一定的硬件基礎,使得數學建模教學能夠實現培養學生動手能力的目標。再加上學生的勤奮,因此,在2005年前取得了四個全國二等獎和三個湖北省一等獎、一個湖北省二等獎的好成績;但是隨著我院工作重心的轉移,數學課程教學時數的大幅壓縮,招收學生的數學素質的逐步下降,加之數學建模競賽實際上賽的是學生的應用數學的能力和素質,僅靠短期的培訓往往收效不大,所以近幾年競賽成績都不太理想,和同類院校相差較大,也直接影響到數學建模教學的發展。
為了改變這種不利的局面,根據專業計劃的調整進行數學教學改革,進一步推動數學建模教學,在相關專業開設數學建模與數學實驗選修課程,實現真正意義上的數學建模教學。為了進一步擴大影響和學生的受益面,鼓勵學生成立數學建模協會,我院每年舉辦一次應用數學知識校內競賽,使得數學建模教學大大地前進了一步。
二、高職院校數學建模教學中存在的問題
隨著高職院校參加各種專業技能競賽的增加,數學建模競賽在高職學生中的影響漸漸下降,學生參加數學建模競賽的積極性也逐漸下降。同時,數學建模教學存在的問題仍然很多。首先是競賽成績與數學建模教學目標之間存在的矛盾。如前所述,數學建模競賽賽的是學生應用數學的綜合素質,而且舉辦數學建模競賽的初衷是推動數學教學改革,只有把數學建模的思想方法融入到高職數學課程的整個教學中,才能實現數學建模教學的目標。隨著參加數學建模學生的增加,各高職院校在數學建模實踐設備的投資嚴重不足,設備老化沒有更新,不能滿足競賽隊員的培訓,在很大程度上制約了數學建模教學的發展。
其次,對數學建模缺乏應有的宣傳,直接影響了學生參與熱情,因而降低了應有的受益面。相對其它活動,數學建模的相關信息在各高職院校的新聞報道中很少聽到、見到,也沒有場地用來開展數學建模協會的活動,即使是教師進行數學建模的講座場地,也要經過多方審批。多年來,高職院校經常將獲獎學生的獎勵包括獎金直接發給學生,沒有舉行頒獎儀式,重視程度也大大不及學生的專業競賽和文體活動,這說明這方面的工作確實有較大的問題。
第三,學校的政策層面也對教師進行數學建模教學鼓勵不夠,甚至有些政策直接減少了教師在數學建模教學上的投入。追求科研項目、科研論文,使得教師沒有足夠的精力投入到數學建模教學中,有的純粹是應付差事、對付數學建模競賽,根本達不到通過數學建模教學提高學生應用素質的效果。急功近利的短視行為,很大程度上影響著數學建模競賽和數學建模教育的健康發展。把目標僅僅放在獲獎上,而忽略了數學建模教學和學習的規律,不在開發思路與培養能力上下工夫,只在注重歷年建模題型、所用工具的訓練上做文章,到真正遇到實際問題或者沒見過的類型時,就會一籌莫展。制約數學建模教學的根本問題還在于高等數學基礎課程開設不夠,甚至很多專業根本就沒有開設,即使開設高等數學的專業也只開設了一個學期的微積分,只靠一個學期的高等數學課和一個多月數學建模培訓,想要提高學生的應用數學素質實非易事。
三、推動數學建模教學,培養學生應用數學素質的措施
為了數學建模教學健康發展,提高學生應用數學素質,一方面需要好的政策和領導的重視,更重要的是數學教師自己的努力。因此,可以采取以下措施來推動數學建模教學,培養高職學生的應用數學素質。
首先,根據制約數學建模教學的根本問題,鼓勵和要求從事數學建模教學的教師利用高等數學課程的教學,改造學生的數學知識結構,培養學生的數學思維。由于高職學生普遍缺少足夠的數學建模能力和相應的數學建模教育,導致他們難以體驗到數學應用性的特點,因而數學學習興趣不高。數學在實際生活中的運用,往往需要經過數學建模的過程。數學建模能力不足,學生難以體驗數學的運用,從而感覺不到數學的應用性,導致學生數學學習興趣不高。因此在高等數學的教學內容中增加與生活實際和專業相關的實際問題,鼓勵和要求從事數學課程教學的教師把數學建模的思想方法融入到整個教學活動中,使學生能更好地進行數學建模的學習和實踐,進而提高分析問題、建立數學建模、求解模型、解決實際問題的能力。[2]
其次,可以在高等數學的教學中,開展數學建模周活動,拿出一到二周時間進行數學建模的教學,主要講述數學建模的一般原理和建模方法,布置與生活實際和專業相關的問題,讓學生用數學建模的方法去解決,并寫出論文報告,作為學生的高等數學學業成績的一部分。
第三,繼續開設數學實驗課程,讓學生體會到數學也可以這樣學,數學也可以解決身邊的實際問題,體會到數學的應用價值,同時結合計算機的操作以提高學生學習數學的積極性。
第四,加強數學建模的宣傳力度,利用新聞廣播、報紙、宣傳櫥窗、電子網絡學習平臺進行數學建模的相關報道,向數學建模教學開展好的學校學習,通過數學建模協會舉辦數學建模活動,并在舉辦形式上有所改進,不斷提高活動的檔次,把每年一屆的應用數學知識競賽提高到學校層面上,爭取有領導掛帥,使活動的影響力顯著增加。
第五,繼續加強數學建模教學環節,給學生灌輸正確的學習觀念與目標,把參加數學建模競賽獲獎作為參加數學建模學習的副產品,而通過學習和參與的過程,把培養應用數學的素質和解決問題的能力作為真正的目標,真正實現全國大學生數學建模競賽的宗旨:培養學生“創新意識、團隊精神、重在參與、公平競爭”。
數學建模教學是培養學生綜合素質和能力的教學,不能停留在理論學習上,只有讓學生真正參加到通過建立數學模型解決實際問題的過程中,才能真正體會到其中的苦與樂,才能真正有所收獲。教師的任務在于創造機會和條件,讓盡可能多的學生參加到數學建模的學習和活動中來。只有這樣,才能使學生學好數學,學到有用的數學,數學教學改革才能落到實處。
參考文獻:
1.教學方法的改革就課程設置的目的層面而言,數學建模和數學實驗課程在傳授數學理論知識的同時,注重培養學生的數學應用能力,所以,對于這門課程的課堂教學主要采取了以下兩種改革方法:(1)開展案例教學,適當加入討論式教學法.在每堂課前,教師要花費一定的時間,搜集與所講授建模方法相關的生活實際案例,在教學中教師通過這些教學案例引出相應建模的基本思想方法,通過解決這些實際問題,激發學生的學習興趣,還可借機根據相關問題展開討論.這樣可以避免教師的“滿堂灌”現象,還可以活躍課堂氣氛,提高學生的課堂學習的積極性,使傳授知識的過程變為學習知識、應用知識的過程,真正地達到提高學生素質和培養學生能力的教學目的.案例的選擇方面,形成了以下原則:要有明確的教學目的性;要有趣味性;要有原始性;要根據教學對象的不同有所側重性;要有創新性.(2)開展實驗教學法.針對數學建模與數學實驗課程學習過程中學生實踐動手能力嚴重不足的問題,采取了依據建模方法設置每節課的實驗環節和綜合性的實驗項目,包括MATLAB、LINGO兩個軟件的使用和數學建模中各種模型的求解以及一些綜合性實驗項目,使學生在計算機上的實踐和對模型的簡化處理后求解,這樣,不僅有效地培養了學生數學軟件使用能力,還培養了學生分析問題、解決實際問題的能力.
2.考核方式的改革數學建模與數學實驗是解決生活問題的數學應用性活動,不適合期末一張卷的閉卷考核方式.為突出數學建模與數學實驗課程本身的特點以及滿足教學基本要求,重點培養學生數學應用能力和實踐創新能力,在成績考核方面,采用了1∶4∶2∶3考核模式,即平時表現分、基本建模和實踐能力訓練分、創新能力訓練分、期末上機考試分四個部分.平時表現10分用來約束學生逃課和激勵學生學習,包括出勤、課堂回答問題和課堂討論三方面,表現突出者每次都要加分、超出部分可以代替其他訓練分數.基本建模、實踐能力訓練和創新能力訓練共60分,用來加強學生對基本的建模思想方法、程序算法、方程求解以及模型應用等方面的掌握及應用.基本建模和實踐能力訓練部分,要求學生學習完一些章節的內容后,自愿三人組合為一隊,完成教師布置的和隨機抽取的2-3個問題的建模與求解,并撰寫實驗報告,這可以為數學建模競賽打基礎;創新能力訓練部分是指學生在學完一些章節后,要求學生單獨完成一些綜合實驗報告.這些報告題目貼近生活,開放性強,答案基本不唯一,有一定難度,要求單人單題,互不重復,這樣不僅有效地避免學生的抄襲現象,還充分發揮學生的想象力和創造力,提高學生的創新能力.期末上機考試30分,用來考查學生綜合運用所學知識解決實際問題的能力.
3.數學建模培訓與競賽選拔機制的改革改革建模競賽的培訓方式,采用系列專題講座法.結合課程團隊教師自身的專業和科研方向,分配以相應的專題進行講座.這樣能人盡其才,培訓過程也顯得更為深刻和生動,效果也會明顯提高.要使學生在數學建模競賽中取得好成績,需要有一個科學合理的競賽選拔機制.各高校一般采用的都是三級或者四級競賽選拔機制.三級競賽選拔機制是校內賽、幾省聯賽、國家賽;四級競賽選拔機制多一項國際競賽.很多高校根據自己的實際情況采取不同的方式.牡師院采用的是三級競賽選拔機制.即在每年4月份組織校內賽,按照事先制定的規則和方法,教師先做專題講座后,學生參賽.大賽結束后,選拔出色隊員參加東北三省賽;接下來在4月末開始組織參加東北三省建模聯賽,大賽結束后,選拔出色隊員參加國家賽;最后在9月份組織參加國家賽.
2改革取得的主要成效
我們團隊自2006年實施相關課程教學改革以來,教學效果明顯提升,學生的素質和能力培養有了質的飛躍,具體表現為以下四點:(1)參加校內競賽人數不斷上升.2009年初次舉辦校內競賽,全校只有42人參加.2010年參賽人數達到120人,競賽規模有所改觀.2011年參加校競賽的人數上升到164人,這一規模基本上達到了預期.在競賽過程中,大學生逐漸意識到了這項賽事的重要性,競賽組織形式由此也實現了由教師鼓動報名,到學生主動報名的轉換.競賽規模的不斷擴大,佐證了牡師院廣大學生在數學應用方面的認識水平有了巨大提高.(2)數學建模競賽成績提高明顯.2009年以前,牡師院在2年的建模競賽中只獲得省獎6項,現在牡師院的競賽總體成績已呈明顯的上升趨勢.(3)學生數學應用實踐與創新能力明顯提高.現在,學生已完成大學生創新性實踐項目5項;近3年,已有近90名參賽隊員以優異成績考取研究生,部分研究生入學后,因為其出色的建模能力被導師重用;一些學生在畢業后選取了和建模密切相關的行業(如證券業).牡師院第一屆參加全國賽的6名隊員目前分別在IBM、網易、中興、高校任職或攻讀博士學位.(4)教師的教學和科研水平明顯提高.數學建模競賽培養了一批新型的數學教師隊伍.近幾年先后主持教改項目6項,發表教學論文若干篇、主編教材2部,參編教材1部;獲得教學、科研成果獎勵2項;共承擔各類科研項目11項;科研論文22篇,獲獎4篇;出版專著2部;教練組的每個成員都根據自己的專業特長參與到了不同的項目當中.這一舉措極大地提高了教練組成員的科研能力,提高了教學水平.
3結束語
關鍵詞:案例式;教學法;《數學建模》課程
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)25-0067-02
一、學校《數學建模》課程進行教學改革的背景
1.《數學建模》課程的發展歷史。《數學建模》課程是在20世紀中葉進入西方國家的一些大學里面,我國的幾所著名大學也在上世紀80年代初將《數學建模》課程引入課堂教學。經過20多年的不斷發展與創新,現在絕大多數本科院校和許多專科學校都開設了各種形式的《數學建模》課程和講座,20多年來出版了數十本教材,1992年開始舉辦并迅速發展的全國大學生數學建模競賽,更是極大的推動了數學建模教學及其課外活動在各院校的開展,為培養學生利用所學的數學知識與數學方法分析、解決實際問題,培養大學生的數學素質與創新的能力提供了實踐的平臺。
2.學校《數學建模》課程的現狀。我校是1996年在兄弟院校老師的指導和帶動下開始開設《數學建模》課程的,同年開始參加全國大學生數學建模競賽,經過17年的建設,我校的《數學建模》課程已經被評為校級精品課,所在團隊也被評為校優秀教學團隊,經過整個活動的訓練,我們鍛煉了一支優秀的教師隊伍,編寫了《數學建模》、《數學建模與數學實驗》等教材,學生的能力也在參賽的過程中得到了提高,數學建模獲獎證書也成為一些學生求職的重要砝碼。
3.《數學建模》課程改革的初衷。為了更好的開展數學建模競賽活動,課題組的成員多次參加全國大學數學報告論壇,深入學生當中廣泛征求意見,發現課程中有相當一部分內容與中學有重復,教學體系亟待調整;有一部分教學內容陳舊,理論體系與教學模式單一;課程體系結構不盡合理,內容與中學所學知識重復,不適應當前學時整體減少及高校擴招后學生的學習層次多樣化的實際;教學內容與學生專業脫離,忽視對學生實踐能力和數學素質的培養。
針對上述教學中存在的問題,結合我校人才培養和專業課程建設的總體要求,我們課題組成員進行了多次研討,明確課程建設要按照以知識為基礎、專業為核心、能力為主線、案例為載體的教學改革指導思想的要求,在《數學建模》課程進行教學頂層設計時,注重體現四個結合:一是結合學生學習實際。由于我校學生招生對象的不同,針對基礎學生、中等學生和精英學生設置不同方案和培養目標。基礎學生要做到基礎理論扎實,實踐能力強;中等學生要注重計算能力與應用能力的培養。二是結合學生所學習的專業。教師授課時要介紹數學概念與專業相關聯的工程實際和工程背景,為學生后繼課程的學習提供動力和基礎。三是結合學生能力培養主線。按照學生分析問題的過程,培養學生發現、解決、創新和協作能力。四是結合多媒體和教師的現代教育技術。為此,在教材編寫過程中,我們既注重學生基本能力的訓練,又結合學生的專業實際,介紹體現專業特點的數學模型、素質能力的綜合模型。
二、《數學建模》課程改革的應用案例
為了使學生更好地了解課程的工程背景和數學課在今后專業中的應用,我們在介紹相關數學理論的時候,以專業案例導入,激發了學生學習的主動性和學習興趣,收到了較好的教學效果。
案例1:在給安全工程學院學生介紹定積分的概念時,我們以安全生產中的自然風壓案例導入。
圖為礦井通風系統,2-3為水平巷道,0-5為通過系統最高點的水平線。在冬季,由于空氣柱0-1-2比5-4-3的平均溫度較低,平均空氣密度較大,重力之差就是該系統的自然風壓。在夏季時,若空氣柱5-4-3比0-1-2溫度低,平均密度大,系統產生的自然風壓方向與冬季相反。自然風壓的計算;在一個有高差的閉合回路中,只要兩側有高差巷道中空氣的溫度或密度不等,則該回路就會產生自然風壓。根據自然風壓的定義,圖所示系統的自然風壓,可用下式計算:HN=■ρ1gdz-■ρ2zgd,
式中z為礦井最高點至最低水平間的距離;g為重力加速度;ρ1,ρ2分別為0-1-2和5-4-3井巷中dz段空氣密度。
案例2:在給電子信息工程學院學生介紹定積分的理論時,我們以信號波形案例導入。
單位階躍信號波形如圖所示,定義為U(t)=0,t0 在t=0跳變點處函數值未定義。
任意形狀的波形均可以表示成無限多個階躍信號的疊加,即f(t)=f(0)U(t)+■f(1)(τ)U(t-τ)dτ.
案例3:在給機械工程學院學生介紹微分理論時以機械振動的案例導入。
經典控制理論研究的是單輸入、單輸出、線性定常系統,所以對非線性因素影響較小的系統,通常要先進行線性化,然后對其分析。
下圖為單擺,在研究該系統時,首先要對其線性化,對質量m受力分析,列寫微分方程,根據牛頓第二定律,有:
Ti(t)-[mgsinθ0(t)]l=(ml2)■
這是一個非線性微分方程,將sinθ0在θ0=0附近用■臺勞級數展開,得:
sinθ0=θ0-■+■-…當θ0很小時,則sinθ0=θ0可近似為線性方程。
三、《數學建模》課程改革后的實際效果
關鍵詞:高等數學;中學數學;有的放矢;平穩過渡;培養創新
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)02-0005-02
高中的課改給大學數學教學帶來了極大的挑戰,大學數學和高中數學的課程與教學出現了部分脫節現象。一方面高中教師不會去了解大學的教材,所以在教學中很少設計為大學鋪墊的內容;另一方面大學教師也很少有時間了解中學課程。這樣對于大一學生來說,他們面臨的不僅是學習方式、授課方法的轉變,還面臨著內容上的脫節。作者在深入了解新課標下中學數學的具體情況和大一新生的實際需求的基礎上,探索出以“有的放矢、平穩過渡、培養創新”為核心的三位一體的教學改革新模式,有針對性地解決了高等數學和中學數學的脫節和銜接問題,實現了從中學數學到大學數學的平穩過渡。
一、以基層中學的調研情況和大一新生的問卷調查情況為出發點,堅持有的放矢,穩步推進項目進行
1.到中學調研,了解新課標下中學數學的真實情況。為了切實了解中學數學的實際情況,我們深入到淮南一中、淮南三中、淮南四中進行調研,與數學教研組的老師舉行座談會,針對大學數學與新課標下中學數學的脫節問題深刻交換了意見。會上,大家針對大學數學和中學數學在教學內容、教學方法、學生學習方法等方面的差異暢所欲言,普遍認為解決好高等數學與中學數學的脫節問題已經到了刻不容緩的地步。通過與中學數學老師面對面接觸,掌握了課題的第一手材料。
2.在大一新生中進行問卷調查,了解學生真實情況。圍繞高等數學與中學數學在培養目標、教師教學方法、學生學習方式、知識內容的連結、能力培養等方面的問題設計了問卷,對學校2014級計算機科學與技術、采礦工程、土木工程等16個專業的本科學生進行了調查,發放問卷2000份,回收有效問卷1920份,回收率達96%。利用Microsoft Excel對數據進行了統計和處理。
二、以學生的實際情況為著眼點,采取有效措施,實現從中學數學到大學數學的平穩過渡
1.建立機構,形成制度,有計劃地開展項目研討活動。為了保證項目研究順利進行,我們成立了課題研究領導小組,組長由項目負責人殷志祥教授擔任,其主要成員都是我們學校高等數學教學工作中有著豐富經驗的骨干教師。我們每兩周都要開展一次課題研究的例會,深刻分析了高中的新課標,探討與分析項目研究教學中存在的問題,尋找解決問題的方法。我們還制訂了年度項目研究方案。
2.結合學生的具體情況,重新調整了高等數學教學大綱,重新編寫了教案和講義。現行的大學高等數學教材都是參照傳統高中數學課程編寫而成的。然而,新課標下的高中數學,無論是課程的內容與結構,還是教學的目的與要求,甚至包括教育的思想與理念,都與傳統高中數學有著極大差異。我們有針對性地查缺補漏,重新調整的教案和講義在大一新生中使用,學生反映很好,收到了很好的教學效果。
3.結合修訂的教學大綱,重新編寫教材、講義和課件。編寫了省級規劃教材《高等數學》、《線性代數》和《概率論與數理統計》,已經在安徽理工大學、安徽工程技術大學、安徽工業大學等5所本科院校作為教材使用。配套的講義和多媒體課件已經制作完成,已在我校2014級本科生中廣泛使用,教學效果顯著。
三、以培養學生創新能力為落腳點,優化高等數學課程的教學體系
1.開設數學實驗選修課,提高了學生的數學興趣。開設數學實驗課的目的就是引導學生進入做數學的境界,有助于培養學生的探索性思維和創造意識,有助于激發學生的學習主動性,真正促進學生動手動腦能力的提高。我們在全校大一、大二學生中開設數學實驗選修課,引導學生復習、鞏固、歸納所學的數學知識,養成良好的學習習慣,進而再運用所學知識解決如編程、建模等實際問題,反過來又加深了對書本知識的理解。通過開設數學實驗課,學生的學習興趣空前高漲,學習成績也越來越好。
2.增設數學建模教學課,將數學建模融入到高等數學中,實施學生能力培養的教學銜接。數學建模是用數學的語言和方法對各種實際問題建立模型的過程,是實際問題數學化的產物。它可以激發學生的思維,豐富想象力,增強動手能力和解決問題的能力,更重要的是可把所學的數學知識用到實踐中,是教學與實踐相結合的重要環節,是今后工作中解決實際問題的良好開端和必備基礎。數學建模把所學的數學知識用到實踐中,反過來又加深了對書本知識的理解,是教學與實踐相結合的重要環節,真正起到了“在應用中學習、在學習中應用”的效果。
我們利用課余時間舉辦青年教師數學建模研討班,邀請安徽大學、汕頭大學等高校的數學建模專家來我校講學,采取多種措施擴大數學建模指導教師隊伍。我們還在學生中開設數學建模教學課,選拔成績優異者參加全國大學生數學建模競賽,并取得了優異的成績。通過開設數學建模和數學實驗課,學生的學習興趣提高了。我們又適時地邀請了校內外有關專家及一些優秀畢業生介紹數學的應用前景、就業市場的要求等,使學生逐漸認識到只有認真學習,打下堅實的數學基礎,才能增強自身的競爭實力,以應對日益變化的就業市場。
3.鼓勵大學生課外參加各種數學應用大賽。主要包括全國大學生數學建模大賽、全國大學生數學競賽等等,使學生的數學創新能力培養向多渠道、開放式、規模化方面發展,形成一種濃郁的創新氛圍。現在,學生的學習積極性明顯提高,不僅課堂教學大有改觀,而且學生還自行成立了數學建模、程序設計、網頁制作等興趣小組,在校園中形成了良好的學習氛圍。
四、成果特色
近幾年內,主持省級教研項目4項,發表與本課題相關的教學研究論文近16篇,編寫教學教材4部,教學講義12本,負責的信息與計算科學專業2010年被評為國家級特色專業,修訂了高等數學教學大綱,根據大一新生的實際情況適當地進行了調整。其效果如下:
1.重新編寫高等數學大綱、教案和講義,根據學生具體情況,有的放矢,查缺補漏,教學效果有較大提高。通過到中學調研和對大一新生的問卷調查,我們了解到新課標下的中學數學內容有了較大調整,一些高等數學要具備的基本知識被刪除了,如極坐標、反三角函數。為此,我們重新編寫了高等數學教材、教案和講義,有針對性地查缺補漏,在大一新生中使用,學生反映很好,收到了很好的教學效果。修訂了的課程體系更具有科學性。通過梳理各個教學環節存在的問題,制定具體應對方案,教學質量大大提高,教學效果反饋較好。根據新大綱編寫的《高等數學》等教材已在安徽理工大學、安徽工程技術大學、安徽工業大學等5所本科院校廣泛使用,受到廣大師生的一致好評。
2.學生的學習興趣和學習積極性明顯提高。通過開設數學建模和數學實驗課,學生的學習興趣提高了。我們又適時地邀請了校內外有關專家及一些優秀畢業生介紹數學的應用前景、就業市場的要求等,使學生逐漸認識到只有認真學習,打下堅實的數學基礎,才能增強自身的競爭實力,以應對日益變化的就業市場。現在,學生的學習積極性明顯提高,不僅課堂教學大有改觀,而且學生還自行成立了數學建模、程序設計、網頁制作等興趣小組,在校園中形成了良好的學習氛圍。
3.學生的培養質量和競爭力有所提高,競賽獲獎日益增多。隨著我校高等數學課程教學改革的進一步推進,學生高等數學統考成績日益提高,在各類競賽中獲獎也越來越多。
通過到中學調研和對大一新生的問卷調查,掌握了學生的真實情況,繼而有的放矢地查缺補漏,收到了很好的教學效果,教學質量大大提高,學生的學習興趣和學習積極性明顯提高。我們的探索與實踐經驗已得到不少高校的認可,紛紛前來與我們廣泛交流。還有其他高校邀請我們去報告交流,也有的向我們索取新修訂的高等數學教學大綱。他們認為,我校高等數學課程的改革與實踐具有明顯的特色,所取得的成果和辦學經驗值得借鑒和推廣。
成績非常顯著,可是存在的問題也不少。由于大學數學教師的教育教學任務相當繁重,個別老師對課題研究的認識還不到位,導致參與研討、寫作的積極性和自覺性還比較欠缺,成果水平亟待提高。高校青年教師的壓力很大,很多人想去搞建模,但又力不從心,所以加大數學建模指導教師的培養力度刻不容緩。目前,我們探索的經驗還未在全校范圍內推廣,這也是下一階段要加強的工作。
參考文獻:
[1]孫俠,殷志祥.現階段大學數學和中學數學脫節的現狀[J].今日中國論壇,2013,(19):211-212.
[2]孫俠,殷志祥,許峰,徐輝.高等數學與新課標下中學數學的脫節與銜接問題的研究與探索[J].教育教學論壇,2013,(52):214-215.
課余之后,本人還繼續培養自己的其他能力,熟悉SQL SEVER平臺的各種開發與管理操作,能利用數據庫進行信息分析與管理;熟悉C/C++/C /ASP等語言,能利用Visual Studio 2005進行應用Windows應用程序,Web程序的開發.了解等數據庫接口技術和XML,系統分析與設計與軟件工程方面的基本知識.擁有較好的英語閱讀及口語能力.責任心強,善于溝通,善于團隊合作,勇于實現自我管理自我學習,對技術有較濃的向往. 所獲獎勵 2005/05/2005年全國大學生英語競賽A級 三等獎
2005/11 重慶郵電大學經管學院“創業計劃”大賽 一等獎
2005/06 重慶郵電大學校數學建模競賽 三等獎
2004/03 重慶郵電大學優秀學生獎學金一等獎 三次
2006/03 重慶郵電大學優秀學生獎學金二等獎 一次
2006/09 重慶郵電大學優秀學生獎學金三等獎 兩次
2005/09 重慶郵電大學優秀學生干部
2005/09 重慶郵電大學科技創新百佳先進個人
2004/09 重慶郵電大學三好學生
2004/03 重慶郵電大學經管學院學生會科技協會優秀干事 兩獲此稱號 所獲證書 2006年03月全國大學英語口語考試證書C+等級
2005年04月全國計算機等級考試三級信息管理技術證書
2005年03月大學英語CET四級證書 實踐經驗 1. 停車場演示系統:專業個人上機實習,C語言模擬.主要練習對于數據結構基礎知識的掌握以及高級語言程序設計的方法技巧.
2. DVD在線租賃系統:數學建模競賽論文,團隊合作完成,主要研究和解決DVD在線租賃網站的需求預測,購買和分配中一些重要問題,應用到0-1背包算法,禁忌算法等知識.同時用C++實現部分功能.
3. 基于Web的個性化信息服務系統:系本專業信息組織與存儲課程設計,本人在其中當作組長,用ASP語言及其Acess實驗部分以下功能:除了基本網站基本檢索功能以外,根據用戶信息,檢索歷史提供個性化信息推送服務研究.
4/2006年于中國網絡通信集團公司重慶分公司運行維護部實現暑假企業跟班實習一周,了解其通信運營工作流程,網絡維護的基本技能與經驗.
5. 基于SQLDMO的數據庫備份與恢復子系統:畢業設計論文,使用C 語言在.net平臺下數據庫系統備份與恢復的簡單實現方法.
[關鍵詞] 高等教育;創新人才;培養模式;創新基地
[中圖分類號] G642.4 [文獻標志碼] A [文章編號] 1005-4634(2014)05-0051-04
《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010~2020年)》指出:“牢固確立人才培養在高校工作中的中心地位,著力培養信念執著、品德優良、知識豐富、本領過硬的高素質專門人才和拔尖創新人才。”黨的十提出,實施創新驅動發展戰略,加快建設創新型國家,培養拔尖創新人才。隨著信息時代和知識經濟時代的到來,當代大學生只有具備創新實踐能力和掌握終身學習的能力,才能適應時代的發展[1-3]。為適應新形式下的經濟背景,各高校應以培養具有創新精神和實踐能力的高級人才為主要目標,培養更多具有實踐和創新思維的人才[4-5]。
創新能力是一個人綜合能力的具體體現,其內涵包括對問題的認知、觀察、記憶、判斷、分析、抽象、實驗能力,還包括自學能力、數據分析、文獻檢索與歸納等綜合能力。大學生創新能力的培養內涵包括培養學生的創新意識、創新思維、創新能力和創新興趣。創新意識培養使學生產生強烈的創新動機,樹立創新目標,充分發揮新潛力和聰明才智;創新思維培養是整個創新能力培養的智能結構的關鍵,是創新力的核心;創新技能主要培養學生分析問題、歸納總結問題、解決問題的能力;創新興趣培養是使學生在創新活動中得到極大滿足,是創新培養的原動力,實現從老師引導到自我學習的轉變。大學生創新能力的外在體現形式表現為學科競賽獲獎、學術論文、專利、軟件著作權等,但是這些不是學生創新能力體現的全部形式。
本文以湖北民族學院為例,探討普通高等民族院校在創新能力培養中存在的問題,并對促進創新能力培養提出若干意見。
1 創新教育存在的問題
1)課堂教學理念認識不足。傳統教學活動中,教師占主導地位,學生被動式的學習模式不利于創新能力培養。在教學內容上,教師過多的進行理論知識傳授,輕實踐教學和綜合能力培養。教學模式以傳統的應試教學為主,缺乏明晰深入的創新教育教學理念。在實踐教學上驗證性實踐比重過大,缺乏向創新實踐與應用的轉變。
2)部分教師對創新教育缺乏正確認識。在學生的創新能力培養上,教師的引導與指導非常重要。教師不僅要精心準備課程,而且還要耗費大量時間和精力在學生綜合實踐能力培養上。同時由于學校考核和職稱評聘的因素,進一步導致了部分教師重科研輕教學,忽略學生創新實踐能力的培養。
3)忽略實踐教學對學生的培養。實踐教學是鞏固理論知識和加深對理論知識理解的有效途徑,是培養具有創新意識人才的重要環節,也是理論聯系實際、培養學生掌握科學方法和提高動手能力的重要途徑。但是,由于部分教師傳統教學思想根深蒂固,加之高校招生規模不斷擴大,致使教師資源相對匱乏,學校無法抽身于創新教學中,學生的暑期社會實踐及課外社會調查活動幾乎流于形式。
4)大學生課外科技活動開展力度欠缺。大學生課外科技創新活動以開展科學研究和開發為載體,研究內容涉及各學科研究方法,主要有調查分析、理論研究、模型制作等。活動過程中要引導學生構建豐富的知識結構,促進多種學習分析方法及學習人員之間的交流,逐漸培養學生的創新能力。然而高校的擴招、高校教學內容與機制的滯后、教學設施的不完善導致課外活動開展的局限性很大。
湖北民族學院2010年成立了數理基礎大學生創新基地(以下簡稱“基地”),開始對大學生課外創新能力的培養進行探索。基地堅持“以創新項目為驅動,以學科賽事為抓手”的管理理念。經過5年多的探索和實踐,基地培養出了一批較高素質的創新性人才,并逐步形成了獨具特色的創新人才培養模式。
2 湖北民族學院理學院大學生創新培養探索
為了彌補課堂教學對學生創新能力培養的不足,實現大學生從被動學習向主動學習的轉變、從模仿驗證實踐向創新實踐的轉變,湖北民族學院理學院數理基礎大學生創新基地開展了一系列學生創新教育的改革與探索。
2.1 建立大學生創新基地
2010年,湖北民族學院理學院建立數理大學生創新活動基地,開始探索學生課外創新人才培養之路。依據理學院所開設的數學與應用數學、信息與計算科學、統計學、物理學、機械電子工程5個本科專業,分別設置學生創新活動管理部門,包括數學建模與論文部、數據挖掘與程序部、機械設計部、單片機開發部、物理實驗與論文部和師范技能部。基地采用學生自主管理、教師指導的教學模式,為理學院所有愿意從事創新活動的同學提供場所。經過近5年的探索和發展,基地建有三維仿真實驗室、生物仿真實驗室、機械工程訓練實驗室、數學建模實驗室、微格教室等開放性實驗室,設備總資產150萬元,現有常駐學生300余人。為了更好的管理和運行大學生創新基地,充分發揮基地在學生創新能力培養中的作用,2011年學校下文專門成立了大學生創新實踐教學團隊,負責基地各部門的日常運轉。每個部門配置2~3名指導教師,負責各部門規章制度的建立、實驗室建設以及創新活動日常督促與指導。理學院創新基地管理模式如圖1(2011年完善后的管理模式圖)所示。
2.2 構建學生創新活動平臺
為了讓學生更好的在大學生創新基地開展創新活動,搭建了創新項目實踐平臺、學科競賽平臺、研討課程平臺。堅持“以創新項目為驅動,以學科競賽為抓手,以創業工作室為導向”的創新人才培養模式,全面培養大學生創新能力。在創新項目實踐平臺上,主要通過國家大學生創新創業項目計劃和學校創新項目計劃,反哺課堂教學,提高學生的實踐能力、創新能力、創業就業能力。通過以問題驅動和課題驅動的創新人才培養,來激發學生的學習興趣,調動學生學習的主動性和積極性。在學科競賽平臺上,結合理學院所設專業,鼓勵學生參加了全國數學建模競賽、全國3D數字化設計大賽、全國機械創新設計大賽、湖北省師范技能競賽和湖北省物理實驗技能大賽。通過學科競賽培養學生團隊合作精神和利用計算機解決實際問題的能力。在研討課程平臺上,根據學生考研、就業等不同層次的需求,開設三種不同類型的研討課程,即學科競賽型研討課、學術前沿性研討課,職業技能型研討課,讓學生積極參與。其中學科競賽型研討課和職業技能型研討課依托湖北民族學院大學生創新基地,分別在暑假和周末時間進行。學術前沿型研討課針對高年級學生,作為專業選修課,由創新實踐教學團隊在課堂上完成。對于研討課課程考核合格的學生,大學生創新中心將給予相關創新學分認定。理學院創新能力培養平臺如圖2所示。
2.3 建設具備創新思維和創新能力的教師管理隊伍
為了充分的利用大學生創新基地,加強教師指導,2011年,學校成立了湖北民族學院理學院創新實踐教學團隊,主要負責大學生創新基地建設、管理與學生創新活動的組織、指導等工作。創新實踐教學團隊由來自理學院不同專業背景的老師組成,是集教學、科研、創新教育于一體的、獨具特色并長期堅持在創新教育一線的教師隊伍。團隊中有高級職稱人員3人,博士5人。針對創新實踐項目和創業工作室,教學團隊會推薦實踐經驗豐富和責任心強的老師來指導項目的開展,同時邀請科研和教學一線的教師加入指導教師團隊。采用總教練負責制,由教練組具體負責每個學科賽事的推廣、組織、培訓、指導和經費使用。創新中心還每學期召開由主管院長主持的創新教育總結與教育改革會議,主要內容是總結每年度基地發展過程中出現的問題,獎勵在各方面表現優異的老師和學生團隊。集思廣益,共同對基地存在的問題提出建設性意見,力爭把基地建設好,培養更多創新型人才。
2.4 健全了創新人才培養機制、制度和獎勵措施
經過近5年的改革與實踐,湖北民族學院創新教育取得了很好的成績。為了響應國家戰略和社會需求,突出創新型人才培養的重要地位,學校規范了大學生創新能力培養的各項規章制度和創新成果獎勵文件。并從2012級大學生開始,在人才培養方案中規定所有學生需取得8個課外創新學分方可順利畢業,從制度上促進廣大學生利用學校創新基地開展各類創新活動。數理基礎大學生創新基地在大學生創新能力培養機制上采用項目有扶持、培養有機制、創新有激勵的措施。對申報學校和國家大學生創新項目的同學,創新基地在前期給予資金、場地、教師指導的扶持。在創新能力培養平臺上,分別制定了創新項目、創業工作室和學科賽事管理的規章制度,并制定了創新成果的獎勵辦法、創新學分認定的管理辦法。
3 湖北民族學院理學院創新培養的成果與 經驗
理學院大學生創新中心依托學生創新活動平臺,以學生為中心,改變了傳統的 教師“滿堂灌”、學生“填鴨式”的課堂教學模式,讓學生變被動學習為主動學習。創新中心通過積極鼓勵、引導學生跨學科、專業和年級參加創新項目和各類學科競賽,培養學生的自主學習能力,促進學生面向有應用背景和應用潛力的實際問題,培養學生獨立分析問題、解決問題的能力和團結協作的精神,達到鍛煉和提高實踐能力的目的。經過近5年探索與改革,理學院創新中心在創新人才培養模式上取得了一定的成效。(1)學生創新成果較過去而言得到了顯著提高,學生賽事不僅獲獎數量大幅度提升,而且獲獎等次和層級都有很大提高;(2)學生創新成果多樣化,學生公開和申請專利都得到了很大的突破;(3)通過創新活動的開展,學生參與面、受益面、覆蓋面都得到了廣泛延伸。表1為理學院創新中心近5年以來所取得的創新成果統計。
表1 創新中心近5年所取得的成績
年份 學科賽事獲獎 創新項 成果 學生參
國家級 省級 目論文 專利 與人次
2009 0 1 0 0 21
2010 0 5 0 0 30
2011 1 16 1 1 100
2012 1 43 5 3 300
2013 2 94 14 7 500
理學院創新實踐基地建立之初,場地狹小、設備缺乏、學生參與熱情低下,依靠老師要求學生參與學科競賽,學生創新成果寥寥無幾。經過理學院創新教學團隊的不懈努力,基地在硬件、場地和創新成果上都取得了巨大進展,學生主動、積極參與,在這個過程中主要堅持了以下方面。
1)注重激發興趣、監控學生參與過程。在創新基地開展之初學生對參與的學科比賽不了解,沒有興趣,參與不積極,主要由教師要求學生參與,因此,初期創新成果寥寥無幾。創新中心教學團隊經過討論,決定從培養學生興趣入手,擴大創新活動平臺,改變培訓和指導模式,重點監控學生參與創新活動的過程。例如在數學建模競賽培訓上,選用歷年真題,將相關實際問題簡單化后,分析實際問題所需要用到的數學方法,指導學生完成實際問題,讓學生體驗成功后的喜悅。事實也說明,每個學生都有展示成功的欲望,讓學生從實際和簡單問題中體會到成功,學生興趣就會提高。
2)參與教學研究改革,切實改變培養模式,獲得學校支持。創新人才的培養,必須要有創新的教學手段。作為從事創新教育的教學團隊,要求每個老師積極參與到教學改革的過程中去,并將其落到實處。創新中心教學團隊主持的省教育廳的教學改革項目研究2項、學校創新教育改革類項目3項,從政策上得到了學校和各級領導部門的支持。
4 湖北民族學院理學院創新培養模式今后 的改革方向
創新人才培養是一項復雜的工程,不只是在大學生創新平臺上的培養,而應該擴展到人才培養計劃、課程設置、課堂教學、專業實習等各個層面,貫穿大學教育始終。建立多層次、多元化的創新人才培養體系,以期在未來的創新人才培養中做一個導航。其具體內容如下。
1)逐步改變應試課堂教學,開展研討式教學。高校應試教育現象尚未根本改變,學生課堂上只注重課程課本內容,實踐訓練照搬說明書,考試靠死記硬背。這種應試課堂教學不利于學生創新能力培養。在后續課程改革中,將在專業方向課程上推進研討式教學。將知識傳授、思維訓練、綜合實踐能力進行有機結合,建立有利于學生自主學習、集體討論、教師點評的教學模式,以實際問題、課程綜合設計等為手段,培養學生分析問題、解決問題的能力,真正達到參與、合作、探究、實踐的目的。
2)依托教師科研平臺,提高學生科研創新能力。選擇科研能力強、有責任心的教師,讓本科生參與他們科研項目的子課題。在教師科研平臺上,學生不僅能了解教師科研方向的前沿知識,還能與教師科研團隊的研究生、教師進行有益的討論。借助這個平臺上,學生在查閱文獻、獨立思考、論文寫作方面都能得到很大的提高。
參考文獻
[1]謝梅, 苗青.中國高校創新教育現狀及存在的問題――以部分理工科院校為例[J].西南民族大學學報(人文社科版),2009,(5):278-252.
[2]重慶大學.在創新中實踐、在實踐中創新――重慶大學研究生創新實踐基地建設的探索與實踐[J].學位與研究生教育,2005,(1):23-25.
[3]李儒壽.應用型本科人才培養模式改革探索――以湖北文理學院“211”人才培養模式為例[J]. 高等教育研究, 2012,(8):65-70.