理工类院校数学建模创新教育模式的探索与实践

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1、理工类院校数学建模创新教育模式的探索与实践　　摘要：针对理工类院校学生的学习现状，以数学建模类课程教学和方法的改革为研究对象，结合第一、第二课堂建设，探索了一条课堂教学与课外实践结合、基础与专业结合、专业与应用结合的教学模式，极大程度提高学生的综合素质，切实为社会培养高素质的创新人才。经过十余年的实践表明，该教改和实践对促进学生数学学习兴趣、提高学生数学素养和专业能力具有明显作用。　　关键词：数学建模；教学改革；教育模式；第一课堂；第二课堂　　作者简介：鄢化彪（1978-），男，江西丰城人，江西理工大学理学院，讲师。（江西赣州341000）　　基

2、金项目：本文系江西省教育厅资助项目“理工类院校数学建模创新教育模式的探索与实践”（项目编号：JXJG-09-6-25）的研究成果。　　中图分类号：G642.0文献标识码：A文章编号：1007-0079（2013）07-0111-02　　当前，一切教学改革的目标和核心是培养各种不同层次的高素质创新型和应用型人才。[1]随着科学技术的不断发展，数学的地位与作用在日益提高，它不仅是工具和基础，更是成为科技人员科学素质的重要组成部分，成为人才竞争中强者的翅膀。[2]因此数学的教学一定要在培养学生的数学素质、创新能力和应用能力等方面发挥其重要作用。[3，4

3、]数学建模作为数学与生产实践相联系的桥梁，显得尤为重要。[5]8　　目前，围绕数学建模课程的建设，清华大学、浙江大学等许多高校开展了一些将数学建模思想融入高等数学等数学课程教学的研究。[6-8]顺应时代发展，许多中小学也开展了大量的数学建模课程教学与研究，但几乎没有学校在数学建模思想与专业应用结合方面做研究，更没有与学生日常学习生活紧密联系。　　理工类院校作为科学技术创新的主力军，用数学建模方法将数学知识应用到专业分析与设计显得尤为重要。[8]针对扩招情况下，开展数学建模创新教育，将传统的课堂教学与学生自主的社团活动紧密联系。在社团活动的框架内，

4、结合基础数学教学，开展数学建模活动，将数学建模思想贯穿于专业课程的应用，提高大学生学习数学与专业兴趣迫在眉睫。研究数学建模在专业中应用的教学改革具有很高的推广应用价值。　　一、数学类课程教学现状[9，10]　　江西理工大学（以下简称“我校”）现有61个本科专业和65个硕士培养专业，其中80%专业都开设高等数学、线性代数和概率统计等数学基础课程。近些年，学校数学教学过程中遇到了一些教学难题。　　1.教学资源对数学教学的影响　　由于师资、教室、学生规模等教学资源和环境的限制，我校数学基础课程一直采用合班上课，一个教学班人数约在120～160人左右，授

5、课方式采用多媒体教学为主。多媒体教学的广泛应用使得课堂授课信息量聚增，授课进度加快，学生在90分钟内要被动地吸收大量的信息，要看、要听、要记、要理解、要消化……8这些过程对于基础较好、接受能力强、反应能力快的学生尚能完成；而对于接受能力较差，反映较迟钝的学生则会造成较大的困难，这部分学生的学习积极性下降。　　2.学生学习现状　　教与学是教学过程中的两个方面。除了教的因素外，新生学习意识淡薄，学习目标不明确，对大学自由、宽松、自主性的学习环境适应较慢，一定程度上还象高中一样依赖于教师的指导；加上自己对所属专业知识、专业方向、专业规划了解不够，甚至迷

6、茫，因而不能积极、主动应对大学的学习环境也是一个重要因素。特别是对于数学类课程的基础性、重要性及其与专业课的关系，多数新生一无所知，加以数学类课程的逻辑性和衔接性强等特性，不少学生学习积极性不高，甚至产生厌学情绪。为数不少的同学等到了解了自己的专业，领悟到许多专业课是建立在数学基础课的基础之上时，为时已晚。　　二、构建“问题驱动”式的多元教学实践模式　　1.建设多元化的数学建模教学体系，应对不同类别的学生教学需求　　针对不同学科、不同层次的学生，结合理论知识层次性特点和学生认知能力，以及分阶段培养的规律，构建渐进式、多层次数学建模与实验教学体系：

7、面向全校所有本科生开设“数学建模与数学实验”课程，针对理学专业本科生开设“数学模型”、“数学实验”课程，给理工类研究生开设“数学建模与数值计算”等课程，为特别突出的学生开设“数学建模专业应用案例分析与竞赛”课程。我校数学建模系列课程体系如图1所示。　　2.改变传统教学方法，从新组织教学内容和教学方法，采用“问题驱动”式教学方法，提高学生的学习积极性　　“问题驱动”式教学方法是指以实际问题为中心，以“现实问题→8数学建模→解决现实问题（预测、控制，软件）→提出新的数学问题→获得新的理论成果”为主线，将教学内容溶于实际问题的求解过程中，在讲授、讨论等

8、形式的“主题会议”式教学形式下，通过对问题的探索、分析和解决过程，体现数学知识和其他知识的应用。　　（1）课程教学内容的组织。教学内容是