少数民族地区的高职院校地理位置相对偏远、经济文化较落后,教学设施和师资力量也比较欠缺,很难吸引优秀的生源,因此招进来的学生的数学基础普遍很差,大部分学生自主学习的意识薄弱,主要表现在思维十分单一,对数学学习有很强烈的畏难情绪,比如他们大多认为数学很难学、数学很神秘、数学十分枯燥、数学也没有多大作用等等,更谈不上创新素质的培养了。基于这种情况,如何通过数学建模来培养学生的创新素质,这是一个值得研究的课题。下面从通过创新理念,建立平台,优化教学内容,强化数学实践,建立激励机制等手段来探讨如何培养少数民族地区高职院校学生的创新素质。
一、数学建模教学在学生的创新素质培养中的重要性
在我们使用数学方法去解决实际问题的时候,就必须把实际问题之间的联系抽象为数学语言,这就是所谓建立数学模型。数学建模的方法和思想不仅能够培养学生的创新思维和创新能力,数学建模还能够培养学生的洞察力,即发现问题,提出问题,分清主次,抓住实质的能力;数学建模是没有标准答案的,对于不同的问题可以采用相同的方法和思路进行建模,使得为培养学生创新能力的空间得到进一步的拓展。因此开展数学建模教学对培养学生的创新素质具有重要的意义。
二、通过数学建模教学,开展学生创新素质教育
1.转变数学建模观念,开展学生创新素质教育
由于少数民族地区高职院校的学生数学基础很差差及数学课时逐年缩减等原因,使得该类高职院校的数学建模教学的定位模糊不清,把参加全国大学生数学建模竞赛作为工作的重点,数学建模教学只是对少数优秀的学生开展的,惠及面不广,没有真正起到通过数学建模活动,促进数学课程建设与教学改革,培养学生应用数学知识解决实际问题能力和实践创新能力,促进学生综合素质全面提高的作用。因此,少数民族地区的高职院校要转变观念,应面向全体学生开展数学建模教学,改变以往数学建模教学只面对优秀学生和竞赛的现象。而且,必须把数学建模与教学改革作为一个有机的整体,教师不但要重视对学生知识的传授、能力的培养和素质的提高,还必须把数学教学改革与教师专业素质的培养结合起来。
2.构建合理的课程体系,为学生创新素质培养搭建平台
在数学授课过程中加入建模的思想和方法,设计递进式、多载体的数学建模课程体系,使得必修课与选修课相结合,讲座与培训班相结合,课内学习与课外活动相结合,将数学建模教学嵌入到人才培养过程中去,使得在提高学生数学应用能力和创新能力的受益面得到进一步扩大,为学生个性化的发展及自我展示搭建了一个平台。
3.优化教学内容,培养学生创新意识
按照“初等模型—微分模型—微分方程模型—数学规划模型”的脉络构建数学建模选修课教学内容体系,经典案例应该选择贴近生活和专业,并按解决问题的实际步骤呈现过程。基于少数民族地区高职院高等数学的教学现状,为提高学生学习数学的兴趣,应在在高等数学中融人数学建模的思想方法是行之有效的方法之一。“融入”不是简单的“插入”,而是将数学建模的相关实际问题插入教材中,或抽出几个学时讲解一两个由浅及深的数学模型例子。这样,尽管在一定程度上能够激发学生对数学应用的兴趣,但还远不能培养学生独立动手建立数学模型的能力,而且这些应用例子只是游离于课程的知识体系之外。应当在不影响“高等数学”的课程体系的基础上,应尽量与数学课程的基础知识有机结合起来,达到真正融入的效果。因此,我们应该对高等数学的定义和实际例子加以挖掘整理,从新编写《高等数学》、和《经济数学》的教学内容。教材中的习题很少涉及实际问题,课后作业基本上是套用数学理论解决问题,这不利于学生的数学应用意识与创新能力的培养,为此,需要选取与实际联系很密切的开放性应用题作为课后练习题,通过写论文的形式,让学生独立或组成团队运用数学理论或计算机模拟共同完成,写出解决问题所用到的数学方法与手段,并交流解决问题的体会与见解,对所学知识得到进一步的巩固与理解,培养学生探究与解决问题的能力。
4.通过“教、学、做、赛”,激发学生创新能力
数学教学不是把现成的结论教给学生,而是数学活动的教学。在自主学习和探索的过程中,能够逐渐了解概念、寻求规律、获得结论,提高创新能力。因此,在数学建模教学中,教师必须对课堂、建模竞赛、建模协会加以充分的利用,然后把“教、学、做、赛”作为数学建模实践教学的体系,提高学生自学能力和独立思考的能力,使学生能够独立发现问题和解决问题,从而激发学生的创新能力。通过项目引导、任务驱动、团队完成的教学模式,优化课堂教学,让学生“学中做”、“做中学”,让学生的自学能力、应用能力、创新能力等职业核心能力得到提高。
5.良好的课程建设机制是培养学生创新素质的基础
数学模型是多种多样的,实践性强也很强,因此以“教—研—赛”为主线,建立合理的课程体系,将数学建模教学、科学研究、建模竞赛三者互相结合起来,教师应积极参与数学建模相关课题研究,同时要加强与相关学科教师之间的交流与合作,为教学和竞赛培训提供专业指导,并提高自身的专业水平;积极参与数模竞赛指导,锻炼自身能力,并主动把竞赛中典型的题目编入教学内容,使得课程内容得到优化,为学生创新素质的培养提供基础。
三、结语
数学建模教学在培养学生创新素质中具有重要的作用,通过构建合理的数学建模课程体系,将教学改革与人才培养结合起来,使得开展数学建模教学成为培养大学生的数学应用能力和创新素质的有效途径。
参考文献:
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[3]刘唐伟,熊思灿,乐励华.大学生数学建模竞赛与创新能力培养[J].东华理工大学学报,2008,27(3):77—79.
基金项目:2013年新世纪广西高等教育教改工程项目(2013JGB410).
◆陈广生
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