高職高專數學建模項目化教材建設研究

趙偉良

浙江工業職業技術學院人文社科部

隨著我國高等職業教育教學改革的逐步深入，項目化教學方法已被廣大高職高專院校廣為接受和使用，與之相應的項目化教材也如同雨后春筍般競相開發。但是，我們稍作觀察就不難發現這些項目化教材都是針對專業課而言的，很少有涉及公共基礎課的，甚至可以說找到高職高專數學建模項目化教材的范例幾乎為零。事實上，數學建模項目化教材是實施項目化教學的基本條件，也是保證項目化教學質量的關鍵所在，同時還是學生自主學習數學建模的重要參考資料。因此，我們認為開發高職高專數學建模項目化教材十分迫切。

一、現行高職高專數學建模教材現狀

隨著項目化教學改革的逐漸深入，現行的高職高專數學建模教材已經無法滿足項目化教學的要求，教材內容主要存在以下幾個問題：

（1）、教材內容重理論，輕實踐，重心還偏“本”。

現行高職高專數學建模教材內容普遍存在理論知識偏多、偏難，內容難以理解，與現實生活和工廠實際脫節嚴重[1]，而且教材中仍然殘留本科院校的諸多痕跡，很多教學內容甚至是由本科教材的簡單刪減編制而成，這顯然無法滿足現代高等職業教育教學目標的要求。

（2）、教材內容內容陳舊，軟件使用程度不高。

現行高職高專數學建模教材內容比較陳舊，沒有及時吸納最新的前沿知識，甚至很多例子是三五十年以前的，這顯然不能滿足職業教育人才培養的需要。同時，我們還注意到現代數學建模往往要處理海量數據，其計算過程是要通過數學軟件來實現，特別是Matlab、Lingo等軟件的使用，而很多教材以強化理論推導為由，避開軟件的使用。

（3）、教材內容與高等數學以及各專業課程的銜接與融合不明顯。

現行高職高專數學建模教材內容與高等數學的內容銜接不明顯，與各類專業課程的融合也不理想。主要是因為數學建模課程獨立開發，自成體系，沒有兼顧高等數學的內容，不能實現知識的順利過渡和有效拓展，也沒有與各專業課程體系進行合理的銜接和融合，使得數學建模的教學不能有效地為專業課程服務。

（4）、教材立體化程度不高。

現行高職高專數學建模教材的立體化程度不高，我們除了看到紙質教材外，很難看到與教材配套的電子教案、試題庫、教學錄像、網絡課件、數學建模網站等。事實上，這些是學生在課堂之余學習和交流的重要的手段，是教材不可分割的重要組成部分。

二、高職高專數學建模項目化教材開發的必要性

根據教育部提出的高等職業教育要大力推行工學結合、校企合作的人才培養模式，改革的重點是教學教程的實踐性、開放性和職業性，課程內容應該按照實際工作任務、工作過程和工作情景來組織教學[2]。然而，傳統高職高專數學建模教材是根據課程培養目標和實際需要，嚴格按照教育規律和數學模型的分類進行編寫，它忽略了教學內容的職業性和學生的自主學習性，淡化了對學生職業能力的培養。同時項目化教學的實施要求教材的內容是以項目為載體，以任務為驅動，圍繞職場工作展開，具有很強的實踐操作性。因此，我們認為很有必要開發高職高專數學建模項目化教材，這不僅是高等職業技術教育的要求，也是項目化教學的要求。

三、高職高專數學建模項目化教材建設

根據高職高專人才培養目標以及以項目化教學理念，結合我校多年來積累的數學建模教學經驗和取得的成果，我們將從教材項目的選取、教材結構的設計以及教材內容的組織[3]來構建高職高專數學建模項目化教材。

3.1、項目化教材項目的選取

項目的選取是高職高專數學建模項目化教材的關鍵所在，決定著教材的質量。在編寫教材的過程中，項目的選取應遵循如下原則：項目內容要包含數學建模課程基本知識和基本技能；項目的主題應該與現實生活和工廠實際密切相關；項目的內容要使學生的學習具有針對性和實用性，同時也要使教學具有可行性；項目內容要符合學生的認知規律，要有循序漸進性，不可一味求難，扼殺學生的學習欲望和積極性；項目內容要與高等數學課程和專業課程內容相銜接，實現知識的順利過渡和有效拓展；項目內容還要具有學科的交叉性以及綜合能力運用的特點。事實上，近幾年的全國大學生數學建模競賽真題正好符合上述教材項目的選取原則，通過適當調整可以作為高職高專數學建模項目化教材的項目。

3.2、項目化教材結構的設計

根據高職高專專業課程的優秀項目化教材結構以及數學建模課程特色，我們構建了“模塊—項目—任務”這種層次遞進的項目化教材結構模式，具體設計為項目名稱、項目概述、項目學習目標、項目相關知識、項目工作計劃、項目實施、項目關鍵技術提醒、項目小結、練習等[4]，這種教材結構充分體現以項目為載體，以能力為目標的項目化教學理念。

3.3、項目化教材內容的組織

高職高專數學建模項目化教材共設計成4個模塊，12個項目，共計38個學時。其中模塊一是數學基礎類模型，分4個項目，主要讓學生掌握基本初等模型、微分方程模型、概率統計模型等；模塊二是優化類模型，分3個項目，主要讓學生掌握線性規劃模型、整數規劃模型、非線性規劃模型等，模塊三是數據處理類模型，分3個項目，主要讓學生掌握層次分析法、極差規范化、數據的擬合與插值、數據的統計和仿真等常用數據處理方法；模塊四是綜合提高類模型，分2個項目，主要讓學生掌握綜合應用模型的能力和處理數據的能力。每個項目在實際過程中，要體現數學建模知識點和能力要求。具體項目內容和課時見下表：

四、項目化教材開發的初步成果展示

我校從2012年開始編寫高職高專數學建模項目化教材，目前已完成數學建模競賽培訓輔導教材及電子課件、數學建模項目化網站以及數學建模試題庫。從教學和學生使用情況來看，符合項目化教學要求，教學效果明顯。同時利用我們自己編寫的數學建模培訓輔導教材指導學生參加2013年的全國大學生數學建模競賽獲得2項全國二等獎的好成績。

[1]孫紅艷.職業教育項目化教材設計研究[M].華東師范大學，2010.

[2曹錦、商蕾杰、李娜、辛惠娟.基于工作過程的信息技術項目化教程教材編寫實踐[J].保定職業技術學院，2011(1).

[3]沈蘊梅.《平面設計》項目教材開發的探索與實踐[J].科技信息，2011(33).

[4]蔡錦錦、張枝軍.職業教育項目化教材結構設計探討[J].消費導刊，2009(21).