基于項目教學法的高職數學建模教學改革

【摘 要】根據目前高職教育培養高技能應用型人才的目標，對高職數學建模課程教學中的項目教學方法進行了探討與實踐，通過項目教學法把數學知識與實踐教學有機地結合起來，對培養學生的實踐能力、創造能力、就業能力和創業能力等方面起到非常重要的作用。

【關鍵詞】項目教學法 數學建模 應用型人才

【中圖分類號】 G 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2014）01C-0135-02

《教育部關于全面提高高等職業教育教學質量的若干意見》關于“加強素質教育”問題明確提出：要針對高等職業院校學生的特點，培養學生的社會適應性，教育學生樹立終身學習理念，提高學習能力，學會交流溝通和團隊協作，提高學生的實踐能力、創造能力、就業能力和創業能力，培養德智體美全面發展的社會主義建設者和接班人。由此指明了高職數學建模課程的教學應體現“高職”的特點，突出知識的應用性，以培養學生的實踐能力為目標。因此，在高職數學建模教學中要求鼓勵學生積極參與，讓學生從實際生活出發，在教學中主動參與，通過學生的自主、合作、探究的學習方式，提高學生學習的興趣與運用數學知識的能力。而項目教學法以項目為主線，教師為主導，學生為主體，在教學中學生主動參與、相互協作、探索創新的新型教學模式，對提高高職數學建模課程的教學效果和教學方法的改進有著重要的作用。

一 、高職數學建模教學的不足

首先，高職學生數學基礎相對較弱。由于高校擴招，高職院校學生的入學起點較低，學生的基礎相對較弱。加上很多專業文理兼招，造成學生數學基礎差異較大。另外，高職院校側重高技能應用型人才的培養，而數學只是理論基礎課，大部分高職院校僅開設一年數學課或者是一個學期數學，有的甚至取消數學課程的開設，這樣高職學生的數學基礎很難跟本科院校的學生相比，因此數模課程的開展也就更需要有所不同。

其次，教學模式保守，教學內容缺乏針對性。在高職院校數學建模課程的開設主要有兩種形式：一種是大眾化教育，即面向全校學生開設的公共選修課；另一種是精英化教育，面向少數參加競賽的優秀學生開設的提高課。無論是哪種形式的數模課，在教學模式上都以教師教授為中心。這樣的教學往往容易讓學生覺得數模課既抽象又枯燥，難以理解，逐漸失去了學習的熱情和興趣。而且在教學內容上，未能針對高職學生的具體情況對模型內容進行選擇簡化，學生在學習過程中難以消化吸收，學習效果欠佳。

最后，學制短學時少，教學課時相對較少。由于高職教育是以“為專業服務，必需夠用”為原則，對基礎課程的教學學時進行了嚴格的控制，作為基礎課的數學課的學時被大幅度縮減，更不要說數學建模這類選修課，因此在缺乏良好數學基礎的情況下，數學建模教學的開展舉步維艱。

二 、項目教學法概述

所謂項目教學法是將整個學習過程分解成若干個具體的工程或事件，從而設計出相對應的項目教學方案，按具體的行動設計教學思路。在教師的指導下，把學生分成若干項目小組，將一個相對獨立的項目交由每個小組處理。以項目小組的形式，發揮不同學生的特長， 有助于培養學生的責任感和團體協作的精神。另外從信息的收集、計劃的制定、方案的設計、項目的實施、信息的反饋及最終成果的評價，都由學生自己負責，學生了解項目開發的具體情況以及項目實施的各個環節和步驟。最后以項目完成的情況來評價學習效果。

在數學建模課程的教學中通常以項目的形式進行教學整合，從職業發展的角度讓學生得到專業化訓練。根據項目開發過程來組織教學。通過教學項目的實施，讓學生了解所學的數學知識在專業以及現實生活中的具體運用。并且通過整個項目活動，讓學生掌握項目運行的整個流程。項目教學法在教學目標的設定、教學內容的選擇、教學方法的采用和教學活動的開展等方面與傳統教學法不同，其主要特點如下：

一是在就業市場的需求下，以實際應用與團隊合作為教學目標，通過以學生為主體的項目化教學，培養學生的實踐能力、創造能力與職業技能等綜合能力。

二是在教學內容選擇上，以教學項目形式進行教學內容的整合，按照項目開發過程來建構。而教學項目一般以解決現實問題為項目內容，圍繞某個專題，涉及多學科知識，選擇難度適宜的實際工作任務，學生能獨立地在規定時間內完成任務，如果遇到困難能在教師有限的指導下處理問題。通過教學項目的實施，激發學生的學習興趣，通過在項目中發揮的作用，建立起學生完成任務以及處理問題的自信。

三是教學方法強調在教師主導下，以學生的自主性、師生的互動性以及項目的實際應用性開展數學建模課程的項目教學。其中重點結合理論教學把整個教學過程分解成若干個具體的工程或項目，并設計出相對應的項目教學方案，按具體的行動設計教學思路。項目教學法有效結合了理論知識與實踐操作，解決了長期以來數學建模課程教學中理論與實踐相脫離的不足。

四是教學活動的開展，讓學生置身于真實或模擬的項目環境中，從信息的收集、計劃的制定、方案的設計、項目實施、信息的反饋及最終成果的評價，學生參與整個項目過程的每個環節，了解項目開發的總體情況以及實施項目的具體環節和步驟。通過項目工作小組形式，有助于提高學生的學習和解決問題的能力，培養學生的責任感和團體協作的精神，學會交流溝通和團隊協作，提高學生的實踐能力、創造能力、就業能力和創業能力。

三 、項目教學法在高職數學建模課程中的實施

根據項目法的教學方法思路和教學設計原則。以下給出在高職數學建模課程中實施項目教學法的五個步驟：

第一，確定項目計劃。教師提出項目教學計劃和若干項目任務設想，發放項目案例資料，幫助學生選擇，并與學生一起討論，最終確定項目的目標和任務。

第二，實施計劃準備。將全班學生每三個人組成一個小組，每組實施一個項目。每組學生要制定任務分解、具體階段成員分工的項目實施計劃，并與教師討論最終得到計劃方案。

第三，基礎知識準備與操作示范。教師精講數學建模課程的基礎結構和關鍵知識點以及MATLAB數學軟件使用的基本方法。然后結合所學過的知識點，對項目計劃舉例示范，演示項目解決的具體過程。

第四，實施項目計劃。各小組按照已經確定的項目工作步驟和實施計劃，分工合作進入自主學習、自主實踐和自主操作階段。通過自主收集信息，檢索文獻，查閱資料，對項目構思，其中教師督促和指導學生操作項目進程。最后學生根據項目從開展到結束的整個過程，每組完成1篇項目開發過程的總結和1份項目任務設計報告書。

第五，公布項目質量的評價內容、標準和方法。對各個小組完成的項目進行評價。其中采取小組匯報和成果演示的形式，通過展示項目成果、闡述項目構思、敘述項目工作過程，師生共同討論項目工作中存在的問題以及項目成果的缺陷，完成對項目整體的評價。最后根據每個小組成員在項目中負責部分的完成情況以及實踐效果，對每個學生的工作給予評價。

四、項目教學法在高職數學建模課程中的具體實踐

根據土建類專業的特點，結合項目教學法，以廣西建設職業技術學院11級數學建模選修班為例，運用項目教學法開展教學實驗。

項目主題。以2010年全國大學生數學建模競賽的D題作為項目主題，對學生宿舍的設計方案進行評價。根據給出的四種比較典型的學生宿舍的設計方案，用數學建模的方法就它們的經濟性、舒適性和安全性作出綜合量化評價和比較。

項目選擇的理由。數學學科與土木學科之間具有密切的聯系，許多建筑工程（技術）問題歸根結底是數學問題。作為土木類院校學生，利用數學定量分析解決建筑領域方面的實際問題是數學實際應用的一個重要方面。

教學組織結構。教師演示→學生分組→學生協作實施項目→項目成果展示→項目評價。

教學計劃如表1。

表1教學計劃

教學階段 形式 教學內容 課時

第一階段（項目相關基礎知識準備） 教師講解 幾種常用的綜合評價模型以及運用MATLAB模型求解 4

第二階段（學生分組討論并完成項目） 在組長的組織下討論、分析 各評價準則的確定以及方案指標值的確定、數據預處理模型、評價模型的建立方法和結果分析 4

第三階段（分組匯報，教師給出評價） 小組PPT項目匯報和成果演示 師生共同討論項目工作中存在的問題以及項目成果的缺陷，完成對項目整體的評價 2

第四階段（項目成果推廣） 成果推廣小組協作完成 將研究成果向有關單位介紹并推廣應用 課外完成

項目評價。根據小組匯報和成果演示，以及結合每組完成1篇項目開發過程的總結和1份項目任務設計報告書，對項目工作中存在的問題以及項目成果的缺陷，完成小組項目整體的評價。

總之，高職的數學建模課的教學應該要區別于本科數學建模的教學，教學改革應結合“高職”特色，項目教學法以項目為主線、教師為主導、學生為主體，在教學中學生主動參與、相互協作，這樣才能在學習過程中培養學生的實踐能力、創造能力、就業能力和創業能力，使學生具備較強的社會適應性和就業能力，成為高級技術應用型專業人才。

【參考文獻】

[1]張勇智. 項目教學法在高職數學教學中應用[J].中國市場，2011（19）

[2]許世建，張翌鳴，宋中山.讓理論回歸于現實生活——高職數學課程運用項目教學法的嘗試[J].職教論壇，2008（14）

[3]劉學才.高職數學建模教學的現狀及對策[J].湖北職業技術學院學報，2012（2）

[4]黃金超.高職院校數學建模教學研究[J].滁州職業技術學院學報，2012（2）

[5]黃世華.高專院校數學建模教學模式的探索與實踐[J]. 科技創新導報，2012（8）

【基金項目】新世紀廣西高等教育教學改革工程立項項目（2011JGB242）

【作者簡介】莫亞妮（1981- ），女，碩士，廣西建設職業職業技術學院講師。

（責編 丁 夢）