基于創(chuàng)新能力培養(yǎng)為目標(biāo)的數(shù)學(xué)建模課程改革與實(shí)踐

李緒孟 王小卉

【摘要】如何培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新基礎(chǔ)，創(chuàng)新方法，創(chuàng)新技巧仍是高等教學(xué)面臨的重要問題。數(shù)學(xué)建模作為一門跨專業(yè)跨學(xué)科的基礎(chǔ)類課程，改革其課程教學(xué)理論和實(shí)驗(yàn)實(shí)踐課程體系對(duì)創(chuàng)新能力的培養(yǎng)有重要意義。我們提出按專業(yè)分類進(jìn)行數(shù)學(xué)模型課程理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的設(shè)置的研究方案，以創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)計(jì)劃為契機(jī)，制定了具體課程改革實(shí)施方案。

【關(guān)鍵詞】 創(chuàng)新能力 ?數(shù)學(xué)建模 ?基礎(chǔ)類課程

【中圖分類號(hào)】G640.2 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A ? ? ?【文章編號(hào)】2095-3089（2015）05-0048-02

創(chuàng)新能力是指懷疑、批判和調(diào)查的能力， 是指研究者運(yùn)用知識(shí)和理論， 在科學(xué)、藝術(shù)、技術(shù)和各種實(shí)踐活動(dòng)中， 不斷提供具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值、社會(huì)價(jià)值、生態(tài)價(jià)值的新思想、新理論和新方法的能力。在我國(guó)學(xué)校社會(huì)為大學(xué)生創(chuàng)新環(huán)境營(yíng)造了良好的環(huán)境，學(xué)生創(chuàng)新熱情、創(chuàng)新意識(shí)也空前高漲。為了適應(yīng)為了應(yīng)對(duì)知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代日趨激烈的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)，以創(chuàng)新人才的培養(yǎng)為目標(biāo)的創(chuàng)新環(huán)境逐漸形成。

一、大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的影響因素

1.大學(xué)生具有創(chuàng)新意識(shí)， 但不善于充分利用和積極創(chuàng)造條件。大學(xué)生往往不能把握本學(xué)科最新發(fā)展的動(dòng)態(tài)， 閉門造車， 沒辦法和不去向知識(shí)經(jīng)驗(yàn)豐富的教師或同學(xué)請(qǐng)教， 不重視相關(guān)學(xué)科知識(shí)的遷移。

2.大學(xué)生思維敏捷， 但缺少創(chuàng)新性思維方式。由于大學(xué)生知識(shí)面窄， 學(xué)科之間缺乏合理的整合， 致使他們思考問題時(shí)， 其思維方式往往是單一的和直線式的， 缺乏靈活性和全面性。

3. 大學(xué)生有靈感， 但缺少創(chuàng)新技能。許多大學(xué)生經(jīng)過長(zhǎng)期的腦力勞動(dòng)， 在大腦皮層留下一些暫時(shí)神經(jīng)聯(lián)系， 在特定因素的誘發(fā)和引領(lǐng)下， 這些暫時(shí)的神經(jīng)聯(lián)系會(huì)接通， 產(chǎn)生靈感。由于大學(xué)生缺少創(chuàng)新的技能， 雖然產(chǎn)生了靈感， 但這些靈感是短暫的， 缺少橫向的聯(lián)系， 最終只能曇花一現(xiàn)， 無果而終。

4.大學(xué)生有創(chuàng)新的熱情， 但缺乏廣泛的溝通和對(duì)社會(huì)的全面了解， 致使他們的創(chuàng)新目標(biāo)不夠明確。

二、大學(xué)生創(chuàng)新能力在數(shù)學(xué)建模課程中的培養(yǎng)途徑

數(shù)學(xué)建模作為重要的創(chuàng)新工具，一門跨專業(yè)跨學(xué)科的基礎(chǔ)類課程，改革其課程教學(xué)理論體系和實(shí)驗(yàn)實(shí)踐課程教學(xué)體系對(duì)創(chuàng)新能力的培養(yǎng)有重要意義。經(jīng)過對(duì)數(shù)學(xué)建模課程的改革進(jìn)行了大量的探索。可以歸納為以下幾個(gè)方面：

1.轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。將教學(xué)視點(diǎn)從教師轉(zhuǎn)移到學(xué)生，關(guān)注學(xué)生的需要和興趣，不再把他們看作是消極的被動(dòng)接受知識(shí)的對(duì)象，而是具有創(chuàng)造性潛能和豐富個(gè)性的主體。

2.加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力。盡可能地為學(xué)生提供實(shí)踐的機(jī)會(huì)，訓(xùn)練他們的創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力.培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立獲取知識(shí)、搜集處理信息的能力，發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，以及掌握和運(yùn)用創(chuàng)新技術(shù)的能力等。

3.改革教學(xué)內(nèi)容，注重素質(zhì)教育和創(chuàng)新能力培養(yǎng)。適當(dāng)增加一些應(yīng)用內(nèi)容，但不應(yīng)是簡(jiǎn)單的應(yīng)用問題，而是具有實(shí)際背景的應(yīng)用問題，以增強(qiáng)數(shù)學(xué)知識(shí)的應(yīng)用性，教會(huì)學(xué)生學(xué)以致用。

4.以數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽為導(dǎo)向，合理組織教學(xué)內(nèi)容，如模塊化教學(xué)等。

三、數(shù)學(xué)建模課程改革提升大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)水平實(shí)施方案

本文研究的主要目標(biāo)是以大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃為契機(jī)探索數(shù)學(xué)建模課程的改革。現(xiàn)行的數(shù)學(xué)建模教學(xué)改革多數(shù)以數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽為契機(jī)，很大程度上以提升數(shù)學(xué)全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽成績(jī)?yōu)槟康模覀兺黄七@一慣常模式，以創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)計(jì)劃為契機(jī)，制定了具體實(shí)施方案

1.通過各專業(yè)教師了解專業(yè)情況。

2.通過學(xué)校或院系間的協(xié)調(diào)合作，召開座談洽談的形式，深入了解各專業(yè)的人才培養(yǎng)的要求和對(duì)數(shù)學(xué)具體的要求。

3.修訂理論教學(xué)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。

4.反饋理論教學(xué)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容修訂預(yù)案給各院系專業(yè)課負(fù)責(zé)人，再次調(diào)整方案。

5.以創(chuàng)新為目標(biāo)，與專業(yè)課老師合作擬定實(shí)踐的題目、內(nèi)容和計(jì)劃。

我們通過這些具體方案的實(shí)施提升了學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的水平和能力，學(xué)生的學(xué)生創(chuàng)新熱情、創(chuàng)新意識(shí)也空前高漲。我們?cè)趯?shí)際教學(xué)實(shí)踐中解決了以下幾點(diǎn)教育教學(xué)問題：

（1）深入了解各個(gè)專業(yè)學(xué)科教學(xué)的特點(diǎn)和內(nèi)容，根據(jù)各個(gè)專業(yè)學(xué)科的特點(diǎn)，合理設(shè)置按專業(yè)分類的理論實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。

（2）深入了解各個(gè)專業(yè)學(xué)科研究的前沿，根據(jù)設(shè)置實(shí)踐的題目、內(nèi)容和方案。

（3）指導(dǎo)學(xué)生在實(shí)踐中和專業(yè)課程的學(xué)習(xí)中發(fā)現(xiàn)問題，并利用數(shù)學(xué)建模的技能解決實(shí)際問題。

四、按專業(yè)分類進(jìn)行數(shù)學(xué)模型課程理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)置方案

1.按專業(yè)分類，設(shè)置數(shù)學(xué)建模課程理論教學(xué)內(nèi)容。

因?yàn)楦鱾€(gè)專業(yè)人才培養(yǎng)的目標(biāo)不同，專業(yè)教學(xué)的內(nèi)容也各不相同，專業(yè)學(xué)習(xí)對(duì)數(shù)學(xué)的要求也不相同。如農(nóng)學(xué)專業(yè)更多的需要學(xué)生掌握概率理論的應(yīng)用;而工科對(duì)學(xué)生掌握函數(shù)理論，微分方程理論的要求更高;而管理類對(duì)學(xué)生更多規(guī)劃理論。所以數(shù)學(xué)建模課程的安排應(yīng)根據(jù)專業(yè)要求的不同，設(shè)置的重點(diǎn)內(nèi)容也應(yīng)有所差異。

2.按專業(yè)分類，設(shè)置數(shù)學(xué)建模課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。

因?yàn)楦鱾€(gè)專業(yè)的要求不同，數(shù)學(xué)建模課程理論教學(xué)內(nèi)容設(shè)置不同，相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容也應(yīng)各不相同，尤其是教學(xué)時(shí)選用的數(shù)學(xué)軟件各不相同。計(jì)算機(jī)和信息類的實(shí)驗(yàn)教學(xué)課側(cè)重于C，Matlab軟件的教學(xué)，工科類的實(shí)驗(yàn)教學(xué)課側(cè)重于Matlab軟件的教學(xué)，農(nóng)科類的的實(shí)驗(yàn)教學(xué)課側(cè)重于SPSS軟件的教學(xué)，管理經(jīng)濟(jì)類的學(xué)生教學(xué)類容的設(shè)置偏重LingDO和SPSS軟件的教學(xué)。

3.以創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)計(jì)劃為目標(biāo)，合理安排數(shù)學(xué)建模實(shí)踐的內(nèi)容，計(jì)劃，方案。

綜上所述，創(chuàng)新是高等教育的靈魂，以創(chuàng)新能力培養(yǎng)為目標(biāo)的教學(xué)改革必將受到學(xué)校和學(xué)生的歡迎和支持。前人對(duì)數(shù)學(xué)建模課程改革的目標(biāo)是將實(shí)際問題帶入課堂教學(xué)，而我們?cè)噲D將課堂搬出教室，讓學(xué)生在實(shí)際和專業(yè)課程學(xué)習(xí)中發(fā)現(xiàn)課題，將自己發(fā)現(xiàn)的問題帶入課堂研究，用所學(xué)的理論和方法解決。

參考文獻(xiàn)：

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基金項(xiàng)目：

湖南省教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃課題項(xiàng)目“基礎(chǔ)課程教育對(duì)大學(xué)生素質(zhì)培養(yǎng)及就業(yè)能力影響的研究”（XJK013CGD076） 階段性成果，湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)教改項(xiàng)目（B2013209）