土建類研究生創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式研究★

陳孝國 母麗華 杜 紅 馮玉鐵

(黑龍江科技大學(xué)理學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150022)

土建類研究生創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式研究★

陳孝國 母麗華 杜 紅 馮玉鐵

(黑龍江科技大學(xué)理學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150022)

以數(shù)學(xué)建模競賽為載體，探討了融合建模思想的土建類研究生課程教學(xué)改革方法和研究生創(chuàng)新團隊的構(gòu)建途徑，有利于學(xué)生建模能力的快速培養(yǎng)，同時以參賽為契機，建立了一套培訓(xùn)—競賽—指導(dǎo)—反饋為核心體系的學(xué)習(xí)型創(chuàng)新團隊培養(yǎng)模式。

數(shù)學(xué)建模，研究生，創(chuàng)新型人才，培養(yǎng)模式

建設(shè)創(chuàng)新型國家是我國發(fā)展的重要戰(zhàn)略之一，教育部已將提高學(xué)生創(chuàng)新精神和培養(yǎng)學(xué)生善于解決問題的實踐能力明確列入到《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010—2020年)》中[1-3]。隨著社會經(jīng)濟和生產(chǎn)技術(shù)的飛速發(fā)展，社會對人才的質(zhì)量要求明顯提高，研究生教育越發(fā)顯得重要。社會就業(yè)壓力的增大，也導(dǎo)致本科畢業(yè)直接攻讀研究生的現(xiàn)象成為了一種趨勢，研究生數(shù)量逐年遞增。在這種形式下，研究生教育質(zhì)量變得尤為重要。國家對研究生培養(yǎng)質(zhì)量高度重視。要培養(yǎng)出具有較高的科研能力和自主創(chuàng)新意識的優(yōu)秀人才。而科研能力的提高只有在日常學(xué)習(xí)中逐漸提高，沒有任何捷徑。課堂教學(xué)或者完成導(dǎo)師課題的活動，正是培養(yǎng)科研能力的機會。在研究生課堂教學(xué)中，如果借用數(shù)學(xué)建模手段可能會完成某些其他方法根本解決不了的或者解決得差強人意的科學(xué)問題。將問題完美解決，能激發(fā)研究生創(chuàng)新思維意識，能引導(dǎo)他們?nèi)绾芜M行建模，逐漸提高建模能力和創(chuàng)新能力。在遇到類似問題，將會迎刃而解[4-7]。盡管不同學(xué)科對數(shù)學(xué)建模的需求程度不同，但其對各學(xué)科的影響都是巨大的，數(shù)學(xué)建模的能力是可以在各個領(lǐng)域發(fā)揮作用[8]。但是，數(shù)學(xué)建模是一個通用的研究手段，不存在某些領(lǐng)域行不通的情況。為了完成一個數(shù)學(xué)建模工作，本身就需要若干個學(xué)科交叉研究，可能涉及到幾個不同學(xué)科，所以建模和學(xué)科之間沒有制約關(guān)系。因此迫切需要加強在數(shù)學(xué)建模思想的影響下各學(xué)科之間的相互交叉與滲透研究，以及研究生創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式研究。

1 基于數(shù)學(xué)建模競賽的土建類創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式的實踐

對于土建專業(yè)研究生，開展融合數(shù)學(xué)建模思想的土建類理工科研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式的探討和實踐具有現(xiàn)實意義。除了開設(shè)研究生數(shù)學(xué)建模課程之外，還要積極參加全國數(shù)學(xué)建模競賽。在參加競賽的過程中，指導(dǎo)教師負責(zé)把握整體思路，將任務(wù)拆分給每名研究生。他們進行大面積查閱相關(guān)資料和類似案例，這就是一個積極主動學(xué)習(xí)的過程。將資料深刻剖析之后，轉(zhuǎn)化為自己的思想，解決自己的問題，這就將學(xué)習(xí)的知識得到了提升和靈活運用。綜合問題得到解決之后，他們將體會到數(shù)學(xué)建模過程的樂趣，體會到分工合作的好處，體會到辛苦付出的收獲。這不僅能使研究生們提高建模能力，還能培養(yǎng)團隊合作意識，為高層次人才培養(yǎng)奠定堅實的基礎(chǔ)。

1.1 開展融合數(shù)學(xué)建模思想的研究生數(shù)學(xué)課程教學(xué)改革研究

針對當(dāng)前研究生數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課程側(cè)重講授數(shù)學(xué)方法，導(dǎo)致學(xué)生由于缺少數(shù)學(xué)建模思想的指導(dǎo)，不善于運用所學(xué)數(shù)學(xué)理論解決專業(yè)問題。為此，針對數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課教學(xué)中全部重要知識點探討設(shè)計恰當(dāng)?shù)慕＝虒W(xué)案例，并研究案例教學(xué)對學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新能力的影響，最終將數(shù)學(xué)建模的思想有效地應(yīng)用在土建類研究生數(shù)學(xué)課堂教學(xué)當(dāng)中。

探索開設(shè)數(shù)學(xué)建模選修課。為打造出研究生數(shù)學(xué)建模第二課堂一個普及平臺，嘗試進一步以講座的形式開設(shè)數(shù)學(xué)建模選修課，根據(jù)研究生專業(yè)和研究方向的不同探討選修課教學(xué)模塊的合理選擇，以及開設(shè)選修課對提高專業(yè)技能和科研能力的影響。搜集、整理和充分利用因特網(wǎng)上已有資源，自主研發(fā)數(shù)學(xué)建模網(wǎng)絡(luò)版教學(xué)課件，為提高數(shù)學(xué)建模教學(xué)質(zhì)量提供保障。

1.2 嘗試構(gòu)建“建模能力”促進下的研究生科研創(chuàng)新能力培養(yǎng)途徑

研究生需要具備一定的創(chuàng)新能力和創(chuàng)新思維，為了培養(yǎng)該能力，應(yīng)嘗試建立研究生數(shù)學(xué)建模機制。借助科研創(chuàng)新項目，數(shù)學(xué)建模指導(dǎo)教師和土建專業(yè)的研究生組成團隊，密切配合，共同完成項目。探究研究生數(shù)學(xué)建模思想，提煉并解決科研項目中專業(yè)問題的創(chuàng)新能力培養(yǎng)途徑。將具有一定難度的土建類工程問題得以有效解決，發(fā)揮數(shù)學(xué)建模手段在理工科科學(xué)問題當(dāng)中的重要性，啟發(fā)教師和研究生的科研思維。

1.3 以數(shù)學(xué)建模競賽為契機，構(gòu)建學(xué)習(xí)型研究生創(chuàng)新團隊研究

對參與數(shù)學(xué)建模競賽研究生專業(yè)分布、參賽動機、賽后收獲進行調(diào)研。通過組織研究生參加數(shù)學(xué)建模培訓(xùn)和競賽，從安排培訓(xùn)內(nèi)容、競賽組織模式、選拔和組隊、強化教學(xué)創(chuàng)新、賽后總結(jié)等方面探討形成一套較為合理的培訓(xùn)—競賽—指導(dǎo)—反饋體系。從建設(shè)跨學(xué)科交流創(chuàng)新團隊、激發(fā)創(chuàng)新意識、推廣數(shù)學(xué)文化等方面探討學(xué)習(xí)型研究生創(chuàng)新團隊的構(gòu)建途徑。

2 基于數(shù)學(xué)建模競賽的土建類創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式的成效

本項研究以提高應(yīng)用型高校人才培養(yǎng)質(zhì)量為目標，努力培養(yǎng)土建類研究生的專業(yè)興趣、專業(yè)素質(zhì)、科學(xué)素養(yǎng)、創(chuàng)新思維能力和科研實踐能力。恰當(dāng)?shù)卦谕两愌芯可n堂理論學(xué)習(xí)中貫穿數(shù)學(xué)建模思想和方法，利用數(shù)學(xué)建模的手段方便快捷地解決土建工程設(shè)計或施工中復(fù)雜的科學(xué)問題，甚至是其他方法至今未能解決的科學(xué)問題。既提高學(xué)生的數(shù)學(xué)建模意識和建模實踐能力，又能提高專業(yè)創(chuàng)新科研能力。主要取得了如下研究成果。

2.1 教學(xué)改革及創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式初步形成

通過各類調(diào)研，收集整理了土建專業(yè)的熱門科學(xué)問題。將數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課教學(xué)中的知識點盡量往科學(xué)問題靠攏，向科學(xué)問題拓展延伸。將課堂教學(xué)的工程案例在熱門問題中選取，引導(dǎo)研究生關(guān)注本學(xué)科的科學(xué)問題，為確定科研方向和撰寫科研論文提供幫助。成功開設(shè)了內(nèi)容模塊化的數(shù)學(xué)建模選修課。研究生通過數(shù)學(xué)建模選修課的學(xué)習(xí)，真正掌握了數(shù)學(xué)建模思想及方法，為提高土木專業(yè)技能和科研能力打下良好的基礎(chǔ)。通過組織研究生參加數(shù)學(xué)建模培訓(xùn)和競賽，從安排培訓(xùn)內(nèi)容、競賽組織模式、選拔和組隊、強化教學(xué)創(chuàng)新、賽后總結(jié)等方面形成了一套較為合理的培訓(xùn)—競賽—指導(dǎo)—反饋體系；借助開展建模創(chuàng)新實驗項目建立了研究生長期科研活動機制。得到了數(shù)學(xué)建模指導(dǎo)教師和專業(yè)教師的有效合作方式以及共同引導(dǎo)研究生結(jié)合專業(yè)知識和數(shù)學(xué)建模思想開展實踐研究的方法。通過對參加建模競賽學(xué)生的專業(yè)分布、參賽動機、培訓(xùn)認可度、賽后收獲進行調(diào)研，研究以建設(shè)跨學(xué)科交流為紐帶、激發(fā)創(chuàng)新意識為動力、參與科研項目為平臺的保障措施對實現(xiàn)學(xué)習(xí)型研究生創(chuàng)新團隊構(gòu)建的作用。

2.2 各類競賽成績顯著

在我校研究生院大力支持與各二級學(xué)院的積極配合下，近三年在“全國研究生建模競賽”和“東三省研究生數(shù)學(xué)建模競賽”中喜獲佳績，共獲得了國家二等獎4項，省一等獎5項，二等獎7項，三等獎8項，獲獎率達到了71%。

3 結(jié)語

通過本課題的不斷深入研究，將得到融合數(shù)學(xué)建模思想的土建類理工科研究生數(shù)學(xué)課程教學(xué)改革方法及實施步驟，同時形成一套較為合理的培訓(xùn)—競賽—指導(dǎo)—反饋體系，并在此基礎(chǔ)上構(gòu)建出學(xué)習(xí)型研究生創(chuàng)新團隊的實現(xiàn)途徑。這些研究成果將在培養(yǎng)研究生基本科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力方面發(fā)揮重要的作用。

[1] 張曉鵬.美國大學(xué)創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式探析[J].中國大學(xué)教學(xué)，2006(3):7-11.

[2] 劉鳳秋，畢 卉，陳東彥，等.融合數(shù)學(xué)建模思想的理工科研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式[J].高師理科學(xué)刊，2014,34(9):82-84.

[3] 陳孝國，朱 捷，宋作忠，等.CDIO教育模式在高等數(shù)學(xué)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺構(gòu)建中的應(yīng)用研究[J].高師理科學(xué)刊,2015,35(2):71.

[4] 陳朝輝.探索數(shù)學(xué)建模活動對應(yīng)用型人才創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng)[J].黑龍江教育(理論與實踐)，2015(1):73-74.

[5] 王樹忠，趙 輝，陳東彥.數(shù)學(xué)建模在創(chuàng)新型人才培養(yǎng)中的作用[J].高師理科學(xué)刊，2007,27(5):85-88.

[6] 陳東彥，李冬梅，劉鳳秋.基于學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的數(shù)學(xué)建模三級教學(xué)平臺建設(shè)[J].工程數(shù)學(xué)學(xué)報，2011(28):11-16.

[7] 華衛(wèi)紅，馬東堂.研究生教學(xué)改革的幾點研究思考[J].高等教育改革研究，2000,23(4):60-62.

[8] 施偉鋒.教學(xué)模式改革是提高工科研究生科研能力的最好切入點[J].高教論壇，2010(9):99-101.

Research on the training mode of innovative talents of civil engineering graduate students★

Chen Xiaoguo Mu Lihua Du Hong Feng Yutie

(CollegeofScience,HeilongjiangUniversityofScienceandTechnology,Harbin150022,China)

Mathematical modeling contest is used as the carrier to probe into the teaching reform of the graduate course of civil engineering and the way to construct the innovative team of graduate students, it is helpful for the students to cultivate the ability of modeling to properly design. At the same time, taking the competition as an opportunity, this paper sets up a set of training, competition, guidance and feedback as the core system for the training of innovative team.

mathematical modeling, postgraduate, innovative talents, training mode

1009-6825(2017)20-0227-02

2017-04-19★:黑龍江省學(xué)位與研究生教育教學(xué)改革研究項目(JGXM_HLJ_2016134)

陳孝國(1978- )，男，博士，副教授

G642.0

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