時間:2023-04-11 17:14:55
導語:在數學建模獲獎論文的撰寫旅程中,學習并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑,好期刊匯集了九篇優秀范文,愿這些內容能夠啟發您的創作靈感,引領您探索更多的創作可能。

為了讓更多的同學了解數學建模,以便于本協會其他活動的順利開展,在新生報到后,我們以高教社杯全國大學生數學建模競賽為契機,通過宣傳和組織,展開數學建模推廣活動,向廣大同學介紹數學建模相關知識,推廣月的主要內容有:數學建模競賽的介紹,數學建模所涉及的數學知識的介紹,數學建模相關軟件的推廣等。推廣月活動的主要形式是:橫幅、宣傳材料、人工咨詢等。
二、組織學生參加每年高教社杯全國大學生數學建模競賽。
一年一度的高教社杯大學生數學建模競賽將于9月15日左右如期舉行,屆時本協會將在相關指導老師的統一安排下,組織參賽隊伍參加此次大賽,力爭為我校爭取榮譽。
三、年度會員招收工作。
在校社團管理部統一安排的時間,展開新會員招收工作,主要針對大一新生,并適量吸收大二學生,為協會增加一些新鮮力量,為協會的長足發展注入新的活力,招新活動將持續兩到三天,在兩校區同時進行。
四、干事招聘會。
在招新活動結束后,我們將在全校范圍內的,由協會內部主要負責人組成評審團,通過公開招聘的形式,招收一批具有突出能力的新干事,組成一支新的工作人員隊伍,為更好的開展協會活動和服務會員打下基礎。招收新干事部門有:辦公室、外聯部、實踐部、宣傳部、科研部、網絡信息部。
五、數學建模專題講座。
邀請本協會指導老師廖虎教授、余慶紅、吳文海等,舉辦三到四次數學建模專題講座,為廣大同學提供一個了解數學建模、學習建模知識的平臺。
六、會員大會。
擬于每年10月下旬和12月上旬,召開兩次西安電力高等專科學校數學建模協會會員大會;會間將有請協會的輔導老師:廖虎教授、余慶紅、吳文海等和其他兄弟協會。屆時幾位輔導老師將介紹數學建模的意義和魅力,并講述大學生數學建模大賽的來歷、發展、參賽形式和我校每屆參與大賽的獲獎情況等,讓新會員更快的認識數學建模,并激發其學習數學的積極性,讓其更好的參與以后協會的活動。
七、西安電力高等專科學校第二屆大學生數學建模競賽。
為進一步提升我校學生參與數學建模的積極性,提高數學建模的廣泛參與性,我們擬于每年11月中旬舉辦西安電力高等專科學校第二屆大學生數學建模競賽;大賽將分為4組,針對不同層次的大學生評選出獲獎作品。比賽結束之后將舉行頒獎大會,為各個參賽組獲獎選手頒發獎品。
八、數學建模經驗交流會。
為加深我校學生對數學建模知識的了解,幫助同學們參與到數學建模事業中去,我們擬邀請全國大學生數學建模競賽獲獎選手與協會會員一起交流比賽經驗,并由獲獎選手回答提問。
關鍵詞:高職教育;數學建模;建模競賽
中圖分類號:G633.93 文獻標識碼:A 文章編號:1002-7661(2012)11-0015-01
一、引言
近十幾年來,中國大學生數學建模競賽已成為目前全國高校中規模最大、影響最廣的大學生課外科技活動。該項競賽能幫助學生提高創新能力、競爭力和一些優秀的品質,在某種意義上說是提前了解到今后走向工作崗位后所需要的能力和品質。是讓大學生將所學書本知識應用于解決社會科學和社會活動中的實際問題。這種分析問題、解決問題能力的培養對尚未走出校門的學生來講是十分重要的。它不僅能加深學生對所學數學知識的理解,而且可以拓寬學生的思路,改變學生已有的思維定勢,鍛煉學生的團隊合作精神,培養學生利用各種資源進行再學習的能力,并且還能使學生學會補充、更新知識的方法,這對學生今后的學習和將來的工作都將會產生深遠的影響。
二、在高職中如何開展數學建模活動
1、開設數學建模選修課,普及建模方法,提高群體建模能力。數學建模教學對培養學生運用數學工具分析解決實際問題的能力, 培養學生的創新意識和能力, 推進數學教學改革的深入發展, 都具有重要的意義。因此, 我們一方面將數學建模思想引入日常的數學課程教學中, 進行教學改革,我們逐漸的改革以前傳統的數學教學方式,以單純的知識點來進行教學組織的模型。在教學中,我們更加注重于知識的應用而不僅僅只是知識的簡單傳授,更多的是以案例的方式、結合相關專業的學生特點來進行教學。例如,在講解線性方程組的時候引入交通網絡流的案例、在講解邏輯關系時候要求學生化解諸如if(x>0||(x100))中的邏輯語句等、在講解期望的時候要求學生分析生活中的現象:在一次旅游途中,小王看到有人用20枚簽(其中10枚標有5分分值,10枚標有10分分值)設賭。讓游客從中抽出10枚,以10枚簽的分值總和為獎罰金額,下表
你看,有獎有罰,在11個分值中有4個分值可以獲獎,且最高獎額為100元;只有3個分值要受罰,而罰額僅為1元,很有吸引力吧?怪不得有些游客摩拳擦掌,躍躍欲試。那么這些獎是不是這么好拿呢?
一方面, 我校在大一和大二學生中開設數學建模選修課。數學建模選修課的開設受到了學生的好評, 教學效果良好。此舉既普及了數學建模知識, 又為數學建模競賽培養了選手。在數學建模課上,以案例教學的方式構建課程教學內容,讓學生在應用中體會數學建模的技術。 數學建模課程建設是數學建模競賽取得優異成績的前提; 另一方面, 數學建模競賽題目都是來自實際問題, 需要教師們平時積累豐富的資料, 在教學和輔導中不斷完善, 灌輸新思想、新方法, 因而促進了數學建模課程的建設。
2 、賽前輔導階段,對學生進行暑假集中培訓是一個必須且非常重要的環節,在培訓中堅持以學生為主體,讓學生在興趣中進行學習,這樣才能更有效率。對學生的暑假集中培訓我校大致可以分成三個階段。第一階段主要是給準備參賽的學生簡單介紹一些參加數學建模競賽的基本知識點和方法,以及在進行數學建模中應該要注意的地方。第二階段主要讓學生自己讀論文,講論文,不要以為看看就明白了,在這個階段一定要督促學生細細的去讀,自己親自動手去做,只有自己親自去做,才能真正的學到數學建模的方法。第三階段,進行3-4次的強化模擬訓練,讓學生親自去做論文,只有這樣,他們才能真正體會到數學建模的力量,同時真正的學習東西,才能在學中發現問題。例如,在2010年暑假集中培訓中,學生在做水資源的評價分析的題目時,就自己學習和利用了很多方法,比如有TOPSIS逼近理想解排序法等,后來在比賽期間,學生就利用這個方法在2010年的全國大學生競賽中摘取高教社杯的榮譽。
關鍵詞:數學建模競賽;高職學生;綜合素質培養
中圖分類號:G710 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)32-0214-02
高職教育的培養目標是培養面向生產和服務第一線的高級技術應用型人才,在高職教育中培養學生具有創新精神和實踐能力,提升學生的綜合素質。實踐表明,數學建模是提高學生綜合素質的有效途徑,在教學過程中如果能將數學建模活動與高等數學教學有機融合,就能在教學中提高學生的綜合素質。
一、數學建模的內涵及數學建模競賽的發展
數學模型是把實際問題進行簡化,并用數學語言和方法作出抽象或模仿而形成的一種數學結構。本德(E·A·Bender)認為,數學模型是關于部分現實世界為一定目的而作的抽象、簡化的數學結構。數學模型定義為現實對象的數學表現形式,或用數學語言描述的實際現象,是實際現象的一種數學簡化。
數學建模是建立數學模型的過程,是利用數學方法分析和解決實際問題的實踐活動。
大學生數學建模競賽最初是在美國舉辦的,我國大學生在1989年開始參加美國舉辦的數學建模競賽。1992年在我國舉辦了十個城市的大學生數學建模聯賽,是由中國工業與應用數學學會組織發起的,社會反響很好。因此,從1994年起我國每年舉辦一次全國大學生數學建模競賽活動,由教育部高教司和中國工業與應用數學學會共同主辦。競賽宗旨為:創新意識、團隊精神、重在參與、公平競爭。
縱觀歷屆全國大學生數學建模競賽,賽題大都來源于工程技術、經濟管理、社會生活等領域中的實際問題。這些競賽問題緊密結合社會熱點,非常具有實用性和挑戰性。賽題沒有標準答案,這需要參賽學生可充分發揮自己的創造精神,結合實際問題靈活運用數學和計算機軟件以及其他學科的知識,建立、求解、評估、改善數學模型。數學建模過程使學生的分析問題、解決問題的能力得到鍛煉和提升。
二、數學建模競賽對高職學生綜合素質的培養作用
在高職院校開展數學建模競賽活動是培養學生創新能力的載體,能培養學生觀察力、創造力、聯想力,培養學生使用數學語言的翻譯能力、文字表達能力和綜合分析能力,以及使用當代科技最新成果的能力。培養學生的協調組織能力和團隊精神,數學建模競賽的整個過程是這些能力的綜合體現。
1.數學建模競賽有利于培養學生的創新精神和創新意識。數學建模沒有現成的模式,學生建模時要充分發揮自己的創造力去解決實際問題。要從各種不同的問題中發現其本質,做出合理的假設,使問題簡化,建立數學模型。因此,數學建模競賽是一項創造性的思維活動,是一個創造性工作的過程,在這個過程中學生的創新精神和創新意識能得到充分發揮和培養。
2.數學建模競賽有助于培養學生自學能力和綜合運用資料的能力。數學建模是眾多學科知識、技能和能力的高度綜合。在數學建模活動中,由于建模所需要的很多知識是學生原來沒有學過和接觸過的,圍繞問題需要學生廣泛查閱相關的資料,迅速找到自己所需要的材料,通過自學和討論進一步掌握相關的數學知識和方法。因此,數學建模競賽能培養學生的自學能力和運用資料的能力,這兩種能力是學生今后學習和工作所必需的,為學生就業奠定堅實的基礎。
3.數學建模競賽有利于培養和提高學生的計算機應用能力。計算機技術和數學軟件的迅速發展,為數學建模的應用提供了強有力的工具。在數學建模中計算機軟件發揮著重要的作用,在建模前,利用計算機軟件對于復雜的實際問題進行計算或圖形分析來確定模型,在建模后,還要利用計算機軟件進行編程或完成大量復雜的計算和圖形處理。在建模中主要應用的軟件有Mathenatica、Matlab、Lingo/Lndo和SPSS等,利用這些軟件解決相關的數學問題。因此學生在建模的過程中使用計算機軟件解決建模問題,是數學建模非常重要的環節,可以提高學生的計算機應用能力。
4.數學建模幫助學生增強寫作技能,提高論文的寫作能力。數學建模的最終結果是要求學生用論文的形式給出,論文主要包括問題分析、模型假設、變量說明、模型建立、公式推導或數學論證、計算方法設計和計算機實現、計算結果、結果分析和檢驗、優缺點和改進方向等方面的問題。競賽評獎以假設的合理性、建模的創造性、結果的正確性和文字表述的清晰程度為主要標準。這就要求學生要有一定的文字底蘊。如果學生的論文不能將獨特的建模方法、出色的建模結果清晰地表達出來,這樣寫出來的論文結構不合理,條理不清晰,文字表達不確切,特色不鮮明,學生將很難獲獎。因此,數學建模競賽為學生提供了一個展示自我的平臺,為學生創造了鍛煉的機會,通過數學建模競賽,學生的寫作能力和水平將有大幅度的提高。
5.數學建模有利于培養學生的團隊合作意識和團隊合作精神。數學建模競賽要求三個人組成一隊,競賽是否成功取決于團隊協同作戰的好壞。在組隊時,優勢互補;在數學建模的過程中,隊員間將發揮各人所長,取長補短,相互配合、共同切磋、共同剖析、互相交流、互相質疑、互相探究、合理分工,培養學生建立良好的人際關系,相互合作的工作能力。團隊精神和協調能力對于高職學生來說將終生受益,以至于對他們今后的發展都是非常重要的。
三、數學建模競賽成績
筆者所在的學院數學建模競賽起步較晚,2009年首次參加全國大學生數學建模競賽,至今取得了可喜的成績。在四年間間累計參賽隊22支,其中,2支隊伍獲得全國大學生數學建模競賽(吉林賽區)二等獎,4支隊伍分獲三等獎,其他均獲得成功參賽獎。在省數學建模競賽中獲得二、三等獎的好成績。目前,筆者所在的學院已經形成一支默默耕耘的建模指導團隊,這些教師對數學建模競賽有了一定的指導經驗。同時,學院已經出臺對學生參加各種競賽進行獎勵的各種規章制度,這為順利開展數學建模競賽活動起到了很好的促進作用。學院的重視和各種獎勵政策的保證,數學建模活動會逐漸得到普及,數學建模競賽對高職學生綜合素質的培養作用也會逐漸顯現出來。
總之,學生通過參加數學建模競賽,親自參加了將數學應用于實踐的嘗試,親自參加了發現和創造的過程,能取得在課堂里和書本上所無法獲得的寶貴經驗和親身感受,這必能促使他們更好地應用數學、理解數學和熱愛數學,在知識、能力及素質方面得到鍛煉和提高,學生的綜合素質得到提升。
參考文獻:
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[關鍵詞] 大眾化 數學建模 教學模式
一、數學建模大眾化教學的必要性
進入21世紀,我國高校大量擴招,辦學規模不斷擴大,學生數量增多,水平也參差不齊,高等教育已逐步從昔日的精英教育轉向大眾化教育,高校數學教育觀念也由“英才數學”轉向了“大眾數學”,其目的不在于培養數學家,而是以培養實用型、創新型人才為目標,側重于培養學生的數學思想、數學方法和數學素質,使學生逐步具備應用數學的意識和能力,數學建模大眾化教學正是實現這一目標的有效途徑。
數學模型是關于部分現實世界和為一種特殊目的而作的抽象、簡化的數學結構。數學建模就是構造數學模型的過程,即用為了認識客觀對象在數量方面的特征、定量地分析對象的內在規律,用數學的語言、符號、圖表等近似的刻畫和描述實際問題,然后經過數學的處理,通過計算、編程等手段得到定量的結果,以供人們分析、預報、決策和控制等參考。數學建模已滲透到社會、經濟、環境、生態、醫學、地質和工程等各種廣泛的領域,成為對研究對象的特性進行系統研究所不可缺少的基礎。數學建模是數學知識和應用能力共同提高的最佳結合點,是啟迪創新意識和創新思維、鍛煉創新能力、培養高層次人才的一條重要途徑;也是激發學生欲望,培養學生主動探索、努力進取的學風和團結協作精神的有力措施。
目前,全國大學生數學建模競賽已成為真正的“一次參與,終生受益”、面向全國高等院校每年一屆的規模最大的傳統競賽。參加競賽有利于培養學生的想象力和自學能力,有利于培養學生的團隊精神和協作意識,有利于培養學生的自主創新能力和應用能力,有利于大學生順利地踏上工作崗位并很快適應工作。但競賽畢竟是競賽,參加競賽的同學較在校生而言仍是很少的一部分,實現數學建模大眾化教學是全面培養學生數學素質,提高學生自主創新能力和應用能力的重要方式,是實現大眾數學的有效途徑。
二、數學建模大眾化教學模式的研究和實踐
數學作為一門科學,一個基礎,一個工具,在人們的日常生活及生產建設中發揮著非常重要的作用。大學數學教育的任務是通過教學活動讓學生學習、掌握數學的思想、方法和技巧,并能學以致用。作為工科院校的一個分校區,針對當前學生的層次和校區現有條件,我們對數學建模課的教學模式進行了調研、分析對比和探討,進行了以下探索工作。
1.數學建模思想在數學類主干課程中的滲透。面向一、二年級的學生,將數學建模思想在高等數學、線性代數和概率論與數理統計課等主干課程中滲透,嘗試改變傳統的數學課的教學方法和教學內容,利用現代多媒體技術和各種計算軟件,遴選典型案例庫,穿插到正常的授課過程中,宣傳數學建模,將數學學習與豐富多彩、生動活潑的現實生活聯系起來,使他們了解數學有什么用,怎樣用,并讓他們體會到,真正的應用還需要繼續學習,數學不是學多了,而是還遠遠不夠,激發他們學習數學的興趣、積極性和主動性。
2.開設選修課。數學建模是一個非常復雜的過程,學生不但需要掌握建模的主要類型和方法等數學知識,更需要掌握常用軟件(如Matlab、Lingo等)的使用方法、計算機操作能力和組織寫作能力。我們在校區范圍內,利用課外活動時間,開設了《數學建模》、《數學實驗》和《數學模型優秀案例》三門選修課,涉及到的主要建模方法有:線性規劃、整數規劃、非線性規劃、動態規劃、排隊論、圖論方法、微分方程和差分方程方法、層次分析法、綜合評價法、概率統計方法、回歸分析法、對策論方法和灰色系統分析方法等。采用多媒體上課和上機相結合的授課方式,授課內容以案例教學為主,這樣的教學過程,學生能親身體會到,身邊的實際問題是如何用數學方法解決的,感覺很有趣、有意義,學生學習的積極性大大提高。而且,學生在解決實際問題時,常常要借助數學軟件求解,也激發了他們學習相關軟件的自覺性。
3.數學建模興趣小組活動。通過數學建模思想的啟蒙和數學建模選修課的學習以及數學建模競賽的影響,很多同學對數學建模產生了濃厚的興趣。我們積極加以引導和鼓勵,在校區范圍內成立數學建模興趣小組。小組活動比較自由,以自學、互相交流為主,主要目的是在校區范圍內形成濃厚的數學建模氛圍,讓更多的學生參與進來。教師主要是針對實際問題的某一方面,提出小的問題,指導學生如何建立模型,并撰寫小論文,學生也可以針對自己感興趣的問題完成論文或報告。
4.競賽集訓。為了積極備戰全國大學生數學建模競賽,每年在校區范圍內選拔一批比較優秀的學生(多數是選修課和數學建模興趣小組的學生)組成數學建模研討班,利用暑假為期兩周左右的時間進行強化集訓,內容一般是建模方法、軟件使用和模擬練習。通過訓練,大部分同學熟悉了競賽的流程,掌握了競賽論文的基本寫法。根據集中學習結果,再選拔參加競賽的隊伍,并配備指導教師。
三、數學建模活動的啟示
1.數學建模重在普及、重在過程、重在學生受益面。一年一度的全國大學生數學建模競賽如期舉行,很多學校都很重視,尤其重視競賽獲獎和名次,這也是提高和刺激數學建模上水平的強有力指揮棒。但數學建模是為了培養大學生的數學素質,培養學生用數學方法解決實際問題的創新能力,不僅僅是為競賽服務,參加競賽的同學畢竟是少數,所以數學建模活動的開展,重在普及、大眾化,加大學生的受益面,不論水平如何,競賽結果如何,重在學習的過程。
2.數學建模促進教學改革。幾十年來,大學數學教學內容幾乎沒有明顯的改變,重經典輕現代,重解析輕計算,重連續輕離散,重理論分析輕綜合應用,重閉卷考試輕綜合考查。數學建模的實踐教學,充分利用計算機手段,將數學理論和實際問題相聯系,讓學生自己建立數學模型,自己在計算機上實現,學生真正成為教學的主體,提高了教學效果。數學建模思想在大學數學主干課程中的滲透,小模型、小案例的引入,將進一步推動數學教學改革的步伐。
3.數學建模促進科學研究。數學建模是“問題驅動的數學”。做好數學建模不僅要有扎實的數學知識,還要有經濟、生物、環境、工程等專業知識,要熟悉常用的數學軟件和仿真等計算機手段,這些都需要進行深入的理論研究。
數學建模大眾化教學模式已從學生受益面、提高競賽水平、推動教學改革、促進科學研究等方面取得了初步成效,我們將更加深入具體地研究,以期形成更加成熟的教學模式。
參考文獻:
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[3]樂勵華等.數學建模教學模式的研究與實踐[J].工科數學,2002.
數學建模是數學走向應用的必經之路,是利用數學方法解決實際問題的一種模式,數學建模是一種微型科研的過程,是進行研究性學習的一種有效組織形式。我國從1992年開始由教育部高教司和中國工業與應用數學學會舉辦的全國大學生數學建模競賽已成為我國高校規模最大的課外科技活動。數學建模競賽提供了學生接觸現實問題的一個平臺,這對學生把所學的數學、計算機和其他專業知識用于實踐提供了舞臺,培養了學生分析問題、解決問題的能力,鍛煉了學生的創造力、想象力、思維發散能力和創新性思維能力。
將數學建模思想融入高等數學教學是經實踐證明的必要且可行的教學方法,這對于推動高等數學教學方法的改革、提高高等數學的趣味性、應用性和教學效果具有深遠的意義,全國數學建模競賽組委會李大潛院士表示“我們要開展數學建模競賽活動,努力將數學建模思想融入數學類主干課程,讓學生在學習知識的同時,有發現和創造的過程”。將數學建模思想融入到數學主干課教學指的是在數學教學中突出數學思想的來龍去脈,揭示數學概念和公式的實際來源和應用,恢復并暢通數學與外部世界的血肉聯系,它的意義在于打破了原有的高等數學課程只重視理論,忽視應用的教學內容安排,它在整個高等數學的教學過程中給學生展示了一個完整的數學,同時也訓練了學生的思維推理能力。使學生不僅學到了數學知識,而且增長了應用數學知識解決實際問題的本領。這對于培養學生的創新思維和數學應用能力,提高數學建模競賽的競賽水平,提高高等數學的教學質量都具有重要的現實意義。
由于數學建模競賽對學生的數學水平和科研能力提出了進一步要求,并且據競賽組委會介紹,目前在全國大學生數學建模競賽中數學專業的學生僅占10%,參賽的非專業學生占了多數,所以通常準備參加競賽的學生都要參加學校組織的競賽培訓。那么,學生如何更有效地學習數學建模,教師如何對學生進行競賽培訓才能使數學建模競賽在培養學生應用創新能力、促進大學數學課程教學改革等方面發揮更大的作用呢?本文將探討如何使圍繞數學建模競賽開展的一些列教學活動在以下兩方面都發揮更大的作用,一方面是將數學建模思想融入數學公共課程從而提高高等數學教學水平,另一方面是通過開展合適的教學培訓活動提高數學建模競賽水平。方法就是改革數學建模競賽的培訓模式,摒棄僅通過短期培訓追求某次競賽成績的功利心理,制定長期的競賽培訓計劃,使圍繞競賽開展的一系列教學活動在教學改革和數學建模競賽活動中達到相互促進共同提高的作用,實現良性循環,這將是一個值得深入研究的問題。
黑龍江八一農墾大學圍繞數學建模競賽開展了大量的教學活動,經過多年的教學實踐和不斷地研究探索,在數學建模競賽的培訓策略和模式方面積累了不少經驗,并且經過長期實踐驗證了這些方法不但有利于提高學生學習數學的效率和興趣,同時對于提高競賽成績也是有效的。尤其是近幾年學生參加數學建模競賽的規模增長迅速,參賽學生幾乎遍及全校各個專業,學生的學習程度、興趣愛好等差異性增大;各類數學建模競賽的試題類型都更趨向于專業性強、交叉性強、復雜性強的新特點。為解決數學建模競賽所面臨的新問題新挑戰,需要對數學建模競賽培訓進行更深入的研究,制訂數學建模競賽培訓的新模式,這種新方法充分考慮到在高等數學課程中潛移默化的融人數學建模思想這個策略,使學生可以更好地了解數學知識的來龍去脈,建立學數學用數學的思想,提高學生的數學綜合素質,同時通過這樣的教學活動讓學生了解數學建模競賽,再配合后期的競賽培訓活動從而達到通過數學建模競賽提高學生綜合素質的目的。
二數學建模競賽培訓的新模式
為了讓學生通過圍繞數學建模競賽開展的教學活動增強解決實際問題的實踐能力,提高數學課程的學習效果和興趣,將數學建模的思想方法應用于專業課程的學習和專業問題的研究中去,也為了讓學生更好地參加各類數學建模競賽,對數學建模競賽的培訓體系和策略進行了深入研究,采取“三步走”的競賽培訓策略,在培訓過程中抓住一條“時間線”,循序漸進的進行數學建模知識和方法的講授和訓練,從大一開始對學生的數學建模活動按照培訓計劃進行按部就班的培訓,從而使數學建模競賽真正的起到為教學服務的目的。本文介紹的競賽培訓新模式的具體結構框架如圖1所示,具體步驟為:
第一步:“潤物細無聲”――將數學建模思想融入高等數學課程。在保持高等數學課程原有體系和教學學時基本不變的前提下把數學建模思想融人到高數教學中去,一方面可以激發學生的學習高等數學的興趣,解決高等數學抽象性強、學生在學習過程中感到枯燥無味的問題。另一個方面也讓學生感受到數學模型的無處不在和數學思想方法的無所不能,充分調動學生應用數學知識解決實際問題的主動性,從而激發學生對數學建模的興趣和熱情,提高學生學數學和用數學的能力,提高數學建模競賽水平。
具體的做法是在高等數學課教學過程中有計劃地適當滲透數學建模思想,在保持高等數學課程原有體系不變的情況下,在數學概念和定理的引入和應用中融入建模思想。首先,數學概念來源于實際需要是數學思維的細胞,在數學概念的教學中融人數學建模思想就是要講清楚概念產生的來龍去脈以及數學思維過程,例如定積分的概念本身就是一個完整的數學建模過程,在講解概念的過程中有意識的滲透數學建模的思想和方法,不僅能使學生記住概念,更重要的是使學生真正了解到問題的本質,培養了建立數學模型解決實際問題的思想。同樣,定理的講解在高等數學的教學中也占有非常重要的地位,在諸如微分中值定理的應用、最小二乘法的應用等內容中都非常適合融人數學建模思想。把這些數學建模思想融入高等數學教學作為數學建模競賽培訓的一部分,制定周密的培訓方案,寫出具體的培訓計劃,選用合適的培訓教材,編寫高等數學應用問題案例。通過這些教學方法和理念的改革可使學生的洞察力、想象力和創造力得到培養和提高,為學生架起一座從數學知識到實際問題的橋梁。
第二步:“更上一層樓”――根據一條“時間線”安排數學建模競賽輔導。為了讓學生了解和掌握更多的數學知識和方法,從而更好地參加各種數學建模競賽,我們按競賽的時間分別組織三次培訓,每年4月針對東北三省數學建模聯賽組織大二學生參加東北賽培訓,每年暑假針對全國大學生數學建模競賽組織全國賽培訓,每年1月組織針對美國大學生數學建模競賽的美國賽培訓。采用這種階段性培訓方式,根據培訓的時間,在每個培訓階段都制定不同的培訓目的,設計不同的培訓計劃,選擇逐漸深入的培訓內容,并針對學生具體情況采用自編教材。真正做到因材施教,體現階段性遞進的培訓模式。首先,在最開始的在東北賽培訓階段主要講授數學建模的過程和建模基本方法,Matlnb軟件的基本命令以及科技論文的寫作等,在這一階段的培訓中各種建模方法不要求學生熟
練掌握它的過程和具體的求解方法,而是要了解這些方法是解決什么問題的?常用于哪些現有的模型中?這種方法對所求問題有哪些要求?它的輸入和輸出變量都有哪些?到真正用的時候可以在查閱資料現學現用,這一階段培訓的重點是要培養學生根據需要獲取知識的興趣和能力,以及對數學建模的思維和過程的了解和熟悉。在全國賽培訓階段主要補充數學建模的理論知識,繼續介紹Lingo/Lindo軟件、SASS軟件等數學軟件的使用,并進行模擬訓練強化數學建模競賽氛圍和過程。這一階段要求學生熟練掌握線性規劃、多元統計、插值擬合、微分方程、圖論等常用的數學方法,同時了解如排隊論、系統模擬等方法,培養學生發現問題、分析問題、應用數學知識建立數學模型解決實際問題的實踐能力和上機實驗的動手能力。針對美國賽培訓主要強化學生的科技英語的閱讀、寫作能力。訓練學生對外文文獻的檢索和閱讀能力,學習了解所學學科的國際前沿的研究動態,提高自己的科研能力和意識。
第三步:“反饋再提高”――賽后研討,修正數學建模競賽培訓方案。注重賽后總結,是逐步提高競賽成績的有效方法。每次競賽結束以后,首先由指導教師針對賽題進行分析與講解,幫助學生深入理解問題,然后由各隊根據所做結果查找論文工作中的不足,并展開對問題的深入探討,以小組討論的形式進行交流,使討論班上不同的思想火花不斷地進行碰撞、交融,所有小組都能夠通過討論而達到共同進步的目的。同時通過開會總結本年度的競賽工作,參加競賽學生交流競賽經驗、心得體會、開大會表彰、獎勵獲獎學生等系列活動,及時發現競賽培訓工作中的問題,總結經驗,從而推動學校高等數學課程的教學改革,培養學生應用數學知識解決實際問題的能力,為逐步提高競賽成績打下良好的基礎。
另外,結合數學建模競賽培訓的過程和參加競賽中遇到的問題,對數學建模競賽培訓模式進行深入研究,探討數學建模思想融入高等數學課程的實施方法,改進培訓方案中的不足,增刪培訓內容,修正培訓計劃,完善數學建模競賽培訓體系。
總之,通過對數學建模競賽培訓模式的研究與實踐,構建了新的數學建模教學體系,該教學體系融數學建模理論學習、計算機軟件學習和競賽過程于一體,通過對數學建模教學體系的實施,促進大學數學課程的教學改革,實現將數學建模思想融入高等數學課程的目的,并最終實現其他專業課程的教學改革。實踐證明圍繞數學建模競賽開展的教學活動能夠為學生更好地參加數學建模競賽提供了平臺,并且能夠在促進大學數學課程的教學改革,實現將數學建模思想融入數學類課程方面發揮更大的作用。
參考文獻
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[2]李大潛,將數學建模思想融入數學類主干課程[J]中國大學數學,2006(1):4-8.
高職數學技能競賽與常規教學的融通制度,主要是指后者為前者提供必要的知識、技能和素質的準備,前者對后者的教育教學結果進行綜合應用和實戰檢驗,并對實施過程中存在的問題進行反饋和修正。兩者相互作用,相互促進,既體現共性的培養,又重視個性的發展,形成良性互動的循環體,共同服務于高技能型人才的培養過程和培養目標。
目前,高職院校數學技能競賽主要分為兩大類。第一類是每年一屆的全國大學生數學建模競賽,目前已成為全國高校規模最大的基礎性學科競賽,也是世界上規模最大的數學建模競賽。第二類是由各省、市、自治區舉辦的大學生數學競賽(高職高專組)。一般意義上的數學技能競賽,通常是指以前者為主體的各類數學建模競賽。
1建立數學技能競賽與常規教學融通制度的意義
數學技能競賽和常規教學之間的融合和互通并不是簡單的堆砌和合并,而是需要有機、系統的結合,才能發揮出最大的教學效果。因此,建立和完善一套行之有效的數學技能競賽與常規教學的融通制度,對高職院校來說具有重大的必要性和迫切性,也是高職院校實施創新強校工程的重要一環。
1)及時發掘和培養應用型和技術技能型的人才。
《方案》指出:深化人才培養體制改革,實施拔尖創新人才培養計劃、應用型與卓越人才培養計劃,建立人才培養創新實驗區。通過組織參加數學技能競賽的培訓和比賽,高職院校不但可以及時發掘理論知識與實際操作能力相結合,兼具團隊合作精神和良好心理素質的人才,并且可以在后期有針對性地進行重點培養。比起過去單純培養學生專業知識和技能,高職院校各專業與數學教學團隊在人才培養方面相得益彰,更能實現創新強校工程的人才培養精神。
2)促進高職數學的教學改革。
高職院校數學技能競賽是推動高職數學教學改革的催化劑。第一,數學技能競賽強調實踐教學,注重培養學生動手操作數學軟件的能力,因此高職數學教學必須突出實踐性的教學環節,切實加強學生實踐操作技能的訓練。第二,數學技能競賽非常注重新思維、新方法的應用,突出應用數學軟件的技能性,因此高職數學教學必須注意講授具有時代特征、先進方法和技術的新內容。第三,每年的數學技能競賽還會集中展示一些最新的實際問題和研究方向,有助于高職數學課程把握在實踐教學方面的重點和難點。
3)打造雙師型數學教師隊伍。
《方案》指出:大力加強高等職業學校雙師型教師隊伍建設。對高職數學教師而言,參與指導數學技能競賽是提高自身數學技能水平的有效途徑之一,也是培養提高學生操作技能、保證教學質量的關鍵。教師必須領會先進的教學理念和教學方法,同時注重總結賽后經驗,進行必要的課程改革與創新,將競賽的知識、技術和思維方式融人到實踐教學中,從而提高實訓效能。數學技能競賽能夠有效引導高職數學教師按照雙師型教師的標準,努力提高自身的實踐教學水平,有效促進了高職院校雙師型數學教師隊伍的建設。
2數學技能競賽與常規教學融通制度的建立
2.1將數學建模的思維模式引入到常規教學中
數學技能競賽以數學建模作為主體內容,要建立數學技能競賽與常規教學的融通制度,關鍵要先把數學建模的思維模式引人到常規教學中。從事數學建模,必須要先對所研究的對象進行深人的調查研究,了解相關信息,做出簡化假設,分析內在規律,然后從定量的角度對研究的對象進行量化,用數學的語言和符號進行表述。在這種過程中,數學方法只是解決問題的手段,分析問題的思維方式才是真正的基礎。因此,數學建模與其說是數學的建模,不如說成是思維的建模。受傳統教育方式的影響,高職數學教學仍然帶有濃厚的本科理論教學的烙印,在一定程度上也影響了高職數學人才培養目標的實現。將數學建模的思維模式引人到常規教學中,一方面要優化常規教學內容,重點培養學生自覺運用數學知識、建立數學模型、應用數學軟件解決實際問題的意識和綜合能力,另一方面要改革常規教學方法,重點從實際問題出發,通過數學建模引出相關的數學概念、計算方法和結論分析,切實培養學生的抽象思維能力,讓學生了解相關數學知識的應用背景。通過介紹典型案例,真正讓學生清楚意識到所學的數學定義和運算法則并不是單純的符號游戲,而是來源于實際問題的需要,高職數學課程中所有的知識點都有其實際來源和應用背景,從而激發學習數學的積極性和主動性。
中小學的數學問題往往存在著答案僵化、缺乏靈活性的應試現象,在學生腦海中往往形成了一味追求正確答案和結論,輕視分析問題過程的思維定勢。在高職數學的常規教學中,教師要努力讓學生意識到思維比結果更重要。跟以往書本上的數學問題不同,數學建模的題目沒有標準答案,教師也不可能預先獲知結果。學生只能從實際問題出發,通過合理的假設和分析,利用數學方法和軟件解決問題,最終得到的可能是各種各樣的結果。學生要形成一種全新的學習數學的觀念,必須擺脫由教師來提供解決方法的依賴心理,真正意識到合理的數學思維才是分析和解決實際問題的根本因素。同時通過團隊分工合作,讓學生感受到通過自身的努力拼搏解決實際問題的滿足感和成就感。
2.2開設數學技能競賽培訓課程
經過一個學期的高職數學課程學習和期末考核以后,高職院校理工、經管類各專業將會涌現出一批數學成績優秀并初步具備數學建模思維的學生,這批學生將成為參加數學技能競賽的備選力量。吸引有數學建模潛力的學生參加有針對性的競賽培訓,同時建立成熟的競賽培訓機制,是保持數學技能競賽高參賽水平的關鍵。
1)培訓課程標準化。
以順德職業技術學院為例,每年數學技能競賽的培訓課程大致分為兩個階段。第一階段,針對有意向參加數學建模培訓和競賽的學生,在大一下學期開設了共48學時的數學建模選修課。為便于管理,把數學建模課程納人學校人文素質特長生班的范疇,由教務處統一進行協調和管理,完成課程的學生按規定可獲得1個選修課學分。課程的主要內容分為兩個部分,第一部分是數學建模的基礎知識,包括初等模型、微分模型、線性規劃、擬合、插值、數據處理、層次分析等理論知識,第二部分是數學軟件的應用,包括對MATLAB , Lingo等軟件的實踐內容。數學建模課程的主要目的是讓學生學會靈活運用數學知識和計算機技術,借助數學軟件,分析和解決一些經過簡化的實際問題,并學會撰寫相關論文,以此提高學生的基本數學素質和創新實踐能力,讓學生懂得如何利用數學手段解決實際問題。教師不會在課堂上手把手教,而只會通過啟發的方式引導學生學會如何用數學。數學建模課程涉及面廣而且內容繁雜,整個教學過程要注重培養學生的創新精神和想象力,做到理論聯系實際。
經過一個學期對數學建模內容的針對性學習,逐步打造一支具備建模思維和競賽潛力的學生隊伍,再進人第二階段暑期集訓階段。暑期集訓為期半個月,一般安排在每年8月中下旬。暑期集訓的學習強度較高,每位參賽學生不但要在自天進行理論和上機學習,而且晚上還要以團隊方式合作完成教師安排的課堂作業。新學期開學后,參賽學生每天晚上還要繼續進行上機訓練,保持賽前的良好狀態,直到9月中旬參加競賽。
數學技能競賽培訓課程的標準化,有利于競賽培訓的規范化和普及化,有利于構建數學技能競賽的培訓課程體系,并融人到高職數學課程體系中,實現了與常規教學的融通。學校相關部門也能夠對數學技能競賽進行有效的管理和政策上的支持。學生參加競賽培訓和參賽,也可以獲得相應學分或素質拓展分,從而提升了數學學習的積極性。
2)培訓工作常態化。
建立起標準化的數學技能競賽培訓課程體系以后,下一步就是推進培訓工作的常態化,促成技能競賽與常規教學的進一步融合。每一學年軍訓以后,理工、經管類大一新生先進行為期一個學期的常規教學,學習高職數學的基礎知識和領會數學建模的思維模式;經過平時表現和期末考核,初步發掘出部分有潛力的學生參加大一下學期的培訓工作;暑假前確定表現最優異的學生進行暑期集訓,參加9月舉行的全國大學生數學建模競賽(大二學生也可以參賽)。連同常規教學,整個培養周期約為一年,逐步成為高職數學教師每學年的常態化工作。在整個培養體系中,常規教學的內容和教學方式要根據數學技能競賽的發展不斷進行調整,數學技能競賽的培訓工作以常規教學為基礎,逐步成為教師常態化工作的一部分。常規教學離不開競賽培訓,競賽培訓也離不開常規教學,兩者相互促進,相互影響,逐步實現融合和互通。
3)培訓環境平臺化。
數學技能競賽的培訓環境平臺化,主要包括實驗室平臺化、師資平臺化和網絡平臺化等幾個方面。①實驗室平臺化是培訓機制建設的基礎。以往集中式的實驗教學方式應該革新為開放式的實驗教學方式,其中包含了時間開放和內容開放兩方面的含義。時間開放是指學生如果未能在課內完成實驗內容,還可以繼續在課余和實驗室預約時間內完成,以確保實驗內容質量;內容開放是指學生完成所規定的實驗內容后,還可以根據自己的專業和興趣繼續進行其它項目的學習與實驗,學校應創造條件,為學生設立相關的科技創新和研究項目,培養和提高學生的創新能力。②師資平臺化是開展競賽培訓的關鍵。建立一支理論知識扎實、實踐能力過硬的雙師型數學教師隊伍,不但是建立數學技能競賽培訓體系的人才和智力保障,也是《方案》對高職院校建設高水平教師隊伍的內在要求。③網絡平臺化對提升競賽培訓的質量有重要的推動作用。通過網絡資源的共享,以及與各兄弟院校之間的互相學習,長遠來說還要建立起校內的數學技能競賽網站和資源庫,為師生進一步學習數學知識,提高數學技能和吸取參賽經驗帶來幫助和便利。
2.3組織參加數學技能競賽的制度保障
每年參加全國大學生數學建模競賽的隊伍數目眾多,獲獎難度也比一般專業的職業技能競賽大。要在高手云集的賽場上脫穎而出,就必須在賽前選拔出最有獲獎潛力的學生組別參加暑期集訓和比賽,同時建立起規范的競賽后勤和獎勵制度。
1)競賽選拔科學化。
數學技能競賽的指導教師應該在培訓過程中,通過平時考核和課余作業的表現逐步挑選出若干成績優異的學生。這些學生不但要對數學建模抱有熱情,關鍵還要具備數學建模的思維方式和數學軟件的操作技能。數學建模競賽要求學生三人組成一支隊伍參賽,指導教師應該引導學生合理的組隊原則:注意隊員之間知識結構的互補,各人分工合作,切忌個人承擔的工作過大或過小,必須妥善處理好隊員之間的人際關系等。根據以上這些原則,經過篩選、提煉,最終精選出參賽的學生隊伍。
2)競賽后勤和獎勵制度化。
高職院校要加大對數學技能競賽的投人力度,包括在實訓基地建設、日常培訓經費和參賽后勤服務等方面予以支持。特別是在實訓基地建設方面,應以數學技能競賽的技術標準和競賽環境為依據,選用與競賽相適應的計算機硬件設備和軟件資源,以保證學生參加培訓和進行競賽的質量。
另外,高職院校應該參照全國職業技能競賽的標準,將學生參加數學技能競賽的結果作為其評優評先、綜合考核、就業推薦等方面的一個重要依據,使數學技能競賽成為學生成長成才的另一種重要平臺和學習經歷。教師參與指導數學技能競賽的成績和高職數學課程改革的成果也應該按照一般專業建設的標準納人考評范疇,把這些業績與教師的績效考核、職稱評定和聘用相掛鉤,以調動教師的參與熱情。
以順德職業技術學院為例,參加數學技能競賽獲獎的學生,可以參照全國職業技能競賽的標準予以獎勵,如獲得廣東賽區一、二、三等獎,優勝獎和成功參加比賽的同學,可以分別獲得5 , 3.75 , 2.5, 1.25, 0.75個素質拓展分,以及相應級別的獎學金。一旦獲得全國獎項,還可以有資格參評順德職院的最高獎學金陳智獎學金,如在2012年獲得全國大學生數學建模競賽全國二等獎的組別,就榮獲了首屆陳智獎學金團體二等獎,獎金二萬元。此外,教師參與指導學生的獲獎成績也納人到教師崗位競聘、績效考核等考評標準中,有效提高了教師的工作積極性。
【關鍵詞】 數學建模; 案例教學法; 創新能力
近年來,隨著概率論、數理統計、拓撲學、圖論、矩陣和矢量代數、模糊數學等一系列數學理論和方法的建立,數學生理學、數學生物物理學、數理流行病學、藥物動力學、數理診斷學等一批數理醫藥學迅速崛起。數學在醫藥學上的地位日益重要,在醫藥學方面的應用更加廣泛。因此,培養醫藥類大學生應用數學的意識和能力已經成為數學教學的一個重要方面。
數學建模是聯系數學與實際問題的橋梁,是數學在各個領域廣泛應用的媒介,越來越受到人們的普遍重視。為了培養高質量、高層次科技人才,數學建模已經在大學教育中逐步開展,越來越多的大學正在進行數學建模課程的教學和參加開放性的數學建模競賽,并將數學建模教學和競賽作為高等院校的教學改革和培養高層次的科技人才的重要方面。我校近年來在學校有關領導的大力支持下,組織學生參加了全國大學生數學建模競賽,取得了一定的成績,并開設了數學建模選修課,加大了對學生應用數學的意識和能力的培養。本研究主要就醫藥類大學生數學建模選修課程的教學方法及如何將數學建模思想融入平時高等數學課堂教學中做一些探討。
1 數學建模課程特點
一方面數學建模雖然具有很強的應用性、趣味性和挑戰性,但往往涉及知識面廣,需要的數學基礎知識較多,相對難度較大,需要付出很多時間和精力。而當代大學生多數是家庭的獨生子女,不能吃苦,自我約束能力差,遇困難易退縮。因此學生一開始可能會被數學建模的這種趣味性和實用性吸引而產生興趣,但隨著學習中遇到各種困難就會產生畏難情緒,后續學習的動力不足。
另一方面從數學建模的思維過程來看,數學建模是一個開放性的過程。數學建模要對復雜的實際問題通過合理的假設、抽象、然后用數學語言近似刻畫實際問題,這種刻畫的數學表達就是一個數學模型。得到數學模型后,利用一定的技術手段求解,并建立一定的模型自身評價方法,將得到的結果放到實際中進行檢驗,如果結果與實際情況不符還要修改模型,重復上述建模過程以達到符合實際要求的目的。從事某個問題的數學建模,實際上就是從事一項準科研活動。由于數學建模的解答過程、解答工具及結果都是開放的, 它突破了以往以教室、教師、教材為中心的狀況, 極大地調動了學生的積極性,加強了學生的動手能力,培養了學生對實際問題的數學抽象能力、借助于計算機獲得信息的能力、團隊合作的能力、以及學生個體本身的想象力、洞察力、邏輯推理能力和發散思維能力等, 多方位地提高了學生的素質。
數學建模課程的這兩方面的特點決定了數學建模的教學方法一方面要增強學生對數學建模的持久興趣,另一方面要在這個開放的教學過程中對學生進行合理的引導,讓其真正融入建模過程之中,提高其綜合素質和創新能力。
2 數學建模的教學方法
根據數學建模的特點,可以看出,案例教學法是一種比較合適的教學方法。案例教學法是在教師的指導下,根據教學目標和內容的需要,采用案例組織學生進行學習、研究、鍛煉能力的方法。它能創設一個良好的寬松的教學實踐情景,把真實的典型問題展現在學生面前,讓他們設身處地去思考、去分析、去討論,對于激發學生的學習興趣,培養創造能力及分析、解決問題的能力極有益處。這是一種具有啟發性、實踐性,能開發學生思維能力,提高學生判斷能力、決策能力和綜合素質的新型教學方法。案例教學不但豐富了教學內容,而且克服了傳統教學模式只注重知識傳播,忽視實際應用的弊端。在使用案例教學法進行教學過程中應該注意以下幾個方面的內容。
2.1 注重精選案例
案例教學法要想達到好的效果必須精選一些經典案例。選擇的案例要具有鮮明的教學目的性、趣味性、高度的擬真性以及代表性和廣泛性。在日常教學中,可有針對性的搜集和積累與日常生活息息相關或者與本專業相關的典型案例。一、案例源于現實貼近實際容易引起學生興趣和共鳴;二、案例結合學生專業,可以開發學生專業科研的潛力,培養科研能力,為學生將來的專業發展打下良好的基礎。結合我校學生的醫藥學專業背景,在講授微分方程模型時可選藥物動力學房室模型作為典型案例,講授統計回歸模型時選取藥物療效預測模型作為典型案例,講授聚類分析以及判別分析模型時選取中藥復方指紋圖譜的研究模型等等,要使學生體會到要解決很多醫藥學中的實際問題或者進行更高更深層次的醫藥學研究都必須用到數學知識和數學方法。三、還應該考慮到學生學習的特點,選取的案例由簡單到復雜逐步加大難度。
2.2 教學過程中要凸現學生主體地位和團隊的作用
在案例講解過程中堅持教師主導地位和學生主體地位相結合。每次講解案例由教師提出問題,介紹問題背景,便把主動權交給學生,由學生作為主體共同分析探討解決問題的方法。教師通過引導、點撥、啟迪等方式對學生進行指導。將學生引入到案例設定的環境之中,充分發揮學生個體的創造力,增強學生本身對整個建模過程的切身體會,即使在講解一些已經很成熟的經典案例的時候,也要充分再現模型建立的思維過程,讓學生精神層面充分感受到參與數學建模的愉悅感和克服困難、解決問題后的成就感,體會到科學研究的真諦和樂趣,鞏固與提高學生個體對數學建模持久的興趣。另外,在開課時就讓學生自主組合成許多建模小隊,在課堂教學的案例討論中以及課后作業都以建模團隊協作的形式完成,最后由各自團隊選出的代表發表對模型的認識及解決問題的方法等。這樣,一方面,可以鍛煉學生團隊協作的能力,另一方面鍛煉了學生的交流表達能力和正確認識與評價自我和他人的能力。還有,無論在平時課堂教學還是作業講解過程中,給予學生更寬闊的思維想象空間,對于學生哪怕很小的創新點都要給予整個團隊充分的肯定與鼓勵,讓學生個體精神層面體會到自己對于整個團隊的重要性,增強其自信心,同時,讓團隊的其他隊員產生團隊自豪感以及充分發揮自己創造力,為團隊爭光的榮辱意識,也就增強了整個團隊的凝聚力、協作能力及整體創新的能力。
2.3 注重軟件實現過程
建立模型之后需要根據建立的模型進行問題求解,一般都是通過計算機軟件實現的,求解的精確程度直接影響著對模型的判斷,因此建模過程中要切實注重這個環節。在經典案例講解時要詳細的給學生演示軟件求解的過程,尤其對于求解編程的思想方法、具體算法和實現方法重點講述,讓學生能夠領會處理問題用到的思想方法,從而應用到自己的實際練習中,結合相應軟件的學習,最終能夠將自己的思想方法運用到編程中求解得到結果。在計算機軟件選擇上,鼓勵學生針對不同的內容學習多種軟件的使用方法,如微分方程模型采用Mathematical或Matlab,規劃模型里采用運籌學軟件Lindo或Lingo,統計模型里采用SPSS或SAS等等。實際上,無論使用哪種軟件,只要能夠解決問題就行,不同的軟件只是實現方法不同,但解決問題的思想、算法還是依賴于使用者本身。要求學生至少要精通一種軟件,能夠利用該軟件實現問題的求解。
當學生利用計算機軟件實現自己的思想方法,得到問題的結果時,自然而然產生自我成就感,從而為繼續進行下去,克服困難提供更大的動力和更濃厚的興趣,從而能夠真正把自己融入到數學建模之中,發揮學生的創造力。
2.4 注重課堂教學與實驗教學、數學建模競賽的聯系
數學建模課程本身就與數學實驗、數學建模競賽有著密不可分的關系,數學實驗側重建模過程中的軟件實現過程,數學建模競賽是對課程學習情況有效的檢驗。在該課程的開始便向學生簡單介紹數學建模競賽的相關知識,并在后期加入歷年數學建模競賽的案例,鼓勵學生積極參加全國大學生數學建模競賽和美國大學生數學建模競賽。根據我校參加全國大學生數學建模競賽的經驗發現:通過參加競賽,不論是否獲獎,參加比賽的同學收獲都非常大,不但知識水平和綜合能力上了一個新臺階,而且創新能力得到了提升,并且在科學研究方面受到了初步的訓練,為今后的畢業設計,畢業論文以及畢業后從事各方面的工作打下了堅實的基礎。
3 將數學建模的思想融入高數等課程的教學活動之中
數學建模有力的增強了學生應用數學的意識和能力,在現代高等數學教學改革中起著重要的作用。將數學建模的思想融入到高等數學的教學活動中,對于推動高等教育教學改革,培養學生創新能力,貫徹素質教育的思想,都有著重要的意義。這就要求教師在高等數學教學中,盡可能追溯數學原理產生的背景,分析當時遇到的實際問題,探討在實際問題轉化為數學問題之后遇到的困難以及前人克服困難的思想方法,讓學生在此過程中體會數學建模思想的精華,充分發揮主動性和創造力,增強創新意識和創新能力。另外,在平時教學中,要充分利用校園網、QQ群、Email以及BBS等信息化網絡資源的優勢,充分調動學生學習的積極性,使學生主動參與到問題的討論活動之中,鼓勵學生主動探究問題的解決方式,讓學生在研究性學習活動中充分發揮自己的創造力,提高綜合能力。
參考文獻
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[關鍵詞]卓越計劃;運籌學實驗;數學建模
[中圖分類號]G64 [文獻標識碼]A [文章編號]1005-6432(2012)41-0145-02
1 引 言
卓越工程師教育培養計劃(以下簡稱“卓越計劃”)是為貫徹落實黨的十七大提出的走中國特色新型工業化道路、建設創新型國家、建設人力資源強國等戰略部署,貫徹落實《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010—2020年)》實施的高等教育重大計劃。“卓越計劃”具有三個特點:行業企業深度參與培養過程、學校按通用標準和行業標準培養工程人才、強化培養學生的工程能力和創新能力。力求培養一大批面向工業世界、面向世界、面向未來、適應經濟社會發展需要的高質量各類型工程技術人才。而高校是實施“卓越計劃”的主要陣地,在“卓越計劃”的推進過程中加強專業課程改革是十分必要的。
管理運籌學的飛速發展為各個行業把握管理大型組織的復雜性提供了一套十分重要的工具。這些工具集中了世界的各個邊緣的知識,其中包括數學、統計與概率論、計量經濟學、電機工程甚至生物學。這些外來的技術,如線性規劃、排隊論、自動控制理論、博弈論、動態規劃以及信息論,正在幫助解決各個行業中的實際問題。
因此,在管理運籌學教學中應針對所要解決實際問題的要求和其面臨的客觀環境條件,作出假設分析,抽象為數學模型,然后應用相關的數學知識加以解決。這就要求問題解決者要知識面廣、邏輯思維嚴密,這對于非數學專業,特別是經管類專業學生實在過于困難,因為,由于受到學時限制,經管類專業學生對高等數學、線性代數、概率與數理統計等先修課程學的比較膚淺,沒有或很少經過數學嚴密的邏輯思維方面的訓練,而且經濟管理類專業學生是文理科兼收,有相當一部分學生在數學方面的課程普遍底子較差,這客觀上就給運籌學教學帶來很大困難。因此,為使經濟管理類學生能正確全面地掌握各級管理中已被廣泛應用,且發展較成熟的最優化理論與方法,并能恰當運用解決實際管理工作中的各種最優化問題,有必要針對經濟管理類專業學生的特點和運籌學課程的性質,進行運籌學教學方法的改革。
2 運籌學在數學建模中的應用
管理運籌學在數學建模中有著廣泛的應用,多年來許多數學建模競賽中都涉及運籌學的相關內容。
首先介紹一下圖與網絡在數學建模中的應用,通過“奧運場館周邊的MS網絡設計方案”這個例子來說明其應用。假定奧運會期間每位觀眾平均出行兩次,一次為進出場館,一次為餐飲,并且出行均采取最短路徑。測算題目中20個商區的人流量分布。首先將建模結構圖轉化為無向賦權圖,并鑒于該圖的對稱性,通過設計一種特殊的流量計算方法對傳統的Dijkstra算法進行改進;其次,用MATLAB編寫求解最短路的應用程序,可以得到任意兩點間的最短路徑,進而得到觀眾出行的最短路徑和所經過的商區。
接著通過“彩票發行方案的優化設計模型”這個例子來說明決策論在數學建模中的應用。設計一種“更好”的方案,據此給彩票發行部門提出建議。對此問題,可根據效用理論中存在著主觀概率,以及彩票信息在人群中的傳播效應,建立主觀概率意義下的優化模型。但這個模型是較大規模的非線性規劃模型,用窮舉法求解比較困難,可采用模擬退火算法來求解,用MATLAB編程實現。
3 結合數學建模改進教學方法
3. 1 更新教學觀念,充分重視實驗教學
結合數學建模在教學中增加實驗教學,以提高學生解決實際問題的能力、培養學生的觀察和動手能力為宗旨,有利于培養學生的創新意識與創新能力。在今后的教學中,統籌安排課時,根據教學進度合理安排實驗教學時間,力求在完成每一知識點的學習后安排一次實驗。實驗內容將從實際問題出發,突出本章節的基本原理與基本方法,教師進行監督與指導,有助于學生對理論知識的掌握與理解,同時學生的實踐能力得到鍛煉,自主學習能力得到提升。
3. 2 分級教學
從學生實際出發,因材施教是將幾乎處于同一水平的學生放在一起分別教學的一種教學手段。這種教學體系,根據學生的個體差異,按照不同科目的不同學習能力的高低將學生群體劃分成不同的級別或層次,有針對性地進行分班教學。有效的分級教學,能使教師節約精力突出重點積累經驗,能讓學生盡可能地在各自的最近發展區得到充分的自由發展,謀求各個層次的學生都能獲得成功的體驗,促進學生的素質得到全面提高。所以說,分級教學是建立在以學生成才為本理念基礎上,為實現教學目的的一致性和教學過程的互異性所進行的重要實踐,因材施教是分級教學的核心思想。在運籌學教學過程中,也可采用分級教學,培養學生對運籌學的學習興趣,進而培養數學建模人才。
3. 3 適宜的教學方法
近幾年來,由于擴招,生源的擴大,學生基礎參差不齊。因此,教師應根據學生具體情況,精心設計教案,調整教學內容、次序和教學組織方式;盡量從學生感興趣的實例出發,引入正題,以引發學生學習興趣,吸引學生注意力,使之能更好地掌握理解所學知識,并能恰當運用解決實際問題。
傳授新知識時,教師講授的時間不能過長,內容不能過多,節奏不能過快,并要將基本概念、基本原理在不影響教學效果的情況下,分散介紹,使學生易于接受;否則,教師的講授將是無效的講授。運籌學課程內容多、邏輯性強且抽象,需要學生理解掌握。因此,課堂上教師的板書一定要簡潔、條理清楚、重點和注意事項突出,并要求學生養成做筆記的良好習慣,以便于課后溫習理解和掌握。
3. 4 量體裁衣,突出專業特色
實驗教學中實驗內容是反映教學目的載體,豐富的實驗內容可以激發學生的學習熱情和拓寬知識結構。因此,實驗內容的選擇要“量體裁衣”。面對知識面較廣的商學院學生,要想上好運籌學并凸顯其實用性,教師需具備充分的定量和經濟管理學知識。例如,庫存模型通常將需求區分為固定和相對復雜的隨機兩類,當學生對需求滿足特定分布的假設產生疑惑時,教師就應當能夠適時介紹需求數據的獲取及利用統計學軟件對其分布加以判斷的方法,這可加深學生對運籌學交叉性的理解。
4 結 論
隨著科學技術的進步及“卓越計劃”的深入推進,需要對運籌學課程的建設持續探索與實踐,不斷完善教學方法與教學內容,提高學生的學習興趣,激發學生的學習熱情,真正意義上實現運籌學作為經濟管理類專業核心課程應有的重要作用,并鍛煉學生的動手能力,培養學生的創新意識與創新能力,以滿足創新教育的要求。
參考文獻:
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非上海生源高校應屆畢業生進滬就業評分細則
畢業要素分
基本要素
1.最高學位、學歷
博士、研究生 :27分碩士、研究生:24分
學士、本科生:21分
2.畢業學校
985工程建設高校、在滬211工程建設高校、中科院在滬各研究所等研究生培養單位(點擊文末閱讀原文附件1)15分
其它211工程建設高校、中央直屬研究生培養單位、上海各高校及研究生培養單位(點擊文末閱讀原文附件2)12分
其他高校及研究生培養單位8分
3.學習成績
一級(成績綜合排名前25%)8分二級(成績綜合排名26%-50%)6分三級(成績綜合排名51%-75%)4分
四級(成績綜合排名76%-100%) 2分
注:按照畢業生在校期間學習成績專業(班級)綜合排名對其等級進行評定
4.外語水平
CET-6級證書或成績達到425分(含)以上、專業英語八級: 8分CET-4級證書或成績達到425分(含)以上、專業英語四級: 7分
外語類、藝術類、體育類專業外語課程合格:7分
注:外語水平證書一般應在所在學校或培養單位考點取得
5.計算機水平
畢業研究生:7分
理科類計算機高級水平或免予此項要求的專業(本科20xx年前入學畢業生:數學類、電子信息科學類、電氣信息類、管理科學與工程類;本科20xx年(含)后入學畢業生:數學類、電子信息類、電氣類、自動化類、計算機類、管理科學與工程類):7分文科類專業計算機中級或省級二級水平:7分理科類專業計算機中級或省級二級水平:6分文科類專業計算機初級或省級一級水平:6分藝術類、體育類專業相關課程合格:6分
導向要素
1.榮譽稱號
經認定的國家級10分
省(自治區、直轄市)級5分
學校級(每次1分,不超過2分)2分
注:校級及以上級三好學生、優秀學生、優秀學生干部、優秀畢業生
2.學術、文體競賽獲獎
(在全國大學生電子設計競賽、全國大學生數學建模競賽、全國大學生英語競賽、全國大學生挑戰杯賽、全國大學生飛思卡爾杯智能汽車競賽等全國性比賽(含地方賽區)獲獎)
⑴上述全國性比賽獎項:
一等獎10分
二等獎8分
三等獎6分
⑵上述全國性比賽地方賽區獎項:
一等獎5分
二等獎3分
三等獎1分
注:
以上獎勵表彰僅限在最高學歷就讀期間獲得;
同類獎勵取最高分;
榮譽類和競賽類獎勵可以累計加分,最高不超過15分。
3.科研創新
最高學歷就讀期間參加學校科學研究活動并獲得相應的發明專利
5分
須提供以下材料:
在最高學歷就讀期間獲得發明專利授權證書復印件(驗原件,落戶申請人應為該專利首次申請時的發明人);
經學校(或培養單位)就業工作部門在本校網站上公示無異議、由指導教師簽名的證明材料(須載明該發明專利相對應的科研課題或論文名稱);
該發明專利相對應的學位論文、已、課題立項書復印件(驗原件)之一,論文須由落戶申請人署名,立項書須載明落戶申請人為課題組成員。
4.國家就業項目服務期滿
上海高校畢業生參加西部計劃服務期滿(畢業生按照其畢業當年的評分辦法予以評分,并在此基礎上給予加分) 5分
上海高校畢業生參加到村任職、三支一扶計劃服務期滿、在校期間應征入伍滿按相關政策執行
用人單位分
1基本要素
用人單位招聘高校畢業生行為誠信規范,并與畢業生直接簽訂錄用協議 5分
2導向要素
1.引進重點領域人才
用人單位錄用上海市重點發展領域所需學科(專業)(點擊閱讀原文附件3)畢業生:3分
用人單位錄用上海市重點發展領域所需學科中的教育部、上海市、上海市教委重點學科畢業研究生:3分
2.承擔重大項目
用人單位承擔國家和上海經濟社會發展重大項目且錄用的畢業生專業與行業相匹配:3分
用人單位為遠郊地區教育、衛生、農業等社會公益事業單位 :3分
注:
上述用人單位由各有關行業主管部門進行推薦,并報上海市高校畢業生就業工作聯席會議辦公室確認后予以公布
3.自主創業(創業企業注冊資金須到賬(不含受讓股份)且經營狀況良好)
⑴創辦市大學生科技創業基金資助的科技企業
獲得科技創業基金資助企業的法定代表人:5分
⑵創辦其他企業
擔任法定代表人:5分
標準分