摘 要 文章依據創(chuàng )新教育背景下對高校人才培養的要求及傳統數學(xué)教育存在的問(wèn)題，指出數學(xué)建模對學(xué)生創(chuàng )新能力培養的重要性，以延安大學(xué)為例，按照“分層次、分模塊”模式組織教學(xué)和競賽指導，按照課程教學(xué)及考核與學(xué)科競賽、數學(xué)類(lèi)專(zhuān)業(yè)與計算機類(lèi)專(zhuān)業(yè)、兩個(gè)競賽與畢業(yè)論文及大創(chuàng )項目、精品網(wǎng)站與數模協(xié)會(huì )及第二課堂等“四融合”的方式進(jìn)行學(xué)生創(chuàng )新意識和創(chuàng )新能力培養，在人才培養、課程建設、團隊建設、專(zhuān)業(yè)建設等方面取得了顯著(zhù)成效。
關(guān)鍵詞 數學(xué)建模課程教學(xué) 數模競賽 創(chuàng )新能力培養 改革舉措
中圖分類(lèi)號：G642 文獻標識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2015.05.015
Exploration and Practice of Mathematical Modeling Activities
in the Innovation Educational Background
WANG Wenfa[1]， WU Zhongyuan[2]， XU Chun[1]
（[1] College of Mathematics and Computer Science， Yan"an University， Yan"an， Shaanxi 716000;
[2] Office of Academic Affairs， Yan"an University， Yan"an， Shaanxi 716000）
Abstract Under the innovative education based on university personnel training requirements and problems of traditional mathematics education， the importance of mathematical modeling of students" innovative ability to Yan"an University， for example， according to "sub-level， sub-module" model of teaching and organization contest guidance， teaching and assessment in accordance with academic competitions， math majors and computer majors， two contests with a thesis project and Daiso， boutique website and digital-analog Association and second class "four convergence" approach to student innovation and innovative ability， and made remarkable achievements in personnel training， curriculum development， team building， professional building.
Key words mathematical modeling teaching; mathematical modeling contest; innovative ability training; reform measures
高等學(xué)校的大學(xué)生是國家科技發(fā)展的主力軍，大學(xué)生的創(chuàng )新能力決定著(zhù)國家未來(lái)的科技創(chuàng )新能力。數學(xué)建模課程教學(xué)與競賽的廣泛開(kāi)展對高等學(xué)校大學(xué)生的創(chuàng )新能力培養具有十分重要的作用。如何在數學(xué)建模課程教學(xué)與實(shí)踐中，既能增強大學(xué)生的數學(xué)應用意識，又能提高大學(xué)生運用數學(xué)知識和計算機技術(shù)分析和解決問(wèn)題的能力，從而達到提高大學(xué)生綜合素質(zhì)和創(chuàng )新能力的目的，這個(gè)問(wèn)題是近年來(lái)眾多高校關(guān)注的問(wèn)題。延安大學(xué)作為一所地方高校，在近幾年數學(xué)建模課程教學(xué)與實(shí)踐過(guò)程中，進(jìn)行了一系列卓有成效的探索和改革，學(xué)生的創(chuàng )新意識和創(chuàng )新能力得到大幅度提升。
1 更新教育理念，充分認識數學(xué)建模對學(xué)生綜合素質(zhì)和創(chuàng )新能力培養的重要性
數學(xué)作為一門(mén)基礎學(xué)科，它涉及的領(lǐng)域相當廣泛，如經(jīng)濟、計算機及軟件、管理、國防等，雖然數學(xué)在高校教育教學(xué)中的地位不斷提高，人們對其認識也不斷加深。但是，人們對數學(xué)類(lèi)課程、數學(xué)學(xué)科在創(chuàng )新型人才培養中的重要性仍認識不夠深入，在教學(xué)內容、教學(xué)方法、教學(xué)手段、評價(jià)措施等諸多方面，仍然沿用傳統數學(xué)類(lèi)課程的教學(xué)模式和思維方式，導致高校人才培養與創(chuàng )新教育背景下的人才培養需求完全脫節。正如著(zhù)名的數學(xué)家王梓坤院士所說(shuō)“今天的數學(xué)科學(xué)兼有科學(xué)和技術(shù)兩種品質(zhì)，數學(xué)科學(xué)是授人以能力的技術(shù)?！泵嫦?1世紀，高等教育在高度信息化的時(shí)代培養具有創(chuàng )新能力的高科技技術(shù)人才，數學(xué)作為一門(mén)技術(shù)，現已成為一門(mén)普遍實(shí)施的技術(shù)，也是未來(lái)高素質(zhì)人才必須具備的一門(mén)技術(shù)。因此，在數學(xué)建模課程教學(xué)與實(shí)踐過(guò)程中，必須轉變傳統數學(xué)類(lèi)課程的教育教學(xué)理念，不能將其簡(jiǎn)單地當作工具和方法，而要將其當作是一門(mén)技術(shù)，而且是一門(mén)普遍適用的高新技術(shù)，在保證打牢基礎的同時(shí)，力求培養學(xué)生的應用意識與應用能力、創(chuàng )新意識與創(chuàng )新能力，真正實(shí)現培養高素質(zhì)創(chuàng )新人才的目的。
2 數學(xué)建模課程教學(xué)的改革與實(shí)踐
2.1 分層次、分模塊實(shí)施數學(xué)建模課程教學(xué)和競賽指導
一是在數學(xué)建模專(zhuān)業(yè)課、專(zhuān)業(yè)選修課、公共選修課教學(xué)中按照知識點(diǎn)及教師研究方向，將課程內容分為兩個(gè)層次九個(gè)模塊。第一層次包括數學(xué)軟件、初等模型、優(yōu)化模型、數學(xué)規劃模型、微分方程模型等五個(gè)模塊;第二層次包括離散模型、概率模型、統計回歸模型、數值計算與算法設計等四個(gè)模塊。第一層次針對公共選修課教學(xué)，第一層次+第二層次針對專(zhuān)業(yè)課和專(zhuān)業(yè)選修課教學(xué)。具體措施是：由數學(xué)建模課程教學(xué)團隊集體制定課程教學(xué)大綱和實(shí)施計劃，每位教師按照課程教學(xué)大綱和實(shí)施計劃主講自己所從事的方向模塊，在保證課程教學(xué)內容完整性和系統性的同時(shí)，根據學(xué)生知識層次，充分發(fā)揮每位教師專(zhuān)業(yè)優(yōu)勢，有效地提升了課程教學(xué)質(zhì)量;二是在大學(xué)數學(xué)課程教學(xué)中，按知識點(diǎn)將數學(xué)建模思想融入其中，在激發(fā)學(xué)生學(xué)習數學(xué)興趣的同時(shí)，強化學(xué)生的數學(xué)應用能力培養;三是在校內數學(xué)建模競賽中，按照“建模知識+專(zhuān)題講座+模擬+競賽”的模式組織校內建模競賽，主要以數學(xué)建模的基本思路、基本方法、基本技能為內容，使學(xué)生對數學(xué)建模有更加深入的感知和認識，在激發(fā)學(xué)生學(xué)習數學(xué)興趣和積極性的同時(shí)，培養學(xué)生的科研意識和創(chuàng )新意識;四是在全國數學(xué)建模競賽中，按照“集訓+軟件應用+舊題新做+模擬選拔+強化訓練”的模式組織全國建模競賽，主要以培養學(xué)生的洞察力、聯(lián)想力、創(chuàng )新能力、團隊協(xié)作精神和吃苦精神為內容，使學(xué)生的創(chuàng )新意識、團隊協(xié)作精神得到良好培養。
2.2 建立數學(xué)建模精品課程網(wǎng)站，為數學(xué)建模愛(ài)好者搭建學(xué)習交流平臺
網(wǎng)站將數學(xué)建模課程教學(xué)與數模競賽有機地融合，為學(xué)生全方位了解、學(xué)習和掌握數學(xué)建模的相關(guān)知識、相關(guān)技能開(kāi)辟第二條通道。網(wǎng)站包括：課程介紹【課程描述、教學(xué)內容、教學(xué)大綱、建設規劃】、教學(xué)團隊【整體情況、課程負責人、主講教師】、教學(xué)資源【教學(xué)安排、多媒體課件、授課錄像、電子教案、課程作業(yè)、課程習題、模擬試卷、參考資源】、實(shí)驗教學(xué)【實(shí)驗任務(wù)、實(shí)驗大綱、實(shí)驗指導、課程設計、實(shí)驗作品、實(shí)驗報告】、教學(xué)研究【教學(xué)方法、教學(xué)改革、教學(xué)課題、教學(xué)論文、學(xué)生評教】、教學(xué)成果【教學(xué)成果獎、獲教學(xué)獎項、人才培養成果、教材建設】、在線(xiàn)學(xué)習【在線(xiàn)交流、在線(xiàn)自測】、成績(jì)考核【平時(shí)成績(jì)、作業(yè)成績(jì)、實(shí)驗成績(jì)】、下載專(zhuān)區【教學(xué)軟件、常用工具】、數模協(xié)會(huì )【協(xié)會(huì )簡(jiǎn)介、協(xié)會(huì )章程、通知公告、新聞動(dòng)態(tài)、競賽獲獎、優(yōu)秀論文、往屆賽題、模擬賽題、校內競賽、新手入門(mén)】等，這些內容幾乎囊括了數學(xué)建模教育教學(xué)活動(dòng)的所有內容，學(xué)生可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò )資料學(xué)習就可以全面了解數學(xué)建模的相關(guān)知識與技能。
2.3 專(zhuān)業(yè)相互融合，取長(cháng)補短，充分發(fā)揮學(xué)生各自專(zhuān)業(yè)優(yōu)勢
數學(xué)與計算機科學(xué)學(xué)院現有數學(xué)與應用數學(xué)、信息與計算科學(xué)、計算機科學(xué)與技術(shù)、軟件工程四個(gè)專(zhuān)業(yè)，其中兩個(gè)為數學(xué)類(lèi)專(zhuān)業(yè)、兩個(gè)為計算機類(lèi)專(zhuān)業(yè)。在課程教學(xué)中針對兩專(zhuān)業(yè)的長(cháng)處和不足，按照專(zhuān)業(yè)結隊子、學(xué)生結隊子的模式組織教學(xué)和小組討論，強化計算機類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的數學(xué)應用能力培養，強化數學(xué)類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的計算機軟件應用能力培養;在競賽組隊中，每隊均配備至少1名計算機類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生和1名數學(xué)類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生。充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢，取長(cháng)補短，使學(xué)生的綜合能力得到提升。
2.4 延伸數學(xué)建模競賽效能，不斷提高學(xué)生的創(chuàng )新能力
每年全國大學(xué)生數學(xué)建模競賽和校內數學(xué)建模競賽試題都是從實(shí)際生活中提取出的實(shí)際問(wèn)題。因此，指導教師在指導學(xué)生畢業(yè)論文（設計）和大學(xué)生創(chuàng )新訓練項目時(shí)，從往屆賽題或模擬試題中選擇一些題目，將其進(jìn)行適當的延伸作為學(xué)生畢業(yè)論文（設計）和大學(xué)生創(chuàng )新訓練項目選題。通過(guò)這一方式，進(jìn)一步培養學(xué)生的創(chuàng )新思維和創(chuàng )新意識，為學(xué)生今后從事科學(xué)研究奠定了堅實(shí)的基礎。
3 數學(xué)建模課程教學(xué)改革取得的成效
3.1 我校全國大學(xué)生數學(xué)建模競賽成績(jì)居全省同類(lèi)院校前列
我校參加全國大學(xué)生數學(xué)建模競賽共獲得國家一等獎4項、國家二等獎6項、陜西省一等獎33項、二等獎71項，4次被評為優(yōu)秀組織獎，1名指導教師獲陜西省數學(xué)建模競賽陜西賽區優(yōu)秀指導教師，600多名學(xué)生參與大創(chuàng )項目，公開(kāi)發(fā)表科研論文30余篇，學(xué)生的就業(yè)率和就業(yè)質(zhì)量得到明顯提高。該賽事因此也成為了延安大學(xué)學(xué)科競賽品牌和亮點(diǎn)。
3.2 我校數學(xué)建模教育獲得多項教學(xué)成果獎、質(zhì)量工程項目及教改項目
教學(xué)成果獎：“理工類(lèi)大學(xué)生數學(xué)素質(zhì)與創(chuàng )新能力培養的研究與實(shí)踐”榮獲2009年陜西省教學(xué)成果二等獎;“地方性院校開(kāi)展數學(xué)建模教學(xué)的實(shí)踐與探索” 榮獲2003年延安大學(xué)教學(xué)成果一等獎;“計算機專(zhuān)業(yè)高素質(zhì)應用型人才培養模式的改革與實(shí)踐” 榮獲2012年延安大學(xué)教學(xué)成果一等獎;“厚基礎、重實(shí)踐、強化工程素質(zhì)和創(chuàng )新的人才培養模式的研究與實(shí)踐”榮獲2011年延安大學(xué)教學(xué)成果二等獎;“數學(xué)建模課程改革及數學(xué)建模競賽的研究與實(shí)踐”榮獲2007年延安大學(xué)教學(xué)成果二等獎。
質(zhì)量工程項目：“數學(xué)與應用數學(xué)專(zhuān)業(yè)”為2010年省級特色專(zhuān)業(yè);“數學(xué)建模教學(xué)團隊”為2011年省級教學(xué)團隊;“數學(xué)建模精品課程”為2012年校級精品課程;2014年“數學(xué)建?！闭n程獲批為省級精品資源共享課程;2014年“數學(xué)與應用數學(xué)”專(zhuān)業(yè)獲批為省級專(zhuān)業(yè)綜合試點(diǎn)項目。
教改項目：“大學(xué)生數學(xué)應用能力創(chuàng )新能力培養的改革與實(shí)踐”為2009年省級重點(diǎn)教改項目;“地方高校青年教師教學(xué)能力提升途徑的研究與實(shí)踐”為2013年省級重點(diǎn);“青年教師教學(xué)能力提升的研究與實(shí)踐”為2011年校級重點(diǎn);“計算機相關(guān)專(zhuān)業(yè)校企合作人才培養模式改革的研究與實(shí)踐”為2013年校級重點(diǎn)。
3.3 依托數學(xué)建模教育平臺，推動(dòng)指導教師教學(xué)科研能力和綜合素質(zhì)提升
數學(xué)建模教育不僅提高了學(xué)生的創(chuàng )新能力，同時(shí)也為指導教師的教學(xué)、科研及綜合素質(zhì)的提升起到了推動(dòng)作用。數學(xué)建模課程是一門(mén)面向全校理、工、經(jīng)、管、教各學(xué)科專(zhuān)業(yè)大學(xué)生開(kāi)設的理論與實(shí)踐相結合的基礎課程，主要以學(xué)生的洞察能力、創(chuàng )新能力、數學(xué)語(yǔ)言翻譯能力、抽象能力、文字表達能力、綜合分析能力、思辨能力、使用當代科技最新成果的能力、計算機編程能力、數學(xué)軟件應用能力、團隊協(xié)作精神和組織協(xié)調能力等綜合素質(zhì)培養為目標，以數學(xué)建模課程教學(xué)、數學(xué)建模競賽、第二課堂、畢業(yè)論文（設計）、大學(xué)生創(chuàng )新訓練項目等為手段，通過(guò)“分層次、分模塊、四融合”的教學(xué)模式的有效實(shí)施，在提高我校學(xué)生解決在理、工、經(jīng)、管、教等學(xué)科專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域遇到的數學(xué)建模問(wèn)題的能力的同時(shí)，為我校高素質(zhì)、應用型人才培養做出貢獻。
基金項目：2013 “地方高校青年教師教學(xué)能力提升途徑的研究與實(shí)踐”（項目編號：13BZ37）;2014年陜西本科高等學(xué)?！熬焚Y源共享課程建設”項目“數學(xué)建?！闭n程建設階段性成果
參考文獻
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