高職院校數(shù)學建模教學模式論文
【摘要】數(shù)學教育不僅是知識教育，更是素質(zhì)教育。數(shù)學建模能有效地將高等數(shù)學與職業(yè)教育結(jié)合在一起，以傳授和學習數(shù)學知識為載體，通過嚴格認真的數(shù)學學習和訓練，可以使學生具備一些特有的素質(zhì)和能力，終生受用不盡。MATLAB、SAS和LINGO等數(shù)學軟件能夠有效地幫助學生完成專業(yè)課程中數(shù)學的分析和計算，必將成為高職院校數(shù)學教學改革的大勢所趨。
一、高職院校高等數(shù)學教學現(xiàn)狀
1.大部分高職院校高等數(shù)學教學模式與本科院校一樣，采用傳統(tǒng)講授式。可高職院校學生與本科院校存在很大差距，大多學生聽不懂，學習興致也不高，教學很難進行下去。現(xiàn)在有部分本科院校采用對分課堂和混合教學以及翻轉(zhuǎn)課堂等比較先進的教學方法，但大都對學生基礎和學習主動性要求較高，不太適合高職院校學生。2.高職院校培養(yǎng)的是職業(yè)人才，以就業(yè)為導向，專業(yè)學科為主，基礎學科為輔。近年來，高職院校專業(yè)學科都在搞項目驅(qū)動教學，開展校企合作模式，這將是未來高職院校的發(fā)展趨勢。高等數(shù)學如何為專業(yè)服務，解決的方式絕不是一味的摒棄，值得思考。3.教育部指出：“未來職業(yè)教育要培養(yǎng)學生的工匠精神”，也就是說職業(yè)教育不單單是就業(yè)教育，更是職業(yè)水準教育。未來高職培養(yǎng)的人才應該是高素質(zhì)、高水平以及創(chuàng)新性人才。職業(yè)教育如果只停留在就業(yè)上，那么學生未來的職業(yè)發(fā)展很快將遭遇瓶頸。
二、高職院校高等數(shù)學教學模式的探索
怎樣將一門高深而又乏味的高數(shù)教給一群不愛學習且數(shù)學底子差的學生們，甚至要對他們以后的職業(yè)發(fā)展提供一些幫助呢？我覺得數(shù)學建模是一個好的方向，主要基于以下幾點：職業(yè)教育是應用教育，數(shù)學建模就是用數(shù)學方法解決各種實際問題，包括大量數(shù)學科學、運籌學、工程、管理和生命科學等諸多學術領域中常見的有意義的和實際問題，二者相得益彰。數(shù)學建模可以貼近學生專業(yè)方向，讓學生充分感受其實用性、直觀性。區(qū)別于傳統(tǒng)講授講學，團隊合作、親身實踐、主動查找以及研討交流的行動導向教學方式將數(shù)學思維貫穿于數(shù)學建模中，不僅有利于培養(yǎng)學生解決實際問題的能力和創(chuàng)新精神，而且會使學生對數(shù)學有更深理解，從而增強他們學好數(shù)學積極性和主動性，其結(jié)果必然是大大增強他們面對21世紀嚴峻挑戰(zhàn)的競爭力。數(shù)學建模可以培養(yǎng)個性發(fā)展的專業(yè)人才，提升學生職業(yè)價值感。學生要研究一個特定領域以獲得對某些行為（性態(tài)）的更深入的理解，僅有高等數(shù)學的知識已遠遠不夠。建模課程將激勵學生去學習諸如線性代數(shù)、微分方程、最優(yōu)化和線性規(guī)劃、數(shù)值分析、概率論和統(tǒng)計學這樣更高深的課程。人才培養(yǎng)更注重個性化發(fā)展，更加關注學生的職業(yè)生涯發(fā)展。
三、高職院校高等數(shù)學教學實施策略
當然，數(shù)學建模課程的實施應該首先具備建模素養(yǎng)。并不是說，數(shù)學建模好、有用，就可以直接進行數(shù)學建模了，那顯然是行不通的。我們應當遵從以下幾個步驟：第一步，以人才培養(yǎng)定位、專業(yè)設置和目標確定對課程構(gòu)建。不同的人才培養(yǎng)方案，不同的專業(yè)，不同的培養(yǎng)目標，確定不同的課程教學。下面以包頭鐵道職業(yè)技術學院為例。學院是專門培養(yǎng)鐵路專業(yè)人才的高等職業(yè)技術院校，除了基礎教學部，還設有鐵道工程系、建筑工程系、機械工程系、鐵道交通運輸系、機車車輛系、通信信號系6個系。這6個系又涵蓋了20個專業(yè)方向。針對三年制高職，第一學年主要是理論教學部分的學習，包含基礎課程和面向?qū)I(yè)課程。第二學年便可以開始數(shù)學建模實驗課程的學習了。學生先要掌握極限、導數(shù)、微積分的思維方法，我把它們稱為基礎課程，還要懂得微分方程、線性代數(shù)以及概率論與數(shù)理統(tǒng)計等面向?qū)I(yè)的課程，我把它們稱為面向?qū)I(yè)課程。1.基礎課程（必修）：開設時間：第一學年第一學期總課時：20周×4學時/周=80學時其中：極限（20學時）導數(shù)（30學時）積分（30學時）考核方式：考試課。考試50%，平時50%。教學目標：高等數(shù)學三大核心思想：“極限、導數(shù)、微積分”，要求學生會進行簡單計算，熟練掌握三大思想的本質(zhì)含義。2.面向?qū)I(yè)課程（選修，結(jié)合本專業(yè)需求，任選其一）：開設時間：第一學年第二學期總課時：18周×2學時/周=36學時線性代數(shù)（36學時）面向機車車輛、通信信號專業(yè)；統(tǒng)計學（36學時）面向鐵道交通運輸專業(yè)；微分方程（36學時）面向鐵道工程、建筑工程、機械工程專業(yè)。考核方式：考察課教學目標：根據(jù)專業(yè)需求，以及學生個人的人生規(guī)劃，選擇適合自己的專業(yè)數(shù)學課程，以便在這些方面進行深入研究和創(chuàng)新突破。3.數(shù)學實驗課程（選修）：開設時間：第二學年第一學期總課時：20周×2學時/周=40學時考核方式：考察課教學目標：希望大家能理解數(shù)學軟件功能實現(xiàn)的數(shù)學背景與算法原理，掌握利用數(shù)學軟件進行問題求解的基本規(guī)律，能夠使用數(shù)學軟件作為專業(yè)應用的工具，能從繁雜的計算事務中解放出來，促進計算機和專業(yè)應用的結(jié)合，促進計算機應用水平提高和對專業(yè)知識的掌握。對應課程：科學計算與MATLAB語言、統(tǒng)計分析與SAS、優(yōu)化與LINGO。第二步，以團隊合作、親身實踐、主動查找以及研討交流的行動導向教學方式。柏林大學的校長洪堡認為：大學教授的主要任務并不是“教”，大學學生的任務也不是“學”。大學學生必須獨立地自己去從事“研究”，至于大學教授的工作，則在引導學生“研究”的興趣，再進一步去指導并幫助學生去做研究工作。以“學生為中心，教師是關鍵，將數(shù)學建模思想和方法融入專業(yè)學科中”是我們教學方式改變的核心。傳統(tǒng)的教學中，教師照本宣科，學生死啃課本，教學內(nèi)容千篇一律，缺少變化，缺乏創(chuàng)新，再加上高職的學生基礎差、意志力薄弱，上課不是玩手機就是睡倒一片，學期末考試更是慘不忍睹。針對于這種情況，我認為應該先在教學計劃上，應該摘掉枝葉，直奔主題，突出主題，突出數(shù)學的應用性和實用性，這就將本科教育和職業(yè)教育區(qū)分開來。對于理論部分的教學，多年來，我一直秉承“小組合作”方式，效果非常好。只要掌握四點原則：“學、展、點、練”。“學”：自主學習，合作學習；“展”：展示交流，分享共贏；“點”：精講點撥，點評升華；“練”：有效訓練，知識落實。以每個班40人為例，將學生分成8個小組，每組一名小組長。每節(jié)課教師講授時間不超過15分鐘，之后布置本節(jié)課的學習任務，學生在小組長的帶領下自主學習、合作學習。然后小組長將學習效果向教師反饋，教學根據(jù)反饋情況將學生作品向全班同學展示交流，讓學生自行評判哪些是正確的，哪些是錯誤的，為什么？再接著，教師進行總結(jié)反思，升華主題。最后，為了鞏固課堂效果，教師要適當布置課后作業(yè)。實驗教學比理論教學要容易得多，因為學生本身對電腦和應用性知識就要感興趣，教起來很輕松。而且，我發(fā)現(xiàn)在與學生的交流中經(jīng)常收到意想不到的效果，有些學生能夠解決教師都感到頭疼的編程問題。這就到達了師生共同研究，教學相長的效果。每學期制定幾個研究課題，諸如構(gòu)建各種情景的模型，完成UMAP的教學單元或研究教材、課堂中的一個作為例子講述的模型等。對每個學生來說，在整個課程中接受模型構(gòu)建、模型分析或模型研究的多樣性研究課題的組合，并建立起信心是重要的。學生可能會選擇一個特別感興趣的情景研制模型，或分析在另一門課程中的模型，在典型的建模課程中推薦5到8個短小的研究課題。第三步，教學資源庫建設。不同專業(yè)面對的問題、學習的課程以及解決的方案不同，這就需要教本專業(yè)的教師對該專業(yè)的數(shù)學模型有一定的積累。資源庫建設有助于數(shù)學建模教學的可持續(xù)發(fā)展，不斷積累的模型和經(jīng)驗不僅使教學更加容易，而且能加深對實際問題的認識和優(yōu)化，真正到達數(shù)學服務專業(yè)的目的。第四步，師資隊伍建設。如果沒有教師自身和集體的鉆研和實踐，以及結(jié)合學生實際情況的因材施教，也不可能完成上述任務。數(shù)學建模教學是一項長期而繁重的任務，因為涉及的數(shù)學方向多，應用計算機軟件也很多，單靠幾個教師是無法獨立完成的。這就需要精細分工和團隊合作。教同一專業(yè)的幾個教師最好長期從事該學科的教學和研究，并經(jīng)常出去參加培訓以及交流學習，這樣才能保證走在本專業(yè)學科的最前沿，傳授的知識才能適應社會的發(fā)展。第五步，監(jiān)控、評價等管理制度建設。合理的考核評價體系有利于建模的有序推進，否則，改革則半途而廢。
【參考文獻】
[1]FrankR.Giordano,MauriceD.Weir,WilliamP.Fox.數(shù)學建模[M].北京:機械工業(yè)出版社，2005.
[2]別敦榮，李連梅.柏林大學的發(fā)展歷程、教育理念及其啟示[J].復旦教育論壇，2010(06).
[3]劉莉.蘇格拉底如何做教師[J].華東師范大學學報(教育科學版)，2017(06).
[4]于澤元,王丹藝.核心素養(yǎng)對課程意味著什么[J].現(xiàn)代遠程教育研究,2017(05). 作者：高黎明 單位：包頭鐵道職業(yè)技術學院基礎教學部
[5]張學新.對分課堂:大學課堂教學改革的新探索[J].復旦教育論壇，2014(05).
【高職院校數(shù)學建模教學模式論文】相關文章：
初中數(shù)學建模優(yōu)秀論文08-09
高職院校實訓教學的路徑依賴與路徑調(diào)整教育論文10-30
數(shù)學建模心得體會05-02
淺談高職院校英語課堂管理05-12
淺談小學數(shù)學教學論文03-23
高職院校加強職業(yè)道德教育的探索04-09
高職畢業(yè)論文的選題定位方法?07-10