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高職院校數學(xué)建模教學(xué)模式論文
【摘要】數學(xué)教育不僅是知識教育，更是素質(zhì)教育。數學(xué)建模能有效地將高等數學(xué)與職業(yè)教育結合在一起，以傳授和學(xué)習數學(xué)知識為載體，通過(guò)嚴格認真的數學(xué)學(xué)習和訓練，可以使學(xué)生具備一些特有的素質(zhì)和能力，終生受用不盡。MATLAB、SAS和LINGO等數學(xué)軟件能夠有效地幫助學(xué)生完成專(zhuān)業(yè)課程中數學(xué)的分析和計算，必將成為高職院校數學(xué)教學(xué)改革的大勢所趨。
一、高職院校高等數學(xué)教學(xué)現狀
1.大部分高職院校高等數學(xué)教學(xué)模式與本科院校一樣，采用傳統講授式�？筛呗氃盒W(xué)生與本科院校存在很大差距，大多學(xué)生聽(tīng)不懂，學(xué)習興致也不高，教學(xué)很難進(jìn)行下去�，F在有部分本科院校采用對分課堂和混合教學(xué)以及翻轉課堂等比較先進(jìn)的教學(xué)方法，但大都對學(xué)生基礎和學(xué)習主動(dòng)性要求較高，不太適合高職院校學(xué)生。2.高職院校培養的是職業(yè)人才，以就業(yè)為導向，專(zhuān)業(yè)學(xué)科為主，基礎學(xué)科為輔。近年來(lái)，高職院校專(zhuān)業(yè)學(xué)科都在搞項目驅動(dòng)教學(xué)，開(kāi)展校企合作模式，這將是未來(lái)高職院校的發(fā)展趨勢。高等數學(xué)如何為專(zhuān)業(yè)服務(wù)，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(lái)職業(yè)教育要培養學(xué)生的工匠精神”，也就是說(shuō)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(lái)高職培養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(xué)生未來(lái)的職業(yè)發(fā)展很快將遭遇瓶頸。
二、高職院校高等數學(xué)教學(xué)模式的探索
怎樣將一門(mén)高深而又乏味的高數教給一群不愛(ài)學(xué)習且數學(xué)底子差的學(xué)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(jué)得數學(xué)建模是一個(gè)好的方向，主要基于以下幾點(diǎn)：職業(yè)教育是應用教育，數學(xué)建模就是用數學(xué)方法解決各種實(shí)際問(wèn)題，包括大量數學(xué)科學(xué)、運籌學(xué)、工程、管理和生命科學(xué)等諸多學(xué)術(shù)領(lǐng)域中常見(jiàn)的有意義的和實(shí)際問(wèn)題，二者相得益彰。數學(xué)建�？梢再N近學(xué)生專(zhuān)業(yè)方向，讓學(xué)生充分感受其實(shí)用性、直觀(guān)性。區別于傳統講授講學(xué)，團隊合作、親身實(shí)踐、主動(dòng)查找以及研討交流的行動(dòng)導向教學(xué)方式將數學(xué)思維貫穿于數學(xué)建模中，不僅有利于培養學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力和創(chuàng )新精神，而且會(huì )使學(xué)生對數學(xué)有更深理解，從而增強他們學(xué)好數學(xué)積極性和主動(dòng)性，其結果必然是大大增強他們面對21世紀嚴峻挑戰的競爭力。數學(xué)建�？梢耘囵B個(gè)性發(fā)展的專(zhuān)業(yè)人才，提升學(xué)生職業(yè)價(jià)值感。學(xué)生要研究一個(gè)特定領(lǐng)域以獲得對某些行為（性態(tài)）的更深入的理解，僅有高等數學(xué)的知識已遠遠不夠。建模課程將激勵學(xué)生去學(xué)習諸如線(xiàn)性代數、微分方程、最優(yōu)化和線(xiàn)性規劃、數值分析、概率論和統計學(xué)這樣更高深的課程。人才培養更注重個(gè)性化發(fā)展，更加關(guān)注學(xué)生的職業(yè)生涯發(fā)展。
三、高職院校高等數學(xué)教學(xué)實(shí)施策略
當然，數學(xué)建模課程的實(shí)施應該首先具備建模素養。并不是說(shuō)，數學(xué)建模好、有用，就可以直接進(jìn)行數學(xué)建模了，那顯然是行不通的。我們應當遵從以下幾個(gè)步驟：第一步，以人才培養定位、專(zhuān)業(yè)設置和目標確定對課程構建。不同的人才培養方案，不同的專(zhuān)業(yè)，不同的培養目標，確定不同的課程教學(xué)。下面以包頭鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院為例。學(xué)院是專(zhuān)門(mén)培養鐵路專(zhuān)業(yè)人才的高等職業(yè)技術(shù)院校，除了基礎教學(xué)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(chē)車(chē)輛系、通信信號系6個(gè)系。這6個(gè)系又涵蓋了20個(gè)專(zhuān)業(yè)方向。針對三年制高職，第一學(xué)年主要是理論教學(xué)部分的學(xué)習，包含基礎課程和面向專(zhuān)業(yè)課程。第二學(xué)年便可以開(kāi)始數學(xué)建模實(shí)驗課程的學(xué)習了。學(xué)生先要掌握極限、導數、微積分的思維方法，我把它們稱(chēng)為基礎課程，還要懂得微分方程、線(xiàn)性代數以及概率論與數理統計等面向專(zhuān)業(yè)的課程，我把它們稱(chēng)為面向專(zhuān)業(yè)課程。1.基礎課程（必修）：開(kāi)設時(shí)間：第一學(xué)年第一學(xué)期總課時(shí)：20周×4學(xué)時(shí)/周=80學(xué)時(shí)其中：極限（20學(xué)時(shí)）導數（30學(xué)時(shí)）積分（30學(xué)時(shí)）考核方式：考試課�？荚�50%，平時(shí)50%。教學(xué)目標：高等數學(xué)三大核心思想：“極限、導數、微積分”，要求學(xué)生會(huì )進(jìn)行簡(jiǎn)單計算，熟練掌握三大思想的本質(zhì)含義。2.面向專(zhuān)業(yè)課程（選修，結合本專(zhuān)業(yè)需求，任選其一）：開(kāi)設時(shí)間：第一學(xué)年第二學(xué)期總課時(shí)：18周×2學(xué)時(shí)/周=36學(xué)時(shí)線(xiàn)性代數（36學(xué)時(shí)）面向機車(chē)車(chē)輛、通信信號專(zhuān)業(yè)；統計學(xué)（36學(xué)時(shí)）面向鐵道交通運輸專(zhuān)業(yè)；微分方程（36學(xué)時(shí)）面向鐵道工程、建筑工程、機械工程專(zhuān)業(yè)�？己朔绞剑嚎疾煺n教學(xué)目標：根據專(zhuān)業(yè)需求，以及學(xué)生個(gè)人的人生規劃，選擇適合自己的專(zhuān)業(yè)數學(xué)課程，以便在這些方面進(jìn)行深入研究和創(chuàng )新突破。3.數學(xué)實(shí)驗課程（選修）：開(kāi)設時(shí)間：第二學(xué)年第一學(xué)期總課時(shí)：20周×2學(xué)時(shí)/周=40學(xué)時(shí)考核方式：考察課教學(xué)目標：希望大家能理解數學(xué)軟件功能實(shí)現的數學(xué)背景與算法原理，掌握利用數學(xué)軟件進(jìn)行問(wèn)題求解的基本規律，能夠使用數學(xué)軟件作為專(zhuān)業(yè)應用的工具，能從繁雜的計算事務(wù)中解放出來(lái)，促進(jìn)計算機和專(zhuān)業(yè)應用的結合，促進(jìn)計算機應用水平提高和對專(zhuān)業(yè)知識的掌握。對應課程：科學(xué)計算與MATLAB語(yǔ)言、統計分析與SAS、優(yōu)化與LINGO。第二步，以團隊合作、親身實(shí)踐、主動(dòng)查找以及研討交流的行動(dòng)導向教學(xué)方式。柏林大學(xué)的校長(cháng)洪堡認為：大學(xué)教授的主要任務(wù)并不是“教”，大學(xué)學(xué)生的任務(wù)也不是“學(xué)”。大學(xué)學(xué)生必須獨立地自己去從事“研究”，至于大學(xué)教授的工作，則在引導學(xué)生“研究”的興趣，再進(jìn)一步去指導并幫助學(xué)生去做研究工作。以“學(xué)生為中心，教師是關(guān)鍵，將數學(xué)建模思想和方法融入專(zhuān)業(yè)學(xué)科中”是我們教學(xué)方式改變的核心。傳統的教學(xué)中，教師照本宣科，學(xué)生死啃課本，教學(xué)內容千篇一律，缺少變化，缺乏創(chuàng )新，再加上高職的學(xué)生基礎差、意志力薄弱，上課不是玩手機就是睡倒一片，學(xué)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(xué)計劃上，應該摘掉枝葉，直奔主題，突出主題，突出數學(xué)的應用性和實(shí)用性，這就將本科教育和職業(yè)教育區分開(kāi)來(lái)。對于理論部分的教學(xué)，多年來(lái)，我一直秉承“小組合作”方式，效果非常好。只要掌握四點(diǎn)原則：“學(xué)、展、點(diǎn)、練”�！皩W(xué)”：自主學(xué)習，合作學(xué)習；“展”：展示交流，分享共贏(yíng)；“點(diǎn)”：精講點(diǎn)撥，點(diǎn)評升華；“練”：有效訓練，知識落實(shí)。以每個(gè)班40人為例，將學(xué)生分成8個(gè)小組，每組一名小組長(cháng)。每節課教師講授時(shí)間不超過(guò)15分鐘，之后布置本節課的學(xué)習任務(wù)，學(xué)生在小組長(cháng)的帶領(lǐng)下自主學(xué)習、合作學(xué)習。然后小組長(cháng)將學(xué)習效果向教師反饋，教學(xué)根據反饋情況將學(xué)生作品向全班同學(xué)展示交流，讓學(xué)生自行評判哪些是正確的，哪些是錯誤的，為什么？再接著(zhù)，教師進(jìn)行總結反思，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(shí)驗教學(xué)比理論教學(xué)要容易得多，因為學(xué)生本身對電腦和應用性知識就要感興趣，教起來(lái)很輕松。而且，我發(fā)現在與學(xué)生的交流中經(jīng)常收到意想不到的效果，有些學(xué)生能夠解決教師都感到頭疼的編程問(wèn)題。這就到達了師生共同研究，教學(xué)相長(cháng)的效果。每學(xué)期制定幾個(gè)研究課題，諸如構建各種情景的模型，完成UMAP的教學(xué)單元或研究教材、課堂中的一個(gè)作為例子講述的模型等。對每個(gè)學(xué)生來(lái)說(shuō)，在整個(gè)課程中接受模型構建、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(xué)生可能會(huì )選擇一個(gè)特別感興趣的情景研制模型，或分析在另一門(mén)課程中的模型，在典型的建模課程中推薦5到8個(gè)短小的研究課題。第三步，教學(xué)資源庫建設。不同專(zhuān)業(yè)面對的問(wèn)題、學(xué)習的課程以及解決的方案不同，這就需要教本專(zhuān)業(yè)的教師對該專(zhuān)業(yè)的數學(xué)模型有一定的積累。資源庫建設有助于數學(xué)建模教學(xué)的可持續發(fā)展，不斷積累的模型和經(jīng)驗不僅使教學(xué)更加容易，而且能加深對實(shí)際問(wèn)題的認識和優(yōu)化，真正到達數學(xué)服務(wù)專(zhuān)業(yè)的目的。第四步，師資隊伍建設。如果沒(méi)有教師自身和集體的鉆研和實(shí)踐，以及結合學(xué)生實(shí)際情況的因材施教，也不可能完成上述任務(wù)。數學(xué)建模教學(xué)是一項長(cháng)期而繁重的任務(wù)，因為涉及的數學(xué)方向多，應用計算機軟件也很多，單靠幾個(gè)教師是無(wú)法獨立完成的。這就需要精細分工和團隊合作。教同一專(zhuān)業(yè)的幾個(gè)教師最好長(cháng)期從事該學(xué)科的教學(xué)和研究，并經(jīng)常出去參加培訓以及交流學(xué)習，這樣才能保證走在本專(zhuān)業(yè)學(xué)科的最前沿，傳授的知識才能適應社會(huì )的發(fā)展。第五步，監控、評價(jià)等管理制度建設。合理的考核評價(jià)體系有利于建模的有序推進(jìn)，否則，改革則半途而廢。
【參考文獻】
[1]FrankR.Giordano,MauriceD.Weir,WilliamP.Fox.數學(xué)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(xué)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(xué)學(xué)報(教育科學(xué)版)，2017(06).
[4]于澤元,王丹藝.核心素養對課程意味著(zhù)什么[J].現代遠程教育研究,2017(05). 作者：高黎明 單位：包頭鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院基礎教學(xué)部
[5]張學(xué)新.對分課堂:大學(xué)課堂教學(xué)改革的新探索[J].復旦教育論壇，2014(05).
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