自贸港背景下的数学建模课程教学改革的探索
摘要
关键词
教学改革 数学建模 海南自由贸易港
正文
基金项目:2021年海南师范大学教育教学改革研究项目“自贸港背景下的大学数学教育改革研究”(hsjg2021-09)
数学建模是数学专业的专业核心课程,该课程是应用性很强的一门必修课,它不仅能培养本科学生的建模能力,而且还能对本科生的团队精神、数学论文写作能力的培养起到关键的作用。近年来,许多新的教学模式例如课堂融入课程思政,这就要求各个高校对课程进行相应的改革和探索,使学生能够适应新的课堂教学模式。海南师范大学也一直在探索新的课程教学模式,以适应自由贸易港背景下对大学生赋予的新使命。数学建模竞赛试题信息量大,数据复杂,方法综合性强,近几年本校的建模竞赛成绩都不太理想,因此,数学建模课程改革当务之急[1][2]。
1. 海南师范大学数学建模课程教学的现状
第一,学生的编程能力比较弱。每年我们都鼓励能力稍微强的学生参加数学建模竞赛,并且学生们都很积极,但是最终结果都很不理想。我们一直探究出现的问题,总结得到结论就是学生编程能力薄弱。我们属于师范类大学,所以同学们更多偏重于强调建模中的理论部分,就是如何建立模型部分,但是模型建立出来了,如何去解模型总是困扰着同学们,每次到最后一天要交卷的时候,很多同学总抱怨模型还没解出来,程序编不出来,没得到数值解。这主要的原因是学生对数学建模这样的课程学习认识还不深入,学生认为只有学好数学分析、高等代数、微分方程等基础课程就可以展开建模,但实际并非如此,建模是包括建立模型和解模型,很多学生总是忽视解模型这部分,因此对于一些实验课程重视不够,例如Matlab数学实验、C语言等编程类的课程只是敷衍学习,不够重视,很多编程类的课程学生们也不选,所以导致了学生的编程能力弱。
第二,教学形式过于单一,不利于调动学生学习的积极性。
近几年,海南师范大学数学建模课程教学形式都是课堂教学+学生上机的模式。课堂教学就是老师讲理论知识,然后讲建模例子,但是这样的讲解方式很不利于学生参加竞赛,不利于学生用所学的理论知识建立竞赛中的复杂模型。为什么呢?因为我们知道,数学建模是理论知识非常繁杂的一门课程。它涉及到分析、代数、优化、统计等各个数学分支,但是学生在修这门课程的时候应该是大二上学期或者下学期,其实这个阶段,很多专业核心还没有学,那么我们授课的时候只能简单补一些还没学过知识,但是并不能完整系统地给学生讲,显然学生接受系统理论就比较差,跟不上老师的节奏,要是遇到到新模型如果需要这部分知识就根本没办法完成。同时,学生上机训练也比较有限,导致很难做到学以致用。因为课时量有限,所以教学过程很难把所有的软件例如Matlab 软件,Lingo软件,R软件都传授给学生;这就导致学生在上机实际操作时效果很不好,对于所熟悉的软件能解决的建模问题学生就会做得很好,反之,就磨洋工或者干脆不动手,学生积极性差,影响教学效果,达不到培养学以致用的目标。
从以上的海南师范大学教学现状分析,可以看出现有数学建模课程体系必须进行改革都说明我们现有的课程体系急需进行改革。数学建模作为应用型课程能够培养学生数学素养和创新意识,使之成为未来自贸港急需人才。但是由于该课程的特殊性,因此我们改革主要是以学生为主体、通过网络平台、课堂教学融入课程思政[3]以及创建网络课程等形式发挥学生的积极能动性,实现人才培养目标。
2. 海南师范大学数学建模课程教学模式改革
数学建模是一门实践性课程,分课堂教学和实验教学。课堂教学主要讲授论文写作、Maltlab的使用、建模方法的数学理论基础及建模案例的讲解。实验教学主要让学生通过上机能熟练掌握建模方法。鉴于课程的特殊性,我们提出以下的课程教学模式改革方案:
第一,利用网络平台,与课堂教学相互补充。在教学过程中,建模团队充分利用学校提供的网络平台,与课堂教学相互补充,并且可以提升学生利用网络资源能力。尤其在疫情期间,通过腾讯会议、学习通等软件进行网络教学,利用QQ群、微信等与学生进行沟通。通过网络平台授课可以更好的与学生交流,学生在运行程序过程中出现的问题,可以通过QQ及时反馈给老师。通过网络学生也会积极的更同学共享资料,跟老师交流。有些学生平时不愿意跟老师交流,通过网络平台愿意积极地跟老师交流。
第二,在教学过程中,建模组教师朝着“四有”好老师去培养学生,积极建设网络课程。建模组老师按照习近平总书记对教育工作者提出的“四个引路人”要求,以高标准严格要求自己,争做“四有”好老师。课程组老师除了完成规定的教学论文外,还牺牲寒暑假利用线上线下教学,充分调动学生的积极性,提升学生的实践能力,使得他们爱上建模课程,同时提高自主学习能力,做学生逐梦的陪伴者[4]。建模团队利用平时积累的资源,积极建设网络课程,尤其大家利用周末录制视频课程,以一流课程的标准去建设,不断规划和完善自身,提升自身的综合素质。
本文阐述目前数学建模课程教学存在的问题以及提出教学改革方案。自由贸易港背景下数学建模课堂教学模式一定要朝着为海南省建设自由贸易港需要的人才的方向进行改革;真正能培养学生的建模能力,数据分析能力、编程能力,为后续学生无论继续深造还是走入社会都是优秀的人才。
参考文献:
[1] 宣子娇. “双创”背景下对数学建模课程改革的探索[J]. 教学前沿, 2020, 9(4): 52-54.
[2] 赵静,但琦等. 数学建模与数学实验[M]. 北京:高等教育出版社, 2017.
[3] 中共中央、国务院出台深化义务教育教学改革纲领性文件“五育并举” 全面发展素质教育.http://www.zhld.com/szb/wbpc/col/201907/23/content_73346.html
[4] 马志宏,将课程思政融入大学数学建模教学 提升学生综合素养的研究与实践[J]. 天津农学院学报,2021, 28(4): 101-104.
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