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项目导向的高职数学建模课程改革探索

TIME:2015-09-18 FROM:www.cntg.org.cn AUTHOR:中国学术杂志网 CLICKS:
  摘要在研究数学建模活动的教学理论基础上,结合高职数学建模实际,探索了以项目为载体,以应用能力和实践能力为主旨,培养学生数学建模的自主探究性学习的能力的教学模式。实践证明该模式是有效的。
  关键词 项目导向;教学模式;数学建模;教学改革
  
  一、数学建模课程采用“项目导向”教学模式的意义
  数学模型是关于部分现实世界和为一种特殊目的而作的一个抽象的、简化的结构。在数学建模活动中,学生要根据给出的实际问题,提取重要信息,合理假设,简化问题,建立模型,查找需要的专业资料和数学理论,运用这些知识来处理分析问题,建立模型后,还要进行数学推理,处理数据,计算结果,并检验由模型得到的结果是否符合实际。
  以项目为导向,就是在教学过程中,以实际的项目贯穿整个过程,让学生在实践项目的过程中获取项目管理知识。数学建模课程采用"项目导向"的教学模式,将真实项目作为教学活动的载体,实现学科知识的解构与重构,项目中分若干任务,项目开发结束即可完成所有知识点的学习。学生在完成项目和任务的过程中体验成功的喜悦,激发学习热情、促进个性发展、锻炼实践操作、团队合作等方面的综合能力。
  
  二、项目导向在数学教育中的研究情况
  数学家弗赖登塔尔提出现实数学教育思想,他认为数学课程应当从学生熟悉的现实生活开始和结束。他提出了数学教育中的五个特征:平台-情境问题;目标-数学化;学习方式-互动;呈现方式-学科交织;组成部分-学生的结论和创造。M.Ludwig教授致力于项目导向数学教学设计的研究和实践工作。他设计了五要素:主题、组织框架、学生主动性、小组活动和反馈。教学过程包括了项目的准备、实施和总结阶段。
  从现有的文献分析,关于数学项目教学或学习的研究主要从项目开发的过程,以及数学与其他学科之间的联系进行了部分的实践探索,也在一定程度上说明了其项目教学与学习的意义。
  
  三、项目导向的数学建模课程开发的理论框架与开发原则
  项目导向的数学建模课程开发融合了建构主义、多元智能和实用主义等多种教育理论,目标是以项目为载体,以应用能力和实践能力为主旨,培养学生数学建模的自主探究性学习的能力。因此,作为项目导向的数学建模课程开发必须适应时代发展的需求,而不再是单纯的数学知识的灌输与传授,应培养学生真正地热爱数学、应用数学,把学生培养成为具有专业技能、敬业精神、严谨求实的工作作风、综合职业素养的高素质劳动者和专业技术、技能人才。
  在课程开发中需要注意的几个原则:学生选择的项目应该跟学生所学的专业相关;项目应该更适合在学校开展和实施;项目应该融合多门学科知识;需考虑学生现有的知识经验和能力水平,学生是否可以通过共同的努力来达到预定的项目学习目标,是否能够解决项目学习活动中出现的各种问题。
  
  四、项目导向的数学建模课程的设计实践
  课程开发中的教学设计不仅重视知识的传授,更要关注在有限知识条件下进行更深入思考的问题,即要教会学生会思考。我们在数学建模课程中广泛采用项目式教学,从真正意义上体现了数学来源于生活又应用于生活,达到了理论与实践的有机结合,克服了以往数学教育的严重缺陷。例如,NBA赛程的分析与评价模型,该项目来源于NBA赛程的优化,NBA是全世界篮球迷们最钟爱的赛事之一,对于NBA这样庞大的赛事,编制一个完整的、对各球队尽可能公平的赛程是一件非常复杂的事情,赛程的安排对球队实力的发挥和战绩有一定的影响。手机“套餐”优惠几何评价模型,该项目对如何评价移动套餐资费,及设计移动套餐建立了相应的数学模型。体能测试时间安排模型,如何安排学生在时间段内完成全部体能测试,为学校以后的体能测试提出可行的建议。会议筹备优化模型,针对会议筹备中预定宾馆客房、租借会议室、租用客车等问题建立数学模型,制定了一套合理方案。输油管的布置模型,该项目主要解决平面区域内,不同情况下,最佳油管铺设方案的数学模型。还有学生宿舍设计方案的评价、SARS的传播、饮酒驾车、公务员招聘、煤矿瓦斯和煤尘的监测与控制模型等,这些项目一般都来自于现实生活,具有很强的实践指导意义。
  
  五、项目导向的数学建模教学与研究的效果检验
  我们把项目导向的数学建模教学与研究的应用面向全校高职学生,特别是每年参加数学建模竞赛的学生进行赛前系统培训。在培训过程中把培养学生具有应用数学方法,解决实际问题的意识和能力放在首位。培养一丝不苟、实事求是的工作作风;培养学生的创造力和探索能力;有效提高学生动手实践和解决问题的能力。初步取得了以下的效果:学生学习数学的兴趣空前浓厚;学生的自学能力、学习成绩有很大的提高;运用数学建模解决实际问题的能力、创新能力得到极大提高,用人单位评价好;数学建模成绩显著。
  
  参考文献:
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  [4]杨开城。建构主义学习环境的设计原则[J]。中国电化教育,2000. 4:14-17。
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  [6]潘春平,网络环境下高职数学建模过程与教学研究[J].南昌教育学院学报,2012,27(3):90-91.
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