通过数学建模培养独立学院学生应用创新能力的研究与实践
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作者: 梁海峰
【摘 要】本文根据独立学院“应用型人才”培养目标，阐述了通过数学建模培养独立学院学生应用与创新能力的意义和途径，并指数学建模对独立学院的应用型人才培养具有重要意义和积极作用。
【关键词】独立学院；数学建模；应用与创新能力
0 引言
独立学院以“培养应用型人才”为培养目标，构建“横向可以转移，纵向可以提升”的应用型人才培养模式，强化学生的应用能力、创新意识和创新能力。所谓应用与创新能力就是人们应用所学知识解决实际问题的能力和人们产生新认识、新思想和创造新事物的能力[1]。而数学建模是对于一个特定的对象，根据其内在规律，对客观事物做出一些必要的简化和假设，并进行合理的抽象和量化，然后利用公式进行模拟和验证的一种模式化思维方式[2]。由此可见数学建模是联系实际问题与数学的桥梁，通过数学建模可以培养独立学院学生分析问题、解决问题的能力。随着计算机技术的发展与全国大学生数学建模竞赛的推广，越来越多的专家学者开始积极探索数学建模与应用创新型人才培养的新模式。
1 在独立学院开展数学建模活动的意义
独立学院的学生基础介于普通本科与高职之间，相对于普通本科，基础较差；相对于高职较好。他们学习态度不够端正、目的不够明确、基础不扎实，不善于把学过的知识和思想应用到解决实际问题的过程中去，应用能力不足。但大部分同学个性较为张扬，兴趣爱好广泛，思维反应能力相对比较好。相对于普通本科院校，独立学院的教学主要有以下特殊性：学生基础较低；人才培养目标不同；教材和教学内容偏难；教学理念还未完全成型的新局面。另一方面独立学院教师以中青年为主，教学水平有限。在教学内容处理和教学方法上，不注意挖掘应用能力培养的素材，课堂讲授方法简单，甚至填鸭式的满堂灌，调动不了学生的学习积极性，抑制了应用与创造性思维能力的培养。
数学建模涉及领域广泛，建模方法形式灵活。数学建模问题来源于现实生活，容易激发学生的学习兴趣。通过鼓励学生积极开展讨论和辩论，引导学生自主探索解决问题，可以提高学生运用知识和计算机解决实际问题的能力；培养创新能力与实践能力；培养团结合作精神。通过开展数学建模活动，对学生能力和素质的全面培养，既丰富了学生的课外活动，又培养了学生的综合素质。通过数学建模竞赛不仅可以培养学生的综合能力、应用和创新能力，而且可以提高一个学校的综合办学能力。因此，数学建模对提高改进独立学院办学，更好地培养独立院校学生应用与创新能力具有积极的意义。
2 通过数学建模培养独立学院学生应用创新能力的途径
2.1 改革教学方法，在大学数学课程教学中融入数学建模
独立学院的学生由于基础差，对枯燥、抽象的数学比较缺乏兴趣。独立学院教师以中青年老师为主，教学模式教学理念还没有成型，可采取翻转课堂、对分课堂、案例式或探究式教学。课堂上以学生为中心，教师成为课堂的组织者和参与者，指导学生进行相互交流、自主探索。教师精选实际案例，简化成数学建模问题，由学生个人或小组在课外完成解答任务。通过数学建模学生不仅可以获得知识，而且可以不断提高学习积极性、组织协调能力以及应用能力。
抽象的数学与实际问题有紧密联系，很多数学概念、方法、思想均可巧妙而自然地在现实中表现出它的本质和话语内涵，而构建模型的合理化、自然化应当是把握这种联系的关键[3]。精选合适的教学内容融入数学建模，可以提高学生学习的兴趣，培养学生应用能力和创新能力。在导数的概念中引入变速运动的瞬时速度模型、切线斜率模型；在重要极限公式中融入银行复利模型；在定积分中融入曲边梯形面积、变力做功模型等；在微分方程可以引入马尔萨斯人口模型、Logistic阻滞增长模型等。数学建模使学生在教学过程中，体验到数学与现实生活以及其他学科的联系；体验到综合运用数学知识和方法解决实际问题的过程。通过数学建模不但提高了独立学院学生学习数学的积极性，而且培养了学生的应用能力和创新能力。
2.2 开展数学建模活动，培养独立学院学生综合素质
独立学院的教学课时相对普通本科院校较少，可以成立数学建模协会，组织对建模感兴趣的同学在课外开展数学建模活动。由数学建模指导老师定期开设讲座，精选简单的数学建模问题，指导学生自主探索和解答，从而培养学生的自主学习能力以及应用能力。2015年华东交通大学理工学院首次开设《数学建模自强创新班》，向学生介绍历届比赛试题例如：DVD在线租赁问题、抢渡长江问题、艾滋病疗效评价问题、高等教育收费标准探讨等，并与学生一起讨论如何去解决。为加强同学们之间的团结协作，《创新班》增设无领导小组讨论训练，培养学生的组织协调能力。开设数学建模公选课，扩大数学建模的学习范围，让更多的同学提高他们的应用创新能力和综合素质，为毕业以后工作奠定了良好的基础。在独立学院开展数学建模活动，对于提高独立学院学生的应用与创新能力、综合素质具有积极的作用。
2.3 以数学建模竞赛为载体，培养独立学院学生应用创新能力
随着计算机网络技术的日益发展，数学建模竞赛也迎来了全面推广，目前已经成为全国高校规模最大的基础性学科竞赛。以大学生数学建模竞赛为载体，不仅可以培养学生创新精神和知识应用能力，而且能够有效提高大学生的各项综合能力[4]。数学建模竞赛的题目是将工业技术、经济管理、生物医学、生态环境等领域的实际问题进行简化加工而成，要求学生根据已有的基本数学知识和建模方法，通过查阅资料对问题进行全面地分析，找出解决问题所要使用的方法和工具，即要求建模者具备一定的综合运用知识的能力[3]。数学建模没有标准的答案，即使是对同一问题进行解答，可以采用不同的方法和思路，具有较大的空间给参赛者发挥创造能力。不同数学模型的解答可能来自于不同领域的专业知识，求解过程以及运算比较复杂，学生需要通过自学并掌握这些专业知识来解决问题。竞赛过程最大潜能地调动了学生们的自主学习积极性，从而培养了他们的自学能力。因此，参加数学建模竞赛对于加速独立学院培养应用创新型人才具有十分积极的推动和促进作用。
3 结束语
通过我院一系列数学建模活动实践，学生的知识应用能力和创新能力得到很大提高，各类学科竞赛成绩名列全省独立学院前列。2014-2015年我院学生在全国大学生数学建模竞赛中 2 队获全国二等奖，3队获江西省一等奖，4队获二等奖，5队获省三等奖；在高等数学竞赛中获得省一等奖2人，二等奖5人，三等奖9人；在机械创新设计大赛中获得全国二等奖1项，省一等奖2项，取得我院历史最好成绩。通过数学建模及数学建模竞赛，独立学院学生的应用能力、创新能力以及综合素质都得到了大幅度的提高，有利于学生在今后的工作和学习中全面发展。在独立学院推广数学建模，可以促进应用创新型人才的培养，为我国现代化建设培养更多创新人才。
【参考文献】
[1]刘翌.数学建模对高职院校学生应用与创新能力培养的研究及实践[J].江西学院学报，2012，6.
[2]李大潜.中国大学生数学建模竞赛[M].北京：高等教育出版社，1998.
[3]刘冬梅.大学生数学建模竞赛与教学策略研究[D].山东师范大学，2008，4.
[4]叶臣.独立学院学生数学应用能力的培养[J].宁波大学学报，2010，11.
[责任编辑：朱丽娜]
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