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1、高职高专数学建模课程设置与改革马秋丹亳州师范高等师范学校摘 要:阐述了开设数学建模课程对于培养学生科学计算能力和应用数学知识解决实际问题能力的积极意义。通过数学专业开设“数学建模”课程的现状主要包括数学建模课程设置,教材和教学内容,教学方法与教学手段,组织学生参加数学建模竞赛,教师队伍建设等五方面,并结合数学建模竞赛中出现的问题进行分析与研究,找出问题产生的根源,对高等师范院校数学建模的课程设置、教学方式等进行改革和探索,提出了具体的实践性教学的改革对策和建议,通过实施数学建模课程改革,鼓励学生积极参加数学建模竞赛,强化运用知识进行课外学习,组建数学建模协会收集有实际价值的案例并进行研究,
2、培养学生的创新能力,提高学生应用数学知识和计算机技术解决问题的能力。关 键 词:数学建模实践性教学创新能力针对非数学专业的课程主要是对实际问题的数学建模并利用计算机(数学软件)辅助求解实现。针对数学专业的课程则为“数学建模”这门课程开设。20世纪90年代开始的全国大学生数学建模竞赛活动,为数学建模与课程的开设起到了至关重要的推动作用。数学建模与的教学与竞赛是实施素质教育的有效途径,它既增强了学生的数学应用意识,又提高了学生运用数学知识和计算机技术分析和解决问题的能力,提高了学生的创新能力。目前,数学建模与课程的教学内容和方法正在逐步体现数学建模的思想,在开设与改进数学建模课程的基础上,逐步
3、将数学建模的精神、内涵及方法有机地体现到一些重要的数学课程之中,是各高校数学教育的一个努力的方向[1-2],数学建模课程实践性教学研究是一个重要的改革热点。进入本世纪以来,数学建模课程的开设在国内高校中稳步展开,获得了广泛认同。参加数学建模竞赛的学校和人数逐年上升,数学建模课程的重要性得到广泛认可,越来越多的高校开设了这两门课程[3-4]。课程的设置由非主干课转化为主干课,由选修逐步转化为必修,课时和实践环节也随之增加。我校数学建模的开设经历了几个阶段,参加数学建模竞赛已有十个年头,经过几年的教学实践和参赛实践,从中暴露出许多问题,这引发出对传统的课程设置和课程改革的思考。1 课程设置的现
4、状分析20世纪90年代起,我校数学建模课程作为主干课程在数学类专业开设,十几年来学校对这两门课程的设置一直在进行改革和完善,使其能适应现代科学的发展。1.1 课程设置我校数学建模课程开设经历的三个阶段:首先,数学建模作为选修课程在我校开设,设置为52学时。主要讲授的是初等模型,以中学数学建模解题方法和技巧为主,内容较为单一。在此基础上数学学院对该门课程的教学进行了改进尝试,将本课程改为必修课,学时数略有增加,讲授的内容中首次包含了高等模型的内容,其中初等模型占80%,高等模型占20%,难度稍有加强。目前,随着我校对该课程教学改革的深入,将数学建模课程设置为60学时,初等数学与高等数学的内容
5、各占50%,教材的难易程度趋于完善,理论授课和实践讨论学时各占50%。我校课程安排在数学类专业三年级开设,要求先修课程为数学分析,高等代数,概率论与数理统计和常微分方程等基础课程。课时数通常为60学时左右。上机课时和理论课时的比例正在趋于平衡,学时数各占50%,对该课程的建设和改革一直没有间断过。1.2 教材和内容随着数学建模课程在大专院校教学中的普及,有不少数学建模教材问世[5-6],但是这些教材多数是针对理工科学生编写的,针对高等师范院校学生的教材却很少,为此,笔者编写了一套适宜高等师范院校学生的教材,整理了我校几位数学建模教师几年的授课手稿,于2006年7月正式出版了《数学建模》教材
6、[7]。教材内容由浅到深,分为三部分,第一部分为初等数学模型部分,适合公共选修课和函授学员使用,内容相对简单,数学模型不算复杂,用初等数学的方法和少量的高等数学知识即可解决;第二部分为高等数学模型部分,适合数学、物理、计算机、生化等专业学员使用,内容相对深一些,数学模型复杂,用少量初等数学的方法和大量的高等数学知识方可解决;第二部分为的上机练习部分,分为基础性实验和设计性实验两方面,通过一些简单的实际问题,让学生学会如何将实际问题数学化以及如何应用MATLAB编程等基本操作,让学生自己设计和动手,从实验结果中探索和发现数学规律[8-9]。1.3 方法和手段数学建模课程教学的鲜明特点是基本上
7、脱离了传统的主要以教师板书讲授为主,学生被动学习的教学方法。课程内容教学采用以教师简略讲解理论,学生为主动手实验的教学方式。课程采用了多媒体课件授课,教学班和授课教师为这两门课程开设了专用信箱,学校为这两门课程建设了教学网站和专用机房。数学建模课程的练习和考核方式明显有别于传统数学课程。平时练习很多采用上机、案例分析和论文等方式,采用综合考核,即平时练习、阶段论文、期末考试三部分综合评定成绩,而不是简单靠一张试卷。1.4
