開展數(shù)學建模開放式教學的探索與實踐

李貽芬

(漳州衛(wèi)生職業(yè)學院 公共基礎(chǔ)部，福建 漳州 363000)

1 引言

高職高專院校肩負著培育創(chuàng)新人才的重任，數(shù)學建模活動的開展是當前素質(zhì)教育和教育教學改革的需要，更是培養(yǎng)創(chuàng)新思維人才的需要．目前醫(yī)學高職院校數(shù)學教學面臨著學時少、任務(wù)重、學生素質(zhì)普遍不高的現(xiàn)狀．如何合理安排數(shù)學建模的教學內(nèi)容，改進教學方法是醫(yī)學高職院校需要重點研究的課題．數(shù)學建模開放式教學是以學生為主體，教師起主導作用的一種教學模式．該教學模式要求教師在教學過程中必須為學生提供一個有利于相互交流的開放環(huán)境，使得學生們的思維體驗、行為方式受到尊重和鼓勵，從而激發(fā)學生們學習的主動性和積極性．教師在設(shè)計問題和討論問題時要考慮開放狀態(tài)，要為學生提供寬廣的創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)空間．教學中學生可以有一定的自主性．允許學生對各種不同意見進行闡述；給學生充分的提出與闡述問題的自由；同時教師要努力引導學生對多種不同解答作更進一步的對比，對自己的活動成果進行評價和總結(jié)．

2 開展數(shù)學建模開放式教學的途徑

(1)讓數(shù)學建模活動走進社團，構(gòu)建社團學生會與教研室合作的新的開放性教學理念．數(shù)學建模的組織和培訓工作是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，需要投入人力、物力、財力，涉及高校各個部門，需要學院領(lǐng)導的支持、協(xié)調(diào)和重視．可以借助于社團學生會立體化的宣傳，讓全體師生認識數(shù)學建模的意義和重要性，尤其是領(lǐng)導更要認識到位，為數(shù)學建模活動的開展打下良好基礎(chǔ)．

(2)開設(shè)開放式選修課，由社團學生會組織學生報名參加．借助于社團學生會吸引眾多優(yōu)秀學生參加數(shù)學建模選修課培訓，提高醫(yī)學高職院校學生對數(shù)學建模的認識和興趣．定期組織學生參加數(shù)學建模競賽活動，讓組隊的學生在開放的活動環(huán)境對建模選題進行討論，通過相互啟發(fā)共同協(xié)作解決問題，培養(yǎng)學生間的團隊精神和組織協(xié)調(diào)能力．

(3)社團每周開展關(guān)于數(shù)學建模的活動，邀請教師講解并對學生進行數(shù)學建模指導．社團建立數(shù)學建模QQ群，師生在群中可以自由討論數(shù)學建模方法，發(fā)表不同見解．

(4)學校不定期對社團活動進行抽查，對活動開展好的社團進行獎勵，組織建模論文賞析活動．在社團組織開展數(shù)學建模活動非常有意義．社團已經(jīng)成為教師培養(yǎng)學生應(yīng)用數(shù)學意識和應(yīng)用能力的重要陣地；成為學生學習應(yīng)用數(shù)學和數(shù)學應(yīng)用的第二課堂．

3 數(shù)學建模開放式教學的教學模式

3.1 教學內(nèi)容開放

數(shù)學建模教學中所研究的問題，包括從疾病治療到基因分析、從膳食結(jié)構(gòu)合理性問題到Beyes概率數(shù)學模型估算、遺傳病再顯、風險率等，可以讓學生自主地從學習生活中提出多種類型問題，確定建模選題，如“給病人更多的快樂論—血液透析的最佳療法”；“最佳搭配原則—關(guān)于婚姻合作學習結(jié)組的數(shù)學模型”；“生命的紅燈—心臟病死亡率預(yù)模型”；“色盲為什么男多女少—色盲中xb比例的變化”；“關(guān)于人類身高與體重關(guān)系的一種模型”；“關(guān)于人的狀態(tài)與時間變化關(guān)系的一種模型”等等．數(shù)學建模的選題已涉及到日常生活中的許多熱點問題，學生在建模過程中由于知識面窄等局限性，獲得的模型和結(jié)論可能比較粗淺，但是研究的經(jīng)歷和體驗是彌足珍貴的．數(shù)學建模的主體是收集其他必要的信息，并借助計算機來實現(xiàn).這就要求學生有效利用圖書館資源、網(wǎng)絡(luò)資源，閱讀與建模相關(guān)的資料最終建立模型，得到答案．

3.2 教學過程開放

教學過程采用三級培訓的開放式教學方式，初級階段的任務(wù)是使學生明白什么是“建模”，確立建模意識進而通過模仿和實踐，進行建模訓練，嘗試著撰寫小論文；中級培訓主要實施專題培訓，確定與醫(yī)藥專業(yè)相呼應(yīng)的專題，從建模的眼光看開放性的專題，通過建模思想方法去解答和鑒賞，這一階段也可組織建模論文賞析活動；高級培訓伴隨著師生角色的變化，建模的學習和研究進入高層次，學生自己提出問題，自已查資料、找問題，互相研討，提出見解，集體討論，教師在一邊給予指導．在數(shù)學建模開放式教學的過程中，教師適時提出問題，和學生一起進入角色，整個過程中，學生是主體，教師是主導，以學生為中心，學生能通過自己的體驗，建構(gòu)主體的認知結(jié)構(gòu)，增強自信心．開展開放式數(shù)學建模活動，有助于學生數(shù)學建模能力的提高．

3.3 教學手段開放

要提高教學效率，必須合理選擇教學手段．在教學中增加數(shù)學實驗課，學生熟練應(yīng)用一些常用的數(shù)學軟件，通過親自動手更好地運用所學理論，為他們參加數(shù)學建模各類競賽、畢業(yè)設(shè)計奠定基礎(chǔ)．開放式數(shù)學建模教學模式突出了學生的主體地位，在學習過程中，學生是一個探索者，教師是實驗情景的設(shè)計者、組織者、指導者、參與者與評判者．

4 開展數(shù)學建模開放式教學的意義

在數(shù)學建模活動中學生們不僅發(fā)揮了動腦能力，而且也體現(xiàn)了動手實驗、采集數(shù)據(jù)、社會調(diào)查和實踐的能力．因而建模活動的開展能很好證實學生的創(chuàng)造潛能，動手和動腦能力．

4.1 有利于學生之間的交流與合作

數(shù)學建模開放式教學活動是注重師生之間、學生之間的討論、交流與合作的群體活動．在建模活動中，學生既能充分表達自己的思想，又能虛心聽取他人的見解，而且也容易從中意識到團隊協(xié)作的重要性．

4.2 有利于挖掘?qū)W生的內(nèi)在潛能

數(shù)學建模開放式教學重視學生的參與，教師要為每名學生創(chuàng)造參與和成功的機會，使得他們能在參與中得到自我發(fā)展，形成獨立的人格，最終能夠提高獨立分析與解決問題的能力．

4.3 有利于滿足學生的心理需要

數(shù)學建模開放式教學一定要能夠滿足學生的多種需要，比如求知的需要、參與的需要、成功的需要、交流的需要等．

4.4 有利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維

數(shù)學建模其實是一個不斷探索、不斷創(chuàng)新的活動過程．開放式教學給學生營造了寬松、自由的環(huán)境．在教學中教師要鼓勵學生從多種不同的角度去思考問題，并對得到的結(jié)果進行比較，對多種不同方法綜合運用，并從中找到比較理想的解決辦法．另外，還需要分組討論，使學生們的思想能夠相互交融，這樣非常有利于小組內(nèi)參與討論的學生的思維變得寬廣，同時也有利于學生的發(fā)散思維和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)．

4.5 有利于促進教學的改革

數(shù)學建模的實踐教學，需要有效利用計算機，將數(shù)學理論和實際問題相結(jié)合，由學生自己創(chuàng)建數(shù)學模型，然后到計算機上去實現(xiàn)．因而，數(shù)學建模思想在《醫(yī)藥數(shù)理統(tǒng)計》課程中的滲透，將會進一步推動數(shù)學教學改革的步伐．

5 結(jié)語

醫(yī)學高等職業(yè)院校的數(shù)學建模開放式教學是在現(xiàn)代教育理念指導下，以培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新人才為目標，加強創(chuàng)新教育實踐，讓數(shù)學建模活動走進社團，構(gòu)建社團學生會與教研室合作的新的開放性教學理念，構(gòu)建學生研究性、創(chuàng)造性學習的機制，多途徑探索人才創(chuàng)新意識的培養(yǎng)，多途徑探索培養(yǎng)學生應(yīng)用數(shù)學知識的能力．數(shù)學建模開放式教學目前還處于探索階段，有待于進一步完善，這種教學模式將不斷成熟，發(fā)揮越來越大的作用．

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