基于創新能力培養為目標的數學建模課程改革與實踐

李緒孟 王小卉

【摘要】如何培養學生的創新基礎，創新方法，創新技巧仍是高等教學面臨的重要問題。數學建模作為一門跨專業跨學科的基礎類課程，改革其課程教學理論和實驗實踐課程體系對創新能力的培養有重要意義。我們提出按專業分類進行數學模型課程理論教學和實驗教學的設置的研究方案，以創新實驗計劃為契機，制定了具體課程改革實施方案。

【關鍵詞】 創新能力 ?數學建模 ?基礎類課程

【中圖分類號】G640.2 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻標識碼】A ? ? ?【文章編號】2095-3089（2015）05-0048-02

創新能力是指懷疑、批判和調查的能力， 是指研究者運用知識和理論， 在科學、藝術、技術和各種實踐活動中， 不斷提供具有經濟價值、社會價值、生態價值的新思想、新理論和新方法的能力。在我國學校社會為大學生創新環境營造了良好的環境，學生創新熱情、創新意識也空前高漲。為了適應為了應對知識經濟時代日趨激烈的國際競爭，以創新人才的培養為目標的創新環境逐漸形成。

一、大學生創新能力培養的影響因素

1.大學生具有創新意識， 但不善于充分利用和積極創造條件。大學生往往不能把握本學科最新發展的動態， 閉門造車， 沒辦法和不去向知識經驗豐富的教師或同學請教， 不重視相關學科知識的遷移。

2.大學生思維敏捷， 但缺少創新性思維方式。由于大學生知識面窄， 學科之間缺乏合理的整合， 致使他們思考問題時， 其思維方式往往是單一的和直線式的， 缺乏靈活性和全面性。

3. 大學生有靈感， 但缺少創新技能。許多大學生經過長期的腦力勞動， 在大腦皮層留下一些暫時神經聯系， 在特定因素的誘發和引領下， 這些暫時的神經聯系會接通， 產生靈感。由于大學生缺少創新的技能， 雖然產生了靈感， 但這些靈感是短暫的， 缺少橫向的聯系， 最終只能曇花一現， 無果而終。

4.大學生有創新的熱情， 但缺乏廣泛的溝通和對社會的全面了解， 致使他們的創新目標不夠明確。

二、大學生創新能力在數學建模課程中的培養途徑

數學建模作為重要的創新工具，一門跨專業跨學科的基礎類課程，改革其課程教學理論體系和實驗實踐課程教學體系對創新能力的培養有重要意義。經過對數學建模課程的改革進行了大量的探索?？梢詺w納為以下幾個方面：

1.轉變教學觀念，培養學生的創新思維。將教學視點從教師轉移到學生，關注學生的需要和興趣，不再把他們看作是消極的被動接受知識的對象，而是具有創造性潛能和豐富個性的主體。

2.加強實踐教學，培養學生的實踐能力。盡可能地為學生提供實踐的機會，訓練他們的創新思維和實踐能力.培養學生獨立獲取知識、搜集處理信息的能力，發現問題、分析問題和解決問題的能力，以及掌握和運用創新技術的能力等。

3.改革教學內容，注重素質教育和創新能力培養。適當增加一些應用內容，但不應是簡單的應用問題，而是具有實際背景的應用問題，以增強數學知識的應用性，教會學生學以致用。

4.以數學建模競賽為導向，合理組織教學內容，如模塊化教學等。

三、數學建模課程改革提升大學生創新性實驗水平實施方案

本文研究的主要目標是以大學生創新性實驗計劃為契機探索數學建模課程的改革?，F行的數學建模教學改革多數以數學建模競賽為契機，很大程度上以提升數學全國大學生數學建模競賽成績為目的，我們突破這一慣常模式，以創新實驗計劃為契機，制定了具體實施方案

1.通過各專業教師了解專業情況。

2.通過學校或院系間的協調合作，召開座談洽談的形式，深入了解各專業的人才培養的要求和對數學具體的要求。

3.修訂理論教學內容和實驗教學內容。

4.反饋理論教學內容和實驗教學內容修訂預案給各院系專業課負責人，再次調整方案。

5.以創新為目標，與專業課老師合作擬定實踐的題目、內容和計劃。

我們通過這些具體方案的實施提升了學生創新實驗項目的水平和能力，學生的學生創新熱情、創新意識也空前高漲。我們在實際教學實踐中解決了以下幾點教育教學問題：

（1）深入了解各個專業學科教學的特點和內容，根據各個專業學科的特點，合理設置按專業分類的理論實驗教學內容。

（2）深入了解各個專業學科研究的前沿，根據設置實踐的題目、內容和方案。

（3）指導學生在實踐中和專業課程的學習中發現問題，并利用數學建模的技能解決實際問題。

四、按專業分類進行數學模型課程理論和實驗教學設置方案

1.按專業分類，設置數學建模課程理論教學內容。

因為各個專業人才培養的目標不同，專業教學的內容也各不相同，專業學習對數學的要求也不相同。如農學專業更多的需要學生掌握概率理論的應用;而工科對學生掌握函數理論，微分方程理論的要求更高;而管理類對學生更多規劃理論。所以數學建模課程的安排應根據專業要求的不同，設置的重點內容也應有所差異。

2.按專業分類，設置數學建模課程實驗教學內容。

因為各個專業的要求不同，數學建模課程理論教學內容設置不同，相應的實驗教學內容也應各不相同，尤其是教學時選用的數學軟件各不相同。計算機和信息類的實驗教學課側重于C，Matlab軟件的教學，工科類的實驗教學課側重于Matlab軟件的教學，農科類的的實驗教學課側重于SPSS軟件的教學，管理經濟類的學生教學類容的設置偏重LingDO和SPSS軟件的教學。

3.以創新實驗計劃為目標，合理安排數學建模實踐的內容，計劃，方案。

綜上所述，創新是高等教育的靈魂，以創新能力培養為目標的教學改革必將受到學校和學生的歡迎和支持。前人對數學建模課程改革的目標是將實際問題帶入課堂教學，而我們試圖將課堂搬出教室，讓學生在實際和專業課程學習中發現課題，將自己發現的問題帶入課堂研究，用所學的理論和方法解決。

參考文獻：

[1]李緒孟. 高等數學與數學實驗關系的思考[J]. 湖南農業大學學報，2008，（06）

[2] 王樹忠，趙輝，陳東彥.數學建模在創新型人才培養中的作用[J].高師理科學刊，2007，27（5）

基金項目：

湖南省教育科學“十二五”規劃課題項目“基礎課程教育對大學生素質培養及就業能力影響的研究”（XJK013CGD076） 階段性成果，湖南農業大學教改項目（B2013209）