基于創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的大學(xué)生數(shù)學(xué)建模考核方法研究

陶海州

【摘要】數(shù)學(xué)建模是一種對(duì)實(shí)際的現(xiàn)象通過(guò)心智活動(dòng)構(gòu)造出的能抓住其重要且有用的特征的表示，是大學(xué)生數(shù)學(xué)綜合素質(zhì)的核心內(nèi)容.對(duì)于數(shù)學(xué)建模課程而言，探索多元化的考核方法就是要達(dá)到激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、提升考核準(zhǔn)確性，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新性、協(xié)作能力的目的.本論文將以創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的數(shù)學(xué)建模課程考核觀念為出發(fā)點(diǎn)，提出優(yōu)化數(shù)學(xué)建模課程考核的多元化方式，培養(yǎng)學(xué)生積極發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的能力，探索解決問(wèn)題的心理趨向，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，并對(duì)其考核方法的實(shí)踐過(guò)程進(jìn)行闡述.

【關(guān)鍵詞】創(chuàng)新型人才;數(shù)學(xué)建模;考核方法

【基金項(xiàng)目】本文系海南省高等學(xué)校教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目“基于創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的大學(xué)生數(shù)學(xué)建模能力的建構(gòu)與評(píng)價(jià)研究”（項(xiàng)目編號(hào)：Hnjg2018-75）.

數(shù)學(xué)建模課程是一門應(yīng)用性很強(qiáng)的課程，主要講授解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題的方法和過(guò)程，側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的創(chuàng)新能力.它既與傳統(tǒng)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課的教學(xué)有所不同，又與其相互配合、補(bǔ)充，使學(xué)生得到完整的數(shù)學(xué)訓(xùn)練.瓊臺(tái)師范學(xué)院開(kāi)設(shè)數(shù)學(xué)建模課程已有十二年.數(shù)學(xué)建模課程的考核方法隨著課程教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法的改革也在不斷變化，使其適應(yīng)創(chuàng)新人才培養(yǎng)的需要.課程考試是人才培養(yǎng)過(guò)程中的一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，它可以真實(shí)地評(píng)估學(xué)生掌握課程基本知識(shí)的程度與運(yùn)用知識(shí)的能力，客觀地評(píng)價(jià)課程教學(xué)質(zhì)量.以往高等學(xué)校的課程考核主要突出的是重課本知識(shí)，輕實(shí)踐能力，重結(jié)果，輕學(xué)習(xí)過(guò)程，不利于學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)和創(chuàng)新精神的形成.

因新時(shí)期應(yīng)用型、創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的需要，數(shù)學(xué)建模受到了高等院校的重視，相應(yīng)的課程建設(shè)計(jì)劃也得到了實(shí)施，競(jìng)賽活動(dòng)也得到了開(kāi)展.培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力實(shí)際上就是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，積極發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的能力，探索解決問(wèn)題的心理趨向.基于數(shù)學(xué)建模培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題能力的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)數(shù)學(xué)建模來(lái)提升大學(xué)生的綜合素質(zhì)，已成為一個(gè)逐步引起關(guān)注的教育教學(xué)問(wèn)題.

一、更新數(shù)學(xué)建模課程考核理念

高等學(xué)校課程考核改革要從培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的理念出發(fā).高等學(xué)校課程是檢驗(yàn)學(xué)生學(xué)習(xí)成績(jī)的一種教學(xué)過(guò)程，也是引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)方向的指揮棒.在評(píng)價(jià)指標(biāo)上，應(yīng)增加對(duì)學(xué)生靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題能力的考查項(xiàng)目，加大對(duì)實(shí)踐能力的考核比重，以此鼓勵(lì)創(chuàng)新，注重學(xué)生個(gè)性化發(fā)展.考核評(píng)價(jià)的教育功能是通過(guò)教學(xué)改革，促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力的提升.但目前考核分析只是給出分?jǐn)?shù)段學(xué)生人數(shù)百分比，不能反映出教學(xué)中存在的問(wèn)題.所以，高等學(xué)校應(yīng)鼓勵(lì)教師開(kāi)展考核后的綜合成績(jī)分析，促進(jìn)教與學(xué)的深入研究，從而發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，及時(shí)解決問(wèn)題，促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的提高.

開(kāi)展大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽，可以檢驗(yàn)數(shù)學(xué)建模課程考核效果，有利于培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，提高大學(xué)生的綜合素養(yǎng).然而，目前我國(guó)高校依舊使用傳統(tǒng)的教學(xué)方式來(lái)培養(yǎng)創(chuàng)新型人才，導(dǎo)致無(wú)法挖掘大學(xué)生的真實(shí)潛力，因此，如何將數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽完整地運(yùn)用于教學(xué)中來(lái)培養(yǎng)新型人才，發(fā)揮建模競(jìng)賽模式的作用，成為各所高校需快速解決的問(wèn)題.學(xué)校數(shù)學(xué)建模課程的考核理念需要結(jié)合學(xué)校的數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽成果和培養(yǎng)方案，做出相應(yīng)的改變或調(diào)整.

二、創(chuàng)新教育在數(shù)學(xué)建模課程教學(xué)過(guò)程中的體現(xiàn)

數(shù)學(xué)建模課程教學(xué)的全過(guò)程為創(chuàng)新教育提供了范例.數(shù)學(xué)建模課程教學(xué)的效果會(huì)關(guān)系到學(xué)生的思維是否得到拓展，創(chuàng)新意識(shí)是否增強(qiáng)，綜合素質(zhì)是否提高.

1.以數(shù)學(xué)建模課程的設(shè)置為視角，學(xué)生需具備一定的初等和高等數(shù)學(xué)知識(shí)，即具備學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)建模課程的預(yù)備知識(shí)，然后需掌握數(shù)學(xué)模型和數(shù)學(xué)軟件的基本理論知識(shí)，最后在此基礎(chǔ)上需針對(duì)實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行綜合分析和研究.在數(shù)學(xué)建模課程教學(xué)中，“綜合—分析—綜合”的方法是所有其他課程設(shè)置可以廣泛引用的.

2.以數(shù)學(xué)建模的教學(xué)內(nèi)容為視角，對(duì)于案例教學(xué)法中的教學(xué)案例的選擇和設(shè)置要求具有一定的趣味性、目的性、代表性、嚴(yán)泛性.因?yàn)檫@樣才能調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和主動(dòng)性，也能使教師的教學(xué)研究工作上一個(gè)新的臺(tái)階.

3.以數(shù)學(xué)建模的教學(xué)方法為視角，傳統(tǒng)的“灌輸式”“注入式”教學(xué)法收效甚微，讓學(xué)生被迫地接收知識(shí)已不能對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)起到很好的作用，而數(shù)學(xué)建模的教學(xué)可以改變這種狀態(tài)，其往往注重從實(shí)際問(wèn)題出發(fā)來(lái)分析，這樣可使學(xué)生很好地運(yùn)用學(xué)到的理論去聯(lián)系實(shí)際問(wèn)題.

4.在講解過(guò)程中，教師不斷啟迪學(xué)生思考，讓他們自己去發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，解決問(wèn)題，找到問(wèn)題與理論知識(shí)的聯(lián)系，培養(yǎng)其獨(dú)立思考的能力、創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新精神.

5.以數(shù)學(xué)建模課程使用教學(xué)工具為視角，往往采用實(shí)物模型與實(shí)際問(wèn)題相結(jié)合的模式，利用計(jì)算機(jī)模擬、編程來(lái)得出結(jié)論，這無(wú)疑增強(qiáng)了學(xué)生的實(shí)感和動(dòng)手操作能力.在課堂中，教師廣泛采用計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)、多媒體教學(xué)等各種現(xiàn)代化的教學(xué)手段，既豐富了課堂信息，又提高了教學(xué)效率.數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)的結(jié)合，使得數(shù)值計(jì)算、圖形處理變得異常簡(jiǎn)單，讓實(shí)際問(wèn)題的結(jié)果更準(zhǔn)確，更易于接受實(shí)踐的檢驗(yàn)，這一教學(xué)手段的改革使學(xué)生的創(chuàng)造性潛力得到了充分的發(fā)揮.

6.以數(shù)學(xué)建模教學(xué)評(píng)估考核為視角，傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)教育需要進(jìn)行閉卷考試，學(xué)生花費(fèi)大量的時(shí)間背公式、做習(xí)題、記概念，基本上沒(méi)有時(shí)間對(duì)所學(xué)知識(shí)加以拓展.而數(shù)學(xué)建模課程一般分為選修課和必修課.在寫論文的過(guò)程中，教師要求學(xué)生通過(guò)自己查閱資料、剖析實(shí)例、抽象問(wèn)題、建立模型、推導(dǎo)理論、求解答案、分析結(jié)果、提出展望，最終形成一篇論文.相對(duì)來(lái)說(shuō)，學(xué)生各方面的素質(zhì)受到了考核，同時(shí)又促進(jìn)了其綜合素質(zhì)的提升.

三、基于創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的數(shù)學(xué)建模課程考核的多元化

平時(shí)成績(jī)+期末考試成績(jī)=綜合成績(jī)，這是我們常用的考核方式.隨著教改工作的深入及創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的需求以及在教學(xué)中對(duì)教學(xué)方法的不斷改進(jìn)，相應(yīng)的數(shù)學(xué)建?？己朔椒ㄒ搽S之改變，現(xiàn)采用“過(guò)程考核+期末考試”的方法進(jìn)行考核，且“過(guò)程考核”采用多元考試方式.加強(qiáng)考核內(nèi)涵可促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，具體成效在后期的數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽中有所體現(xiàn).

數(shù)學(xué)建模課程考核方法多樣化.第一，教師按教學(xué)內(nèi)容要求，結(jié)合案例展開(kāi)課堂討論，從而根據(jù)學(xué)生回答問(wèn)題的程度完成考核.第二，教師根據(jù)教學(xué)知識(shí)結(jié)構(gòu)的特征，設(shè)計(jì)具有現(xiàn)實(shí)意義的數(shù)學(xué)建模問(wèn)題的綜合大作業(yè)，學(xué)生可以個(gè)人或小組的方式完成建模論文，完成考核.第三，學(xué)生自主選題，設(shè)計(jì)創(chuàng)新性的數(shù)學(xué)建模問(wèn)題，采用論文答辯形式完成考核.多樣性的考核方法培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手能力以及學(xué)習(xí)主動(dòng)性，提高了學(xué)生的創(chuàng)新能力.

數(shù)學(xué)建模是一種解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題的量化手段，亦是一種創(chuàng)造性活動(dòng).根據(jù)創(chuàng)造性人才成長(zhǎng)和發(fā)展的規(guī)律以及當(dāng)今社會(huì)對(duì)人才素質(zhì)的要求，將創(chuàng)新能力培養(yǎng)于數(shù)學(xué)建模教學(xué)之中，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的一條有效途徑.因此，如何將數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽完整地運(yùn)用于教學(xué)中來(lái)培養(yǎng)新型人才，發(fā)揮建模競(jìng)賽模式的作用，成為各所高校需快速解決的問(wèn)題.我校開(kāi)設(shè)數(shù)學(xué)建模選修課之前，舉行建?；顒?dòng)周，讓學(xué)生了解數(shù)學(xué)建模，宣傳我校所取得的成績(jī)，強(qiáng)調(diào)團(tuán)隊(duì)意識(shí)，模擬組隊(duì)，通過(guò)競(jìng)賽活動(dòng)鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新能力與協(xié)助能力.數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽是學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的一種新方式，它為學(xué)生提供了自主學(xué)習(xí)的空間，有助于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣，有助于發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力，有助于學(xué)生體驗(yàn)數(shù)學(xué)在解決實(shí)際問(wèn)題中的價(jià)值和作用，有助于學(xué)生體驗(yàn)數(shù)學(xué)與日常生活和其他學(xué)科的聯(lián)系，有助于學(xué)生體驗(yàn)綜合運(yùn)用知識(shí)和方法解決實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程，從而使其增強(qiáng)應(yīng)用意識(shí).

3.數(shù)學(xué)建?？荚囋诒Ａ魝鹘y(tǒng)的考試命題特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，應(yīng)注重選取能夠發(fā)揮學(xué)生創(chuàng)新能力的題型及考試方法.數(shù)學(xué)建?？荚嚨姆绞绞前腴_(kāi)卷形式.試卷命題在保留部分傳統(tǒng)的命題特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，還要注重結(jié)合教材案例深入分析，這種命題，答案多樣，避免了學(xué)生抄襲.

4.數(shù)學(xué)建?？荚嚥捎枚嘣荚嚪绞?，弱化期末一次考核的權(quán)重，加大過(guò)程考核的權(quán)重.學(xué)生的成績(jī)由多次過(guò)程考試確定，如課后作業(yè)、課堂回答問(wèn)題、思考題、綜合大作業(yè)、數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽活動(dòng)和出勤.每個(gè)考核環(huán)節(jié)都有明確的考核標(biāo)準(zhǔn)及分值，最后綜合所有的考核成績(jī)計(jì)算出每個(gè)學(xué)生的總成績(jī).

四、基于創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的數(shù)學(xué)建模課程改革考核方法實(shí)踐

1.以我校為視角，數(shù)學(xué)建模課程的多元化考核在瓊臺(tái)師范學(xué)院已經(jīng)進(jìn)行多年，在考試內(nèi)容及考核方式的選擇上，堅(jiān)持以發(fā)展能力為主，培養(yǎng)和考核學(xué)生的創(chuàng)新精神、綜合素質(zhì)，在制訂過(guò)程考核評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)方面進(jìn)行了新的嘗試，力求開(kāi)放性和人性化，特別是通過(guò)加重過(guò)程考核的權(quán)重，為學(xué)生更好地發(fā)揮創(chuàng)新能力提供了平臺(tái).學(xué)生的總成績(jī)是由平時(shí)與期末成績(jī)按一定權(quán)重綜合給出的.過(guò)程考核由原來(lái)單一的交課后作業(yè)的次數(shù)及出勤的次數(shù)定量考核分?jǐn)?shù)，細(xì)化為多樣性考核，強(qiáng)調(diào)了學(xué)習(xí)過(guò)程，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣及創(chuàng)新的能力.數(shù)學(xué)建模課程考核方式方法改革是教學(xué)改革的一部分，充分發(fā)揮好考核的作用，能更好地促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)及教師的教改工作的開(kāi)展.課內(nèi)知識(shí)與課外實(shí)踐活動(dòng)相結(jié)合的多元化考核方式，提高了學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的創(chuàng)新能力，也培養(yǎng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性與自覺(jué)性.

2.以自身為視角，筆者通過(guò)多次指導(dǎo)全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽發(fā)現(xiàn)許多參加過(guò)競(jìng)賽的學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和科研能力普遍很高，因?yàn)楸荣愄岣吡藢W(xué)生主動(dòng)尋找問(wèn)題、思考問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，而這些是學(xué)生參賽之前特別缺乏的，同時(shí)也增強(qiáng)了學(xué)生用數(shù)學(xué)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，而且堅(jiān)定了學(xué)生在學(xué)科方面不斷鉆研的信心.大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽的開(kāi)展，有利于培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，提高大學(xué)生的綜合素養(yǎng)，提高大學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用能力，培養(yǎng)大學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)以及個(gè)人創(chuàng)新能力.數(shù)學(xué)建模在我國(guó)已經(jīng)得到了充分的肯定，我國(guó)各大高等院校已開(kāi)始實(shí)施相關(guān)課程教學(xué).

綜上所述，在適應(yīng)新時(shí)期應(yīng)用型、創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的市場(chǎng)需求下，大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽人才培養(yǎng)模式是指以數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽為依托來(lái)培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的一種新型的培養(yǎng)方式.數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽作為一種項(xiàng)目完整地運(yùn)用到大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中，可以促進(jìn)課程改革的良性循環(huán)，輔助高等院校對(duì)創(chuàng)新型人才的培養(yǎng).數(shù)學(xué)建模課程考核方式方法改革是教學(xué)改革的一部分，充分發(fā)揮好考核的作用，能更好地促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)及教師的教改工作的開(kāi)展.課內(nèi)知識(shí)與課外實(shí)踐活動(dòng)相結(jié)合的多元化考核方式，提高了學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的創(chuàng)新能力，也培養(yǎng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性與自覺(jué)性.

【參考文獻(xiàn)】

[1]沈瑛.選修課考核方式改革的實(shí)踐與探索[J].中國(guó)校外教育，2008（1）：48，58.

[2]孫素芹，顧永安.應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新的幾點(diǎn)思考[J].中國(guó)高校科技， 2012（9）：52-53.

[3]宋國(guó)亮，孔令彬，劉今子，等.大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽的探索與實(shí)踐[J].科技視界，2016（8）：32，36.