數(shù)學(xué)建模大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)

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【摘要】隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，數(shù)學(xué)建模不斷發(fā)揮其培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力、加強(qiáng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作的導(dǎo)向作用，對(duì)高層次應(yīng)用型創(chuàng)新能力人才的培養(yǎng)發(fā)揮了舉足輕重的作用。本文提出以數(shù)學(xué)建模為切入點(diǎn)，基于數(shù)學(xué)視角下大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的第二課堂方案的構(gòu)建，并闡述了數(shù)學(xué)建模對(duì)大學(xué)生各方面能力的培養(yǎng)。

【關(guān)鍵詞】數(shù)學(xué)建模；創(chuàng)新能力；

第二課堂在報(bào)告中，對(duì)青年提出了“青年興則國(guó)家興，青年強(qiáng)則國(guó)家強(qiáng)。青年一代有理想、有本領(lǐng)、有擔(dān)當(dāng)，國(guó)家就有前途，民族就有希望。中國(guó)夢(mèng)是歷史的、現(xiàn)實(shí)的，也是未來的；是我們這一代的，更是青年一代的，中華民族偉大復(fù)興的中國(guó)夢(mèng)將在一代代青年的接力奮斗中變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)”，同時(shí)在十六大報(bào)告中曾指出：“創(chuàng)新是一個(gè)民族進(jìn)步的靈魂，是一個(gè)國(guó)家興旺發(fā)達(dá)的不竭動(dòng)力，也是一個(gè)政黨永葆生機(jī)的源泉。創(chuàng)新就要不斷解放思想、實(shí)事求是、與時(shí)俱進(jìn)。實(shí)踐沒有止境。我們要突破前人，后人也必然會(huì)突破我們。這是社會(huì)前進(jìn)的必然規(guī)律。作為青年的主力軍--大學(xué)生，如何培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新能力是每一個(gè)高校教師的使命，作為公共基礎(chǔ)課教師--數(shù)學(xué)類課程教師，我們責(zé)無旁貸。經(jīng)過多年教學(xué)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，以數(shù)學(xué)建模為切入點(diǎn)，能夠?qū)Υ髮W(xué)生各方面能力的培養(yǎng)起到提高的作用，尤其是創(chuàng)新能力。

一、創(chuàng)新能力與第二課堂

創(chuàng)新是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的主要驅(qū)動(dòng)力，是國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)力的核心要素。創(chuàng)新是一個(gè)民族的靈魂，也是新時(shí)代教育所不可缺少的一部分，只有具備創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新精神，才能更好的發(fā)展。我國(guó)《高等教育法》明確提出高校要加強(qiáng)“創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力”的培養(yǎng)；《教育部關(guān)于大力推進(jìn)高等學(xué)校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育和大學(xué)生自主創(chuàng)業(yè)工作的意見》也明確提出：廣泛開展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐活動(dòng)。大學(xué)生是創(chuàng)新型國(guó)家建設(shè)的中堅(jiān)力量，加強(qiáng)大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)，是提升高校創(chuàng)新人才培養(yǎng)質(zhì)量的主要內(nèi)容，對(duì)推動(dòng)高等教育科學(xué)發(fā)展具有重要意義。第二課堂，是第一課堂有益的補(bǔ)充和延伸，在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力中發(fā)揮了重要作用。以培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新能力為目的構(gòu)建第二課堂，不但能夠促進(jìn)教育教學(xué)，增強(qiáng)學(xué)生的直覺思維能力、邏輯能力、創(chuàng)新思維、創(chuàng)造能力，還可以提升大學(xué)生自身的就業(yè)能力，也是緩解未來就業(yè)壓力的重要舉措，同時(shí)有利于豐富高校大學(xué)生創(chuàng)新能力相關(guān)的理論研究。通過國(guó)內(nèi)外多年教學(xué)及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)將數(shù)學(xué)建模融入第二課堂，用數(shù)學(xué)建模比賽作為鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新思維，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力、加強(qiáng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作能力、提高學(xué)生綜合素質(zhì)為目的的第二課堂不失為一個(gè)好的方法。

二、數(shù)學(xué)建模簡(jiǎn)介

數(shù)學(xué)建模是在20世紀(jì)70年代進(jìn)人一些西方國(guó)家大學(xué)的。它是一種數(shù)學(xué)的思考方法，是運(yùn)用數(shù)學(xué)的語言和方法，通過抽象能近似刻畫并“解決”實(shí)際問題的一種強(qiáng)有力的數(shù)學(xué)手段，在培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力、分析問題、解決問題、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力等各方面能力有一定的作用。我國(guó)于1992年首次舉辦數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽，當(dāng)時(shí)僅有24個(gè)隊(duì)參加比賽。直到2018年已有1449所學(xué)校、42128組參加，其中本科隊(duì)伍有38573組，專科有3555組，參賽學(xué)生數(shù)達(dá)到12萬名之多。近年來，參賽總校數(shù)的增長(zhǎng)已不太明顯，但本科組參賽規(guī)模仍保持了超過10%的增長(zhǎng)，專科組近兩年也有小幅上漲。數(shù)學(xué)建模從首次舉辦到現(xiàn)在參加的學(xué)生越來越多，質(zhì)量越來越高，題型越來越多樣化。各高職高專院校對(duì)參加數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽越來越重視，組織學(xué)生參加數(shù)學(xué)建模大賽已經(jīng)成為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的重要組成部分。

三、基于數(shù)學(xué)視角下大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的第二課堂方案的構(gòu)建

數(shù)學(xué)建模比賽要解決的問題都是通過建立模型來解決實(shí)際問題，所以在參加數(shù)學(xué)建模比賽之前對(duì)學(xué)生進(jìn)行培訓(xùn)是很有必要的。如果數(shù)學(xué)建模賽前培訓(xùn)也像一般的培訓(xùn)機(jī)構(gòu)那樣教條、條條框框就失去了以建模比賽促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，提高學(xué)生應(yīng)用能力的初衷，所以把數(shù)學(xué)建模中需要注意需要學(xué)習(xí)需要探索的一些點(diǎn)分成不同的小模塊融入第二課堂這樣輕松的氛圍會(huì)使學(xué)生更容易接受。以第二課堂為主要載體，以數(shù)學(xué)建模思想為中心，以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力為主線打造六大環(huán)節(jié)，構(gòu)建“以課促賽，以賽建課”的創(chuàng)新型人才培訓(xùn)模式，實(shí)現(xiàn)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力的過程式，階段式，遞增式上升。具體以數(shù)學(xué)建模為切入點(diǎn)對(duì)第二課堂方案的構(gòu)建

（一）基礎(chǔ)知識(shí)環(huán)節(jié)在第一課堂的基礎(chǔ)上，學(xué)生已不同程度的掌握了微積分、概率論、線性代數(shù)這些數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)以及計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)，在這些知識(shí)的基礎(chǔ)上引入能提高學(xué)生發(fā)散思維的數(shù)獨(dú)、能讓學(xué)生試著去解決實(shí)際小問題的簡(jiǎn)單模型建立等小游戲來豐富和開始我們的第二課堂。

（二）普及環(huán)節(jié)打開第二課堂的大門之后，我們要對(duì)學(xué)生簡(jiǎn)單介紹數(shù)學(xué)建模及其比賽并布置讓學(xué)生自己去查去理解什么是數(shù)學(xué)建模，以小組為單位在下一次的二課堂進(jìn)行匯報(bào)并討論，在此基礎(chǔ)上教師進(jìn)行總結(jié)并將數(shù)學(xué)建模分成幾個(gè)小的模塊。接下來每次二課堂對(duì)這些小模塊依次攻克，可以通過舉辦比賽或編制小的活動(dòng)等來完成。

（三）選拔環(huán)節(jié)對(duì)數(shù)學(xué)建模各方面都熟悉之后，教師給出小的實(shí)際題目讓學(xué)生以三人為一組進(jìn)行簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)建模，建模完成之后每組進(jìn)行匯報(bào)，其他組來提問，在此過程中鍛煉學(xué)生的發(fā)散思維和應(yīng)對(duì)能力，選拔出優(yōu)秀的小組和個(gè)人進(jìn)行表彰并進(jìn)一步學(xué)習(xí)和培訓(xùn)。

（四）提高環(huán)節(jié)通過前期培訓(xùn)和學(xué)習(xí)選拔出對(duì)數(shù)學(xué)建模興趣濃厚，數(shù)學(xué)功底好，勤于思考勤于查證，有創(chuàng)造力，吃苦耐勞的學(xué)生進(jìn)行短期的高強(qiáng)度培訓(xùn)。從解讀歷年賽題搜集資料開始，到論文的寫作及排版來對(duì)學(xué)生的各方面能力進(jìn)行提高，并通過參加學(xué)校舉辦的數(shù)學(xué)建模比賽來達(dá)到理論聯(lián)系實(shí)踐，讓學(xué)生充分感受在數(shù)學(xué)建模比賽過程中該如何應(yīng)對(duì)所遇到的問題，如何用已有的知識(shí)來解決從未接觸過的實(shí)際問題。

（五）展示環(huán)節(jié)通過上述四個(gè)環(huán)節(jié)，部分同學(xué)會(huì)通過數(shù)學(xué)建模這樣的第二課堂去參加每年都會(huì)舉辦的“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生數(shù)學(xué)建模大賽網(wǎng)絡(luò)賽以及全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模大賽，這樣的真槍實(shí)彈的比賽給學(xué)生提供了展示的機(jī)會(huì)，在比賽的過程中中鍛煉了學(xué)生分析問題、解決問題、團(tuán)隊(duì)合作、團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新等實(shí)際能力。這樣的比賽平臺(tái)給學(xué)生提供了實(shí)踐動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力，讓學(xué)生能夠徹底展示自己。

（六）拓展環(huán)節(jié)參加比賽之后進(jìn)行賽后反思及經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，在第二課堂中分享自己在賽程中遇到的問題以及如何解決這些問題并和大家討論什么樣的解決方法是會(huì)更好，引導(dǎo)更多的學(xué)生去關(guān)注去參加這樣的比賽以達(dá)到提高學(xué)生整體的思維能力、創(chuàng)新能力等各種能力。其次作為先行者的參賽者可以在二課堂中設(shè)計(jì)更好的游戲和模塊讓數(shù)學(xué)建模充分的融入二課堂，讓我們的二課堂發(fā)揮最大的能了給學(xué)生拓展更多的知識(shí)。

四、以數(shù)學(xué)建模為導(dǎo)向?qū)Υ髮W(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

數(shù)學(xué)建模比賽為培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新能力和人才質(zhì)量提升提供了重要的平臺(tái)，也豐富了學(xué)生的二課堂，讓二課堂能真正起到補(bǔ)充第一課堂提升大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的作用，為培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力提供了新的方向。數(shù)學(xué)建模對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)主要體現(xiàn)在一下幾點(diǎn)：一是數(shù)學(xué)建模比賽中題目有的在研課題，有的是企業(yè)中提出來的實(shí)際問題，有的是和我們學(xué)習(xí)生活息息相關(guān)的問題，這些題目都是需要我們分析和解決實(shí)際問題，所以數(shù)學(xué)建模為學(xué)生提供了從理論到實(shí)踐，再?gòu)膶?shí)踐回到理論的重要能力培養(yǎng)過程，讓學(xué)生在理論的基礎(chǔ)上去實(shí)踐，在實(shí)踐的過程中得真知；二是數(shù)學(xué)建模比賽中題目都是學(xué)生從未接觸過的領(lǐng)域，所以學(xué)生在分析和解決問題的過程中就會(huì)不斷探索和學(xué)習(xí)新的知識(shí)，為學(xué)生提供了探索和自我學(xué)習(xí)的平臺(tái)，打破了第一課堂中教師教學(xué)生學(xué)的被動(dòng)局面，突破了學(xué)生的傳統(tǒng)思維模式，鍛煉了自學(xué)能力培養(yǎng)了探索和創(chuàng)新精神，發(fā)揮了自身的創(chuàng)新思維和創(chuàng)造能力；三是一般第一課堂的課程都是以個(gè)人為單位來學(xué)習(xí)和考核所學(xué)課程，數(shù)學(xué)建模與第一課堂的模式有所不同，數(shù)學(xué)建模比賽是一個(gè)參賽組3個(gè)人在有限的時(shí)間內(nèi)來解決那些實(shí)際問題。在這有限的時(shí)間內(nèi)要想很好的解決實(shí)際問題就要一個(gè)團(tuán)隊(duì)3個(gè)人很好的合作，在比賽過程中每個(gè)人都有自己的任務(wù)，但大家又要相互協(xié)作、討論、共同進(jìn)步，在此過程中能夠讓學(xué)生很好的體驗(yàn)和感受合作分工的重要意義和作用，培養(yǎng)了學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作能力和團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新能力。加強(qiáng)大學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是我國(guó)高等教育現(xiàn)階段改革的中心，提出新的培養(yǎng)方式，打破固有模式，充分利用第二課堂，如何能夠更有效的提高學(xué)生的創(chuàng)新能力是我們今后努力的方向。

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作者:張保霞，于榮娟 單位:內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院