近半个多世纪以来,随着计算机技术的迅速发展,数学的应用不仅在工程技术、自然科学等领域发挥着越来越重要的作用,而且以空前的广度和深度向经济,管理,金融、生物、医学、环境、地质、人口、交通等新的领域渗透,数学知识的学习越发显得重要。但是,由于数学学科的特点和基础数学的教学存在的一些问题,使得大学数学的学习依然是众多学科中的难点,很多同学认为学数学就是做数学题,其实数学成绩高不代表数学学得好。数学的学习最重要的是对思维习惯的培养,培养学生的观察能力、抽象能力、逻辑思维能力、计算能力、想象能力、空间能力、应用能力等等,是对一个人的基础能力的训练,基本素养的构建,创新能力的培养,高素质的人才离不开数学学习的训练。
以培养应用型金融人才为目的,围绕金融管理设立的各专业是以数学作为专业基础的,所以,学好数学才能更好的学好专业,才能进一步成为优秀的金融管理人才。数学建模的过程有助于学生结合生活经验和专业背景,深刻体会数学源于实践,再抽象成数学问题,而进一步用数学知识解决实际问题,这一过程对学生的创新能力的培养起着重要的作用,是学好数学的好路径。
一、数学建模助力应用型人才的培养
数学建模是利用数学工具解决实际问题的重要手段。数学教育不仅要教给学生数学知识,更要教给学生运用所学知识去解决实际问题。教师要善于在教学中把数学的概念法则和解题方法进行模型化,使学生既能掌握数学的基础知识,又能应用数学知识解决生活和生产中出现的问题。
1.让数学问题从实践中来到实践中去,用数学建模思维学习大学数学,培养创新人才。
大学数学知识大多都是来源于实际问题抽象而成,培养学生学会发现问、分析问题,解决问题是每个教师的最重要的任务,从实际问题出发,引领学生步入数学的学习是非常好一种培养人才的方式。对于以应用型金融人才为培养目标的学校来讲,从数学建模的角度来学习数学知识,有助于学生培养严谨的逻辑思维,抽象归纳整理能力以及创新思维的训练,尤其是围绕为党育人、为国育才,将创新创业教育作为落实立德树人根本任务的重要举措,积极探索基于创新创业教育模式,推动将创新创业教育融入人才培养全过程,不断增强学生的创新精神、创业意识和创新创业能力的过程中,数学建模思想下的数学教学起到了很好的促进作用。
2.数学建模对高素质人才培养的基础作用
数学建模的目的是构建数学建模意识,培养学生创造性思维能力,在诸多的思维活动中,创新思维是最高层次的思维活动,是开拓性、创造性人才所必须具备的能力。培养创造性思维能力,主要应培养学生灵活运用基本理论解决实际问题的能力,在数学教学中培养学生的建模意识实质上是培养、发展学生的创造性思维能力,因为建模活动本身就是一项创造性的思维活动,它既具有一定的理论性,又具有较强的实践性,还要求思维的深刻性和灵活性,而且在建模活动过程中,能培养学生独立、自觉地运用所给问题的条件,寻求解决问题的最佳方法和途径,可以培养学生的想象能力、直觉思维、猜测、转换、构造等能力,而这些数学能力正是创造性思维所具有的最基本的特征。
3.数学建模竞赛促进学生数学知识的实际应用能力
建模竞赛它不仅有利于学生更好的掌握知识、运用知识,也有利于高校的科研和教学,使学生和教师能在平时的学习、工作中自动形成勤于思考的好习惯,数学建模竞赛与学生毕业以后工作时的条件非常相近,是对学生业务、能力和素质的全面培养,特别是开放性思维和创新意识。竞赛活动的开展有利于学生的全面素质的培养,既丰富、活跃了广大学生的课外生活,也为优秀学员脱颖而出创造了条件。
二、组织参与数学建模竞赛,提高学习兴趣,培养优秀创新人才
经济发展的全球化、计算机的迅猛发展、数学理论与方法的不断扩充,使得数学已经成为当代高科技的一个重要组成部分和思想库,数学已经成为一种能够普遍实施的技术。培养学生应用数学的意识和能力已经成为数学教学的一个重要方面。数学模型一般并非现实问题的直接翻版,它的建立常常既需要人们对现实问题深入细微的观察和分析,又需要人们灵活巧妙地利用各种数学知识。这种应用知识从实际课题中抽象、提炼出数学模型的过程就称为数学建模(Mathematical Modeling)。大学生数学建模竞赛目的在于激励学生学习数学的积极性,提高学生建立数学模型和运用计算机技术解决实际问题的综合能力,鼓励广大学生踊跃参加课外科技活动,开拓知识面,培养创造精神及合作意识,推动大学数学教学体系、教学内容和方法的改革。
学校对学生的数学建模能力培养高度重视,以培养大学生创新能力、团队协作能力、自主学习能力、实践能力以及利用信息技术进行综合数学建模能力为宗旨,精心打造数学建模教学团队。组织学生参加数学建模竞赛,旨在以竞赛为契机,培养学生运用数学理论和方法解决实际应用问题的能力,激发我院学生参与数学活动的兴趣,提升学生的科学素养,增强团队协作意识。
1. 建立数学建模教师团队,指导学生培训、竞赛。
为了提高学生的综合素质,培养学生应用数学知识解决工程、金融、管理等问题的能力,激发学生的创新实践热情,自2009年开始组织我院学生参加全国大学生数学建模竞赛、东北三省数学建模联赛及美国大学生数学建模竞赛。我校的学生以工科计算机和文科金融管理为主,学生们对数学与专业相结合的应用非常感兴趣,对参与数学建模竞赛的积极性非常高。为帮助学生更好的学习和参赛,我们建立了数学建模教师指导团队。教师团队以中青年教师为主,有丰富的教学和竞赛指导经验,不计报酬,无私奉献,克服重重困难,利用课余时间和假期,对学生做赛前培训、模拟训练、竞赛指导,与参赛同学同吃同赛,亦师亦友,建立了深厚的师生情,同学们的成长是老师们最大的动力,同学们的收获是老师们无私付出最好奖励。
2. 营造积极参赛氛围,热情指导赛前培训。
数学建模竞赛和其他学科类的竞赛不同,它没有人数限制,凡是有兴趣的在校学生都可以依据自己的特长找寻相应的同学组队,具有宽泛的参赛条件,是对一个人综合能力的训练和培养,深受学生们的喜爱。为了鼓励更多的同学们对数学的学习和热爱,老师们鼓励同学们积极参与竞赛,为此都积极筹备每一次赛事。
(1)竞赛筹备
比赛前制定比赛报名培训等详细方案,明确参赛对象,参赛形式等,积极宣传,组织报名,通过教务处和部门网站,任课教师朋友圈,建模比赛QQ兴趣群等线上手段以及任课教师课堂宣传发布竞赛通知等途径,面向全院师生积极宣传比赛规模、比赛形式和比赛获奖等。
(2)赛前培训
为了帮助学生更好的学习和投入比赛,教师团队有计划有针对性的对有兴趣参与竞赛的同学进行赛前培训,主要从数学模型、数学软件、比赛风格、论文写作、优秀论文赏析等方面进行培训,了解数学建模及其竞赛的方方面面的信息和数学模型建立的训练,具备参加比赛的基本素养,提高学生的学习兴趣和建模能力,为参与各级竞赛奠定知识和思想基础。
3)赛前模拟
赛前培训结束后,要进行2-3次的赛前模拟赛,指导老师们轮班全程在实验室进行指导。
3.学生全情投入比赛,教师悉心陪伴指导
每年数学建模比赛主要有三个,分别是东北三省数学建模联赛、全国大学生数学建模竞赛、美国大学生数学建模竞赛,为了更好的完成每一个赛事,同学们和老师都付出了巨大的努力。
数学建模竞赛都是连续时间赛制安排,从比赛开始那一刻起,同学们都能够积极热情、全神贯注地投入,老师们也认真负责,与学生们并肩战斗。比赛过程中队员内部某些小的问题也有分歧,气氛沉闷紧张,同学们十分焦灼,甚至几度想要放弃。这时指导老师会召集同学们围坐在一起,回顾当时参赛的初衷,给予同学们继续前行的动力,又平心静气地劝诫大家一定要坚持到最后,不留遗憾。在阅读了大量相关文献的基础上,大家充分讨论,积极配合,协同作战,绝大多数最终取得了满意可喜的成果。竞赛的场景,多年后都成为了学生们永生难忘的美好记忆,也是大学生活里记忆最深刻的一幕。
4.辛勤付出,硕果累累
参赛的十年里,共有7000人次参加培训学习,1500人次参加比赛。参赛的学生覆盖全校所有本、专科专业。在学院领导和教务处的大力支持下,取得了优异的成绩,分别获得了国际、国家、省级各级奖项,共获得奖项103项,取得了丰硕的成果。建模教师指导团队多年的付出和获得的建模成绩,也受到了建模组委会的高度认可,获得优秀建模指导团队称号,部分指导教师获得优秀指导教师的称号。
三、围绕数学建模竞赛,开展形式多样的延伸拓展,促进教学相长
数学建模所要解决的问题绝不是单一学科问题,它除了要求有扎实的数学知识外,还需要不停的去学习和查阅资料,了解工程生产、经济投资、保险金融等方面的知识,这些知识绝不是任何专业中都能涉猎得到的,因,数学建模需要多学科交叉知识,这不仅对学生提出了较高的要求,对指导教师也是一种更高标准的要求。为此,围绕数学建模竞赛,教师团队开展了丰富多彩的教学科研活动,拓展课内课外知识,让老师和学生都能教学相长。
1.申报选修课
开设了数学建模和数学实验,运筹学,创新发明方法,预测与决策共5门全院公共选修课,系统介绍数学建模的基本内容和数学软件的功能,培养学生的数学建模能力,每年受益学生达5000人次左右。
2.组织讲座
邀请校内外专家学者定期举行各种主题的学术前沿讲座。通过各种学术讲座与专家学者的面对面交流,使学生了解专业领域的最新研究动态,促进其进行科研创新的兴趣,同时在校园内营造出“重科研、重创新”的良好氛围。
同时学校每年举办多次数学建模系列讲座,对更多的学生进行数学建模进行启蒙教育,宣传数学建模的基本思想,激发了学生们对数学建模的兴趣。
3.申请相关课题
竞赛指导教师团队教师们多次以数学建模比赛为契机,进行教学改革项目和专业应用的课题研究,提高教研能力。
4.组织老师们参加建模有关会议
为了提高教师整体数学建模培训指导能力,我们定期组织教师参加各种数学建模会议。通过学术会议,拓宽了我系青年教师数学建模教学理念与指导方向,把握了最新的学术动态,为更好地提高我院学生全国大学生数学建模竞赛的竞争力有着指导性的作用。
5.指导教师们相互交流
无论是赛前,还是赛中,还是比赛结束,指导教师团队都要时刻交流,不断总结经验,以便更好地开展下一次的竞赛指导。
6.组织获奖学生分享经验交流会
为了更好地推动数学建模教学与竞赛活动的开展,提高数学建模竞赛和应用研究的水平,促进指导教师教学和科研能力的提高,加强数学建模骨干教师和学生的交流,每年至少组织一次获奖学生交流经验会。
7.建立数学建模协会
数学建模协会的成员由参加过比赛的同学,以及打算明年比赛的队员,还有一部分兴趣爱好者组成。
8.成立学习小组
指导教师利用课余时间为学生建立数学建模学习小组,每周一次,一次一个主题,内容包括数学模型的交流,竞赛感受分享,介绍实际应用等等,采取学生教授为主,教师指导为辅的方式。鼓励学生申请大学生创新项目,培养优秀学生的数学建模的素养和能力。
四、师生从数学建模活动中获益颇多,相互促进,共同成长
数学建模活动的开展,需要师生共同努力,多年的指导竞赛,使得指导教师在教学上内容上更加丰富,教学过程中更为了能有的放矢,针对性更强。为了更好的指导竞赛和教学,教师们加强了对教育教学的科研,两者相互促进,提升了教学科研实践能力,提升了整个教学团队的教学科研水平。
数学建模比赛,是一场可以培养学生独立解决问题能力的比赛,在这个赛场,可以利用所学的数学和计算机知识去解决各种各样的实际问题。
对于学生来讲,建模比赛能让大家在竞赛过程中意识到自己平时学到的知识是有用的,并不是无源之水、无本之木,能让大家更清晰地认识到任何学科、任何知识最终都是要解决实际问题的,并不是符号的游戏、逻辑的乐园。让学生亲身体验处理数模的过程,取得课堂和书本所无法替代的宝贵经验;传播数学建模知识,培养学生应用数学知识处理实际问题的能力,认识到数学对现代化社会发展的重要作用。
通过组织大学生数学建模竞赛,使得学生能够真正认识到数学的应用性,不仅培养了学生分析和解决实际问题的能力,也培养了学生使用计算机和数学软件的能力,更培养了学生创新实践能力,同时增强学生的数学、计算机、文学等三方面的交互能力,团队配合的协作能力,以及自身的逻辑思维能力、处变能力;培养学生的创新精神、提高学生的修养和素质,数学建模是学生创新能力和综合素质培养的重要途径。
五、过去硕果累累,未来前景广阔,创新教育一直在路上
作为一个数学学科的竞技平台,全国大学生数学建模竞赛对参赛选手的数学应用能力、逻辑思维能力、分析问题解决问题能力以及选手的综合素质要求极高。学院对培养创新型人才的历史使命有着深刻地认识。学院不仅提供最好的实验室作为比赛用,给学生们创造了良好的指导训练条件;同时不断优化体制机制,将数学建模等数理学科竞赛成绩纳入科研考核奖励范围,大大激发了参与教师的积极性,为创新创业教育增添了新动能。同时大学生数学建模竞赛有助于营造校园创新实践教育环境,不断拓宽培养工作的渠道和载体,积极营造创新的氛围,培养和增强学生的创新意识。我们组建了一支集教学、竞赛指导、科研于一体的教师团队,理论知识扎实、实践教学经验丰富、年龄结构合理、敬业爱生,能够全方位加强学生的实战训练和参赛指导,为培养实用并具有一定创新能力的人才发挥重要的作用。
参考文献
[1] 卞珏:新建应用型本科高校实践教学研究,硕士论文,南京师范大学,2011年5月.
[2] 孟宪涛:数学建模竞赛对大学生综合能力培养的探讨[J],沈阳师范大学学报(自然科学版),2014年2月.
[3]许晶:数学实验与素质教育,硕士论文,吉林大学,2014年4月
作者简介: 庞淑萍(1970-),女,汉族,吉林永吉人,毕业于哈尔滨工业大学,硕士,教授,研究方向:应用数学、教育教学研究。