淺談數學(xué)建模競賽培養學(xué)生創(chuàng )新思維論文
【摘要】高職學(xué)生的創(chuàng )新能力已經(jīng)成為衡量高職人才培養質(zhì)量的重要指標之一．提高高職學(xué)生創(chuàng )新能力的關(guān)鍵在于培養他們的創(chuàng )新思維．近年來(lái)，全國大學(xué)生數學(xué)建模競賽也越來(lái)越受到高職院校的重視．數學(xué)建模競賽對培養高職學(xué)生的創(chuàng )新思維能力，推動(dòng)高職院校的數學(xué)教學(xué)改革起到了重要的作用．結合數學(xué)建模競賽的特點(diǎn)，分析競賽對學(xué)生創(chuàng )新思維培養的因素，從而探索高職數學(xué)教學(xué)改革．
【關(guān)鍵詞】創(chuàng )新思維;數學(xué)建模競賽;高職數學(xué)教學(xué)
近年來(lái)，高等職業(yè)教育蓬勃發(fā)展，為服務(wù)國家經(jīng)濟轉型升級培養了大量高層次技術(shù)技能人才．據統計，2015年全國獨立設置的高職院校達1341所，招生數348萬(wàn)，畢業(yè)生數322萬(wàn)，在校生數1048萬(wàn)，占高等教育的41．2%．高等職業(yè)教育已經(jīng)占據中國高等教育的半壁江山，為實(shí)現高等教育大眾化發(fā)揮了基礎性和決定性作用，成為加快推進(jìn)現代職業(yè)教育體系建設的中堅力量．加強高職學(xué)生的創(chuàng )新能力，對增強高職院校競爭力，提高高職教育教學(xué)質(zhì)量都顯得十分重要．
一、加強創(chuàng )新思維的培養對提高高職學(xué)生創(chuàng )新能力的重要性
培養創(chuàng )新性思維是提高創(chuàng )新能力的核心環(huán)節．創(chuàng )新性思維既可以推進(jìn)理論發(fā)展，又可以促進(jìn)實(shí)踐變革，是帶有開(kāi)拓性和挑戰性的新鮮、新奇、新穎的創(chuàng )造活動(dòng)．創(chuàng )新性思維不僅具有創(chuàng )新性、突破性，而且具有開(kāi)拓性和綜合性的特點(diǎn)．不管是個(gè)人、集體還是國家，創(chuàng )造意識越強，創(chuàng )造性思維越活躍，創(chuàng )新能力就越強．當今是創(chuàng )造力空前活躍的時(shí)代．國際上日趨激烈的科技競爭、經(jīng)濟競爭的核心要素就是創(chuàng )造性思維的競爭，各國之間的競爭說(shuō)到底是人才的競爭．而衡量人才的一個(gè)重要標準就是是否具有創(chuàng )造性思維的能力．在科技革命迅猛發(fā)展的新世紀，科技創(chuàng )新越來(lái)越成為當今社會(huì )生產(chǎn)力解放和發(fā)展的重要基礎和標志，越來(lái)越?jīng)Q定一個(gè)民族和國家的發(fā)展進(jìn)程和國際地位．在這樣的形勢面前，敢不敢創(chuàng )新，能不能創(chuàng )新，關(guān)鍵在于是否善于培養創(chuàng )新性思維，是否能夠培養出一批具有創(chuàng )新性思維的人才進(jìn)而抓住新一輪科技革命的機遇［1］．
二、數學(xué)建模競賽對培養高職學(xué)生創(chuàng )新思維的作用
數學(xué)建模競賽與傳統的課堂教學(xué)大不相同，不是傳統的以教師講授為主的滿(mǎn)堂灌的學(xué)習方式，而是真正的以學(xué)生為主，利用所學(xué)的知識，并結合網(wǎng)絡(luò )查閱相關(guān)資料去分析問(wèn)題，從而建立相應的數學(xué)模型，最終利用合理的數學(xué)計算方法并結合計算機進(jìn)行求解的創(chuàng )新型科研活動(dòng)．因此，通過(guò)數學(xué)建模競賽，不僅能豐富高職學(xué)生的數學(xué)知識，鍛煉學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，而且對培養學(xué)生的創(chuàng )新思維和團隊協(xié)作能力也有十分重要的意義．結合我校近五年來(lái)培訓及組織學(xué)生參加數學(xué)建模競賽的經(jīng)歷，數學(xué)建模競賽對高職學(xué)生創(chuàng )新思維能力的培養主要體現在以下幾個(gè)方面．
(一)賽題內容的多樣性和實(shí)際性可激發(fā)學(xué)生的求知興趣，培養高職學(xué)生的創(chuàng )新思維能力．興趣是最好的老師，只有激發(fā)學(xué)生的學(xué)習興趣，他們才能集中注意力去學(xué)習和探索，表現出強烈的求知欲望和探索精神．激發(fā)學(xué)生的求知興趣是培養創(chuàng )新性思維能力的前提．數學(xué)建模競賽是一種創(chuàng )新型的.科研活動(dòng)，競賽題目來(lái)自于實(shí)際問(wèn)題，例如，2012年高職組的賽題分別是機器人的避障問(wèn)題和腦卒中發(fā)病問(wèn)題的研究，2014年的賽題分別是藥品柜的設計和養豬場(chǎng)的設計的分析等等．由此可見(jiàn)數學(xué)建模競賽題目與傳統的競賽題目不同，它源于生活領(lǐng)域的各個(gè)方面，需要學(xué)生了解和查閱相關(guān)的知識并利用數學(xué)的方法建立模型．由于題目都是實(shí)際生活中的問(wèn)題，這也能讓學(xué)生產(chǎn)生熟悉和親功的心理，從而激發(fā)學(xué)生的求知興趣，讓學(xué)生有意識地進(jìn)行探索和分析．
(二)賽題組織形式的獨特性可有效地開(kāi)拓學(xué)生的知識．領(lǐng)域，培養高職學(xué)生的創(chuàng )新性思維能力數學(xué)建模競賽的組織形式不同于傳統的數學(xué)競賽，它是由三個(gè)人組成一個(gè)團隊參與競賽，且可以在互聯(lián)網(wǎng)上自主地搜索各種相關(guān)資料的競賽．大多數高職學(xué)生都沒(méi)有參加競賽的經(jīng)歷，且對于參加競賽十分不自信．然而數學(xué)建模競賽的團隊合作的形式能夠增強他們的自信心，且三個(gè)人在討論交流的過(guò)程中也能擦出新火花，產(chǎn)生新思想，從而培養創(chuàng )新思維．同時(shí)數學(xué)建模競賽需要結合實(shí)際問(wèn)題查閱大量的相關(guān)資料，把握問(wèn)題的特點(diǎn)，分析問(wèn)題并建立數學(xué)模型．學(xué)生在查閱資料的過(guò)程中，不僅能學(xué)到很多知識，而且必須對查閱的相關(guān)資料進(jìn)行有針對性的選擇和重組，這一過(guò)程也能有效地培養學(xué)生的創(chuàng )新思維．
(三)賽題結果的開(kāi)放性有利于鼓勵學(xué)生探索求異，培養高職學(xué)生的創(chuàng )新思維能力．數學(xué)建模競賽要解決的是一名學(xué)生從未見(jiàn)過(guò)的實(shí)際問(wèn)題，沒(méi)有現成的模型和方案．解決的方案不同，得到的結果也不相同．但只要解決的方法切合實(shí)際且有創(chuàng )新性，都能在競賽中取得好成績(jì)．因此在數學(xué)建模競賽中，學(xué)生必須合理地利用查閱到的資料，準確地分析問(wèn)題的實(shí)際背景，把握問(wèn)題的關(guān)鍵，揭示問(wèn)題的本質(zhì)并建立相應的數學(xué)模型．這些都對學(xué)生的綜合能力和創(chuàng )新思維能力提出了很高的要求．通過(guò)三天三夜的競賽，學(xué)生的綜合能力和創(chuàng )新思維能力都能得到較好的鍛煉［2］．
三、結合數學(xué)建模競賽，探索高職數學(xué)教學(xué)改革，培養高職學(xué)生創(chuàng )新思維，提高高職學(xué)生的創(chuàng )新能力
(一)結合數學(xué)建模思想，大力推進(jìn)教材改革．通過(guò)對150名了解數學(xué)建模競賽的高職學(xué)生進(jìn)行問(wèn)卷調查顯示，有74．12%(比重排第二)的學(xué)生認為數學(xué)建模競賽賽題的實(shí)際性有利于培養高職學(xué)生的創(chuàng )新思維能力．高職學(xué)生錄取分數較低，學(xué)習能力差，特別是對于數學(xué)，理論基礎差，計算能力弱，且大多數學(xué)生認為學(xué)數學(xué)沒(méi)用，早已放棄對數學(xué)的學(xué)習．而在高職數學(xué)教學(xué)中引入數學(xué)建模案例，能有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習興趣，讓他們體驗到數學(xué)的實(shí)用性，從而進(jìn)行有效的學(xué)習和探索，培養其創(chuàng )新思維．在高職教學(xué)中引入數學(xué)建模案例，主要體現在教材的改革中．教材是教師備課的主要依據，也是學(xué)生學(xué)習的重要工具．在教材中引入適量的數學(xué)建模案例，不僅能弱化理論知識，還能增強知識的趣味性和實(shí)用性．案例的選擇要注意以下幾個(gè)方面．首先，案例要盡可能的貼近學(xué)生的實(shí)際生活．只有貼近學(xué)生實(shí)際生活的例子才能吸引大多數學(xué)生的注意力，引發(fā)他們的興趣，從而激發(fā)他們進(jìn)行主動(dòng)學(xué)習．例如，人口增長(cháng)模型、減肥模型、雨中行走模型等等．其次，案例中知識點(diǎn)要盡可能的簡(jiǎn)單易懂．高職學(xué)生對數學(xué)的學(xué)習極不自信，利用原理簡(jiǎn)單的案例進(jìn)行分析，有利于增強他們學(xué)習的自信心，從而激發(fā)他們進(jìn)行更深層次的思考，例如，易拉罐的設計．
(二)積極開(kāi)展第二課堂，普及數學(xué)建模思想．近年來(lái)，高職院校為了提高人才培養質(zhì)量，加大專(zhuān)業(yè)建設力度，進(jìn)行了大量的改革．然而，由于總學(xué)時(shí)的嚴重缺乏，導致公共基礎課被不斷地壓縮．數學(xué)課時(shí)的大量縮減，使得數學(xué)教學(xué)內容不斷地被刪減．數學(xué)建模思想的學(xué)習需要循序漸進(jìn)，有限的課時(shí)顯然不能滿(mǎn)足這一需求，需要大力開(kāi)展第二課堂．目前第二課堂的形式主要有數學(xué)建模選修課和數學(xué)建模社團．公選課不僅補充了課時(shí)不足的特點(diǎn)，更重要的是授課方式靈活，內容豐富多彩，還可根據學(xué)生的實(shí)際情況因材施教．社團活動(dòng)可加強學(xué)生與學(xué)生、學(xué)生與教師之間的交流，同時(shí)通過(guò)不定期的專(zhuān)家講座也能提升學(xué)生的知識面．第二課堂的開(kāi)展首先必須面向所有學(xué)生，讓大多數學(xué)生了解數學(xué)建模思想，學(xué)會(huì )用數學(xué)思想分析簡(jiǎn)單的生活問(wèn)題．其次，第二課堂應該提供必需的實(shí)訓條件．數學(xué)實(shí)驗是數學(xué)建模的一部分，問(wèn)題的求解必須利用計算機進(jìn)行編程求解，實(shí)訓條件是必不可少的．第三，社團活動(dòng)必須由建模經(jīng)驗豐富的教師進(jìn)行全程指導．數學(xué)建模社團是以學(xué)習和競賽為主的社團，而學(xué)習和競賽是高職學(xué)生的弱項，為了社團活動(dòng)有效順利地開(kāi)展，需要經(jīng)驗豐富的教師全面計劃和組織．
(三)鼓勵和組織學(xué)生積極參與各種數學(xué)建模競賽，讓越來(lái)越多的高職學(xué)生體驗數學(xué)建模競賽的全過(guò)程，從而促進(jìn)創(chuàng )新思維的培養．通過(guò)對150名了解數學(xué)建模競賽的高職學(xué)生進(jìn)行問(wèn)卷調查顯示，75．29%(比重排第一)的學(xué)生認為數學(xué)建模競賽團隊合作的形式有利于培養高職學(xué)生的創(chuàng )新思維能力．團隊合作是數學(xué)建模競賽不同于傳統競賽的一大特點(diǎn)．團隊合作的形式能夠增強高職學(xué)生的自信心和參賽熱情．然而，全國大學(xué)生數學(xué)建模競賽只是少數學(xué)生的競賽，大多數學(xué)生都沒(méi)有機會(huì )體驗這一過(guò)程．只有讓學(xué)生參與到競賽中，才能讓他們體會(huì )到數學(xué)建模的全過(guò)程，通過(guò)團隊協(xié)作、共同探討，促進(jìn)創(chuàng )新思維的培養．因此，除了全國大學(xué)生數學(xué)建模競賽以外，學(xué)校應該多組織和鼓勵學(xué)生參加各種數學(xué)建模競賽．例如，校級數學(xué)建模競賽、華中杯數學(xué)建模競賽、網(wǎng)絡(luò )杯挑戰賽等．指導教師在競賽前應對賽題進(jìn)行把關(guān)，盡量為高職學(xué)生選擇適合他們的賽題，超出他們能力范圍的題目會(huì )嚴重打擊他們的積極性．其次賽后應對學(xué)生的模型進(jìn)行有針對性的分析和講解，引導學(xué)生進(jìn)行后續的研究，以此激勵學(xué)生繼續探索，進(jìn)而培養創(chuàng )新思維．
【參考文獻】
�。�1］張保權．論創(chuàng )造性思維的重要性及其培養途徑［J］．桂海論叢，2007(4):67－69．
�。�2］魯習文，等．從數學(xué)建模競賽看創(chuàng )新能力的培養［J］．化工高等教育，1999(3):44－46．
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