談數(shù)學建模與創(chuàng)新技術應用型本科人才培養(yǎng)

1、談數(shù)學建模與創(chuàng)新技術應用型本科人才培養(yǎng)    摘要：數(shù)學建模不僅能培養(yǎng)學生的數(shù)學能力,而且有利于提高學生的創(chuàng)新能力;有利于培養(yǎng)學生應用計算機的能力;有利于培養(yǎng)學生的實踐能力和綜合素質。本文對在培養(yǎng)技術應用型本科人才的高等學校開展數(shù)學建模的重要性和具體措施作了一些探討。 近幾年來,越來越多的新建本科院校將自己的發(fā)展目標定位于開展應用型本科教育、 培養(yǎng)應用型本科人才,我們稱這類普通高校為應用型本科院校。在我國高教法中對本科教育的學業(yè)標準有明確的規(guī)定:“應當使學生比較系統(tǒng)地掌握本專業(yè)必需的基礎理論、基礎知識,掌握本專業(yè)必需的基本技能、方法及相關知識,具有從事本

2、專業(yè)實際工作和研究工作的初步能力?！睆倪@一規(guī)定看,我國工科專業(yè)培養(yǎng)的其實都是應用型人才,但從培養(yǎng)目標的內涵上說,可分為三類: 一為工程研究型人才。主要由研究型和教學研究型高校培養(yǎng),其培養(yǎng)目標是:培養(yǎng)能夠將發(fā)現(xiàn)的一般自然規(guī)律轉換為應用成果的橋梁性人才。 二為技術應用型人才。主要由教學型地方本科院校培養(yǎng),其培養(yǎng)目標是:能在生產(chǎn)第一線解決實際問題、保證產(chǎn)品質量和性能,屬于使研究開發(fā)的成果轉化為產(chǎn)品的人才。定位為技術工程師。 三為技能應用型人才。主要由高職類院校培養(yǎng)。其特點為:突出應用性、實踐性,有較強的操作技能和解決實際問題的能力。 上海電機學院是2004年9月經(jīng)上海市人民政府批準, 在原上海電機技

3、術高等?？茖W校的基礎上建立的以實施本科教育為主的全日制普通高等院校。其定位在培養(yǎng)技術應用型本科人才的教學型院校。技術應用型本科人才學習數(shù)學的目的在于應用數(shù)學。這就要求他們在學習數(shù)學的同時,不斷提高應用數(shù)學的意識、興趣和能力。數(shù)學建模是數(shù)學知識和應用能力共同提高的最佳結合點;是啟迪創(chuàng)新意識和創(chuàng)新思維、鍛煉創(chuàng)新能力、培養(yǎng)技術應用型本科人才的一條重要途徑。 1 數(shù)學建模的發(fā)展歷程 近幾十年來,數(shù)學迅速向自然科學和社會科學的各個領域滲透,在工程技術、經(jīng)濟建設及金融管理等各方面發(fā)揮著越來越重要的作用,并在很多情況下起著舉足輕重,甚至決定性的影響。數(shù)學與計算機技術相結合,已經(jīng)形成了一種普遍的,可以實現(xiàn)的關

4、鍵技術數(shù)學技術,并已成為當代高新技術的一個重要組成部分。用數(shù)學方法解決各類問題或實施數(shù)學技術,首先要求將所考慮的問題數(shù)學化,即通過對復雜的實際問題進行分析,發(fā)現(xiàn)其中可以用數(shù)學語言來描述的關系或規(guī)律,將之構建成一個數(shù)學問題,再利用計算機進行解決,這就是數(shù)學建模。數(shù)學建模日益顯示其關鍵的作用,并已成為現(xiàn)代應用數(shù)學的一個重要領域。 為培養(yǎng)大學生的數(shù)學建模能力,國外較早地經(jīng)常舉辦大學生數(shù)學建模競賽。1989年我國大學生開始參加美國大學生數(shù)學建模競賽(MCM),從1992年開始,教育部高教司和中國工業(yè)與應用數(shù)學學會每年主辦一次全國大學生數(shù)學建模競賽,至今已經(jīng)舉辦了16屆,參賽隊伍每年都不斷增長,在競賽過

5、程中,大學生的聰明才智和創(chuàng)造得到了充分的發(fā)揮,提交了不少出色的答卷,涌現(xiàn)了一批優(yōu)秀的參賽隊伍,同時,有力地促進了高等院校的數(shù)學教學改革,充分顯示了數(shù)學建模競賽活動的強大生命力。舉辦大學數(shù)模競賽,已造成一種氛圍,推動了培養(yǎng)大學生數(shù)學建模能力的工作。 2 數(shù)學建模在創(chuàng)新技術應用型本科人才培養(yǎng)中的意義 數(shù)學建模是對人的數(shù)學知識,實際知識的擁有量和靈活運用程度,邏輯推理能力,直覺、想象和洞察能力,計算機使用能力等的全面檢驗,最能反映出創(chuàng)新精神。“科學技術是第一生產(chǎn)力”。每年的工科大學畢業(yè)生是科技戰(zhàn)線的生力軍,他們要出科技成果,并且“千方百計促進科技成果在生產(chǎn)實踐中得到廣泛應用”,“加速科技成果轉化”,

6、數(shù)學建模能力對他們是必不可少的。 數(shù)學建模是對傳統(tǒng)教育的一個挑戰(zhàn),它強調怎樣利用先進的計算機工具來解決數(shù)學問題。學生參加數(shù)學模型的研究,參加全國大學生建模競賽,是將以前的“做練習”改為現(xiàn)在的“做問題”,將生活變成數(shù)學,將問題實際解決。數(shù)學建模是對學生創(chuàng)新精神的培養(yǎng),是學生時代的第一次科研訓練,是一個向實際負責的任務書,是對學生適應社會、服務于社會的鍛煉與挑戰(zhàn)。基于以上的重要性,許多高校對學生的數(shù)學建模能力越來越重視,我校也不例外。 3 提高我校學生數(shù)學建模能力的具體措施 為了提高我校學生的數(shù)學建模能力,我們可在高等數(shù)學的教學中溶入數(shù)學建模,并開設創(chuàng)新系列課程:數(shù)學建模系列課程。系列課程中除設置

7、了數(shù)學建模理論課外,還設置數(shù)學建模實驗課、數(shù)學建模集訓和數(shù)學建模競賽等任選課。 (1)在高等數(shù)學教學中,融入數(shù)學建模:高等數(shù)學是工科大學本科學生的一門必修課程,也是學習其它技術基礎課和專業(yè)課的必要基礎課程,無論學生和教師都非常重視這門課程的教學。從工科應用型本科人才培養(yǎng)的各專業(yè)教學序列上講,高等數(shù)學處于龍頭地位,它不但對后續(xù)課程產(chǎn)生影響,更對學生的思維習慣和學習方法產(chǎn)生深刻、持久的影響,因此,有著其它課程所不可替代的作用。但是現(xiàn)在的高等數(shù)學教材,多數(shù)只注重理論和計算,對應用性不夠重視,即使有個別的應用也是限于較少的物理方面的簡單應用。很多高年級大學生和已畢業(yè)的大學生都有這樣的認識:高等數(shù)學很重

8、要,但很枯燥,學了半天除了知道能在物理上應用外,不知道還能有什么用,但又不得不學。學生學習高等數(shù)學的目的不明確、缺少自覺學習的動力。歸于一點,就是學生不知道學了高等數(shù)學有什么用。在今后的學習和工作中高等數(shù)學到底有什么作用呢？學生很茫然,但高等數(shù)學又是非常重要的課程。因此,很多學生都是懷著不得不學的態(tài)度來學習高等數(shù)學的,缺乏自覺學習的動力。這就要求我們數(shù)學教師進行課程內容和教學方法的大膽改革,讓學生明白高等數(shù)學除了在物理上應用以外,還有很多用處,可以說我們的生活中、工作中無時無刻充滿著數(shù)學,只是你沒有認識它,不知道該怎樣用它。由于數(shù)學建模中的例子來源于社會和生活中的實際問題,會使學生感到數(shù)學無處不在,數(shù)學思想無所不能。讓學生切實領悟到高等數(shù)學課程與實際問題以及專業(yè)課學習的緊密聯(lián)系。在額定課時內,在保證完成教學大綱內容講授前提下,教師根據(jù)各專業(yè)的特點和需要,有目的的挑選、設計和重點細致的講解與所學專業(yè)相關的數(shù)學模型,如電氣專業(yè)的學生,對引力、流量、環(huán)流量、通量與散度、梯度場應是重點,機械類專業(yè)應偏重在變力沿直線作功、轉動慣量、付里葉級數(shù)上。這樣就會使學生既獲得了數(shù)學建模的基本訓練,又調動學生應用數(shù)學知識解決實際問題的熱情,激