基于数学建模课程培养学生创新能力的思考

王晓峰，孙宝光

基于数学建模课程培养学生创新能力的思考

王晓峰，孙宝光

基于数学建模课程，针对目前大学课堂教学中学生被动学习，缺乏主动性、创新性的现状，提出了基于数学建模课程培养学生积极性、创新性的改革措施的初步探索，包括加强课程理论与实践的相结合、增加课堂研讨、建立切实可行的考核体系、激发学生学习兴趣等一系列举措。

数学建模；创新性；主动性

一、培养学生创新性的必要性

创新性一般是指人们积极思考、运用所学知识，大胆构思、创新，从而找到有效解决问题的方法。创新性就是指敢于创新、勇于创新和善于创新，具体表现为“善问”、“善思”、“求异”。创新性教育是以培养人的创新精神和创新能力为目标，使学生在系统地掌握学科知识的同时，激发和培养学生的创新性的兴趣，启发学生创新性地学习知识、使用知识，而不是被动地接受知识、消极地存贮知识。

随着国家社会、经济不断发展和科学进步，科学技术已逐渐成为经济社会发展的决定性力量，而自主创新能力又是科学技术的核心之一。加强自主创新能力，关键是创新性人才培养；从长远来看，创新性人才是一个民族进步的灵魂，是一个国家兴旺发达的不竭动力。大学生是祖国未来的期望，是创新型人才的基石。教育在培养创新性人才方面，肩负着特殊的使命。因此，在国内对自主创新能力日渐重视的背景下，启动高校创新性人才培养探索的研究必要而且迫切。

二、教学现状

目前课程教学主要是教师在讲台传授知识，学生在下面听讲、记笔记，二者互动的比较少，学生被动地听，学习缺乏主动性，缺乏学习兴趣，更缺乏创造性。另外目前课程的内容与实际应用性还有很大程度的脱离，理论性偏深［1］。学生创新性不足表现如下：

一是传统的数学课堂教学过于偏重演绎论证的逻辑过程，而不是讲解发现定理或发现定理证法的过程，这对培养学生的创造性是相当不利的。虽然必要逻辑推理训练是不可缺少，但对培养创新型人才的目标来说，学习发明与创新的过程比命题论证的结论更加重要。

二是不少教师习惯于照搬传统教学方法，局限于传授课本知识，因此常常不能结合学生的实际水平进行教学，不能采取有针对性的、根据不同学生层次的教学策略与方法，无法充分调动学生的积极性，影响了教学效果，使学生失去创新性的源泉。

三是传统教学普遍缺乏启发性教育，忽视对学生探讨精神的启发与鼓励［2］。因此，在这种状态下的学生忙于书本知识的学习，缺乏学习的主动性和创新精神，不善于思考，总是习惯于教师提供详尽的解题示范，习惯模仿硬套，长此以往，学生的钻研精神被压制，创造潜能遭扼杀，甚至产生抵触心里，致使缺乏创造性探索的动力。

三、数学建模课程与创新性

数学建模能够培养学生一种综合能力，其本身就是一个创造性的思维过程，数学建模所解决的问题来源于现实生活，需要学生到社会中调研、实践和检验。数学建模能为学生提供自主学习、自我提高的空间，有助于学生体验数学在解决实际问题中的价值和作用，体验数学与日常生活和其他学科的联系，体验综合运用知识和方法解决实际问题的过程，有助于激发学生学习数学的兴趣，发展学生的创新意识和实践能力。

四、基于数学建模课程培养学生创新能力

数学建模是一种创新性活动，也是一种解决现实问题的量化手段。数学建模和传统数学课程相比，数学建模能在培养学生的创新能力方面发挥着巨大的作用。基于现代教学出现的问题，通过实践教学，总结归纳，我们提出了一套培养学生创新性的方案：

（一）加强课程理论与实践的相结合

目前教学中最大问题之一就是教学内容和实际问题相脱离。使得学生在学习中很茫然被动学习、学习目标不明确、对学习失去兴趣，这是现在教学中学生的普遍心态 ［3］！因此，在课堂中采取新的教学思维已成为迫切需要：

1.选择、讲解与实践相结合的题型。为了加强学生对知识的理解，课堂中授课教师要讲解部分习题，通常会选择书上例题、习题集或课后习题，以便加强知识的消化、理解、巩固，但同时过多的、枯燥的大量习题，使学生疲于做题，同时也为知识的应用性而感到迷惑，失去兴趣，更谈不上创新，因此应该适当选取一些实际问题、实际例题讲解，使学生掌握知识的同时又能将其应用是很必要的！因此，题型的选取尤为重要，可以先讲解与知识相关的基本题型，巩固一下知识，加深学生对知识的认识的深度；而后可以选取应用性题型，考虑以实际问题为引导，运用相关数学、计算机知识解决问题的题型，增加知识的广度，使学生在解决问题的同时，能分享解决问题的喜悦！总之，理论与实践相结合的题型能有效地培养学生学习兴趣，激发创新的动力！

2.加强、重视学生上机编程的能力［4］。学生动手实践对可以增强学生的主动性，对学生的学习大有裨益。对大多数学生来说，课堂听讲、做大量习题，学生渐渐会因其乏味而感到疲倦，失去学习的动力！因此，应该加大学生上机编程和实验的机会，数学建模和其相关课程有大量利用 matlab、mathematica、lingo、spss等数学软件来解决实际问题的题型，这类题型源于实践问题，需用相关数学知识、计算机软件共同编程解决，因此可以布置相关题型让学生解决，通过编程可以加深学生对知识的理解，亲手解决实际问题能产生的学习的兴趣，进而带动自己独立解决问题的自信和愿望，自发的产生创新的想法，并付诸实施。

（二）增加课堂研讨

在目前教学过程中，教师是教学的主角，师生缺乏互动，学生因难度增加而渐渐失去兴趣。如何调动学生兴趣，使学生成为课堂的主体尤为重要。增加课堂讨论是一个很好的方法，通过讨论，可以增加学生对知识的深入思考，互相的交流可以促进对知识的再认识，使问题了解更深入、更透彻。教师组织学生分组讨论或集体讨论，参与学生的讨论，在学生发言或讨论的过程中，对于学生讨论中的合理部分要及时给予肯定，对不合理的要给予讲解［5］。同时适时对学生的讨论进行引导，启发学生自己去思考问题、解决问题。通过学生的讨论，不但可以提高学生学习的积极性，还可以为学生提供创造性思维的良好氛围，培养学生一种严谨、积极的能力。

（三）建立切实可行的考核体系

传统的教学模式，一般通过试卷成绩来考核学生，考试结果是衡量学生学习好坏的重要指标，很多学生采取临时抱佛脚或者死记硬背，这样的态度导致学生失去认真学习的动力，不愿深入了解知识也更谈不上创新性。因此考核体系应尽量避免一考定成绩的弊端，数学建模是一门理论和实践相结合的课程。理论教学环节，可采取平时课堂表现与期末考试结果相结合。实践教学可针对不同的实验内容确定不同的考核方式，或进行课题答辩、成立若干建模小组攻关课题等考核方式，使学生能认真学习知识，发挥自身学习的潜能。

（四）激发学生学习兴趣

兴趣是学习的动力，是创新的源泉，而目前的应试教育、填鸭式教育中学生倍感压力、疲态，缺乏动力，更缺乏的正是兴趣。因此激发学生学习兴趣是很重要的一个环节。数学建模这门课涉及的内容比较广泛，在教学中要注意培养学生的直觉思维。我们可以在课堂中多选取并讲解一些利用数学知识解决实际问题的题型，这样能够让学生获取的知识和实际应用联系起来。使他们感到学有所用，增加学习的动力，激发他们的兴趣。在课堂中还要注意让学生了解问题的实际背景，明确建模的目的，做好建模的知识准备。教师在课堂教学中，可采用复习或补充等多种手段，使学生具备有解决这个问题的知识 ，搜集必须的信息，尽量弄清对象的特征。

综上所述，数学建模课程对培养学生创新性有着巨大作用。要培养创新性，我们教学活动就应该以调动学生的主观能动性，培养学生的创新思维为出发点，搭建学生创新氛围，建立切实可行的考核体系，加强学生动手能力的培养，引导学生自主学习，启发学生的思维，潜移默化地培养学生创新能力，只有这样才能使学生分析和解决问题的能力得到长足的进步，也只有这样才能真正提高学生的创新能力，培养创新性人才。

[1]李韶红.数学建模与现代教学模式的探索[J].大连大学学报，2003(24).

[2]薛长虹,于凯.数学建模课程教学方式探讨[J].大学数学，2007(23).

[3]夏小刚，吕传汉，汪秉彝.基于“提出问题”的数学教学实验研究[J].西南大学学报，2008(30).

[4]王晓峰.数学软件课程教学改革探索[J].重庆科技学院学报，社会科学版，2010(22).

[5]朱海霞，朱德全.基于问题的数学课堂教学评价标准[J].西南大学学报，自然科学版，2007(29).

G642.0

A

1673-1999（2011）12-0179-02

王晓峰（1980-），男，黑龙江人，硕士，重庆科技学院数理学院讲师；孙宝光（1979-），男，山东人，硕士，重庆科技学院数理学院讲师。

2011-03-26

重庆科技学院教育教学改革研究项目（201050）。