談數(shù)學(xué)建模與創(chuàng)新技術(shù)應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)

1、談數(shù)學(xué)建模與創(chuàng)新技術(shù)應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)    摘要：數(shù)學(xué)建模不僅能培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)能力,而且有利于提高學(xué)生的創(chuàng)新能力;有利于培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用計算機的能力;有利于培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和綜合素質(zhì)。本文對在培養(yǎng)技術(shù)應(yīng)用型本科人才的高等學(xué)校開展數(shù)學(xué)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(biāo)定位于開展應(yīng)用型本科教育、 培養(yǎng)應(yīng)用型本科人才,我們稱這類普通高校為應(yīng)用型本科院校。在我國高教法中對本科教育的學(xué)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)有明確的規(guī)定:“應(yīng)當(dāng)使學(xué)生比較系統(tǒng)地掌握本專業(yè)必需的基礎(chǔ)理論、基礎(chǔ)知識,掌握本專業(yè)必需的基本技能、方法及相關(guān)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(yīng)用型人才,但從培養(yǎng)目標(biāo)的內(nèi)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(xué)研究型高校培養(yǎng),其培養(yǎng)目標(biāo)是:培養(yǎng)能夠?qū)l(fā)現(xiàn)的一般自然規(guī)律轉(zhuǎn)換為應(yīng)用成果的橋梁性人才。 二為技術(shù)應(yīng)用型人才。主要由教學(xué)型地方本科院校培養(yǎng),其培養(yǎng)目標(biāo)是:能在生產(chǎn)第一線解決實際問題、保證產(chǎn)品質(zhì)量和性能,屬于使研究開發(fā)的成果轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的人才。定位為技術(shù)工程師。 三為技能應(yīng)用型人才。主要由高職類院校培養(yǎng)。其特點為:突出應(yīng)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(xué)院是2004年9月經(jīng)上海市人民政府批準(zhǔn), 在原上海電機技

3、術(shù)高等?？茖W(xué)校的基礎(chǔ)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(shù)應(yīng)用型本科人才的教學(xué)型院校。技術(shù)應(yīng)用型本科人才學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的目的在于應(yīng)用數(shù)學(xué)。這就要求他們在學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的同時,不斷提高應(yīng)用數(shù)學(xué)的意識、興趣和能力。數(shù)學(xué)建模是數(shù)學(xué)知識和應(yīng)用能力共同提高的最佳結(jié)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(shù)應(yīng)用型本科人才的一條重要途徑。 1 數(shù)學(xué)建模的發(fā)展歷程 近幾十年來,數(shù)學(xué)迅速向自然科學(xué)和社會科學(xué)的各個領(lǐng)域滲透,在工程技術(shù)、經(jīng)濟建設(shè)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(xué)與計算機技術(shù)相結(jié)合,已經(jīng)形成了一種普遍的,可以實現(xiàn)的關(guān)

4、鍵技術(shù)數(shù)學(xué)技術(shù),并已成為當(dāng)代高新技術(shù)的一個重要組成部分。用數(shù)學(xué)方法解決各類問題或?qū)嵤?shù)學(xué)技術(shù),首先要求將所考慮的問題數(shù)學(xué)化,即通過對復(fù)雜的實際問題進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)其中可以用數(shù)學(xué)語言來描述的關(guān)系或規(guī)律,將之構(gòu)建成一個數(shù)學(xué)問題,再利用計算機進(jìn)行解決,這就是數(shù)學(xué)建模。數(shù)學(xué)建模日益顯示其關(guān)鍵的作用,并已成為現(xiàn)代應(yīng)用數(shù)學(xué)的一個重要領(lǐng)域。 為培養(yǎng)大學(xué)生的數(shù)學(xué)建模能力,國外較早地經(jīng)常舉辦大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽。1989年我國大學(xué)生開始參加美國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽(MCM),從1992年開始,教育部高教司和中國工業(yè)與應(yīng)用數(shù)學(xué)學(xué)會每年主辦一次全國大學(xué)生數(shù)學(xué)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(xué)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(jìn)了高等院校的數(shù)學(xué)教學(xué)改革,充分顯示了數(shù)學(xué)建模競賽活動的強大生命力。舉辦大學(xué)數(shù)模競賽,已造成一種氛圍,推動了培養(yǎng)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模能力的工作。 2 數(shù)學(xué)建模在創(chuàng)新技術(shù)應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)中的意義 數(shù)學(xué)建模是對人的數(shù)學(xué)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?！翱茖W(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力”。每年的工科大學(xué)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(jìn)科技成果在生產(chǎn)實踐中得到廣泛應(yīng)用”,“加速科技成果轉(zhuǎn)化”,

6、數(shù)學(xué)建模能力對他們是必不可少的。 數(shù)學(xué)建模是對傳統(tǒng)教育的一個挑戰(zhàn),它強調(diào)怎樣利用先進(jìn)的計算機工具來解決數(shù)學(xué)問題。學(xué)生參加數(shù)學(xué)模型的研究,參加全國大學(xué)生建模競賽,是將以前的“做練習(xí)”改為現(xiàn)在的“做問題”,將生活變成數(shù)學(xué),將問題實際解決。數(shù)學(xué)建模是對學(xué)生創(chuàng)新精神的培養(yǎng),是學(xué)生時代的第一次科研訓(xùn)練,是一個向?qū)嶋H負(fù)責(zé)的任務(wù)書,是對學(xué)生適應(yīng)社會、服務(wù)于社會的鍛煉與挑戰(zhàn)?；谝陨系闹匾?許多高校對學(xué)生的數(shù)學(xué)建模能力越來越重視,我校也不例外。 3 提高我校學(xué)生數(shù)學(xué)建模能力的具體措施 為了提高我校學(xué)生的數(shù)學(xué)建模能力,我們可在高等數(shù)學(xué)的教學(xué)中溶入數(shù)學(xué)建模,并開設(shè)創(chuàng)新系列課程:數(shù)學(xué)建模系列課程。系列課程中除設(shè)置

7、了數(shù)學(xué)建模理論課外,還設(shè)置數(shù)學(xué)建模實驗課、數(shù)學(xué)建模集訓(xùn)和數(shù)學(xué)建模競賽等任選課。 (1)在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中,融入數(shù)學(xué)建模:高等數(shù)學(xué)是工科大學(xué)本科學(xué)生的一門必修課程,也是學(xué)習(xí)其它技術(shù)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的必要基礎(chǔ)課程,無論學(xué)生和教師都非常重視這門課程的教學(xué)。從工科應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)的各專業(yè)教學(xué)序列上講,高等數(shù)學(xué)處于龍頭地位,它不但對后續(xù)課程產(chǎn)生影響,更對學(xué)生的思維習(xí)慣和學(xué)習(xí)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(xué)教材,多數(shù)只注重理論和計算,對應(yīng)用性不夠重視,即使有個別的應(yīng)用也是限于較少的物理方面的簡單應(yīng)用。很多高年級大學(xué)生和已畢業(yè)的大學(xué)生都有這樣的認(rèn)識:高等數(shù)學(xué)很重

8、要,但很枯燥,學(xué)了半天除了知道能在物理上應(yīng)用外,不知道還能有什么用,但又不得不學(xué)。學(xué)生學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)的目的不明確、缺少自覺學(xué)習(xí)的動力。歸于一點,就是學(xué)生不知道學(xué)了高等數(shù)學(xué)有什么用。在今后的學(xué)習(xí)和工作中高等數(shù)學(xué)到底有什么作用呢？學(xué)生很茫然,但高等數(shù)學(xué)又是非常重要的課程。因此,很多學(xué)生都是懷著不得不學(xué)的態(tài)度來學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)的,缺乏自覺學(xué)習(xí)的動力。這就要求我們數(shù)學(xué)教師進(jìn)行課程內(nèi)容和教學(xué)方法的大膽改革,讓學(xué)生明白高等數(shù)學(xué)除了在物理上應(yīng)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(xué),只是你沒有認(rèn)識它,不知道該怎樣用它。由于數(shù)學(xué)建模中的例子來源于社會和生活中的實際問題,會使學(xué)生感到數(shù)學(xué)無處不在,數(shù)學(xué)思想無所不能。讓學(xué)生切實領(lǐng)悟到高等數(shù)學(xué)課程與實際問題以及專業(yè)課學(xué)習(xí)的緊密聯(lián)系。在額定課時內(nèi),在保證完成教學(xué)大綱內(nèi)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(shè)計和重點細(xì)致的講解與所學(xué)專業(yè)相關(guān)的數(shù)學(xué)模型,如電氣專業(yè)的學(xué)生,對引力、流量、環(huán)流量、通量與散度、梯度場應(yīng)是重點,機械類專業(yè)應(yīng)偏重在變力沿直線作功、轉(zhuǎn)動慣量、付里葉級數(shù)上。這樣就會使學(xué)生既獲得了數(shù)學(xué)建模的基本訓(xùn)練,又調(diào)動學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)知識解決實際問題的熱情,激