淺談數(shù)學建模競賽培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維論文
【摘要】高職學生的創(chuàng)新能力已經(jīng)成為衡量高職人才培養(yǎng)質(zhì)量的重要指標之一．提高高職學生創(chuàng)新能力的關鍵在于培養(yǎng)他們的創(chuàng)新思維．近年來，全國大學生數(shù)學建模競賽也越來越受到高職院校的重視．數(shù)學建模競賽對培養(yǎng)高職學生的創(chuàng)新思維能力，推動高職院校的數(shù)學教學改革起到了重要的作用．結合數(shù)學建模競賽的特點，分析競賽對學生創(chuàng)新思維培養(yǎng)的因素，從而探索高職數(shù)學教學改革．
【關鍵詞】創(chuàng)新思維;數(shù)學建模競賽;高職數(shù)學教學
近年來，高等職業(yè)教育蓬勃發(fā)展，為服務國家經(jīng)濟轉(zhuǎn)型升級培養(yǎng)了大量高層次技術技能人才．據(jù)統(tǒng)計，2015年全國獨立設置的高職院校達1341所，招生數(shù)348萬，畢業(yè)生數(shù)322萬，在校生數(shù)1048萬，占高等教育的41．2%．高等職業(yè)教育已經(jīng)占據(jù)中國高等教育的半壁江山，為實現(xiàn)高等教育大眾化發(fā)揮了基礎性和決定性作用，成為加快推進現(xiàn)代職業(yè)教育體系建設的中堅力量．加強高職學生的創(chuàng)新能力，對增強高職院校競爭力，提高高職教育教學質(zhì)量都顯得十分重要．
一、加強創(chuàng)新思維的培養(yǎng)對提高高職學生創(chuàng)新能力的重要性
培養(yǎng)創(chuàng)新性思維是提高創(chuàng)新能力的核心環(huán)節(jié)．創(chuàng)新性思維既可以推進理論發(fā)展，又可以促進實踐變革，是帶有開拓性和挑戰(zhàn)性的新鮮、新奇、新穎的創(chuàng)造活動．創(chuàng)新性思維不僅具有創(chuàng)新性、突破性，而且具有開拓性和綜合性的特點．不管是個人、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，各國之間的競爭說到底是人才的競爭．而衡量人才的一個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)新越來越成為當今社會生產(chǎn)力解放和發(fā)展的重要基礎和標志，越來越?jīng)Q定一個民族和國家的發(fā)展進程和國際地位．在這樣的形勢面前，敢不敢創(chuàng)新，能不能創(chuàng)新，關鍵在于是否善于培養(yǎng)創(chuàng)新性思維，是否能夠培養(yǎng)出一批具有創(chuàng)新性思維的人才進而抓住新一輪科技革命的機遇［1］．
二、數(shù)學建模競賽對培養(yǎng)高職學生創(chuàng)新思維的作用
數(shù)學建模競賽與傳統(tǒng)的課堂教學大不相同，不是傳統(tǒng)的以教師講授為主的滿堂灌的學習方式，而是真正的以學生為主，利用所學的知識，并結合網(wǎng)絡查閱相關資料去分析問題，從而建立相應的數(shù)學模型，最終利用合理的數(shù)學計算方法并結合計算機進行求解的創(chuàng)新型科研活動．因此，通過數(shù)學建模競賽，不僅能豐富高職學生的數(shù)學知識，鍛煉學生分析問題、解決問題的能力，而且對培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和團隊協(xié)作能力也有十分重要的意義．結合我校近五年來培訓及組織學生參加數(shù)學建模競賽的經(jīng)歷，數(shù)學建模競賽對高職學生創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)主要體現(xiàn)在以下幾個方面．
(一)賽題內(nèi)容的多樣性和實際性可激發(fā)學生的求知興趣，培養(yǎng)高職學生的創(chuàng)新思維能力．興趣是最好的老師，只有激發(fā)學生的學習興趣，他們才能集中注意力去學習和探索，表現(xiàn)出強烈的求知欲望和探索精神．激發(fā)學生的求知興趣是培養(yǎng)創(chuàng)新性思維能力的前提．數(shù)學建模競賽是一種創(chuàng)新型的.科研活動，競賽題目來自于實際問題，例如，2012年高職組的賽題分別是機器人的避障問題和腦卒中發(fā)病問題的研究，2014年的賽題分別是藥品柜的設計和養(yǎng)豬場的設計的分析等等．由此可見數(shù)學建模競賽題目與傳統(tǒng)的競賽題目不同，它源于生活領域的各個方面，需要學生了解和查閱相關的知識并利用數(shù)學的方法建立模型．由于題目都是實際生活中的問題，這也能讓學生產(chǎn)生熟悉和親功的心理，從而激發(fā)學生的求知興趣，讓學生有意識地進行探索和分析．
(二)賽題組織形式的獨特性可有效地開拓學生的知識．領域，培養(yǎng)高職學生的創(chuàng)新性思維能力數(shù)學建模競賽的組織形式不同于傳統(tǒng)的數(shù)學競賽，它是由三個人組成一個團隊參與競賽，且可以在互聯(lián)網(wǎng)上自主地搜索各種相關資料的競賽．大多數(shù)高職學生都沒有參加競賽的經(jīng)歷，且對于參加競賽十分不自信．然而數(shù)學建模競賽的團隊合作的形式能夠增強他們的自信心，且三個人在討論交流的過程中也能擦出新火花，產(chǎn)生新思想，從而培養(yǎng)創(chuàng)新思維．同時數(shù)學建模競賽需要結合實際問題查閱大量的相關資料，把握問題的特點，分析問題并建立數(shù)學模型．學生在查閱資料的過程中，不僅能學到很多知識，而且必須對查閱的相關資料進行有針對性的選擇和重組，這一過程也能有效地培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維．
(三)賽題結果的開放性有利于鼓勵學生探索求異，培養(yǎng)高職學生的創(chuàng)新思維能力．數(shù)學建模競賽要解決的是一名學生從未見過的實際問題，沒有現(xiàn)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際且有創(chuàng)新性，都能在競賽中取得好成績．因此在數(shù)學建模競賽中，學生必須合理地利用查閱到的資料，準確地分析問題的實際背景，把握問題的關鍵，揭示問題的本質(zhì)并建立相應的數(shù)學模型．這些都對學生的綜合能力和創(chuàng)新思維能力提出了很高的要求．通過三天三夜的競賽，學生的綜合能力和創(chuàng)新思維能力都能得到較好的鍛煉［2］．
三、結合數(shù)學建模競賽，探索高職數(shù)學教學改革，培養(yǎng)高職學生創(chuàng)新思維，提高高職學生的創(chuàng)新能力
(一)結合數(shù)學建模思想，大力推進教材改革．通過對150名了解數(shù)學建模競賽的高職學生進行問卷調(diào)查顯示，有74．12%(比重排第二)的學生認為數(shù)學建模競賽賽題的實際性有利于培養(yǎng)高職學生的創(chuàng)新思維能力．高職學生錄取分數(shù)較低，學習能力差，特別是對于數(shù)學，理論基礎差，計算能力弱，且大多數(shù)學生認為學數(shù)學沒用，早已放棄對數(shù)學的學習．而在高職數(shù)學教學中引入數(shù)學建模案例，能有效地激發(fā)學生的學習興趣，讓他們體驗到數(shù)學的實用性，從而進行有效的學習和探索，培養(yǎng)其創(chuàng)新思維．在高職教學中引入數(shù)學建模案例，主要體現(xiàn)在教材的改革中．教材是教師備課的主要依據(jù)，也是學生學習的重要工具．在教材中引入適量的數(shù)學建模案例，不僅能弱化理論知識，還能增強知識的趣味性和實用性．案例的選擇要注意以下幾個方面．首先，案例要盡可能的貼近學生的實際生活．只有貼近學生實際生活的例子才能吸引大多數(shù)學生的注意力，引發(fā)他們的興趣，從而激發(fā)他們進行主動學習．例如，人口增長模型、減肥模型、雨中行走模型等等．其次，案例中知識點要盡可能的簡單易懂．高職學生對數(shù)學的學習極不自信，利用原理簡單的案例進行分析，有利于增強他們學習的自信心，從而激發(fā)他們進行更深層次的思考，例如，易拉罐的設計．
(二)積極開展第二課堂，普及數(shù)學建模思想．近年來，高職院校為了提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，加大專業(yè)建設力度，進行了大量的改革．然而，由于總學時的嚴重缺乏，導致公共基礎課被不斷地壓縮．數(shù)學課時的大量縮減，使得數(shù)學教學內(nèi)容不斷地被刪減．數(shù)學建模思想的學習需要循序漸進，有限的課時顯然不能滿足這一需求，需要大力開展第二課堂．目前第二課堂的形式主要有數(shù)學建模選修課和數(shù)學建模社團．公選課不僅補充了課時不足的特點，更重要的是授課方式靈活，內(nèi)容豐富多彩，還可根據(jù)學生的實際情況因材施教．社團活動可加強學生與學生、學生與教師之間的交流，同時通過不定期的專家講座也能提升學生的知識面．第二課堂的開展首先必須面向所有學生，讓大多數(shù)學生了解數(shù)學建模思想，學會用數(shù)學思想分析簡單的生活問題．其次，第二課堂應該提供必需的實訓條件．數(shù)學實驗是數(shù)學建模的一部分，問題的求解必須利用計算機進行編程求解，實訓條件是必不可少的．第三，社團活動必須由建模經(jīng)驗豐富的教師進行全程指導．數(shù)學建模社團是以學習和競賽為主的社團，而學習和競賽是高職學生的弱項，為了社團活動有效順利地開展，需要經(jīng)驗豐富的教師全面計劃和組織．
(三)鼓勵和組織學生積極參與各種數(shù)學建模競賽，讓越來越多的高職學生體驗數(shù)學建模競賽的全過程，從而促進創(chuàng)新思維的培養(yǎng)．通過對150名了解數(shù)學建模競賽的高職學生進行問卷調(diào)查顯示，75．29%(比重排第一)的學生認為數(shù)學建模競賽團隊合作的形式有利于培養(yǎng)高職學生的創(chuàng)新思維能力．團隊合作是數(shù)學建模競賽不同于傳統(tǒng)競賽的一大特點．團隊合作的形式能夠增強高職學生的自信心和參賽熱情．然而，全國大學生數(shù)學建模競賽只是少數(shù)學生的競賽，大多數(shù)學生都沒有機會體驗這一過程．只有讓學生參與到競賽中，才能讓他們體會到數(shù)學建模的全過程，通過團隊協(xié)作、共同探討，促進創(chuàng)新思維的培養(yǎng)．因此，除了全國大學生數(shù)學建模競賽以外，學校應該多組織和鼓勵學生參加各種數(shù)學建模競賽．例如，校級數(shù)學建模競賽、華中杯數(shù)學建模競賽、網(wǎng)絡杯挑戰(zhàn)賽等．指導教師在競賽前應對賽題進行把關，盡量為高職學生選擇適合他們的賽題，超出他們能力范圍的題目會嚴重打擊他們的積極性．其次賽后應對學生的模型進行有針對性的分析和講解，引導學生進行后續(xù)的研究，以此激勵學生繼續(xù)探索，進而培養(yǎng)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(yǎng)途徑［J］．桂海論叢，2007(4):67－69．
［2］魯習文，等．從數(shù)學建模競賽看創(chuàng)新能力的培養(yǎng)［J］．化工高等教育，1999(3):44－46．
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