论数学建模教学改革中项目教学法
时间：2022-02-05 03:40:13绪论：写作既是个人情感的抒发，也是对学术真理的探索，欢迎阅读由发表云整理的1篇论数学建模教学改革中项目教学法范文，希望它们能为您的写作提供参考和启发。
（一）课程设置
数学建模课程在一些新建院校开设较晚，但大多数院校都将数学建模课程纳入常规教学，一部分作为专业必修课，部分院校设为专业选修课，一般都是在信息与计算科学、数学专业开设。宿迁学院从2010年开始在信息与计算科学、数学与应用数学专业开设数学建模课程，随后在全校开设公共选修课。结合学院的应用型人才培养目标，修订了人才培养方案和教学大纲，目前该课程共64学时，其中32理论学时，32实验学时，另有一周的课程设计，新方案更加注重学生实践、创新能力的培养，同时将课程教学与竞赛培训相结合，相互促进，达到了良好的效果，在近几年的全国竞赛中获得国家一、二等奖多项的好成绩。
（二）教材与教学内容
新建院校从招生上来说，与老牌重点院校相比，学生数学基础普遍比较薄弱，入学成绩差异较大，对逻辑推理能力和对问题的理解分析能力都相对较差。现有国内教材主要是针对老牌本科院校，内容通常以数学观点编写，对数学基础要求较高，难度较大，同时在内容的选择上，重在介绍数学建模的理论和方法，缺乏实践性内容。因此，在新建院校数学建模课程教学改革时，教材和内容的选择上应降低数学理论难度，选择通俗易懂的语言介绍一些基本方法，简单案例，侧重培养数学建模的思想。同时加强实践环节内容，通过一些实际案例教学，在培养学生动手实践能力的过程中去巩固、理解所学的数学理论知识。
（三）教学方法与教学手段
目前绝大部分院校的数学建模课程主要采用传统的数学形式，在深堂上知识传授是第一目录，能力培养是第二目标，侧重知识的传授、介绍，学生被动接受，不主动思考问题，积极性不高，理论与实践往往分离，让学生觉得数模课既抽象又枯燥，难以理解，逐渐失去了学习的热情和兴趣。导致课堂教学效果不好。而在实验课上，学生上机操作主要以验证知识为主，缺乏必要的学习导向。另外，在该课程的学习中往往会涉及很多不同学科、不同类型的问题，并且在相关问题的求解中还会用到诸多不同的方法。而教学内容的安排往往以不同模型类型进行章节划分，知识跨度较大，内容的整体性有时被强行破坏，不同章节之间缺乏联系。大多数学生对学科间相关知识了解不够充分，加之数学方法运用能力的欠缺，导致在以往的学情调查中，出现40%左右的学生反映课程结课后感觉没有学到知识的奇怪现象。
（四）教学考核与评价
在课程的考核上，一般采用开卷或闭卷形式，但都有一定的缺陷。开设课程以来，我们先后尝试了以上两种考核方式，采用开卷考试，试卷大部分答案出现雷同，而若提交论文，则很多学生会从百度等网络上下载，千篇一律。而采用闭卷考试，对于案例题及上机操作部分，在规定的时间内大部分学生的完成度较低，挂科、不及格现象较为严重，考试结果也与学生的平时能力表现不符，很难反映学生的真实掌握情况。宿迁学院作为新建本科院校，培养高素质应用型人才是办学的主要特色。研究具有自身院校特色的数学建模教学模式，将教与学相统一，将培养数学知识素养与实践操作技能相结合，切实提高学生的实践、创新能力，提高学生的综合素质，是我们进行教学改革的基本方向。经过一定的研究和一段时间的实践，我们认为将项目教学法引入数学建模课程教学是一种有效途径，将它与传统教学方法结合，可以较好地达到教改目标。
二、项目化教学法概述
项目化教学法是由美国教育家凯兹和加拿大教育家查德首先提出，并合著《项目教学法》一书，具体指教师与学生在共同实施一个完整的项目工作中进行教学。我国教育学者黎加原教授认为：项目教学是以学科原理为中心，通过学生参与活动项目的调查与研究来解决问题，以构建起他们的知识体系，并能运用到现实社会当中去。项目教学法本质就是一种基于构建主义理论的探究性教学模式。在遵循构建主义的条件下，依托一门课程，通过师生共同实施若干个工作项目，从而培养学生的学习、动手实践、创新及团队合作等能力，提高教学效果并完成预期的教学目标的教学过程。通过这样一个教师与学生共同实施项目的教学活动，与传统的学生被动教学模式相比，学生全程参与整个任务的完成过程，综合能力得到提高，真正融“理论知识、实践操作、素质培养”于一体，是当前应用型人才培养的教学改革的基本方向。
三、项目教学法在数学建模课程教学中的探索
项目化教学对于应用性较强的专业课程来说，其优势是显而易见的，数学建模在数学类课程中强调应用性，且建模的过程与项目教学法的实施过程有一定的相似性，因此将项目教学法引入教学中具有天然的优势。但同时对于数学类课程而言，其优势又受到项目属性所限，在实施项目化教学时存在着显著差异，其关注点和着力点也应有所不同。结合新建院校特点，在以下几个方面进行了探索：1.类似于数学建模竞赛，在教师指导下，把学生分成若干项目小组，每个小组3~5人，采用组长负责制，以项目小组的形式处理每一个相对独立的项目，发挥不同学生特长，培养学生的责任感和团队协作精神。2.对于教材和教学内容的选择，由于师资、专业特色的不同和开设的基础课程、学时的差异，每个学校会有差异。为了增加实践环节，组织专业老师编写了《数学软件和数学实验》教材以及相关的实验报告册。目前主要讲授初等模型、微分方程模型、种群生态学模型、运筹学模型、差分方程模型、概率与统计模型、图论模型、模糊数学模型、插值与拟合，另外讲授Matlab、Lingo、SPSS三个软件，兼顾理论和上机操作。在实施项目教学法时，将教学内容按模型分类整合成6～7个教学单元项目，每个单元项目再设置成若干任务。按项目开发过程来构建，一般以解决问题为项目内容，围绕某个专题，涉及多学科知识，选择难度适宜且在规定时间内独立完成的实际工作任务。3.对于教学方法上，采用传统教学法与项目教学法相结合。实施单纯的项目教学法，学生对知识的索取往往是功利性的，系统性把握较差，对所学知识和技能认识不清，掌握不透，无法达到灵活使用，甚至还会出现知识性错误。在项目教学法中穿插传统教学，利用传统教学手段，讲解基本知识和基本原理，介绍案例中的数学语言的“翻译”，注重分析和抽象，可使得学生在短时间内获得系统知识，理清关系，避免不必要的弯路。传统教学法与项目教学法相辅相成，在项目实施的过程中锻炼了实践、创新能力，巩固和理解理论知识，同时理论知识的及时讲授又促进实践技能的提高，有效解决了教学过程中的“理与实分离、教与学”分离的问题。4.项目教学法的开展是让学生置身于模拟的项目情景中，从信息搜集、计划制定、方案设计、项目实施及最终的成果评价，学生参与整个项目的过程，了解总体情况和具体实施步骤，有助于提高学生的学习能力和分析解决问题能力。在设定具体项目时，要与一些工科课程的项目相区别，通过项目把一些枯燥无味的数学符号、公式等赋予现实生活和生产的真实含义，把抽象的数学语言、公式概念具体化、形象化和实用化，由此激发学生的学习兴趣和热情，真正将专业知识和技能学习融入教学情景中。同时项目的着力点也有所不同，具体的项目只是搭建“学”与“用”的一座桥梁，以实现项目情景促进知识学习、知识向能力转变的目的，这与高职院校侧重培养“职业能力”的项目教学法是不同的。5.对于课程的考核，宜采用教学考核与“期末考试”考核相结合的方法。项目化教学的考核分为项目成果考核和项目的具体过程考核两部分。参照毕业设计的要求，制订了具体的评价标准和方法，主要形式为项目小组答辩和成果展示，在班级师生共同讨论给出评价结果。由于项目实施是以小组为单位，项目化考核的最终分数也以小组为单位，掩盖了小组具体成员的差别，为了解决这一弊端，在学期末我们增加“期末考试”考核这一环节。另外，项目化教学考核方法在教学实践中证明效果很好，但也很大程度上增加了教师的工作量，现正在尝试建立一套教学考核平台，自动生成相关考核数据，减少教师的工作量。
四、具体案例
下面我们以课程中的“微分方程模型”章节为例，展示一下教学的简单流程（表1）。项目教学法在数学建模课程教学中的实施，取得了较好的效果。学生学习积极性显著提高，主体意识增强，全程参与教学活动，团队合作意识和个人的实践创新能力明显增强，极大地改善了班风、学风，教师在教学水平方面和自身实践能力方面也得到了很大的提升。
