教师不仅要向学生传授书本知识,还应当注重培养学生分析问题解决问题的实际能力。我们在浙江人学数学建模课中采用了参与式教学方法,将课堂教学、课外科研和组织学生参加学科竞赛结合起来,取得较好的教学效果。
参与式教学并非放任自流,教师应当有计划地做好引导工作。
开课初期,学生不知道什么是数学建模,为什么要学数学建模和怎样建模。在课堂教学中我们仔细分析了交通指挥中黄灯究竞起什么作用,应当亮多长时间?石专块究竟可以堆到多远?中学学的自由落体运动公式有哪些缺陷,应当如何改进等实际问题,让学生看清:研究应当步步深入,真理是相对的,随着科学技术的发展,人们的认识会越来越接近实际。
在介绍经典范例的同时,讲解基本技巧与基本技能,提高学生的建模能力。
研究实际问题需要掌握一定的基本方法与基本技巧。在课堂教学中,结合实例讲解一些基本方法与技巧,并预留了一些课后习题供学生练习和掌握这些技巧。学生将这些基本方法和技巧用于课外实践和国内外竞赛,取得了很好的效果,逐步提高了科研能力。
启发式教学,培养学生的观察分析能力为培养学生的观察分析能力,我们有时不马上指出解决困难的办法,为学生留下一定的思考时间。比如,让学生考虑如何回避涉及个人隐私,去调查一些较为敏感的问题。通过一些实例的分析让学生明白,要解决实际问题首先必须明白研究目的,想出解决问题的可行办法。 06 届数学系学生杨靓媛对知了共鸣现象产生兴趣,她想,知了的鸣叫一定会相互影响,由此,她建立了一个差分方程,通过对平衡点的研究做出了合理解释并写出了研究论文。毕业后她出国深造, 2010 年,该同学己获得美闺统计生物学博士学位,其学位论文获得了颁发给优秀博士论文作者的最该奖,并被美国顶级科研团队录用。
在课外实践中,改变教师主导的做法,扩大学生在科研中的自主权。鼓励学生自行选择感兴趣的课题,鼓励他们培养兴趣。机械系的周思露对运筹学感兴趣,研究了一些优化问题。她参加美国竞赛,研究了特技演员安全保障问题,获得了 2003 年美国竞赛特等奖兼美国运筹与管理学会奖。后来她去美国读博,毕业后到美国伊利诺伊大学任教, 2011 年获得了美国杰出青年琴金。计算机学院的吴嘉之对算法设计特别有兴趣,坚持研究算法设计与编程,参加Top Coder网站的有奖征解活动等,毕业后被该网站录用。短短几年,他被公司评为该网站自成立以来最有创意的职工,并被提升为中国部技术副总裁。混合班学生刘若鹏百欢研究工程问题,毕业后到关国深造,在取博士学位后回深圳创业,不满 30 岁就担任了深圳光启高等理工研究院院长,并带领科研团队研制成功了隐身衣。
容许学生出错,让他们在科研实践中跌打滚爬,在实践中增长才干。经验和才干只能在科研实践中积累,有时候让学生自己去闯会比手把手地教效果更好。计算机学院的沈华品对四色问题产生兴趣给出了 一个证明,但他知道其中一定有错,我们鼓励他自己找错。期末考试前不久,该同学告诉我们他知道错在哪坐了,我们相信,这位同学一定收获不小。 2010 年和 2011 年,我们从学生提交的期末作业中各发现了一篇选题很好的论文,只是数据量不足,研究还不够深入。我们指出了这一问题,建议他们利用寒假收集一些资料开展进一步研究并编写出次年的校赛题。这些学生积极性很高,投入了大量时间来丰富研究成果,经教师学生数次讨论改进,顺利完成了两个校赛题的出题任务。
数学建模和其他课程有很多不同之处,但注重对学生的素质教育,改变灌输式教学模式,鼓励学生自上学习是教师应当共同探讨的问题。在这方面我们做得还很不够,有待进一步改进和探讨,欢迎多提宝贵意见,以便更好地做好.
第一章 应当有计划地做好引导工作
第二章 讲解技巧与技能,提高建模能力
第三章 启发教学,培养观察分析能力
第四章 扩大学生在科研中的自主权
PPT与讲义