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走改革创新之路 打造教学精品课程
———记我校省级教学团队“数学建模教学创新团队”



数学建模教学团队成员合影


  在杭电,有一门公共选修课颇受学生欢迎,每次开课,教室里都座无虚席,不少学生甚至是站在走道上听讲。这门课程,就是“数学建模”。一些选择修读该课程的同学都表示,数学建模非常锻炼人,对于深入学习专业知识和提升个人能力很有帮助,如果有机会参加数模竞赛并获得名次,对自己的未来发展也大有裨益。
  1995年开设至今,我校“数学建模”课程形成了较为全面的体系。近年来,“数学建模”及相关课程每年的修读人数多达2000人,“数学建模”已经成为杭电学生中最具影响力的课外科技创新活动之一,也是最受学生欢迎的一门公共选修课。2003年,“数学建模”课程被评为浙江省精品课程。
  精品课程的建设离不开优秀的师资队伍。2008年,“数学建模教学创新团队”入选浙江省首届高等学校省级教学团队。领跑建模,走改革创新之路随着社会的发展,数学的应用不仅在工程技术、自然科学等领域发挥着越来越重要的作用,而且以空前的广度和深度向经济、金融、生物、医学、环境、地质、人口、交通等新的领域渗透。社会对数学的需求并不只是数学家和专门从事数学研究的人才,更多的是在各部门从事实际工作、善于运用数学知识和数学的思维方法来解决每天面临的大量实际问题的人。要对复杂的实际问题进行分析,发现其中可以用数学语言来描述的关系或规律,把这个实际问题化成一个数学问题,这就是数学模型,而建立数学模型的过程就是数学建模。数学建模是培养创新能力的极好载体,能充分考验学生的洞察能力、创造能力、数学语言翻译能力、文字表达能力、综合应用分析能力、联想能力、使用当代科技最新成果的能力。
  大学生数学建模竞赛最早于1985年在美国出现,1994年教育部决定由高教司和中国工业与应用数学学会共同主办全国大学生数学建模竞赛。为组队参加全国数学建模竞赛,1995年我校开始在少量优秀学生中开设数学建模选修课。当时,课程教学工作及其后的竞赛训练工作主要由数学教研室的4位教师共同承担。第一年参赛,学校就获得全国一等奖和二等奖各1项,优异的成绩大大激发了学校、教师以及学生开展数学建模教学的积极性。之后的十多年里,“数学建模”课程不断发展和完善,并拥有了一支结构合理、实力雄厚,具有团结合作、敢挑重担、勇于创新精神的教学团队。
  团队在开始承担数学建模教学工作之初,就注意整理编写行之有效的教学材料,编写了一本校内使用的数学建模讲义、一本数学实验讲义和一本案例分析,这套教学材料集中了团队成员的智慧,对我校数学建模教学工作发挥了积极作用。
  团队积极致力于相关课程的设置与建设工作,使课程从最初的仅以竞赛训练为目的、面向少量优秀学生的选修课,发展成为面向全校开设、多品种多层次的系列课程。团队在不同专业学生中开设了多种不同课时、不同程度要求的数学建模课,满足学生的多样化需要。在个别专业开设数学实验必修课,同时面向全校开设数学实验选修课,使数学理论教学与数学软件以及计算机实现了很好的结合,进一步丰富了数学建模教学的内涵。而在几个不同专业开设数学建模课程设计环节,则有效地解决了大量学生加强数学实践动手能力的问题。雄厚师资,悟科学教学精髓团队现有16位中青年骨干教师,均来自浙江大学、东南大学、西安交大等国内著名高校。教师中有6位教授、7位副教授、2位讲师、1位高级实验师。从学历上看,有8位博士、6位硕士。在专业方向上,16位教师涉及运筹与优化、微分方程、计算科学、最优控制、计算机应用等在数学建模中常用的学科方向,学科结构合理。
  团队教师具有较高的教学科研水平,近年来,主持或参与了多项国家和省自然科学基金项目、若干企业委托的横向科研项目以及大量的省、校教学改革项目,并将研究内容与数学建模教学较好地结合,不断提高教学的质量和水平。
  数学建模的教学本身是一个不断探索、不断创新、不断完善和提高的过程。多年来,团队通过实践,摸索总结出一套行之有效的教学和竞赛训练方法。团队改变了过去以教师为中心、以课堂讲授和知识传授为主的传统教学模式,通过以实验室为基础、以学生为中心、以问题为主线、以培养能力为目标来组织教学工作。教师会利用一些事先设计好的问题启发、引导学生主动查阅文献资料和学习新知识,鼓励学生积极开展讨论和辩论,加强团队思想交流,促进优秀的团队合作。通过教学,使学生了解利用数学理论和方法去分析和解决问题的全过程,提高他们分析问题、解决问题的能力,培养他们学习数学的兴趣和应用数学的意识与能力,提高他们尽量利用计算机软件及当代高新科技成果的意识。最终经过培训,使学生基本达到“模型准备→模型假设→模型建立→模型求解→模型分析→模型检验→模型应用”的要求。
  教学工作的不断调整和变化,对教学团队的要求也越来越高。团队每年都会动员和吸收适量的新教师加入到队伍中,通过以老带新、逐步锻炼的方法,使青年教师逐步适应并承担一定量的数学建模教学工作和建设工作。多年来,团队教师一直享有极高的评价。每年的学评教,几位主讲教师均位列全校前20%,且每位教师都有自己独特而受学生欢迎的讲课风格。曾有一位已经毕业并在瑞典留学的学生在其博客中这样评价陈光亭老师:“大学修过很多门课,见过很多老师,也体会过各种教学方法,但陈光亭老师是我最难忘记的。听他的课仿佛是在欣赏韵味深厚的曲子,从非常浅显的地方入手,然后触及深层次的东西。上课只是一种形式,老师教授的学习方法和自身的学习态度都是很重要的,遇到好的老师,对于自己的人生观和价值观都会有一个正确的导向。”裘哲勇老师曾被评为全国数学建模优秀指导教师,06年还获得浙江省高校“育人奖”。李承家老师是深受学生喜爱的青年教师,曾凭借其精湛的讲课艺术在青年教师讲课比赛中荣获特等奖……提升能力,让学生终生受益“数学建模”课程的目标定位是“学习数学建模的常用基础知识和基本方法,培养学生的综合素质、团队精神和实践能力,努力提高学生研究性学习和创新性应用能力”。十多年来,学校把课程教学与建模竞赛实践有机结合,在开设系列建模课程的同时,积极开展校数学建模竞赛,组织学生参加全国及美国数学建模竞赛。团队教师牺牲假期时间,任劳任怨地为参赛学生提供训练和悉心指导,在师生的共同努力下,我校在历届全国和美国数学建模竞赛中均取得优异成绩,获奖质量和竞赛水平在全国地方高校中处于领先地位。
  从1995年到2009年,我校共获全国一等奖26项,二等奖49项,以及大量的浙江赛区奖项。2006年开始组织学生参加国际(美国)大学生数学建模竞赛,并一举获得1项一等奖和3项二等奖;2007年荣获1项特等奖、1项一等奖和5项二等奖,成为当年获特等奖的国内仅有的4所高校之一;2008年获得4项一等奖和4项二等奖;2009年获得2项一等奖和2项二等奖。在今年的国际(美国)数学建模竞赛中,我校又获得1项特等奖、1项一等奖和2项二等奖。
  数学建模竞赛对于学生自身的帮助是非常明显的。竞赛让学生面对一个从未接触过的实际问题,运用数学方法和计算机技术加以分析、解决。他们必须开动脑筋、拓宽思路,充分发挥创造力和想象力,培养了学生的创新意识及主动学习、独立研究的能力。竞赛需要学生在很短的时间内获取与赛题有关的知识,需要三个同学共同完成一篇论文,他们在竞赛中要分工合作、取长补短、求同存异,培养了学生同舟共济的团队精神和统筹协调的组织能力。竞赛又是开放的,三天中没有或者很少有外部的强制约束,同学们要自觉地遵守竞赛纪律,公平地开展竞争。诚信意识和自律精神是建设和谐社会的基本要素之一,同学们能在竞赛中得到这种品格锻炼,对他们的一生是非常有益的。
  在杭电,有不少优秀学子,他们既是数学建模的受益者,也是学生中的佼佼者。理学院06级信息与计算科学专业的周玉会,是2009年国际数模竞赛一等奖获得者,她说:“我的大学从参加数学建模开始,有了很多变化。参加数学建模竞赛,让我认识了很多优秀的同学,接触到了许多优秀的老师。和这些优秀的人在一起,会被他们的学习态度、对未来的规划、生活理念所感染。他们令我对很多事情的认识有了较大的改变,让我觉得自己可以在大学期间做些有意义的事情。”在2010年研究生考试中,周玉会凭借在数学建模学习中打下的扎实基础,以及自己的勤勉奋斗,考上了上海财经大学。
  2010年国际数学建模竞赛一等奖获得者、理学院07级信息与计算科学专业的狄慧慧,无论是在学习还是工作中都表现突出,她曾4次获得校一等奖学金,获国家奖学金、国家励志奖学金,并被评为2009年度“中国大学生自强之星”。狄慧慧表示,数学建模确实能够锻炼人,让人学到很多东西,这不仅仅是指智商上的,还有许多情商上的东西。在2010年国际数学建模竞赛中获得特等奖的07级应用物理学专业的付晨光感慨地说:“参加数学建模的这一年是我大学生活最精彩的一年,数模教会了我很多书本上无法学到的东西,这一年,我的意志力得到了提升,视野得以扩大,竞赛那几天让我明白一个人原来可以做这么多事情!”
  数学建模是一项成功的教育改革,令广大学生终生受益。中科院院士、竞赛全国组委会主任李大潜在分析数学建模之所以受到大学生追捧的原因时说,数学建模及其竞赛活动打破了原有数学课程自成体系、自我封闭的局面,为数学和外部世界的联系在教学过程中打开了一条通道,提供了一种有效的方式。同学们通过参加数学建模的实践与竞赛,亲自参加了将数学应用于实际的尝试,亲自参加了发现和创造的过程,取得了在课堂里和书本上所无法获得的宝贵经验和亲身感受,这必能启迪他们的数学心灵,促使他们更好地应用数学、品味数学、理解数学和热爱数学,在知识、能力及素质三方面迅速的成长。
  细数15年的风雨历程,我校在数学建模教学和竞赛中取得了令人瞩目的成就,这与学校重视多途径培养学生的创新精神和实践能力,大力开展学生科技竞赛分不开,与莘莘学子勤勉奋斗,坚持创新,顽强拼搏的精神毅力分不开,更与团结敬业拼搏的数学建模教学团队分不开。(吴梦婷周世超 曾吉波)