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探讨大数据时代下数学建模课程教学改革的必要性

时间:2018-10-25 来源:西部素质教育 作者:陈宝琴,李升. 本文字数:1921字

  摘要:文章简要回顾了数学建模课程和数学建模竞赛在国内外的发展历程, 并结合近年来我校开展数学建模竞赛活动和数学建模课程教学的实际状况, 探讨了大数据时代下数学建模课程教学改革的必要性, 并给出相关改革建议。

  关键词:数学建模; 建模竞赛; 课程建设;

数学建模

  近十多年来, 随着信息技术和计算方法的日益成熟, 互联网、社交媒体、电子商务和网络金融都得到了极大的发展, 全球的数据规模也呈现了爆炸式的增长。越来越多国家将大数据技术列为战略性的高新技术。而大学生作为未来工作的主力军, 无论今后进入哪个领域工作, 只要具备较高的数据处理能力, 必然具有更大的竞争力。

  数学模型是用数学语言对实际问题的本质属性的抽象而又简洁的刻画。随着大数据时代的到来, 越来越多的实际问题都包含海量的数据, 需要挖掘和处理, 这往往就是进行数学建模前首先面对的问题。是否应该及如何在数学建模课程中引入大数据技术相关的教学内容, 都是值得探讨的问题。

  一、大数据时代下数学建模课程改革教学的必要性

  目前, 大部分专业的学生在学习数学建模课程时, 都没有任何数据处理的经验, 而现有数学建模课程侧重于理论教学, 主要包括经典数学模型的介绍, 常用数学建模思想方法的分析等。而且, 当前的主流数学建模类教材内容相对陈旧, 涉及的问题往往是十几年前的热点问题, 使用数学理论知识多而抽象, 学习的门槛较高, 这使得许多数学基础薄弱的学生望而生畏。由于缺乏足够的实践, 又没有接受系统的数据分析处理的训练, 不少学生在课程学习结束后, 特别是在参加数学建模竞赛时, 发现所面对的问题, 需要处理海量的数据, 感到无从下手[1]。因此, 在数学建模课程中引入大数据技术的相关知识, 是非常必要的。

  数学建模课程教学的内容繁复, 涉及面广, 每个模型直接又相对独立。这要求任课教师具备扎实的数学功底、深刻的建模思想和熟练的编程能力。而大数据时代下, 呈现爆炸性增长的不仅有数据量, 还有新的亟待解决的实际问题。这使得数学建模课程的任课教师很难靠个人完成教学内容更新, 教学案例设计和教学实施的整个流程。来自不同学科专业的教师, 可能对某一类问题, 尤其是他们熟悉的领域内的新问题, 有更深刻的理解和更专业的处理方法[2]。因此, 有必要改变传统的个人授课的教学方式, 转为以教学团队的形式组织教学。教育重在引导, 这对于大学生而言, 尤其重要。传统的数学建模课程主要是单学期就完成了。这使得大部分学生, 在不参加数学建模竞赛的情况下, 很难有动力继续坚持这方面的学习, 而对于愿意继续学习的学生, 有可能会因为面对过多无法处理的新的问题 (大数据时代下是显然会发生的) , 而最终放弃。因此, 适当延长数学建模课程教学的时间是非常必要的。

  二、大数据时代下数学建模课程教学的改革建议

  (一) 教学目标和教学内容的改革

  大数据时代赋予数学建模课程更高的要求。因此, 数学建模课程教学应该与时俱进, 增加新的教学目标, 即增强学生的大数据意识, 培养学生的大数据处理能力[3]。根据新增的教学目标和以学生为中心的个性化教育的要求, 对数学建模课程的教学内容也应进行相应地改革, 以此将数学建模课程提升到新的高度。近年来, 我国出现了不少数据挖掘和分析的数学建模竞赛, 赛题都来源于实际问题, 这是非常好的教学素材, 教师也可以从中选取部分作为新的教学内容。

  (二) 进行教学模式改革

  开展持续化、多层次的教学模式。改变传统的数学建模课程教学中单学期的教学形式, 以及不分层次、不分专业“一刀切”的教学方式, 针对不同专业、不同阶段的学习需求, 建立多层次、分专业的“按需学习”的持续教学模式, 密切联系实际, 将新发现的教学素材融入教学中。组建数学建模教学团队, 根据不同的教学内容, 安排不同的专业教师进行教学, 由教学团队共同分担课程任务, 进行模块式教学。这种模式符合大数据时代以人为本的教育模式的要求, 同时对于教师和学生均具有重要价值。一方面, 术业有专攻, 不同学科专业的教师负责本专业相关的模块教学, 可以更容易把握本专业相关模块的知识要点, 能准确地了解教与学中的问题。另一方面, 这种教学模式有利于帮助学生在不同阶段解决的新问题, 进而激发学生持续学习的兴趣, 促进教学质量的提高。

  三、结语

  大数据时代下数学建模课程改革是必然趋势, 是满足社会对大数据人才需求的一种选择。具体改革过程中, 要以培养学生数学应用能力为目标, 优化教学方法, 激发学生的学习兴趣、培养学生敏锐的洞察力, 提高学生动手操作能力, 这样才能培养学生数学建模能力, 达到数学建模课程教学目标。

  参考文献
  [1]姜晓威.数学建模课程建设思考[J].数学学习与研究, 2012 (21) :8.
  [2]姜启源, 谢金星, 叶俊.数学模型[M].北京:高等教育出版社, 2011.
  [3]贾舒宜, 王子玲, 王萌.大数据时代对教学改革的影响[J].2017 (19) :143-144.

    陈宝琴,李升.大数据时代下数学建模课程教学改革探讨[J].西部素质教育,2018,4(16):186.
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