陳 鋒，張曉穎

(長春大學(xué) 理學(xué)院，長春130022)

創(chuàng)建創(chuàng)新型國家是我國能夠持續(xù)發(fā)展的重要戰(zhàn)略之一，教育部已將提高學(xué)生創(chuàng)新精神和培養(yǎng)學(xué)生解決問題的實踐能力列入到《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010—2020年)》中。學(xué)校更加注重對具有建模能力的創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)，既是知識經(jīng)濟(jì)時代發(fā)展的迫切需求，也是世界各國對人才的篩選的必然選擇。江澤民同志在20世紀(jì)總結(jié)了“創(chuàng)新是一個民族進(jìn)步的靈魂，是一個國家興旺發(fā)達(dá)的不竭動力，是一個政黨永續(xù)活力的源泉”。這句話總結(jié)出“創(chuàng)新”對一個國家的發(fā)展具有重大的影響。

1 建模的定義與創(chuàng)新的定義

建模是建立模型，它是事物的抽象行為，以便理解事物。建立模型是研究系統(tǒng)的重要手段和前提之一。使用模型來描述系統(tǒng)的因果關(guān)系或相互關(guān)系的任何過程都屬于建模。例如系統(tǒng)建模，數(shù)學(xué)建模，計算機(jī)建模等等。創(chuàng)新是指在已有的思維模式指導(dǎo)下，利用現(xiàn)有的知識和材料，按照理想化的需要或為了滿足社會需求，在一定的環(huán)境中改進(jìn)或創(chuàng)造新的事物、方法、要素、路徑和環(huán)境。創(chuàng)新與傳統(tǒng)或普通觀念不同，它能達(dá)到一定的有益效果、行為。掌握建模技能與創(chuàng)新知識并能相結(jié)合運(yùn)用就能培養(yǎng)出建模的創(chuàng)新型人才。

2 建模能力與創(chuàng)新型人才培養(yǎng)相融合的重要性

高等學(xué)校將學(xué)生建模能力和創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)相結(jié)合，能夠有效地培養(yǎng)社會所需要的人才。培養(yǎng)學(xué)生的建模思想、知識、意識以及能力，對于學(xué)生來說，這是提高綜合素質(zhì)的前提，是培養(yǎng)應(yīng)用型人才的根本方法。心理學(xué)家經(jīng)過調(diào)查表明：一個人的創(chuàng)造能力與其自己所學(xué)到的知識有必然關(guān)系。建模是解決實際問題，而創(chuàng)新型人才培養(yǎng)相當(dāng)于創(chuàng)新思維，知識以及能力，這兩者相輔相成，密切關(guān)聯(lián)，學(xué)生建模為創(chuàng)新型人才培養(yǎng)提供了有效的途徑。

(1)通過建模培養(yǎng)了學(xué)生的綜合運(yùn)用知識的能力。建模不但要掌握基本知識和建模方法，更要懂得分析問題背后所隱藏的本質(zhì)，把理論應(yīng)用到問題中去。合理分析計算，并能準(zhǔn)確解決問題。一個模型的建立，往往涉及到所學(xué)到的多種學(xué)科領(lǐng)域，例如高等數(shù)學(xué)、運(yùn)籌學(xué)及材料力學(xué)等等，學(xué)生通過對所學(xué)到的知識實現(xiàn)了再創(chuàng)新。

(2)通過建模培養(yǎng)出抽象思維和創(chuàng)新思維能力。與普通方法相比，建模沒有標(biāo)準(zhǔn)的答案與模式。對于相同的問題，其解決方法和思路是各式各樣的。例如，可用微分方程(組)建模解決人口問題；而對于最小費(fèi)用、最短路徑、最優(yōu)方案等問題，能用運(yùn)籌學(xué)、非線性規(guī)劃、圖論方法建模等。對于一個從來未見的沒有標(biāo)準(zhǔn)答案的知識覆蓋面廣的問題，學(xué)生充分利用自己所學(xué)的知識和想象力來解決，抽象思維和創(chuàng)新思維能力能夠很好地得到提升。

(3)通過建模培養(yǎng)出獨立思考與團(tuán)隊協(xié)作能力、優(yōu)良的品質(zhì)和正確的觀念。學(xué)生參加一次建模訓(xùn)練，能提高自身能力，包括使用計算機(jī)仿真的能力，撰寫論文能力以及自主學(xué)習(xí)的能力。在建模過程中，學(xué)生與學(xué)生之間通過探討，學(xué)生與老師之間通過教學(xué)互動，兩者都能答疑解惑以及思想交流，這可以讓學(xué)生養(yǎng)成自律，慎獨的優(yōu)良品質(zhì)，還可以形成辯證唯物主義和歷史唯物主義的觀念，心理健康得到大大提高。

3 學(xué)生建模能力培養(yǎng)的重要性

近年來，隨著教育的改革，建模能力逐漸成為學(xué)生能力的一種參考標(biāo)準(zhǔn)，眾多企業(yè)將其作為畢業(yè)生就業(yè)的綠色通道之一。我國諸多高校高度重視學(xué)生建模能力，舉辦諸多的建模能力比賽，為了提升學(xué)生的建模能力和創(chuàng)新創(chuàng)作能力，為學(xué)生提供一個有利于建模能力交流的平臺。學(xué)生建模能力主要是指學(xué)生的實踐創(chuàng)新能力和各科目應(yīng)用的綜合能力，也包括文字表達(dá)能力，創(chuàng)新創(chuàng)造能力以及綜合分析問題能力。全面培養(yǎng)建模能力的創(chuàng)新型人才，用最優(yōu)的方法解決實際中遇到的問題，以滿足社會的需求。

4 基于學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的課程改革

以理工科為主的高等工程應(yīng)用型學(xué)校，為了培養(yǎng)創(chuàng)新應(yīng)用型人才，開展了建模工作，以提升建模能力，做好建模工作，實現(xiàn)創(chuàng)新型教育。

(1)提高開展建模能力的培養(yǎng)。對于某些高校的教學(xué)計劃而言，建模能力的培養(yǎng)有針對性，提升培訓(xùn)效果和影響力，保障了教學(xué)的多樣性。定期開展建模講座，以激發(fā)學(xué)生對建模能力的興趣和積極性，舉辦一些建模能力的比賽，讓優(yōu)秀者增加訓(xùn)練，以獲得更好的獎勵和發(fā)展自身的潛力。老師可以到建模水平較高的院校，請教他們在建模方面的教學(xué)和培訓(xùn)經(jīng)驗，組織各種建模比賽的心得，通過學(xué)習(xí)其他學(xué)校的成功經(jīng)驗，以提高自身學(xué)校的建模水平。基于創(chuàng)新能力培養(yǎng)的混合式教學(xué)模式下，教師的教學(xué)重點在于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。

(2)合理利用時間，組織集訓(xùn)工作。在對學(xué)生建模能力培養(yǎng)的基礎(chǔ)上，確定學(xué)生的培訓(xùn)時間和培訓(xùn)量，應(yīng)和學(xué)生多進(jìn)行交流和探討，充分合理利用時間進(jìn)行培養(yǎng)。第一，培訓(xùn)人員應(yīng)當(dāng)全面了解學(xué)生的建模能力，在哪方面存在不足，全面認(rèn)清，開始訓(xùn)練。詳細(xì)情況如下：培訓(xùn)時間設(shè)置為一學(xué)期，每周兩次課，安排在專門的實訓(xùn)室培訓(xùn)，教師針對在教學(xué)過程中所出現(xiàn)的問題應(yīng)該及時指出并解決，教學(xué)內(nèi)容以學(xué)生建模能力和創(chuàng)新創(chuàng)作的提升為前提而設(shè)置；然后，可先采用學(xué)習(xí)建模工具和方法的模式進(jìn)行教學(xué)，繼而改善改進(jìn)，提出問題后，圍繞著相關(guān)問題進(jìn)行探討并解決，再在專業(yè)老師的指導(dǎo)下進(jìn)行深度的剖析；最后，要對學(xué)生建模能力和創(chuàng)新創(chuàng)作進(jìn)行培養(yǎng)，以達(dá)到教學(xué)目的，提升學(xué)生的綜合能力。如果能夠一直學(xué)習(xí)建模與創(chuàng)新，一定能夠豐富學(xué)生的建模能力與創(chuàng)新能力，同時還加強(qiáng)了建模的創(chuàng)新型實踐能力。

(3)分階段展開建模培訓(xùn)。為了提升學(xué)生的建模能力和創(chuàng)新創(chuàng)作能力，需要在培訓(xùn)過程中進(jìn)行階段化和層次化學(xué)習(xí)，第一階段以老師講授為主，計算機(jī)軟件為輔助工具，先掌握建模能力的基礎(chǔ)知識，以及在老師的指導(dǎo)下，操作計算機(jī)，并解決所遇到的問題。第二階段，主要是學(xué)生的自主練習(xí)，老師布置作業(yè)，學(xué)生自主完成整個環(huán)節(jié)，在完成的過程中進(jìn)一步提高實踐能力、創(chuàng)新創(chuàng)作能力和其他方面的能力。第三階段，務(wù)必把建模能力與創(chuàng)新創(chuàng)作能力緊密相結(jié)合起來，達(dá)到學(xué)生建模能力的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)。從數(shù)量和質(zhì)量兩個方面,加強(qiáng)學(xué)生的基礎(chǔ)知識和實踐能力，在數(shù)學(xué)建模中,制定出一套基于創(chuàng)新人才培養(yǎng)方案,從容易到困難的學(xué)習(xí)過程，注重培養(yǎng)興趣和自主學(xué)習(xí)能力的訓(xùn)練，達(dá)到培養(yǎng)模式和訓(xùn)練過程的完整性,進(jìn)而得到令人滿意的結(jié)果。教師要更新教育觀念，因材施教，充分激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新興趣，讓學(xué)生的特長和潛力得到最大程度的發(fā)揮。

教師在課堂教學(xué)中要運(yùn)用列舉法、對比法等多種教學(xué)方法，將小組討論教學(xué)和翻轉(zhuǎn)課堂等多種教學(xué)方法進(jìn)行有效運(yùn)用，引導(dǎo)學(xué)生對建模題目解答的思路和方式進(jìn)行總結(jié)，在總結(jié)以往知識的基礎(chǔ)上展開新知識的學(xué)習(xí)，從而掌握其中的規(guī)律。教師還要注重將數(shù)學(xué)問題與生活實際相聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維能力，從而使一種題目得到多種形式的解答。

(4)創(chuàng)新型人才的學(xué)生建模建設(shè)平臺。建模能力的建立，應(yīng)該從實踐教學(xué)轉(zhuǎn)化，讓其貫穿于整個大學(xué)教育的始終，從而完善實踐教學(xué)的內(nèi)容和形式，切實培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)作能力。高校應(yīng)當(dāng)依據(jù)自身教學(xué)形式、內(nèi)容、方向、優(yōu)勢等條件，修改完善創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)方案，創(chuàng)建實踐平臺。學(xué)校依托現(xiàn)有的合作伙伴，舉辦各種學(xué)生建模能力的創(chuàng)新型人才比賽，引導(dǎo)企業(yè)參與，建立實踐基地，為學(xué)生提供一個平時學(xué)習(xí)，實驗機(jī)會。除此之外，還要健全培養(yǎng)機(jī)制，包括指導(dǎo)教師隊伍和獎勵機(jī)制，設(shè)置專業(yè)崗位。

(5)以實際例子鍛煉創(chuàng)新能力。學(xué)生真正想要成為具有建模能力的創(chuàng)新型人才，必須經(jīng)過實例的練習(xí)，增強(qiáng)其能力。對于指導(dǎo)老師來說，可以通過適當(dāng)?shù)夭贾脤嵗毩?xí)和改編實例難易度，增強(qiáng)學(xué)生對相關(guān)知識的理解和掌握，這也是培訓(xùn)建模能力的創(chuàng)新型人才的最有效方法。比如在學(xué)習(xí)極限知識這一內(nèi)容時，教師著重對數(shù)學(xué)建模在實際生產(chǎn)生活中的應(yīng)用進(jìn)行闡述，并舉出汽車制造、航空航天等實例，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)散思維、創(chuàng)新思想，課后留一些小的建模作業(yè)題讓學(xué)生以分組合作的形式完成作業(yè)任務(wù)，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力。

(6)關(guān)于建模的獎勵機(jī)制。國家教育部門舉辦全國建模比賽，其初衷是吸引更多學(xué)生參與到比賽中來，并在比賽的過程中，增加更多建模方面的知識，同時還可以提升自己的創(chuàng)新創(chuàng)作能力。創(chuàng)新機(jī)制，是為了鼓勵學(xué)生主動參與其中，同時也需要老師的辛勤指導(dǎo)。除了對優(yōu)秀建模的學(xué)生有證書的獎勵之外，對相應(yīng)的指導(dǎo)老師也會有所獎勵，如物質(zhì)獎勵，職稱評定等。參與建模比賽也會提升學(xué)校的教學(xué)質(zhì)量和科研水平，學(xué)校的綜合實力也會有所提高。為了調(diào)動學(xué)生和教師的積極性，應(yīng)該適當(dāng)提高對學(xué)生和教師的獎勵機(jī)制，改善參加建模競賽的管理機(jī)制，讓所有感興趣的老師和學(xué)生都能參加進(jìn)來。

5 結(jié)語

把學(xué)生建模能力與創(chuàng)新創(chuàng)作相結(jié)合起來，不僅僅滿足當(dāng)今社會對學(xué)生建模能力的創(chuàng)新型人才的需要，也能滿足國家驅(qū)動創(chuàng)新創(chuàng)作的指導(dǎo)思想，這也是高等教育所要求培養(yǎng)的一個目標(biāo)。創(chuàng)新型人才是實現(xiàn)我國偉大復(fù)興的不竭動力，高校必須加強(qiáng)創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)，增強(qiáng)社會主義現(xiàn)代化建設(shè)的軟實力。不僅能夠培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力，還能夠提升學(xué)生創(chuàng)新的意識和能力。基于創(chuàng)新能力培養(yǎng)的模式，必須將前期準(zhǔn)備工作、中期實施工作和后期評價工作有機(jī)結(jié)合，并在教學(xué)模式的應(yīng)用中注重提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、重點培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維、加強(qiáng)培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力。讓學(xué)生依靠自身的優(yōu)勢來選擇自己所適合的創(chuàng)新教育課程，創(chuàng)建建模能力，研究基于學(xué)生建模能力的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式很有必要。