大数据时代下数学建模课程教学改革

【摘 要】 大数据时代《数学建模》课程教学中应针对存在的问题，改革课程内容、教学方法和考核方式，提高学生的建模能力，培养符合时代需求的大数据人才。

【关键词】 大数据时代;数学建模;课程教学;改革

随着智能设备的普及，大数据时代已经悄然的来到每个人的身边，并且渗透到每个人的日常生活之中。[1]简单地来说，大数据就是利用海量的信息，找到其中不易被人察觉到的关联，并利用这种关联的分析处理方法。大数据时代的到来，对于各大高校的教育教学带来了很大的机遇以及相应地挑战，各个高校结合自身的实际情况，利用大数据时代的特点对很多学科的培养方案、教学模式、教学内容等做了相应的修改和调整，大数据专业如雨后春笋般在各大高校纷纷出现。而《数学建模》这门课程正是结合计算机技术，运用数学知识解决各领域大数据处理实际问题的最佳课程，起到了连接现实世界、数据世界与数学世界的桥梁作用。[2]随着时代的发展，数学建模在各个行业中的重要性越来越明显，因此在大数据时代下，将大数据的思维融入数学建模课堂中是数学建模课程改革势在必行的任务。

一、《数学建模》课程教学中存在的问题

（一）教学内容陈旧

在高校中，应试教育仍然占主导地位，学生也是以考试作为学习的最终目标，只要能及格，能考高分就行，教师也以此为教学目的进行教学，所以无论从教材的选用到课堂教学内容的设置，多年来一成不变，忽略了课程的与时俱进。在大数据的重要性没有被大家重视之前，《数学建模》课程用到的教材内容比较基础，跟不上时代的需求，像我们学校常用的教材是赵静的《数学建模与数学实验》[3]和姜启源的《数学建模》，[4]这些教材中选用的例子都比较经典，给学生提供了最基础的知识，但是大数据时代下出现的各种现实问题，往往都具有包含海量信息的特点，面对这样的问题，仅仅靠课本上学习的内容已经无法满足学生的需要，学生往往在上完这门课后，碰到具体的与大数据相关的建模问题，还是不知道怎么去解决。这就需要任课教师在完成课本内容的基础讲解后，还要对有关大数据方面的内容进行扩充拓展。

（二）教学模式陈旧

在现有的很多高校教学中，传统的教学模式仍然是以教师利用黑板讲解为主，在课堂上进行基础知识的讲授。随着多媒体的普及，有条件的学校把教学方式从纯黑板讲解变成“黑板+PPT”教学方式，在一定程度上提升了教学方式，但效果并不是很理想，经常出现教师在讲台上讲得声情并茂，精疲力尽，但学生认真听的不多，玩手机的很多。就其原因来讲，之所以导致学生并不是积极参与到教学中，一方面学生听课状态是处于被动状态，不是主动地去接受知识，而是知识被强制性输进学生的大脑中;其次，课堂上的教学互动环节比较简单，在课堂上进行最多的师生互动就是传统形式：教师提问，学生回答问题。而且这种问题往往都非常简单，对提升学生的学习能力和拓展学生的知识这方面来讲还是不足。这种多年来形成的教学模式，无论教师还是学生对此都有很强的依赖心理，但是这样的课堂组织形式很难调动学生学习的自主能动性，对提高学生的认知和拓展不利。特别是在当今的智能化时代，在广大的学生中，手机基本上人手一个，经常出现学生在上课期间内，往往坚持听课不到半个小时，就沉浸在自己的手机中不能自拔，可以想象在这样的教学模式下，效果堪忧，对于教师和学生来说，教的效果和学生学习收获的效果都达不到理想的状态，感觉上课就是对牛弹琴，浪费时间和精力。要打破这种传统的教学模式，需要付出很多的精力和时间，而且这种付出往往见效甚微，得不偿失，所以教师在主观上缺乏创新意识。但是在大数据时代背景下，随着大学课程改革的要求，这种单一的传统教学模式已经很难培养出符合现代社会需求的人才。

（三）考核方法宽松

现在高校所采用的考核方法大多数是以期末考试成绩为主，平时成绩为辅的方式进行综合考核。结合到学校毕业需求，试题难度不能太大，要让绝大多数的学生顺利毕业，因此在期末试卷的命题中往往很多要采用与书上的例题和作业题相类似的题目，而且还有教材中基础知识的考核也要占一定的比例，这样一来，面对期末考试，学生只要死记硬背，机械地套用概念、公式和把相关的类型掌握就能轻松应对考核，但这样的考核并不能调动学生学习的积极性和主动性，体现不了学生学习的实际情况，更谈不上提高学生的应用能力。并且面对大数据时代处理问题的复杂化、数据海量化等特点，传统的考核方式的缺陷越来越明显，已经满足不了大数据时代对该课程的要求。

二、大数据时代下数学建模课程改革

为了解决大数据时代下《数学建模》课程教学中存在的问题，提出以下几点改革措施。

（一）改革课堂教学内容

面对传统教学内容陈旧的缺点，结合大数据的特点，从以下三方面对课堂教学内容进行改革。

1.注重大数据建模基本技能的培养。为了顺应时代发展的需要，也为了满足社会对大数据人才的需求，在课堂教学内容中除了讲解清楚《数学建模》中的基础知识以外，也需要把大数据处理软件方面的知识融入到课堂教学中，加强数学建模课与大数据相关课程之间的结合，学校已经设立大数据专业，学生也都学过《数据挖掘》等数据处理方面的课程，利用学过的课程，对一些大数据进行分析，建立数学模型，加强学生对大数据相关的数学建模能力的培养，使学生更有兴趣主动地去学习，才能去掌握和提升自己的能力。

2.课堂教学中要把讲授的内容与学生所学专业相融合。结合多本教材和大数据时代的特点，针对不同专业的学生，选取不同的教学侧重点，使得该课程的内容更贴近学生所学专业，让学生意识到课程内容在现实生活中的重要性，才能提高学生的学习兴趣。也可以组织有过多年讲授《数学建模》课经历，經验丰富的教师，结合当前的时代需求，根据自己的上课经验和学生的实际情况，编写更适合本校学生的教材。

3.加强学生深度注意力的培养。智能手机的普及，使得学生在学习上的深度注意力迅速衰减，广度注意力发达。所谓广度注意力是指在大数据时代，学生能够利用网络，获取大量浅显的知识，并能够对获取的知识进行整理，收集和提炼，得到自己所需要的内容。深度注意力是指传统的课堂教学完成后，布置一些有难度的学习任务，让学生在消化理解课堂知识后，经过认真思考，完成任务。现在的学生在大数据时代获取信息的便利，使得他们比较浮躁，很难静下心来进行深度思考，这就需要我们在课堂教学中，多引进一些学生感兴趣的内容，吸引学生的注意力，指引他们进行深度思考，这样可以提高学生解决问题的能力。

（二）改革教学模式

智能手机的普遍使用，使得课堂成为了手机和教师争夺的战场，如何在课堂教学中，让学生从低头族中解放出来，迫使教师必须对教学模式进行改革。借助现代化的教学平台如雨课堂、腾讯课堂等学习平台进行教学已经势在必行，特别是今年的新型冠状病毒肺炎疫情的爆发，促进了线上教学的推广和应用，保证了停课不停学。在这些教学平台中，超星学习通教学平台高校使用也很多，这种使用多种现代化的教学方式能够充分调动学生学习自主能动性，像使用学习通中的签到功能对学生进行监督，督促学生进行预习，分开多次留作业的方式督促学生平时的学习，分组讨论的方式引导学生思考问题，处理问题，提高学习兴趣。可以尝试角色转换的方式进行教学，选取一些学生比较感兴趣又适合学生讲解的章节，让学生自己进行讲解。把学生的手机利用起来，能够将手机和课堂教学结合起来，把学生从课堂教学的低头族中解放出来，把手机变成课堂教学的一部分，吸引学生的注意力。

（三）改革考核方法

为了适应时代的要求，更好地提高学生的能力，针对以往考核方法宽松的情况，可以尝试使用多种考核方法相结合的形式进行综合考核。

1.鼓励学生积极参加数学建模竞赛，对于取得优异成绩的学生，可以不用参加期末考试，考试成绩直接评定为优秀;（2）尝试让学生选择一个自己比较感兴趣的实际问题建立模型，写一篇小论文，或者做某一道往年数学建模题的考核方式;（3）利用超星学习通等平台，加大对学生平时学习的管理，督促学生连续性学习，增加平时学习在课程考核中所占的比例，可以把课前预习，课堂讨论，章节测试，学生利用课外时间观看相关视频的情况等都引入到我们的课程考核中，这样更能增加学生平时学习的主动性，教师也能随时掌握学生的学习动态对自己的教学过程进行调整。

三、结语

在大数据时代背景下，对数学建模课程改革势在必行。本文首先通过对传统数学建模课程存在问题的分析，对数学建模课堂教学内容、教学模式、考核方法的改革提出了一些建议，通过这些改革，找到更适合本校学生的教学方法，调动学生的自主学習能力，培养学生综合解决问题的能力，从而培养出更多符合社会需求的大数据人才。

【参考文献】

[1] 娄岩.大数据技术与应用[M].北京：清华大学出版社，2016.

[2] 谭伟，戴厚平.大数据时代下数学建模课程教学改革的优化[J].曲靖师范学院学报，2018，37（3）：49-52.

[3] 赵静，但琦.数学建模与数学实验（第4版）[M]. 北京：高等教育出版社，2014.

[4] 姜启源，谢金星，叶俊.数学模型（第三版）[M].北京：高等教育出版社，2003.

【作者简介】

于水情，西安财经大学副教授，研究方向：应用数学.