这两天,明理楼突然出现12幅学术海报,不少老师同学以为是在举办什么学术研讨会,原来是理学院《数学模型与数学实验》课程的学生作品展,这12幅海报就是学生提交的该门课程的优秀“答卷”。
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图1 《数学模型与数学实验》课程学生作品展
形成性评价与非标准答案考试
这门由理学院副院长李玲娜领衔的《数学模型与数学实验》课程,2018年列入了四川省创新创业教育示范课程。本学期,课程采用基于PBL(Problem-Based Learning,问题式学习)的线上线下混合式教学方式,实施以过程考核为主的形成性评价和非标准答案考试改革。这次展出的作品就是该课程实施非标准答案考试的部分优秀“答卷”。
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图2 学生制作的部分Poster
课程在历年数学建模竞赛赛题、数据挖掘竞赛赛题中精心挑选并二次设计,要求学生自己组建3人学习小组,每个月自主选择1个题目,通过团队协作,建立模型、提出解决方案、完成建模论文。最后,课程还要求学生从每个月完成的PBL大作业中确定最感兴趣或自认为理解最到位、完成最好的题目(也可另外自拟题目),完善建模过程,制作PPT汇报建模思路、建模过程及求解结果,设计相应的Poster(学术海报)展示小组研究成果。
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图3 学生小组正在进行汇报
以学为中心的探究式学习
数学建模的问题一般都是来源于生活的实际问题,比如“小行星运行轨道问题”、“基金使用规划问题”、“储油罐罐容表的标定问题”、“碎纸片拼接复原问题”、“运输车辆的安全驾驶行为分析问题”、“红绿灯设置对交通通行能力的影响问题”……,这些问题对于学生们来说具有较大难度和挑战度,需要学生“主动学习”、“现学现用”,综合各学科知识作答。
为了培养学生用数学解决实际问题的能力,一方面,课程要求学生借助课程网站资源,自主学习线上课件PPT、课程视频和拓展资料等,完成相应的在线测试,了解并掌握数学建模和数学软件的基础知识;另一方面,教师在线下课堂不再以讲授基础知识为主,而是以一个又一个的数学建模实际案例组织学生们讨论、分析和动手实验。通过这样的教学过程,帮助学生自主地建构知识,主动学习新知识,体验应用数学解决实际问题的过程,实现以学为中心的探究式学习。
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图4 学习小组正在讨论分析实际问题
《数学模型与数学实验》是理学院信息与计算科学专业的一门专业核心课,课程旨在通过对数学模型有关概念、特征的学习和数学模型应用实例的介绍,使学生掌握数学建模的基本思想、基本方法、基本类型,培养学生数学建模能力、熟练运用数学软件能力和团队协作能力,最终达到培养学生应用数学解决实际问题的能力。
今年是该课程第一次采用线上线下混合式教学方式,课程组专门对课程效果进行了问卷调查。数据显示,88%的学生认为混合式教学相较于传统课堂教学更利于学生自学能力的培养和提高,81.1%的学生认为混合式教学相较于传统课堂教学更利于学生沟通能力的培养和提高,总体来说,90.7%的学生比较喜欢或非常喜欢采用线上线下混合式教学模式。