数学建模与应用型人才培养的探索

数学建模与应用型人才培养的探索摘 要 近年来，高等职业院校作为高等教育的一支重要力量，发展十分迅速。目前，全国现有高职院校千余所，占全国普通高等学校总数的 58.5%，已经占据了高等教育的“半壁江山” ，高等职业教育正逐步被社会所接受，特别在高校毕业生结构性失业日益严重的情况下，高职院校的作用日益凸现。然而在面临着复杂多变的国内外形势下，高等职业院校面临的竞争压力越来越大。如何在新的形势下看清自己的优势和劣势，直面挑战，把握机遇，将关系到高等职业院校今后的发展何去何从。作为高等教育弱势群体的高等职业院校如何让认清形势，找准自己的发展方向得以长远发展成为高等职业院校必须面对和深思的问题。本文运用相关性分析法分析我院学生应用能力的衡量指标体系及评价方法。并且运用了管理学的 SWOT 分析法对我国高职院校的内外环境进行了阐述，它是对企业内外部条件各方面内容进行综合和概括，进而分析组织的优劣势、面临的机会和威胁，使企业正确的认识自我、面对现实，从而确定发展战略的一种方法。确定了我国高职院校学生提高应用性能力的相应策略。最后根据对前面几个问题的分析总体地概括了一下针对商科职业院校学生如何提高应用能力给了一些相应的策略与建议。它是对企业内外部条件各方面内容进行综合和概括，进而分析组织的优劣势、面临的机会和威胁，使企业正确的认识自我、面对现实，从而确定发展战略的一种方法。同样的，高职院校作为社会的一个组织，其发展也同样面临着机会和威胁。 关键词：相关性分析 SWOT 分析法 高职院校 应用型人才 环境指标 1.问题的重述与提出应用型人才就是把成熟的技术和理论应用到实际的生产、生活中的技能型人才。社会对人才可以从不同的角度加以分类，从生产或工作活动的目的来分析，现代社会的人才可分为学术型(理论型)、工程型、技术型和技能型四类。按照联合国教科文组织 1997 年颁布的世界教育分类标准，与普通高等教育培养学术型、工程型人才相对应，高等职业教育培养高等技术应用型人才。所谓应用型人才是指能将专业知识和技能应用于所从事的专业社会实践的一种专门的人才类型，是熟练掌握社会生产或社会活动一线的基础知识和基本技能，主要从事一线生产的技术或专业人才，其具体内涵是随着高等教育历史的发展而不断发展的。这个题目主要是要求用数学建模方法对已有的高职院校学生应用型能力的分析与评价： (1)结合影响应用型能力的关键因素分析分析我院学生应用能力的衡量指标体系及评价方法。(2)运用各种组合优化算法，如利用 SWOTAHP 方法分析高职院校数学教学所面临的内外部环境及优劣势。(3)运用多阶段合作博弈提出提高应用性能力的相应策略。(4) 提高商科职业院校学生应用能力的策略与建议。2.模型的建立及求解2.1 问题一：结合影响应用型能力的关键因素分析我院学生应用能力的衡量指标体系及评价方法。问题一要求我们找出影响应用型人才的关键因素，分析我院学生应用能力的衡量指标体系及评价方法。本文创建一个应用型人才培养的结构图确定影响应用型人才能力的关键因素以及衡量学生应用能力的指标体系和评价方法。在本题中，我们考虑了培养方案、课程体系、实践教学、教学模式和质量测评五个环节影响应用型人才能力培养的关键因素。从应用型人才培养体系的目标、执行和保障的三大系统，找出了影响应用型人才的关键因素，分析我院学生应用能力的衡量指标体系及评价方法。应用型人才是指应用掌握的知识直接创造财富的人才，具有一定的理论基础和技术能力，承担转化应用和实际生产任务。本科层次的应用型人才，既不是单纯的研究型人才，也不等同于技能型人才，在培养过程中不能简单套用研究型或者技能型人才的传统培养模式，而应有自己特有的模式。由于受传统的“学术型” 、 “研究型”人才培养模式的影响以及客观环境的约束，目前在应用型本科人才培养过程中还存在一些问题。如何把握影响应用型人才培养质量的关键环节，为国家培养更多适用人才，为经济发展、社会进步作出更多的贡献，是现阶段大多数应用型本科高等学校面临的又一考验。 一、培养体系 本科层次的应用型人才是介于专才（技能型，高职高专培养）和通才（理论基础宽厚，研究型本科高校培养）之间的一种复合型人才，既要掌握一定的专业理论知识，又应具备较强的实践能力，能将知识应用于实践之中。应用型人才培养体系包括目标系统、执行系统和保障系统（见图 1） ，通过这三大系统的共同运作实现高素质应用型人才培养目标。 图 1 应用型人才培养体系结构图 目标系统提出培养什么样的人，明确人才培养规格。应用型人才培养要避免目标定位模糊，应根据生源特点，坚持以社会需求为导向，以能力培养为核心，在培养方案中突出应用与实践能力培养，培养学生理论与实际的整合能力、应用所掌握的知识和技术解决实际问题的实践能力和创新能力，以提高学生的综合能力和素质，为可持续发展奠定基础。执行系统决定怎样培养人才，依据培养方案的要求组织教学实施。在教学过程中应改革传统的教学模式，采用如小班授课、师生互动、小组讨论、边学边做等模式，侧重学生的知识转化与应用能力培养，重视基础、强化实践、突出应用，实现理论和实践的整合与衔接。保障系统反映培养质量。通过对教学建设、运行和管理的全面测评，评价人才培养质量，并及时反馈到目标系统与执行系统，形成人才培养体系的自我完善与管理机制。 二、关键环节 在应用型人才培养中，应从改变教育理念开始，在明确人才培养目标与规格的基础上，重点把握好培养方案、课程体系、实践教学、教学模式和质量测评五个关键环节。 1培养方案。培养方案由高校根据发展战略目标和教育理念，针对社会对人才的需求和学生全面发展的需要，定期修订而形成。定位于培养应用型人才的高校，在修订培养方案时，首先要顺应社会需求，准确定位办学特色、专业培养方向，适时拓宽专业口径，增强适应性。其次要分析生源特点，确定“多层次”的人才培养规格，在重视基础知识和基本能力培养的同时，为学有余力的学生提供更多选修机会，将其打造成复合型人才。再次须打破传统的研究型人才培养的教学体系，确定理论与技能的深度和广度，整合教学内容，构建以能力培养为核心的高素质应用型本科人才培养体系。 24 2课程体系。课程是实现教育目的和目标的手段和工具，应用型人才培养要求优化课程体系，将传统的学术型课程转变为应用型课程。一方面，对按学科设置的基础平台课程进行内容重组与整合，在保持系统性的同时，突出理论教学的应用性，着重培养运用知识分析问题、解决问题的能力；另一方面，增设以行业应用技术为背景的模块化专业课程，使学生能以行业需求为主线将所学的知识串联起来，从而构建目标明确、逻辑性强的平台与模块相结合的课程体系。 3实践教学。实践教学在应用型人才培养中有着理论教学不可替代的特殊作用，学生的动手能力、综合应用能力和创新思维能力需要相应的实践教学环节予以支撑。因此，在培养体系中应为实践教学留出足够的学分学时，构建包含实验、训练与创新实践等内容的完整的实践教学体系。并突出各类实践教学的能力培养重点，即通过教学实验提高学生的动手能力，通过开放实验、训练、实习等实现学生综合应用能力培养，通过参加各种社会实践、科研训练和竞赛活动来实现创新思维能力的训练和提升。 4教学模式。应用型人才培养要重视主动性学习、互动式教学，突出应用能力培养。在教学过程中注重因果式引导、成果型训练，激发学生动手钻研的好奇心。还应针对学生特点对教学内容和教学方法进行改革，教师讲授的重点应是解决问题的思路和方法，提倡课程实践环节与授课过程相结合，增加课堂教学的实践性。积极建设应用型师资队伍，通过各种方法和渠道为学生提供实习和实验资料，以激发学生的学习积极性、主动性和创造性。 5质量测评。质量测评是保障人才培养质量的重要环节。根据教学基本规律，对影响人才培养质量的若干关键环节进行评价，对采集的数据在全面、科学分析的基础上及时反馈，是人才培养质量的重要保障。实现应用型人才培养目标，教学建设是手段，教学运行是关键，教学管理是保障，质量测评工作可以围绕这三方面展开。 三、教学实践 按照三大系统、五个关键环节把握应用型人才培养质量的要求，在浙江大学城市学院计算机科学与技术专业开展了教学实践，成效显著。 1设计“核心+方向”的培养方案。浙江大学城市学院建院以来，明确了高素质应用型创新人才的培养目标，构建了“按社会需求设专业，按学科打基础，按就业设方向”的本科培养体系。应用型人才培养既要加强基础，培养学生自我获取知识的能力，又必须重视实践应用能力的培养。针对就业市场的差异化需求，计算机科学与技术专业设计了一套“核心+方向”的培养方案。以学科基础知识为核心，培养学生终身学习的能力，以适应新技术、新方法和新环境，避免出现“后劲不足” ， 为未来的发展打好基础。专业方向则根据不同职业岗位所需要的知识能力结构来确定教学内容，明确知识、能力、素质的要求，突出针对性和实用性，理论知识以应用为目的、以够用为度，实践以实际应用开发能力培养为重点。 2构建“平台+模块”的课程体系（见图 2） 。构建包括通识与大类基础课程、专业核心课程的平台课程。平台课程根据工科大类和计算机专业基本理论知识要求设置，充分考虑学生未来的发展空间，夯实基础，保持相对稳定。专业方向课程则根据就业导向与专项能力培养目标设置，强调实践动手能力和实际应用能力，注重职业技能的培养和锻炼，以增强学生的适应性，并以模块化方式供学生选择。学生根据自己的兴趣和水平选择某个专业方向，学习该方向的课程模块，完成基于项目的综合课程设计和短学期实训，具备该方向的综合应用开发能力。 计算机科学与技术专业目前设有“.Net 数据库应用开发” 、 “Java 应用开发” 、“信息服务” 、 “嵌入式系统应用” 、 “电子商务应用开发”和“数字媒体设计制作”6 个专业方向，这些专业方向根据不同职业岗位所需要的知识能力结构来确定教学内容，突出针对性和实用性。 3形成多维一体的实践教学体系。应用型人才培养的关键环节是实践，在课程设置和教学设计中，必须从应用出发，强调在实践中培养和提高学生的动手能力。 多维一体的实践教学体系包括实验、实训、学科竞赛和毕业实习/毕业设计等环节（见图 3） 。经过这些实践训练，达到“培养基础、训练技能、激活创新”的目的，培养学生的团队精神、职业技能和发展素质。 4探索以能力为导向的教学模式。应用型本科人才培养需要由“应用型”教师打破传统的“填鸭式”教学模式，不断探索以能力培养为导向的教学模式，充分尊重学生的个性差异，实现学生实际应用能力的提升。 计算机科学与技术专业积极探索校企联合培养教师的新途径，鼓励专业骨干教师与相关产业领域进行合作、交流和学习；同时聘请产业领域的优秀专家、资深人士到学校兼职授课，找到应用型人才能力培养的突破口。在课程教学中开展了一系列教学方法、教学手段改革的尝试和探索，逐步形成了比较性学习、实例化训练、互动式教学的课程教学特色。例如，安排在暑期短学期的“J2EE架构与应用开发”作为浙江大学城市学院首批教学模式改革试点，经过不断的尝试、改进与完善，突出实践能力的培养成为课程的主要特色。在课程教学中还积极寻求理论教学与实验、实训的有机整合，例如， “Oracle 应用” 、 “网页设计与网站开发”等课程的教学由 双师型教师承担，全程安排在机房，以“强化技能，边讲边练”为特色，以“项目驱动，小组合作”的方式进行，使学生把以前所学的知识融会贯通，提高分析问题和动手解决问题的能力。 5建立多维立体的测评与反馈机制。传统的教学质量评价主要围绕教师课堂教学效果和教师教学、科研能力开展，对教师的实践应用技能、教学中对学生应用能力的培养等方面的评价不够重视。针对应用型人才培养，需要加大这方面的测评比重，将教师的应用型教学水平和学生应用能力的提高作为重要指标，通过政策引导教师重视学生应用能力的培养。 目前，计算机科学与技术专业主要通过三级教学组织来加强对教学的管理和质量监控，即系、课程群指导小组和课程组，加上分院教学委员会，形成了 4 级架构。各级组织职责明确，共同完成专业教学工作。分院教学委员会主要负责审定专业教学计划、制订规范，并进行教学监控和检查；系负责教学实施和检查；课程群指导小组负责所辖的一组相关课程的建设，开展教学研究和教学改革；课程组承担某一门课程的建设，包括准备教学资料、课堂教学和实践、命题阅卷评分、期末给出课程小结等工作。教师根据承担的教学任务，参加相应课。2.2 问题二：运用组合优化算法，利用 SWOT 方法分析高职院校数学教学所面临的内外部环境及优劣势。我国高职院校数学教学发展的 SWOT 分析内部环境指标人力资源因素软件设施因素内部管理因素财政因素师资队伍整体素质较低办学特色人才培养特点管理理念 、 体系的建设问题教学质量国家教育投入过少图 1 内部环境因素指标体系的构成外部环境指标政策法律因素经济因素社会因素竞争对手影响因素国家教育政策和法律环境产业结构调整传统观念潜在进入者 来自入世的影响来自替代教育服务的影响图 2 外部环境因素指标体系的构成2.2.1 我国高职院校数学教学发展的 s (strength)分析一、高职院校数学教学的办学特色在同质化现象非常严重的高等职业教育中，特色就是质量，特色就是生命。我国的高职院校的数学教学主要是由不同类型高职教育本身具有较强的适应性和灵活性，其主要特点在于：一是多样性，即多样化和多功能办学；二是地方性，能够满足社区需要，成为地方文化教育中心；三是灵活性，办学形式灵活,能够方便人们就学需要；四是职业性，直接面向职业岗位,培养应用型人才。二、人才培养特点企业在人才的使用中常常碰到以下问题：高学历人才不愿意去，他们认为要去干一些粗、重、简单重复的工作，影响了他们的形象；而中专及一般职高毕业的学生又缺乏相应的知识面。只有高等职业院校毕业的学生才比较适合这种技术应用性企业的需要，这种比较优势是高职的竞争之本。2.2.2 我国高职院校数学教学发展 w(weakness)分析一、国家教育对数学教学投入过少国家财政性教育经费占国内生产总值分别为 2002 年 3.41%，2003 年 3.28%、2004 年 2.79%，2005 年 2.81%，2006 年 3.01%，2007 年 3.32%。离2006 年 10 月颁布的中共中央关于构建社会主义和谐社会若干重大问题的决定中提出的“逐步使财政性教育经费占国内生产总值（GDP）的比例达到4”这个目标有点远，且真正用于高等职业教育发展的经费所占比例更小，不仅低于世界发达国家 5.1%的平均值，而且低于不发达国家 3.9%的平均值。二、管理理念、管理体系的建设问题我国的职业教育经过几十年的发展已经取得了一系列的成果。但由于我国的特殊情况，高职院校多是由中等专业学校或独立设置的成人高校与普通高校合并、升格而成的，或是由其他类型的学校转制而成的，许多院校领导尚未从领导中专的思想理念和水平中摆脱出来，还停留在原有意识与形态中，自觉不自觉地用过去的判别标准衡量工作，还用中专的办学理念去指导教学。三、数学教学质量与有关研究结果表明，据联合国教科文组织通过的“国际教育标准分类”(ISCED)对照，我国部分高职教育尚没有达到 5B 标准，还在 4A 的水平。按照ISCED 标准规定，5B 以上为高等教育，4A 为非高等的高中后教育。这说明我国高职教育的质量和水平还有待进一步提高。四、高职师资队伍整体素质较低，双师型教师缺乏。高等教育扩招带来了师资数量和结构的突出矛盾。一方面，结构不尽合理。据不完全(不包括民办院校)统计，在高职专任教师中从职务结构上看，教授仅占 0.214，副教授占 31.8，讲师占 46.1，助教占 19.7。从学历结构看，博士生仅占 0.4，硕士生占 8.4，本科生占 85.1，专科及以上者占6.1。从年龄结构上看，30 岁以上占 20.8，3140 岁占 43，6，4150岁占 21.1，50 岁以上占 14.5 1。可见高职专任教师的职称结构和学历结构都相对偏低，教师队伍年轻化的态势良好，但迫切需要培养提高。而高职高专院校“十一五”期间师资队伍建设总体目标是：青年教师中硕士学位以上教师的比例达到 30%，有条件的学校争取达到 50%；“双师素质”教师占专业课教师总数的比例不低于 50%，有条件的学校争取达到 70%以上；高级职称教师占专任教师总数的比例不低于 20%，有条件的学校争取达到 30%左右；生产一线的兼职教师与专业课、实践课教师的比例不低于 17，有条件的学校争取达到 15以上；教师与学生的比例控制在 118 以内。 （关于加强高职高专院校师资队伍建设的意见，教人200510 号）另一方面，师资数量严重不足。就高等职业教育而言，2001 年内地独立建制的高职类院校在校生数为 639.74 万人，而教师数则为 21.220 万人，师生比为 1：30.15，教师的增长速度远低于学生的增长速度。再次，实践能力不强。对数多名高职教师的抽样调查数据表明，由高校毕业后直接任教的占 67.1，由其他高校调入的占 8.7，由企业调人的占22.2，由科研机构调人的占 2 2；可见，大多数教师缺乏在生产、建设、管理、服务一线的工作经历与实践经验，实践能力不强。2.2.3 我国高职院校数学教学发展的 o (opportunity)分析一、国家教育政策教育部 2004 年 l 号文件指出：“高等职业教育是我国高等教育体系的重要组成部分，也是我国职业教育体系的重要组成部分。近几年高等职业教育呈现出前所未有的发展势头，高等职业院校数、在校生数和毕业生人数持续增长，其规模已占普通高等教育的一半左右。 ”国务院已决定,“十一五”期间中央财政对职业教育投入 100 亿元，重点用于支持职业教育实训基地建设，充实教学设备，资助贫困家庭学生接受职业教育。可见国家在政策上和环境上都给予职业教育大力支持,政策法规环境得到根本改善。二、产业结构调整随着我国产业结构的调整，岗位结构和就业结构将发生变化，高层次的一线应用型人才需求必然加大。但目前中国的劳动者素质和劳动生产率都还比较低，人才数量特别是高层次人才数量严重不足。据 2001 年劳动与社会保障部对全国技术工人状况进行的调查，我国 3 900 多万专业技术人员中，具有副高级以上职称的人员仅占总数的 5. 7%；在我国约 7 000 万技术工人的队伍中，初级工占 80%，中级工占不到 20%，高级工仅占 3. 5%，而的高级工的比例一般占30% 40%3。在人事部推出的中国人才报告中，预测到 2010 年，我国专业技术人才供需缺口为 1 746 万2 665 万人，其中第一产业缺口为 211.5万224.3 万人，第二产业为 1 172.8 万1 266.6 万人，第三产业为 3 170.7万3 421.7 万人，新兴产业为 414.6 万440.8 万人。三、国家对职业教育的定位导向20 世纪 90 年代末，我国高职教育进入了快速发展期。2002 年国家教育部提出了高职教育“以就业导向”的办学方向；2004 年，教育部颁发教育部关于以就业为导向，深化高等职业教育改革的若干意见 ；2005 年 9 月，温家宝总理主持召开国务院常务会议，会议要求，必须“以服务社会主义现代化建设为宗旨，以就业为导向，继续深化职业教育教学改革，加强职业教育院校学生实践能力和职业技能的培养” ；由此， “以就业为导向”的高职教育办学思路逐渐深入人心，这也表明了我们对职业教育本质属性和发展方向认识的进一步深化。2.2.4 我国高职院校数学教学发展的 t(threat)分析一、潜在进入者来自入世的影响由于教育是一个特殊的服务领域，它关系到国家主权的维护、社会道德的构建和民族文化的发展等一系列重大问题。因此，各国政府在开放教育市场时都十分慎重，采取先开放某一领域、再渐次开放其他领域的做法。中国入世后，国外教育机构进入中国市场，其突破口最有可能选在高职教育与培训领域，抢占高职教育与培训市场，然后向其他教育市场拓展。这些国外的潜在进入教育机构将对国内的高等职业教育带来较大的威胁。二、来自替代教育服务的影响除了高校的扩招外，现在还出现了多种形式的高等教育，包括：民办高校、现代远程教育、自学和成人高考、短期职业培训等等。这不仅给高等职业技术教育带来前所未有的困难，使其发展势头锐减，而且也给高等职业教育带来了生源数量不足等问题。三、传统观念首先，人们对高职的地位和作用认识不清是制约高职院校健康协调发展的重要因素。人们甚至有一些高层领导却往往潜意识地把高职教育定位于短学