高職院校中開展數學建模活動的可行性分析

[摘要]數學建模活動是一種知識性和應用性相結合的實踐活動。通過數學建模活動的開展，側重培養學生綜合運用數學知識分析和解決實際問題的能力，增強創新意識和科學計算的能力，開拓知識面，從而推動數學教學思想、內容和體系、方法和手段的改革。因此，本文就在高職院校中開展數學建模活動進行可行性分析。

[關鍵詞]高職院校 數學建模活動 可行性分析

面對二十一世紀，高職院校的教育應以培養應用型人才為目標，人才的知識能力結構是應用型，而不是學術型；要按照應用型能力結構，重新構建理論和實踐教學的體系，培養的應用能力應為創造性。開展數學建模活動的宗旨是：創新意識、團隊精神、重在參與、公平競爭。數學建模活動極大地激發了學生學習數學的積極性，培養了學生建立數學模型和運用計算機技術解決實際問題的綜合能力，鼓勵廣大學生踴躍參加課外科技活動，拓展知識面，培養了創新精神和合作意識。

一、高職院校數學教育的現狀及開展數學建模活動的必要性

高等數學是理工經濟類學生必修的基礎理論課，其目的在于培養職業技術人才所必須的基本數學素質。目前，國內許多高職院校的數學課程主要是由微積分、線性代數、概率論與數理統計等幾部分組成，課程內容存在重經典、輕現代；重連續、輕離散；重分析推導、輕數值計算；重運算技巧、輕數學思想方法的趨向，而且各部分內容自成體系，過分強調各自的系統性與完整性，缺乏應用性和相互聯系。在這種體系下，不僅需要大量的教學時數，而且不利于學生綜合利用數學知識能力的培養，聯系實際的領域也不夠寬闊。

為解決上述問題，培養二十一世紀的技術應用型人才，數學建模活動以其對學生知識、能力、素質的綜合培養，成為高職院校數學教學改革的有力手段。它是在基礎課和專業課之間架起的一座橋梁，通過數學建模活動的開展，側重培養學生綜合運用數學知識分析和解決實際問題的能力，增強創新意識和科學計算的能力，開拓知識面，從而推動數學教學思想、內容和體系、方法和手段的改革。

二、在高職院校中開展大學生數學建模活動的可行性分析

1．開展數學建模活動是高職數學課程教學改革的需要

高等職業教育的培養目標是為生產服務和管理第一線培養實用型人才，根據這個目標，高職數學課程的教學改革應以突出數學的應用性為主要的突破點。高職數學課程的一個重要的任務，就是培養學生用數學原理和方法解決實際問題的能力。在高職院校中開展數學建模活動，以此推動高職數學課程的改革應該是一個很好的做法。開展數學建模活動的出發點就在于培養高職學生使用數學工具和運用計算機解決實際問題的意識和能力，進而推動高職數學課程教學的改革。

2．開展數學建模活動，能加速應用數學人才和復合人才的培養

開展數學建模活動，能促進數學理論研究專門人才和應用型數學人才的培養。進入21世紀以來，高新科學技術發展突飛猛進，各行各業的應用型人才顯得十分缺乏。正是考慮到應用型數學人才的培養的重要性，國際和國內的數學建模競賽在近十年來迅速發展。數學建模競賽的題目由日常生活、工程技術和管理科學中的實際問題簡化加工而成，它不要求有十分高深的數學知識，但涉及的面很廣；并且一般沒有事先設定的嚴格的標準答案，但留有充分的余地供參賽者發揮聰明才智和創造精神。數學建模活動采用開放式，可查閱資料和使用計算機，每個參賽隊由三人組成，可自由組合，也可跨系、跨專業組隊，參賽隊必須在三天的時間內完成一篇包括模型的假設、建立和求解，計算方法的設計和實現，結果的分析和檢驗，模型的改進等方面的論文。參賽小組在完成論文的過程中，可以通過各種手段來收集資料，使用計算機和任何軟件，甚至通過網上查詢來完成解答。因此，開展數學建模競賽對于加速高職院校培養應用型的人才和復合型人才具有十分積極的推動和促進作用。

3．開展數學建模活動，能擴大學生的知識面

數學建模活動所涉及的內容很廣，用到的知識面比較寬，不但包含了較廣泛的數學基礎知識和各種數學方法技巧，而且聯系到各種各樣實際問題的背景：如生物、物理、醫學、化學、生態、經濟、管理等。我們認識到單靠數學系的老師擔當指導教師對學生進行這些方面的知識傳授可能不夠深入全面。因此，學生在課下還需要自學。如建模方法與應用、線性規劃、動態規劃、生態數學模型、概率統計排隊論、層次模型分析、圖論、離散數學、計算機仿真、案例分析、Matlab，Mathematica等。這樣大大豐富了學生的知識面，開拓了學生在數學方面的視野。這樣充分調動了學生的學習積極性，激發學生努力自學，有利于將學生的潛能更充分地發揮，有利于培養和提高學生的自學能力。參加數學建模培訓的同學均有這種深刻體會。

4．開展數學建模活動，有助于培養學生的創新能力

現代教育思想的核心是培養學生創新意識及能力，而能力是在知識的教學和技能的訓練中，通過有意識地培養而得到發展的。教學中，數學建模方法和思想的融入，有助于激發學生的原創性沖動，喚醒學生進行創造性工作的意識，因為建模本身就是一項創造性思維活動，它既有一定的理論性，又有較強的實踐性。既要求思維的數量，又要求思維的深刻性和靈活性，其關鍵是把實際問題抽象為數學問題，這就要求學生具有一定的轉化能力，而且要有相當的觀察、分析、類比等各種綜合能力。對一個實際問題而言，一般不是只有一個正確模型，許多不同的模型都可以用來解決相同的問題，而同一個抽象模型又可以用于解決不同的具體問題，它沒有固定的方法和規定的數學工具，也沒有現成的答案、模式可以遵循。其結果只有更好，沒有最好。這樣數學建模本身就給學生提供了一個自我學習，獨立思考，認真探索的實踐過程。給學生帶來了靈活的思維方式，開拓了學生的視野。它鼓勵學生深層次思考問題，為學生提供了一個發揮創造性才能的氛圍和條件。通過建模，學生要從錯綜復雜的實際問題中，抓住問題的要點，使問題逐漸明確，并將問題中的聯系歸成一類，揭示出它們的本質特征，得出解決問題的重點與難點，自覺地運用所給問題的條件尋求解決問題的最佳方案和途徑，這一過程能充分發揮學生豐富的想象力和創新能力。

數學建模活動是一種知識性和應用性相結合的實踐活動。在高職院校開展數學建模活動有助于培養高職學生的實踐能力和動手能力以及分析問題和解決問題的能力，為學生以后從事技術性工作奠定良好的基礎。

參考文獻：

［1］楊晉浩．《數學建模》.北京：高等教育出版社，2003．

［2］張雙德．《 大學生數學建模競賽與高等數學教育改革》［J］．《數學教育學報》，1999，（8）．

（作者單位：天津交通職業學院）