數(shù)學(xué)建模在高職數(shù)學(xué)教學(xué)改革中的地位和意義

于慶偉

【摘要】本文闡述了在高職院校開設(shè)數(shù)學(xué)建模課程對于培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)知識解決實際問題能力的積極意義.高職數(shù)學(xué)的培養(yǎng)目標(biāo)正向能力教育轉(zhuǎn)變，而數(shù)學(xué)建模在培養(yǎng)學(xué)生的思維，提高學(xué)生數(shù)學(xué)應(yīng)用能力方面起著至關(guān)重要的作用.通過在高職數(shù)學(xué)課堂開展數(shù)學(xué)建模活動，可以打破傳統(tǒng)教學(xué)模式的只注重理論學(xué)習(xí)而忽視數(shù)學(xué)知識應(yīng)用能力培養(yǎng)的弊端，從而推動高職院校數(shù)學(xué)教學(xué)改革的順利進行.

【關(guān)鍵詞】數(shù)學(xué)建模；高職教育；教學(xué)改革オ

一、數(shù)學(xué)建模簡介和起源

建立數(shù)學(xué)模型的最初的目的是把研究者遇到的實際問題歸結(jié)為相應(yīng)的數(shù)學(xué)問題，在此基礎(chǔ)上使用數(shù)學(xué)的理論和方法，深入地分折和研究，為徹底解決遇到的問題提供準(zhǔn)確數(shù)據(jù)和值得信賴的指導(dǎo).數(shù)學(xué)建模最早始于20世紀(jì)60至70年代，而20世紀(jì)80年代初我國的幾所著名大學(xué)同樣將數(shù)學(xué)建模設(shè)置為重要的選修課.最早的數(shù)學(xué)建模競賽始于19世紀(jì)80年代中期的美國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽，隨后我國也開始選派大學(xué)生選手參加該項賽事，隨著成績越來越好，參賽院校的積極性自然越來越高.如今有教育部參與組織的全國大學(xué)生建模大賽，已經(jīng)成為國內(nèi)的最大規(guī)模的大學(xué)生基礎(chǔ)學(xué)科競賽.

二、數(shù)學(xué)建模在高職數(shù)學(xué)教學(xué)改革中的地位

1.使學(xué)生養(yǎng)成團隊協(xié)作的好習(xí)慣

團隊協(xié)作方式的學(xué)習(xí)是高校教學(xué)改革的一個重要方向.傳統(tǒng)教學(xué)形式是老師灌輸式的講授，學(xué)生被動聽講.而以學(xué)習(xí)小組為基本形式，調(diào)動全體學(xué)生的積極性和創(chuàng)造性，以獎勵團體成績?yōu)楣膭罘绞降囊环N全新的教學(xué)模式.教師在數(shù)學(xué)建模教學(xué)過程中，根據(jù)學(xué)生的不同特點，將學(xué)生分成若干個小組，學(xué)生也可以根據(jù)個人意愿自由組合成小組，各小組依據(jù)老師提出的命題和內(nèi)容進行研討.通過團隊合作學(xué)習(xí)，使學(xué)生能夠感受到自己的價值，能更融洽地處理與同學(xué)的關(guān)系，增強自信心，同時也為將來適應(yīng)社會打下良好的基礎(chǔ).

2.在數(shù)學(xué)教學(xué)過程中引入全新的教學(xué)方法

數(shù)學(xué)建模經(jīng)常采用下面幾種全新的教學(xué)方式，豐富了數(shù)學(xué)的教學(xué)手段，有效促進高職數(shù)學(xué)教學(xué)改革的順利進行：

首先，“主講式”是以授課教師講解知識點的方式為主，適當(dāng)圍繞主題舉例說明，學(xué)生在教師的指導(dǎo)之下進行針對性的練習(xí).

其次，“探索式”是教師以點撥方式為輔，指導(dǎo)學(xué)生練習(xí)為主，師生采用討論探索性問題的解答問題的方式，以幫助學(xué)生獲取和掌握適宜的新知識.

最后，“自發(fā)式”是由授課教師引出問題，學(xué)生進行自愿組合，按需查閱資料，在課堂上進行相互討論，提出問題的解決方案，以達到培養(yǎng)學(xué)生良好的協(xié)作精神及創(chuàng)造性思維能力的目的.

3.通過帶領(lǐng)學(xué)生參加建模競賽推進數(shù)學(xué)教學(xué)改革

數(shù)學(xué)教學(xué)改革的目的就是要把學(xué)生都帶回到課堂.而參加競賽進而爭取好成績就是實現(xiàn)上述目標(biāo)的直接有效的辦法.現(xiàn)階段數(shù)學(xué)建模競賽在全國范圍內(nèi)已非常普及，由于學(xué)生基礎(chǔ)各異，不是每名高職學(xué)生都能有資格參加大賽的，為了選拔優(yōu)秀的參賽選手，必然要求學(xué)校自行組織數(shù)學(xué)建模競賽，而每次競賽，都要求學(xué)生積極準(zhǔn)備和踴躍參與.通過參加學(xué)競賽，有助于增強學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的應(yīng)用意識，培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題的能力，提高學(xué)生的數(shù)學(xué)綜合思維能力.

三、數(shù)學(xué)建模對于高職數(shù)學(xué)教學(xué)改革的意義

1.數(shù)學(xué)建模是解決當(dāng)前高職數(shù)學(xué)教學(xué)存在問題的有效方法

通過數(shù)學(xué)建模的教學(xué)可以解決長期困擾學(xué)生的“數(shù)學(xué)有什么用”的疑問，提高學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣.比如在建立產(chǎn)品質(zhì)量檢驗?zāi)Ｐ偷倪^程中，首先需要學(xué)生分析產(chǎn)品質(zhì)量，區(qū)分質(zhì)量的劃分標(biāo)準(zhǔn)，這就需要學(xué)生根據(jù)不同情況建立模型.而產(chǎn)品質(zhì)量檢驗?zāi)Ｐ涂梢詺w結(jié)為概率的古典概型問題.高職院校的學(xué)生已掌握了一些微積分初步、線性代數(shù)和概率初步方面理論知識，并具備一定的解決實際問題的能力，這樣就使得數(shù)學(xué)建模引入高職數(shù)學(xué)教學(xué)成為可能.

2.學(xué)生通過數(shù)學(xué)建模可以增強自身的綜合素質(zhì)

把數(shù)學(xué)建模引入高職數(shù)學(xué)教學(xué)，可以調(diào)動學(xué)生主動學(xué)習(xí)的積極性，學(xué)生在建模過程中通過收集信息、查閱文獻，學(xué)會發(fā)掘、領(lǐng)悟相關(guān)領(lǐng)域的知識，并增加和其他同學(xué)的協(xié)作.數(shù)學(xué)建模同樣可以培養(yǎng)良好的心理素質(zhì)，數(shù)學(xué)建模所涉及的問題一般都來自于生產(chǎn)和生活，由于涉及的方面比較廣泛，建立確切的數(shù)學(xué)模型自然不是輕而易舉的事，這就需要對實際問題進行認(rèn)真的分析和概括，才能建立恰當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)模型.通過建模還可以培養(yǎng)學(xué)生高度的責(zé)任感、遇到逆境時的心理承受能力和面對困難鍥而不舍的精神.

3.數(shù)學(xué)建模推動高職數(shù)學(xué)教法改革

高職數(shù)學(xué)教師通過輔導(dǎo)學(xué)生參加數(shù)學(xué)建模競賽，自身體會到了高職數(shù)學(xué)教法改革的緊迫性.教師主動將數(shù)學(xué)建模的思想和方法融入高等數(shù)學(xué)課程體系，打破原有高職數(shù)學(xué)課程只重視理論、忽視應(yīng)用的教學(xué)內(nèi)容安排，自覺地進行教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法等方面的改革，突出高職數(shù)學(xué)課程的實用性.同時克服傳統(tǒng)數(shù)學(xué)教學(xué)“滿堂灌”的弊端，引入開放性的數(shù)學(xué)案例，采取啟發(fā)式教學(xué)，讓學(xué)生充分參與到教學(xué)中，加強對學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng).

在高職院校開展數(shù)學(xué)建模活動，順應(yīng)時代經(jīng)濟發(fā)展需要，推動數(shù)學(xué)課程設(shè)置、教學(xué)內(nèi)容和方法的改革，激勵學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的積極性，提高學(xué)生綜合素質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造精神及合作意識.數(shù)學(xué)建模為數(shù)學(xué)與外部世界的聯(lián)系建立了溝通紐帶，對提高學(xué)生的數(shù)學(xué)分析能力起到顯著的效果，同時提高學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的積極性和主動性，是高職數(shù)學(xué)教學(xué)設(shè)置和內(nèi)容改革的一個成功的嘗試，最終有效地推動高等職業(yè)技術(shù)學(xué)院數(shù)學(xué)教學(xué)的改革.