大學(xué)數(shù)學(xué)建模教學(xué)的策略研究

摘要：近些年來，大學(xué)數(shù)學(xué)建模競賽的規(guī)模和影響力在不斷擴大，學(xué)生受到的益處也越來越多，大學(xué)數(shù)學(xué)建模教學(xué)工作的地位和作用日益明顯。但是，大學(xué)數(shù)學(xué)建模教學(xué)還存在著很多的問題與不足，主要表現(xiàn)為教學(xué)內(nèi)容安排不合理、缺乏對數(shù)學(xué)建模深入的認識、課程開設(shè)與教材使用存在諸多不足等幾個方面。今后，為了更好的開展大學(xué)數(shù)學(xué)建模教學(xué)工作，需要在課程開設(shè)、專業(yè)教學(xué)、實驗室建立等方面采取相應(yīng)的策略。

關(guān)鍵詞：大學(xué)數(shù)學(xué) 建模教學(xué) 教學(xué)內(nèi)容 專業(yè)教學(xué) 數(shù)學(xué)建模實驗室

一、引言

近些年來，大學(xué)數(shù)學(xué)建模教學(xué)課程在高校逐漸開展起來，數(shù)學(xué)建模競賽的影響力也在不斷的擴大，學(xué)生從中受到很多的益處。高校數(shù)學(xué)建模教學(xué)課程的開設(shè)深刻的影響著數(shù)學(xué)教學(xué)思想、教學(xué)體系，為高等數(shù)學(xué)教學(xué)帶來了生機與活力。但是大學(xué)數(shù)學(xué)建模教學(xué)在取得不少成績的同時，也存在著一些問題與不足，文章從這些問題的分析入手，并就大學(xué)數(shù)學(xué)建模教學(xué)的策略進行了探討研究。

二、大學(xué)數(shù)學(xué)建模教學(xué)存在的問題

全國大學(xué)數(shù)學(xué)建模競賽在九月份舉行，為了參賽并取得優(yōu)異的成績，大部分高校都開設(shè)建模課程并在假期舉辦培訓(xùn)班。在教學(xué)內(nèi)容上，大學(xué)數(shù)學(xué)建模以問題為中心，塊狀編排，為數(shù)學(xué)教學(xué)帶來了生機與活力。但是學(xué)時比較少，難以顧及知識形成的背景，也很難組織學(xué)生在課堂上對建模問題進行討論和交流，這樣一來，學(xué)生難以掌握數(shù)學(xué)建模的思想和方法。大學(xué)數(shù)學(xué)建模教學(xué)存在的很多的問題與不足，總的來說表現(xiàn)在以下幾個方面。

1、教學(xué)內(nèi)容安排不合理。由于數(shù)學(xué)建模教學(xué)的時間是在每年九月份，大部分高校都開設(shè)建模課程和暑期培訓(xùn)。但是教學(xué)內(nèi)容安排不合理，主要體現(xiàn)為：課程的學(xué)時太少，課堂討論、交流不夠，學(xué)生對建模教學(xué)的興趣不濃，參與的積極性和主動性不高，難以掌握大學(xué)數(shù)學(xué)建模教學(xué)的思想和方法。此外，很多的高校沒有將數(shù)學(xué)建模教學(xué)納入日常的教學(xué)工作之中，在參加競賽之前，沒有做好充分的準備工作，往往采取突擊應(yīng)對的方式，所取得的效果不太理想。暑期培訓(xùn)主要包括兩個部分的內(nèi)容，基礎(chǔ)知識的講解和建模模擬訓(xùn)練。但是，暑期培訓(xùn)和建模教學(xué)沒有很好的結(jié)合起來，學(xué)生的學(xué)習(xí)效率不高。

2、缺乏對數(shù)學(xué)建模深入的認識。在校師生對大學(xué)數(shù)學(xué)建模缺乏深入的認識，有些甚至避開這個話題，忽視數(shù)學(xué)建模的教學(xué)和學(xué)習(xí)。在教學(xué)實踐和學(xué)習(xí)中，對數(shù)學(xué)知識的學(xué)習(xí)局限于書本知識，并沒有將所學(xué)到的數(shù)學(xué)知識運用到書本中去，理論學(xué)習(xí)和實踐相脫節(jié)，忽視運用數(shù)學(xué)知識解決實際問題的能力的培養(yǎng)。學(xué)生在學(xué)習(xí)中也缺乏交流與合作，并沒有體會到數(shù)學(xué)建模教學(xué)帶來的樂趣。

3、課程開設(shè)與教材使用存在諸多不足。調(diào)查顯示，在絕大部分高校中，數(shù)學(xué)教育專業(yè)教學(xué)的建模課程是照搬理工類專業(yè)數(shù)學(xué)建模教材。這些教材存在著以下的問題與不足：第一、在內(nèi)容編排上，教材主要包括大量難度較大的數(shù)學(xué)模型，認識和分析這些模型需要運用大量的非數(shù)學(xué)領(lǐng)域的知識和方法，而數(shù)學(xué)教育專業(yè)的學(xué)生往往缺乏這方面的基礎(chǔ)，分析和解決這些問題比較困難，在學(xué)習(xí)方法上也只能依靠模仿和機械的記憶。第二、在編排體系上，教材主要采用塊狀的形式，以問題為主線，主要是羅列問題，過分突出問題的解決。這樣的數(shù)學(xué)教材編排給建模教學(xué)帶來很大的負面影響，難度較大，學(xué)生不易接受，教師也難以對教學(xué)進行合理有效的安排。此外，這樣的教材編排使大學(xué)數(shù)學(xué)建模教學(xué)的目標難以得到實現(xiàn)，讓學(xué)生樹立“數(shù)學(xué)具有廣泛應(yīng)用性”的理念難以真正落實，難以培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)應(yīng)用能力，難以使學(xué)生掌握一套數(shù)學(xué)建模方法，難以培養(yǎng)學(xué)生運用數(shù)學(xué)知識分析問題和解決問題的能力，難以適應(yīng)高等學(xué)校數(shù)學(xué)教學(xué)改革的現(xiàn)實需要。

三、大學(xué)數(shù)學(xué)建模教學(xué)的策略

大學(xué)數(shù)學(xué)建模教學(xué)對教學(xué)和實踐具有十分重要的地位和作用，針對大學(xué)數(shù)學(xué)建模教學(xué)存在的問題與不足，結(jié)合教學(xué)的實際工作，筆者認為可以采取以下措施來推動大學(xué)數(shù)學(xué)建模教學(xué)。

1、盡早開設(shè)數(shù)學(xué)建模教學(xué)課程。為了更好的培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)建模意識，提高學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)解決現(xiàn)實問題的能力，我們認為，盡早開設(shè)數(shù)學(xué)建模教學(xué)課程是一種切實可行的選擇，這樣就可以使學(xué)生長期接觸數(shù)學(xué)建模教學(xué)，為學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)建模營造良好的氛圍。培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)建模意識，激發(fā)學(xué)生對數(shù)學(xué)建模的學(xué)習(xí)興趣，是提高建模教學(xué)效果相當重要的方面。任何興趣的培養(yǎng)，需要一個過程，需要時間的積累，數(shù)學(xué)建模也是如此。因此，我們需要盡早開設(shè)數(shù)學(xué)建模教學(xué)課程，加深學(xué)生對建模教學(xué)的了解，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，為學(xué)好數(shù)學(xué)建模課程，參加競賽做好準備工作。

2、將數(shù)學(xué)建模與專業(yè)教學(xué)結(jié)合起來。為了更好的開展大學(xué)數(shù)學(xué)建模教學(xué)工作，將數(shù)學(xué)建模與專業(yè)教學(xué)結(jié)合起來是十分必要的。數(shù)學(xué)建模教學(xué)涉及的學(xué)生較廣，要調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，在課程安排和授課方式上要注意與專業(yè)教學(xué)有機的結(jié)合起來，文理兼顧。根據(jù)不同專業(yè)設(shè)置不同數(shù)學(xué)建模教學(xué)模式，取長補短，促進各專業(yè)的優(yōu)勢在數(shù)學(xué)建模競賽中充分發(fā)揮。此外，在高等數(shù)學(xué)、概率統(tǒng)計等課程教學(xué)中，教師可以結(jié)合專業(yè)知識補充案例，讓學(xué)生真正了解數(shù)學(xué)建模的具體應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)習(xí)對數(shù)學(xué)建模的興趣和愛好。

3、建立數(shù)學(xué)建模實驗室。數(shù)學(xué)實驗是數(shù)學(xué)建模的重要補充，所以有必要建立數(shù)學(xué)建模實驗室，并吸引不同專業(yè)的學(xué)生進入實驗室進行數(shù)學(xué)建模的研究和學(xué)習(xí)。由老師對教學(xué)軟件進行系統(tǒng)的講解，讓學(xué)生上機操作學(xué)習(xí)。隨著計算機技術(shù)的不斷進步，高性能的數(shù)學(xué)軟件不斷被開發(fā)出來，使得復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理變得容易，學(xué)生可以在實驗室親自操作，掌握這些軟件在數(shù)學(xué)運算中的應(yīng)用。比如，利用軟件求導(dǎo)數(shù)、求極限等，利用軟件解方程、解線性規(guī)劃；利用軟件研究函數(shù)變化規(guī)律，繪制曲線圖形等等。

四、結(jié)束語

總而言之，隨著大學(xué)數(shù)學(xué)建模競賽的規(guī)模和影響力的不斷擴大，學(xué)生受到的益處也越來越多。今后我們在教學(xué)實踐中需要做好大學(xué)數(shù)學(xué)建模教學(xué)工作。文章主要探討分析了大學(xué)數(shù)學(xué)建模教學(xué)存在的問題，并就這些問題提出了相應(yīng)的策略，希望能夠引起人們對大學(xué)數(shù)學(xué)建模教學(xué)的進一步關(guān)注，能夠?qū)嵺`發(fā)揮指導(dǎo)作用。

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