淺議獨立學院數學建模課程教學改革

摘要：數學建模是聯系實際問題與數學的橋梁，是培養應用型人才的最好方式之一，針對獨立學院人才培養目標以及學生的特點，針對獨立學院數學建模課程的教學內容、教學方法改革提出一些建議。

關鍵詞：獨立學院；數學建模；教學改革

數學模型就是對于一個實際問題按其內在規律，進行一些合理的、必要的假設，運用適當的數學工具得到的一個數學結構。而通過數學的分析與計算，求解此數學結構使其所得結果能成功解決原實際問題的過程即為數學建模。

20世紀80年代初，數學建模教學開始進入我國大學課堂，經過20多年的發展，現在絕大多數本科院校和許多專科學校都開設了各種形式的數學建模課程和講座，為培養學生利用數學方法分析、解決實際問題的能力開辟了一條有效的途徑。

獨立學院是在大力推廣普及高等教育環境下發展起來的一種新的辦學模式，是相對獨立的本科層次的院校。獨立學院主要培養的是應用型、實用型人才，在教學中更應注重培養學生分析問題、解決問題的能力。所以，根據獨立學院特色人才培養需要，獨立學院數學建模課程如何改革是數學教育工作者面臨的一個重要課題。

一、獨立學院開設數學建模課程的必要性

1.獨立學院人才培養目標的需要

數學建模是聯系實際問題與數學的橋梁，伴隨著科技的蓬勃發展，數學建模被廣泛地應用于自然科學、工程技術、醫學、經濟學等眾多科學領域中，而獨立學院從創辦伊始，就瞄準市場需要確定辦學目標，走應用型、實用型的道路，培養高素質、高質量的應用型人才，而數學建模是培養應用型人才的最好方式之一。可見，數學建模教育以其獨特的內容和方式契合了復合型人才的培養需求，為適應市場需求，就必須重視數學建模素質的培養。

2.數學建模競賽的需要

全國大學生數學建模競賽時，國家教委高教司、中國工業與應用數學學會共同主辦的面向全國大學生的競賽活動，目的在于激勵學生學習數學的興趣，提高建立數學模型以及運用計算機解決實際問題的能力。大學生參加數學建模競賽不僅可以激發學生數學學習的熱情，培養學生創新和解決問題的能力，還能培養團結協作能力，大學生數學建模競賽要求三人一隊，這說明建模競賽是一個團隊合作項目，需要發揮團隊中每個成員的特長，力爭找到解決問題的最優方案。隨著數學建模活動的發展和深入，為了培養出有實踐技能和動手能力，能較快地適應崗位的要求，解決實際問題的應用型人才，獨立學院也加入了數學建模競賽隊伍行列中，因此，數學建模教學必須緊跟時代步伐。

二、獨立學院數學建模課程改革的迫切性

1.獨立學院教學對象的特殊性

從學生實際情況出發，獨立學院學生在入學時數學基礎相對薄弱且參差不齊，自控力和自學能力相對較弱。學生面對較難學的高等數學，尚有畏難情緒，而數學建模課程涉及到概率統計、統籌學、圖論、數學實驗等多個數學分支，學生在學習時更是感到力不從心。

2.獨立學院教師結構年輕化，數學建模師資力量缺乏

數學建模課程涉及的知識非常多，很多是以前在高等數學學習過程中沒有涉及到的領域，比如，新的數學專業知識（如統籌學、線性規劃、圖論、微分方程、概率統計等）、數學軟件應用（如綜合應用軟件Matlab、優化軟件Lingo/Lindo、統計軟件SPSS等）、其他專業領域問題的背景（如工程技術、醫學、社會生活、經濟學等）。數學建模課程涉及多個數學分支，各個專題又不完全獨立，需要教師具備對應用數學各學科的宏觀駕馭能力，因此，從知識結構來看，數學建模的全部教學由一位教師單獨完成的難度非常大，而獨立學院青年教師大多是剛畢業的高校研究生，一方面，缺乏授課經驗；另一方面，受到自身專業的限制，不可能面面俱到。

3.教材選用不當

獨立學院選用的數學建模教材大多仍是沿用其他普通高校的教材，而獨立學院學生基礎知識面不夠寬泛，理解和獨立鉆研能力有限，因此，這些數學建模的教材對于獨立學院學生來說比較深奧。因此，我們就要努力探索數學建模教育與培養復合型人才相結合的新模式。

三、改革的具體措施

通過在學院開設數學建模公選課，并結合學生上課情況以及學生課后反饋，總結出了以下改革措施。

1.培養學生的學習興趣，增強學生的學習動機

（1）明確數學建模的目的、意義，加強教學成果的宣傳

獨立學院學生雖然基礎較薄弱，但他們思維活躍，動手能力強，數學建模突出的數學應用的特點和技術功能激發了學生的求知欲，希望學生能學以致用。因此，對剛入學的新生就應加強數學建模目的、意義以及成果的宣傳，培養學生對數學建模的好奇心，啟發引導學生去理解學習數學的最終目的是為了解決實際問題。

（2）加強數學的基礎教育，潛移默化地滲透數學建模意識

高等數學是獨立學院針對低年級學生開設的公共基礎課，若授課時數學教師就注意在授課過程中融入數學建模思想，如，介紹導數的應用時，可講些瞬時速度、切線斜率、邊際利潤等實際問題的例子，介紹零點定理時，引入椅子問題，讓學生理解如何利用數學建模思想解決生活中的問題，為高年級學習數學建模課程打下堅實基礎。在平時的教學中穿插數學建模的事例，還可以培養學生的創新能力，激發起學生研究數學建模的興趣，提高他們運用數學知識進行建模的能力。

2.提升創造性思維，培養學生的動手能力

（1）將理論知識的學習與實踐能力的提高相結合

獨立學院學生的課程設置是比較緊張的，尤其是一些工科專業，還有安排外出實習的課程，在全院全面開設數學建模課不切實際。因此，學院可以開設數學建模公選課，這個公選課可分為理論課與實驗課兩部分，數學建模不僅要求學生找到數學模型，還要會用軟件對模型進行分析求解，學生還要具備熟練地利用軟件處理數據的能力，因此，開設實驗課從平時開始訓練學生的動手能力是非常必要的。

（2）重視師資培養，師生合作共同科研

我們需要建立一支素質高、穩定性強的數學建模教師隊伍，而青年教師經驗不足，必然會影響學生的學習效果，但青年教師學習能力強，學習勁頭足，學院可以給青年教師提供培訓學習的機會，選擇一些優秀的年輕教師參加學術會議或者去別的學校學習經驗，鼓勵教師積極參加相關科研項目，同時，學院可以鼓勵學生參與到課題研究中，師生合作共同進行科學研究，這不僅可以提高學生的創新能力，還可以給科研工作注入新生力量，碰撞出新的思想火花。

3.選用與獨立學院學生特色相符的教材

獨立學院學生由于數學基礎較弱，對枯燥、抽象的數學知識缺乏興趣，數學建模所需知識的廣度和深度決定了學生在學習過程中會遇到各種困難，因此針對這些特點，獨立學院選用的數學建模教材既要兼顧數學建模課程的科學性與系統性，又要結合獨立學院教學對象的特殊性。教學時可以先選用一些趣味性較強的簡單案例，淡化理論性太強的東西，增加實踐性教學，讓學生從低起點了解利用數學理論和方法去分析和解決問題的全過程。在激發出學生的學習興趣并將此興趣轉化為動力后，再將課程的內容逐步深入，循序漸進。避免因課程太難，使得學生產生自卑、消極情緒。

4.為學生提供相互學習和交流的平臺

獨立學院可以根據自身情況為學生提供相互學習的機會。

（1）成立數學建模社團

社團宗旨是傳播數學建模文化，組織學習活動。如，組織名師講座、經驗成果交流會、數學建模文化藝術節等。

（2）建立數學建模微博、QQ群、公郵等，讓更多的學生了解數學建模的過程和分享成功的體驗

數學建模教學有利于提高學生的創新意識和動手能力，提升學生的數學素養，在獨立學院開展數學建模課程能很好地培養學生的應用能力。本文分析了獨立學院數學建模的教學現狀，提出了關于數學建模教學模式和教學方法的改革措施，但獨立學院辦學的時間尚短，經驗不足，數學建模課程改革是一個長期的系統工程，作為一名數學教師，應該在教學中多積累經驗，不斷提高自身教學水平，才能在改革中取得更大成效。

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（作者單位 江蘇省南京市南京大學金陵學院）