淺談在數學建模中尋求高職數學課程改革的方法

【摘 要】本文立足于高職數學建?；顒拥默F狀和困難，闡述了高職院校開展數學建?；顒拥囊饬x與必要性，從師資培訓、課程內容、教學方法、數學建模競賽和搭建網絡平臺等方面探討了高職數學建?；顒拥乃悸罚瑥亩纬闪藢Ω呗殧祵W課程改革的系統理論性探討。

【關鍵詞】高職數學 培養目標 課程改革 數學建模及競賽

【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810（2013）12-0027-03

為了適應現代科學技術發展的需要，高職數學教學不應只進行純數學研究的培養，而是應培養學生運用數學知識及數學思維方法分析、解決復雜實際問題的能力。數學除了能培養學生的理解能力和發現問題的能力外，還能訓練學生科學系統的思維能力。學生在數學學習中能獲得邏輯思維、演繹歸納、綜合計算等能力。數學建模就是運用這些能力與實際的科學技術、生產和工程問題相結合的過程。

一 數學建模活動的現狀

隨著計算技術的迅速發展，高新技術要運用于生產實際，其中數學建模的運用起到了至關重要的作用。數學建模教學已在高職教育中逐步開展，國內外越來越多的高職教育正在進行數學建模的教學并組織學生參加數學建模競賽，把數學建模教學和競賽作為高職教學改革和培養高層次人才的一個重要方面。我院數學教研室也通過選修課的形式，開展了兩學期數學建模教學的嘗試，作為任課教師，通過兩學期的授課與指導，我深深體會到數學建?；顒釉谂囵B高職高專學生運用數學的思維、方法及理論去分析和解決實際問題等方面的突出意義。

二 開展數學建模競賽的意義

高等職業技術教育的一個重要目標是培養應用型的高技術人才，學生走上工作崗位后常常要做的是根據錯綜復雜的實際情況，抓住本質屬性和內在聯系分析和解決問題，建立有效可行的辦法，這正與建模的目的不謀而合。建模的對象涉及工程設計、交通運輸、科學技術、經濟管理等很多領域，這就要求學生在掌握數學知識的同時拓寬知識面，也對學生的自學能力、分析和解決問題的能力提出了很高的要求。Math Works研究員Jim Tung說道：“在當今人才市場上，數學和工程領域的人才非常搶手，雇主們都在尋找懂得如何使用數學建模工具和方法來解決問題的求職者。”

1.培養大學生素質

第一，開展數學建模教育可以讓高職學生認識到數學在實際生活中的應用，從中感悟數學思維和方法、增強解決實際問題的能力、激發學生對數學的熱愛、提高學習積極性。

第二，開展數學建模教育可以培養學生良好的數學觀和方法論，培養學生用數學思維、方法和應用計算技術解決實際問題的能力，培養學生的綜合素質。

第三，開展數學建模教育可以培養學生的創新意識和創造能力，為大學生創業打下良好的基礎。

第四，開展數學建模教育可以培養學生與人共事的團隊精神和協作能力。

第五，開展數學建模教育可以培養學生的觀察力、想象力，有助于學生形成頑強拼搏的意志。

第六，開展數學建模教育可以培養學生論文寫作能力，為今后工作中寫論文、報告等打下堅實的基礎。

第七，開展數學建模教育有助于學生知識水平的提高和自學能力的培養

2.有助于推動高職數學課程改革

第一，開展數學建模教育可以推動教學內容、教學方式的改革，達到讓學生快樂學習的目的。

我們周圍許多實際問題看起來似乎與數學無關，但通過觀測、分析和假設，可發現這些看似與數學無關的問題，都可以運用數學方法解決。針對物流專業的教學中，可讓學生調查某物流公司“車輛調度情況”，建立模型并對其可行性進行評估；針對旅游規劃的學生，可開發一條新的旅游線路；針對飯店管理的學生，可利用導數對酒店的運營進行邊際分析，求酒店利潤最大化。這樣結合學生所學專業建立數學模型，能使學生體會到學習數學的意義所在，極大地調動了學生學習的主動性。

第二，數學建模競賽的開展也推動了教學與科研的發展，促進教師隊伍的成長。

近年來，我國有大批數學教師在從事數學建模教學工作或賽前培訓的輔導工作，為此他們也要通過不斷學習來拓寬自己的知識面，提高運用數學工具分析解決實際問題的意識和能力，這樣可以增強他們的創新精神和加速對數學建模這個學科的研究。數學建模競賽指導工作也培養了他們熱愛學生、不重名利、無私奉獻的精神。所以說，開展數學建模教育可以提高教師的整體素質。

三 高職高專院校開展數學建模競賽的困難

1.高職學生在校學習時間短、理論基礎相對薄弱、學習習慣差

下表是重慶市近三年文理科最低控制分數線，從下表中看到高職分數線低于本科分數線50分以上，最多的時候甚至相差158分（如2011年），且錄取分數線呈逐年遞減的趨勢，這就充分反映了高職學生的中學基礎知識差，理論功底較薄弱，學習中非常排斥理論的講授，學習效率普遍較低。面對這種現狀學生們并沒有變壓力為動力，究其原因，不是智力問題，而是自身學習習慣的問題，主要表現為：自學能力弱、學習缺乏韌性、知難而退、不求甚解，久而久之導致學習積極性不高，如此惡性循環造成學習效果欠佳。

2.數學課程不受重視

當前許多高職院校都積極進行教育模式的改革，壓縮了理論教育課時數，作為公共必修課的數學教學學時不斷減少，有的專業數學課程學時只有30節，最多的也只有120節左右。而教學內容要涵蓋微積分、常微分方程、線性代數、級數等，教學學時相對不足。同時我國的高職數學教育，課程結構、現行教材單一，不能同時滿足不同層次學生的需求。

3.數學建?；顒影l展不平衡

數學建模活動在綜合性大學和理工院校開展的較為普遍，而在高職高專院校還不夠重視，而且大部分高職院校只是為了競賽而參與這項活動，這不利于建?；顒拥拈L期良性的發展。有些高職院校也在努力實踐，在數學建模的教學、培訓模式、競賽方式上都取得了良好的效果，但對于基礎薄弱的學生來說還是很難。因此，需要在實踐過程中不斷探索適用于高職院校所有學生的數學建?；顒印?/p>

四 如何開展數學建模教育和競賽

1.加強對數學建模指導教師的培訓

對指導教師的培訓主要圍繞以下幾個方面展開：了解數學建模課程的開設和教學改革的最新理念與動態；提高數學建?？蒲心芰εc技術的平臺建設；熟悉數學建模競賽培訓內容、方法和技巧與典型賽題分析；掌握校級數學建模競賽的命題與組織方法；開展適合本校的數學建模精品課建設；著手本校數學建模教學建設及師資隊伍建設；提高數學工具軟件應用與數學實驗教學案例開發的能力；展開數學建模、數學實驗、數學實驗室的建設；促進指導教師數學建模科研論文的整理與發表。

2.把建模思想融入數學教學過程

現在很多高職院校，由于學生在校時間短，為了提高學生專業技能等方面的原因，不斷地壓縮高等數學的教學課時，所以最好的辦法是把建模思想融入到平常的教學過程中去。

第一，開展案例教學創新。教師應緊密聯系學生所學專業收集、編制、改造和他們所學專業的建模實例，從而進一步貼近學生生活實際。這樣，學生在理論與實踐融合的氛圍中，學習興趣會相對高漲，對數學建模的應用更具有好奇感，更容易使學生理解數學理論概念的本質和應用。在教學活動中，教師注意課堂討論板塊的穿插，讓學生在受到教師啟發性授課的同時，也能夠參與互動，表達各自的看法和建議，這有助于高職學生創新思維的開發。

第二，開展小組討論教學法，開發獨立思維，發揚團隊協作。教學方法的改革與適用，首先要讓學生意識到自己是學習的參與者和探索者，在發揮教師主導作用的同時，發揮學生的主體作用，為學生的積極參與創造條件，引導學生去思考、發現、創新，改變過去傳統的教學方法。

第三，使用先進的教學手段。目前，越來越多的課程采取多媒體與板書相結合的授課方法，提高了授課效率。比如，部分教師專門制作的PPT細致、方便、靈活、有針對性，使用效果好。數學類課程還可使用Matlab的優點。

第四，增加信息檢索方面的教學。在現有數學建模情境中，往往由涉及多學科、多方面的知識點融匯成一個復雜的知識網絡體系。這就要求學生在較短時間內盡可能搜索到有用的知識，所以在教學過程中教會學生利用互聯網等手段進行信息檢索是現今社會的需要，也是高職院校數學建模教育的當務之急。

3.鼓勵學生參加數學建模競賽

要求學生積極參與，通過競賽對建模有創意并具有合理性的小組進行鼓勵，使建模更加深入人心，更重要的是使學生得到鍛煉。鼓勵學生參加每年一次的大學生數學建模大賽，展示和拓展自己的能力。

在高校開展建模競賽，既有助于對大學生創新思維、動手實踐能力、競爭意識、團隊合作精神的培養，也有助于完善大學生的知識結構，此外還有助于提高大學生的綜合素質。在這項賽事的推動下，相關理論的研究不斷開展并日趨深入，大量相關出版物陸續出版發行，許多高等院校也相繼開設了數學建模課程。隨著競賽逐年開展，參賽隊伍越來越龐大，目前數學建模競賽已位于教育部四大學科競賽之首，其規模最大，影響力也最大。

4.開設數學建模選修課

當然，由于公選課的授課對象都是非數學專業的學生，因而所選的模型要貼近生活，講述與生活實際密切相關的模型。此外，在數模教學環節中增加了一定的實踐環節，讓學生有實際操作的機會，使有興趣的學生結合日常生活或專業，選擇一些由易到難的建模課題。在教師的指導下，每學期完成1～2個建模課題，使建?；顒痈佑心康摹⒂杏媱澋亻_展，培養他們動手解決實際問題的能力，讓更多的學生參與建模。

5.搭建功能齊全的網絡教學平臺

網絡教學將網絡技術作為構成新型學習環境的有機因素，利用網絡的特性和資源來創造一種有意義的學習環境，向學生提供豐富的教學資源，提供有利于改善學習效果的條件，讓學生自主探索、主動學習，充分體現學習者的主體地位；同時也為師生提供了互動平臺。

五 關于數學建?；顒拥淖⒁馐马?/p>

1.開展建模時一定要遵循學生的認知規律，切勿急功近利

由于高職院校數學基礎相對薄弱，幾乎未接觸過數學建模培訓，所以在開展數學建模活動時，應考慮到學生掌握的知識和現有能力，切勿盲目進行。在建模過程中，要將過去以教師為中心變為以學生為主體；以課堂講授為主變為以問題發現、解決為主；以知識傳授為主的教學模式變為以培養能力為目標的教學活動。整個過程要遵循學生的認知規律，結合學生的實際水平。

2.對選拔競賽隊員的思路

第一，要充分考慮學生的數學素質、計算機應用能力、數學軟件應用能力、論文寫作能力等，盡量選出能力較強的學生。

第二，開設數學建模選修課。一方面吸引調動學生學習數學的積極性獲得更廣泛的數學知識；另一方面注意選拔出各方面素質較強的競賽苗子。

第三，通過學生的數學成績和上課表現，同時結合任課教師和班主任的意見，初選出大名單，再由建模指導教師逐一挑選，確定最終名單。

第四，所有入圍的學生都參加建模集中培訓，培訓結束時組織校內競賽，進行第二次考查和篩選，這樣既調動了學生的積極性，又吸引了更多學生參與建模學習，更為選出優秀的隊員做好了鋪墊。

最后，在進行第二次選拔時，指導教師往往會遇到難以取舍的情況，而那些校內競賽后被淘汰的學生，他們之前以極大的熱情投入到培訓中，落選使他們既難過又不服氣，所以學院可以考慮設立校內獎勵制度，使本校的數學建模競賽工作進入良性循環。

參考文獻

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〔責任編輯：高照〕