數學建模競賽與師范生數學素質的培養

戴子安

【摘 要】高等師范院校的數學素質教育培養出各大學校的數學教師，而每一位數學教師的數學素質是否達到了應有的標準，又對學生的數學素質教育有著深深的影響。數學能力、水平、品質、意識等是師范生所必備的數學素質。數學建模競賽與數學素質培養息息相關，本文通過深入分析數學建模競賽和師范生的數學素質之間的相互關系，尋找對師范生數學素質培養的相關途徑，并提出相關的建議。

【關鍵詞】數學建模；數學競賽；數學素質

一定程度的數學素質是社會成員在自身知識技能方面所必備的重要素養。高等師范院校的師范生很可能成為一名數學教師，而數學教師對其學生數學素質的培養將起到直接作用。因此，師范生數學素質的培養是尤為重要的。那么，如何才能有效地使高校師范生的數學素質得到提升，這是當前高等師范院校教育者所面臨的重大問題。在高等院校教育改革的背景下，數學的建模競賽教學是培養高校師范生數學素質的有效途徑。文章從數學建模競賽的方面來對高校師范生數學素質培養的相關問題進行分析。

一、高校師范生數學素質的體現

高等師范院校所培養的師范生不僅僅需要具備一定程度的數學知識，而且需要具備一定的數學意識，需要學會用數學的思想去考慮事物，用數學的方法去解決事情。這就要求師范生必須具備一定的數學素質，而師范生所需具備的數學素質則體現在以下幾個方面：

（一）在數學能力方面

師范生需要具備一定的數學能力。數學能力主要分為兩類：一般分為數學能力和特殊數學能力。一般數學能力主要有思維、總結概括、表達與交流以及自學等能力。而特殊數學能力則包含空間思維、邏輯推理、數學建模以及數據運算等能力。

（二）在數學意識方面

在數學的學習與應用中，應具有一定的創新意識，善于對數學進行研究與思考，對數學特定的一些符號、概念及其術語等有較強的識別能力，對數學數據較為敏感，擅長使用數學思想去解決實際問題。

（三）在數學品質方面

學習數學時，需要具備頑強、勇于探索的學習精神，學會用科學的思維方式去解決在數學的學習過程中所遇到的問題，具備較強的心理素質，運用有效地學習方法，考慮數學問題較為全面、細致。

（四）在數學水平方面

對數學基礎知識具備一定的學習能力，并能深入理解與掌握。對數學公式、基礎概念、定理、推論等熟練掌握，符合對應的教學大綱要求，相關的數學基礎較為扎實。

二、數學的建模和競賽

數學模型是指探究實際問題時，尋找其能用數學語言來進行解釋的規律或者關系，并把該問題建立成數學問題的模型。建立成數學問題的過程就是數學建模。

數學建模是把現象以及發展過程進行一定的抽象化與量化，并用數學公式對其進行一定的驗證與模擬。數學建模是人類對自然與社會發展探索的有效途徑，同時也是在科學技術領域應用數學的基本方法。

大學生的數學建模競賽誕生于1985年的美國，并且我國于1989年在美國參加大學生數學建模競賽，1992年我國首次舉辦大學生數學建模競賽。在我國，全國數學建模競賽一年一次，值得一提的是，2015年的數學建模競賽，全國33個省、市、自治區、特別行政區以及美國新加坡的1326所高等院校，共28665個團隊，86000多名大學生參加。全國大學生數學建模競賽的規模已然是我國乃至世界最大。

三、數學建模與師范生數學素養培養的相互關系

數學建模與師范生數學素養培養的相互關系主要是從以下兩點來進行闡述：首先，運用數學建模可以使師范生的數學素質得到有效地提升。把數學教學與其他教學或者其他外部知識進行緊密的聯系，是師范生培養數學素質的有效方法。如何把數學教學與其他外部知識聯系起來，則需要設立一個數學模型。組織師范生進行數學建模競賽，把數學知識與其他知識結合起來，對培養師范生的數學素質有著重要的作用。利用數學建模讓師范生更好地解析數學的創建過程，有利于師范生的創新能力與精神的培養，進而提升其數學素質。高校對師范生進行數學教育時，讓其多接觸并解決理論或者實際的一些相關問題，讓師范生不借助任何輔助工具去解決一些不帶有明顯數學特征的問題，使其依靠自身的思考與反復研究，建成一個數學問題模型，進而分析所設立問題的相關特點，并解決問題，得出一定的結論，最后借助輔助工具判斷結論正確與否的情況。這樣做，有利于師范生形成數學意識，養成在實際的應用中運用數學思維方式的習慣，形成良好的學習態度，使其數學素養得到實質性的提高。

其次，師范生數學素質的提高也有利于增強其數學建模的能力。師范生數學素質的不斷提高，其所掌握的數學知識就越多，進而利用數學的思維方式對數學問題進行更加深入的思考與探討。與此同時，師范生的數學學習能力也會不斷的加強，使其能更加靈活的把現實生活中的相關問題建設成一個數學問題，并順利解決該問題，促使數學建模能力的增長。

四、數學建模競賽對師范生數學素質培養的相關建議

數學建模競賽對師范生數學素質培養的相關建議，簡單來說主要有以下三點： 第一，選擇數學建模競賽的范例需要符合一定的標準。數學建模競賽選擇的教學案例必須達到一定的標準，如內涵豐富、具有一定實際意義等。這樣才能有利于師范生數學建模能力的提升。

第二，在數學教學過程中，注重理論和實踐相結合來解決數學問題。高校教師發揮好引導與組織師范生進行數學學習的作用，以師范生為主導，使其站在一個教師的立場上來解析數學建模的相關問題。

第三，在學習數學的同時，著重應用計算機。在數學建模時，應注重培養師范生應用計算機這個工具處理數學問題的能力，利用計算機這個方便快捷的渠道來更好地培養數學素質，順應時代的發展。

五、總結

高等師范院校的師范生在成為數學教師之后，對其學生的數學素質培養將起到直接作用。因此，師范生數學素質的培養的重要性是毋庸置疑的。而數學的建模競賽教學則是培養高校師范生數學素質的有效途徑。本文簡單介紹了數學素質與數學建模，分析探究了數學建模與師范生數學素質培養之間的相互關系，揭示了師范生數學建模能力的增強與數學素質的提高屬相輔相成。并且針對數學建模競賽與師范生數學素質的培養提供了相關建議。

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