基于數學建模和大學數學教學改革的探索

石 峻

河套學院中等職業技術學校

基于數學建模和大學數學教學改革的探索

石 峻

河套學院中等職業技術學校

現代大學教育中，以寬松的教學條件對學生管理，目的是提高大學生自主學習積極性。但是在實際教學當中，除專業學科外，對于基礎性學科并未改善，所以大學教學需要加以改善。本文通過對大學數學教育現狀進行全面分析，結合數學建模對改革的重要性，探索數學基于數學建模和大學數學教學改革的思路。

數學建模；大學數學；教育改革

數學建模是指采用數學語言來描述和解決實際問題的一種有效途徑。建模是從實際數學問題出發，通過相應的數學語言，將較為抽象的數學問題運用合理的數學方式進行闡述和求證，從而將其轉化為對現實問題的求證、解釋和預測。目前建模方式主要運用于機械、工程等領域，數學建模還不成熟。

一、大學數學教育現狀

在大學教學期間，數學是作為理工類大學各專業學習的重要基礎課程，但是筆者從調查中發現，國內大多數學校專業課程教師普遍認為學生數學基礎差，無法滿足專業課程學習需求，甚至部分教師在進行專業課教學前還要為學生補充相關數學內容。造成這一現象的主要原因有以下幾點。

其一是目前國內高校大學數學課程少、內容多，數學教師為完成教學任務會不斷的拉快教學進度，課堂教學側重與理論學習和題型講解上。其二是多數數學教師在課程教學期間采用“概念學習——定理記憶——題型證明步驟——例題講解——習題正確率反饋”的簡單教學步驟，不注重培養學生數學知識的形成及概念的產生和思維過程。例題講解階段更是僅教授學生解題方式，對題目的運用大大忽視，讓學生感覺“數學=做題”。其三是數學教學過于機械，對數學概念理解較片面，再加上師生之間學習上產生偏差，導致課后忘的現象發生。最后是教師并沒有根據學生專業對其進行有效引導，學生不了解也不懂得大學數學知識的用途，在需要數學知識解決實際問題時無從下手，使得學生動手能力較差。上述問題都是影響大學數學教育質量的關鍵，長此以往不利于專業人才的培養。

二、建模和數學教學改革思路

數學建模時要與大學數學模式和教學內容相互融合，這樣才能為學生建立教學與實際問題有效溝通的橋梁。搭建數學模型能夠快速的幫助大學生提高對數學知識的理解與運用能力，使其充分的感受到數學知識的魅力，從而激發學生對數學深入探索的學習興趣。此外還有助于培養學生數學意識和創新能力。在基于數學建模和大學數學教學改革中，可以通過以下幾個方面同時進行。

（一）在大學數學課程中安排相關建模內容

在大學數學教學中滲入數學建模教學內容是最直接有效的。建模時可以引入相關數學最新研究成果，也可以是與學生生活息息相關的實際問題。比如機械設計相關參數計算問題。在課堂教學中，教師通過引導或組織學生學生進行探討，讓學生將所學理論知識運用到實際問題中。這不僅能夠增強學生實踐能力及對數學概念的應用性，在鞏固知識的同時還進一步加深了對數學知識的理解。

（二）不斷探索教學方式，提高學生積極性

在大學數學的教學過程中，數學建模并不是按照一種方式進行，可以根據不同專業領域、不同內容采取多種方式，比如啟發式和案例式，多元化建模可以有效幫助改良大學數學教育中存在的灌輸式教學方法，將單向的數學課堂教學轉變為雙向或多向互動交流。在數學課堂教學中引入數學建模內容后，既能活躍課堂氣氛，又能調動學生數學學習的積極性，激發學生進一步對數學知識的掌握和運用。同時由于經濟、科學技術等在不斷更新和完善，所以大學數學教學內容不能一成不變。大學課堂教學不能與社會發展脫離，要緊隨時代發展的步伐，及時調整教學內容，將教材內容和最新數學研究成果、課題、案例資料等相互結合。豐富課堂教學資源，提高數學建模質量，促進數學課程教學進度，增強數學解決實際問題的實用性，提高學生對數學學習的興趣和探索欲。

（三）引入課堂教學，拓展教學內容

筆者對國內多所高校調查中發現，目前學生使用的教材多以概念、數學定理、推論證明、例題示范為主，數學邏輯性策略在物理應用上較多。因此大學數學教材內容必須擴寬教學層面，引入利用相應知識構建數學模型的實例，讓學生對數學模型認識加強，提高數學知識為學生解決問題的實效性。但是目前國內沒有數學建模方面的課題和研究方法，教師要將建模引入大學數學教學中，可以借鑒國外優秀案例或者通過在線教學的方式熟練掌握數學建模步驟和形態，融合教材內容及學生學習狀況及不同專業領域。取長補短，將其完美融合到數學課程教學中，豐富教學內容和結構，提高學生學習效率。

（四）根據學生實際情況，改變教學管理不足的問題

在大學教學當中，數學課堂教學人數多、專業不一，所以教師不可能了解每位學生學習進度，日常學習狀況也難以評定。隨著互聯網信息技術及通信技術的發展，這種傳統的管理方式會逐漸被淘汰。在大學數學教學當中，逐步引入數學建模教學活動，能夠有效幫助教師及時了解學生學習情況，將學生學習能力進行明確區分，這樣教師才能及時調整教學計劃，對學生進行針對性教學，全面提高教學質量。當然，建模引入大學數學教學當中，雖然能夠提高教學質量，提升教學管理的效果，但同時也對教師教學能力提出不同的挑戰。如何平衡建模內容和教學內容，成為教師必須要考慮的問題。

結束語

由此可知，在基于數學建模和大學數學教學改革過程中，教師要不斷提高自身教學實踐能力，平衡教學與建模之間的關系，結合教學實際調整教學計劃和目標。

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