淺談數學建模課程與學生創新能力的培養

曹軍

摘要：在教育新課改背景下，對學生創新能力的培養至關重要，本文針對數學建模課程與學生創新能力的培養進行分析，提出一些建議和方法。

關鍵詞：數學建模；學生；創新能力；培養

21世紀，對經濟知識帶來極大的挑戰，我國的高等教育的改革也有了很好的成效，不管是從教育思想的轉變、還是教學方法、內容、手段都有了很大的改變，但是，社會在不斷的發展，工業經濟的時代的過去，我們迎來了知識經濟時代，如何讓高等教育適應時代的發展，并且與時俱進，培養更適合時代進步的創新能力人才，這是我們目前要思考的重要問題。

一、滿足時代需求，培養創新能力人才

工業經濟時代已經成為了過去式，我們現今面臨的是知識經濟時代，現代科學技術是知識經濟時代的核心，21世紀是知識經濟時代，經濟旨在建立在知識和信息的生產、使用、存儲以及消費之上，知識經濟的內在動力和基本要求是知識的創新和技術的創新，在生產模式上工業經濟追求批量化生產，知識經濟追求多樣化、少量化的柔性生產，創新更是知識經濟的重要特征及靈魂。如今社會對于勞動者的要求也越來越高，必須具有專業的知識去適應時代影響下的創新產品的問世，以及寬厚的基礎知識。因此，知識經濟時代需要的人才，必須要有很強的自學能力和思維能力，通過對不同知識信息的學習和理解，并且進行新的組合，創造出新的思路、方法、手段，有新的創意、設計以及新的模型，能夠迅速的適應時代的發展、綜合素質高、技術操作熟練的優秀人才，所以，知識經濟時代對人才的培養的要求核心就是創新能力，這也是時代的需要。

二、數學建模和創新能力

數學建模是什么？就是用數學的方法、手段、思想通過計算機等現代化設備抽象的合理假設實際問題，對數學模型以創造性的得以求解，然后在對實際問題進行解釋、分析，經過驗證并且對不足進行修改，讓數學模型能夠不斷的完善，這樣能夠有效的幫助人們解決實際問題，數學建模是解決實際問題的科學依據和手段，通過數學進行思考的方法，對數學世界和現實世界的溝通起到橋梁的作用，數學建模能夠合理的抽象和量化現象和過程，實驗和模擬主要運用數學公式，再通過計算機對數值進行模擬和計算，也對數學在社會和科學發展中起到非常重要的意義，是為國家創造數學領域的創新人才的必然條件。

通過對自己所掌握的知識和經驗，能夠提出新穎的問題、解決方法、并且能夠生產出有價值的成果就是創新能力。創新能力是一種綜合形式，創新能力不僅僅表現在智力方面，還表現在對知識的應用、改裝，對新方法、新思路的發明，這是一種創新的意識，能夠善于發現問題，更能敏感的把握機會，更是改變環境、改變自己的應變能力。知識的掌握、經驗以及創造性思維是創新能力的基礎。數學建模就是需要學生通過創造性思維和創新能力對實際問題進行解決，利用數學建模課程教學，就是為了訓練學生通過自己所學的知識和經驗能夠創造性的對實際問題進行解決，對于學生的創造性思維及創新能力的培養和訓練最有效的方法就是數學建模。

創新能力需要對數學模型進行建立、需要選擇方法以及使用軟件，并且要對數據進行處理，當然了，新的思路和理論的提出也很重要，在這些基礎上新的產品、技術也就產生了。培養和訓練學生的數學建模能力，不僅可以提高學生邏輯思維的嚴謹性，還能夠對學生的形象思維及直覺思維有一個更好的激發，讓學生能夠更加細致、敏銳的感受和領悟實際問題，更利于培養和提高學生的創新能力和應用能力。

三、數學建模課程能夠提高學生創新能力和綜合素質

數學建模課程的教學當中，多會利用典型的案例訓練，讓學生能夠對數學和實際問題聯系在一起，以問題需要為依據，引導學生接受和學習新知識、新思路、新方法，利于學生對數學建模能力的培養，以及自我開拓能力和快速反應能力的培養。對于學生應用數學的意識和創新能力的培養起到重要的作用。數學建模能夠讓各種應用問題更加科學化、嚴密化、精確化，能夠有效的發現問題、解決問題、探索真理，為國家培養高素質創新人才最直接有效的方法。

第一，數學建模課程在激發學生的興趣、熱情上主要是利用大量生動有趣的實例，這樣學生對新知識、新技術和新方法的使用有著引導性的作用，學生創新能力和創新意識的培養就是通過分析問題、獲取知識、提出思路以及解決問題的過程。

第二，培養學生分析問題，解決實際問題能力是數學建模課程教學的主要目標。以學生和實際為中心，師生共同對生動有趣的典型事例進行探討，例如，用1000輛自行車在某個城市開三家出租店，分別是1店、2店、3店。出于顧客方便，可以從三家店任一家租車以及還車，通過調查得出表1的結果。

教師針對案例提出問題“三個店分別建多少車位合適？”、“每輛車最先放在1、2、3店的車，一段時間后需修理應到哪個店去尋找？”這樣的實際問題能夠激發學生對問題的思考，教師引導學生將問題和所學的知識、方法聯系起來進行分析得出答案，并引導學生了解基礎知識和經驗，這整個過程以解決實際問題為目的。

第三，對數學建模課程的訓練和教學實踐說明，數學建模課程教學能夠培養和提高學生創新能力有以下幾點：（1）善于對實際工作者所提供的原型中，能夠有效的抓住其數學本質的洞察能力。（2）將實際問題抽象和簡化為數學問題的能力，解釋、分析問題通過數學方法推導或計算得到的結果進行應用的雙向翻譯能力。（3）在數學建模課程當中，對于實際領域的聯系更為寬廣、實際案例的應用更為豐富，教科書和無例可循的參考文獻。以資料查詢、文獻檢索等手段對學生進行訓練，讓學生能夠了解問題的實際意義和背景，能夠對新知識和經驗迅速的把握，在解決實際問題中能夠將獲得的新知識和經驗進行創新，這凸顯出對新知識攝取與應用能力的作用。（4）數學建模課程就類似于在開設一個小型的科研活動，這需要師生互相理解、支持、協調以及集思廣益的解決問題，它更是一個群體合作的過程，只有這樣才能獲得成功。

四、結束語

就我國目前來看，最大規模的學生科技活動就是大學生數學建模競賽，而且這項活動已經被社會各界的人士所關注，數學建模課程及競賽的發展是一個好的開始，更是為學生提高創新能力和綜合素質的有效手段，不斷的對教學進行改革、創新，更利于教學質量的提高，以及學生未來道路的發展。

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