高職數學教育教學改革中的數學建模研究

李海濤

摘要：近年來，隨著國內產業結構的不斷調整，對于高等職業技術人才需求不斷增大，社會對高等職業技術教育寄予厚望。但是傳統的高職教育由于專業設置不合理，使用教材落后，實訓實踐場地不足，培養出的學生動手能力差、專業能力不足，面對社會發展的新形勢，高職教育必須進行教學改革，提高學生的職業能力和就業競爭力。

關鍵詞：高職;數學教育;教學改革;數學建模研究

1高職數學教學現狀分析

目前，高職數學的教學內容基本沿襲了經典數學的三大塊：微積分、線性代數、概率論與數理統計。這些內容都是純粹的數學理論，缺乏與實際問題的結合，不僅不能引起學生的學習興趣，而且也是專業系部壓縮數學課時的原因之一。教師的教學方法更多的是注重數學知識的灌輸，教師講解、教師設問、教師給出標準答案，這種常規的“填鴨”式教學方法很難調動學生學習數學的熱情。

通過調查和訪談高發現高職學生學習高等數學的主要問題和困難有：（一）學生數學基礎相對較差，對數學定義、公式、定理和運算技能的理解不到位，用數學知識解決實際問題的能力差;（二）數學學習的興趣不高，學習主動性不強，對待學習任務處于被動應付狀態，數學學習目標不明確;（三）缺乏數學學習的方法和策略，沒有養成良好的學習習慣，對所學知識沒有歸納和總結的意識，缺乏構建知識網絡的學習能力;（四）遇到問題羞于向老師或同學請教，沒有合作交流意識和合作學習的能力。由于這些問題的長期存在，導致學生數學情感的缺失，對數學學習失去信心，繼而影響到后續專業課程的學習，既不利于專業能力的培養，更不利于學生可持續發展能力的形成。因此，尋找高職數學教學改革的出路和突破口十分必要。

2數學建模教學是高職院校高等數學教學改革的切入點

高職院校的培養目標是培養在生產、管理、建設、服務一線工作的高級技術應用型人才，這就決定了高職院校人才培養必然具有實踐性、主動性、過程性、個性化等特點，高職院校數學教學正在向以培養學生的數學素養為目標的能力教育轉變。將數學建模思想融入數學教學、開設數學建模課程、參與數學建模競賽是符合培養目標的。通過數學建模活動不但會提高學生自身鉆研問題、解決問題的能力，培養學生的團隊合作能力、應變能力，提高學生的創造力、想象力和洞察力.因此，參加數學建模培訓對于提高學生的自身數學素質及學生處理實際問題的能力有很大的幫助。引入數學模型是高職院校數學課程改革的關鍵，是高等數學課程改革的突破口、切入點。

3融入建模思想，促進高等數學教學改革

高職院校的數學課程改革要體現數學在各領域的“實用性”，要領會開設這門課程是為“用數學”這一目的服務的，數學思想方法的傳播應成為教學的重點。

3.1改革課程內容，融入建模思想高等數學課程已自成體系，教學圍繞數學概念、方法和數學理論開展，處于封閉狀態。導致學生在學了許多被認為是非常重要和有用的數學知識后，卻不能運用數學知識解決實際問題，甚至覺得除了應付考試之外毫無用處。數學建模為數學與實際問題的聯系打開了一條通道，數學建模要求學生對實際問題中的數據信息加以整理、歸納、簡化、抽象，并用數學語言表達出來，還要求學生對得出結論加以驗證、完善、推廣。通過數學建模活動有助于學生理解數學在解決實際問題中的作用和價值，增強應用意識，有助于激發學生的學習興趣，發展學生的創新意識和實踐能力。由此可見，將數學建模的思想與方法融入高職高等數學課程內容中，對于提高高職生的數學應用能力，培養高職生的創新能力是非常必要的。

3.2引入數學建模，加強教學方法的改革教師應在教學方法上下功夫。許多高職院的數學教學活動一直沿襲著“定義—定理—推論—例題”的模式，在這種的教學模式下學生不僅感覺枯燥無味，而且認識不到知識的產生背景，遇到實際問題更不知道如何用數學知識和方法去分析、解決。我們提出了“案例啟動—任務驅動一試驗推動—學生手動”的課堂教學方式，引入數學模型教學，通過實際問題的引入，告訴學生如何抓住問題的主要矛盾，將結論精確、簡潔的表達出來，這就是實際問題的數學化過程。教學上要引導學生親身經歷實際問題的數學化、模型化過程，創造高質量的教學活動，引導和吸引更多學生參與教學活動，培養學生的數學思想方法，提高學生分析、解決實際問題的能力水平。

3.3引入數學建模課題，改革評價機制現行高職院校高等數學考試題目側重于推理與計算，輕視用所學知識解決實際問題，從而學生被“應試教育”，這與專業設置高等數學課程的初衷相違背。我們應采用多種評價方法，如，結合專業特點和數學課程的進展，讓學生做一些小的開放性數學建模課題，可以在對專業知識鞏固和深化的同時，激發學生學習數學的興趣。

4基于數學建模的高職數學課程改革實踐

我校以數學建模活動為突破口，進行了高職院校數學教學改革的研究與實踐。我們自建院以來一直堅持開展數學建模課教學，數學建模競賽活動。將數學建模思想融入的課堂教學中，初步形成了一套具有我校特色的數學建模教學活動。

4.1特色教材的主要特點是將數學建模思想、數學實驗方法融入教材之中，采用“問題驅動”充分體現數學知識的“問題產生——問題分析——問題的解決——實際中的應用”的思想過程。有利于學生了解知識的來龍去脈，激發學習興趣，增加適合高職教育的數學應用實例，加強數學與生活和專業的聯系，有利于培養學生數學的應用意識和能力。全書分為三篇，由基礎模塊、專業模塊和實踐模塊組成，在實踐模塊中包括了數學建模和MATLAB數學實驗。

4.2面向全校開設數學建模公選課

我們每年面向全校不同年級、不同專業學生開設數學建模公選課。全校何每年直接受數學建模教育的學生近150人，課程形式以教師講授為主，輔以適當的討論，組織專題講座，請數學建模資深專家講解實際應用方法，以開闊學生視野在此基礎上。組織校級數學建模競賽活動，通過選拔把那些興趣濃厚，思想活躍，能力強的學生進行集中培訓，采取教師引導，學生討論為主的教學模式，并從中選拔優秀學生參加全國大學生數學建模競賽。

4.3全國大學生數學建模競賽中取得好成績

中國大學生數學建模競賽已經開展了20個年頭，本科院校對數學建模競賽的組織與培訓具有比較成功的模式和經驗。高職高專院校由于學生的基本功較差，數學課時較少，使得高職院校數學建模競賽的組織與培訓也有別于普通本科院校，各方面工作還處在摸索當中。雖然我校在這方面起步較晚，但通過平時的課堂教學，和集中輔導這兩年我校組織參加中國大學生數學建模競賽活動，取得了良好的成績。

5總結

通過教學方式和評價方式改革，學生的學習主動性增強，也改變了以往對于數學學習的學習態度。高等數學作為高職教育學生必修的基礎課，在培養學生基本數學素養上具有重要作用，是理工類專業課程體系的重要組成部分，基于數學建模理念的高職數學教學改革也為同類基礎理論課改革提供了新思路和范例。

參考文獻

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[3]王妍. 以數學建模為載體的高職數學教學改革與實踐[C].2013年創新教育學術會議（CCE 2013）論文集，131-134.

（作者單位：山東交通職業學院）