高校數(shù)學(xué)建模課程的教學(xué)策略分析

張翠芳

（大連工業(yè)大學(xué)藝術(shù)與信息工程學(xué)院，遼寧 大連 116100）

隨著時(shí)間的推移和時(shí)代的不斷改革創(chuàng)新，我國已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)高速發(fā)展的時(shí)代當(dāng)中，但是在這一時(shí)代中，人民群眾對(duì)于不同類型的社會(huì)工作也提出了嶄新且更高的要求，而首要的就是教育工作，由此就出現(xiàn)了高校數(shù)學(xué)建模課程的教學(xué)工作，從這一方面上來說也是為了適應(yīng)現(xiàn)階段的科學(xué)技術(shù)的發(fā)展的需要。故此在本文中就將對(duì)高校數(shù)學(xué)建模課程的教學(xué)方法改革進(jìn)行詳盡的闡述，并且試圖提出一定的具有建設(shè)性的意見或者對(duì)策，促使高校數(shù)學(xué)建模課程能夠快速地進(jìn)行教學(xué)方式的改革，并且實(shí)現(xiàn)教學(xué)效果的提升。

一、高校數(shù)學(xué)建模課程的教學(xué)現(xiàn)狀

根據(jù)一定的調(diào)查就能夠發(fā)現(xiàn)，在我國多數(shù)的理工類的大學(xué)中，高等數(shù)學(xué)都是非常重要的一門課程，而建模課程作為高等數(shù)學(xué)中的一部分自然也是比較重要的了，而且建模課程也是其他的各類理工類專業(yè)的基礎(chǔ)，如果這一基礎(chǔ)出現(xiàn)了比較多的問題的話，對(duì)于高校學(xué)生的其他方面的學(xué)習(xí)其實(shí)是非常不利的，甚至?xí)驗(yàn)榛A(chǔ)方面比較薄弱出現(xiàn)比較嚴(yán)重的厭學(xué)情緒。而且，高校數(shù)學(xué)建模課程的實(shí)際教學(xué)工作受到傳統(tǒng)的教學(xué)制度的影響是比較大的，因?yàn)槲覈L(zhǎng)期以來實(shí)行的是應(yīng)試考試的制度，這使得高校數(shù)學(xué)建模課程的教師過度的重視學(xué)生的學(xué)習(xí)成績(jī)，反而忽略了實(shí)際數(shù)學(xué)建模知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用［1］，在這種情況下，學(xué)生對(duì)于數(shù)學(xué)建模課程中的知識(shí)沒有辦法進(jìn)入深層次的理解，其實(shí)際的教學(xué)效果自然就比較低下了。例如實(shí)際的高校學(xué)生即便已經(jīng)接受了系統(tǒng)的建模課程的教學(xué)，但是在實(shí)際的做題過程中依舊會(huì)出現(xiàn)比較大的問題。因此，從整體的角度上來說，高校數(shù)學(xué)建模課程的教學(xué)現(xiàn)狀其實(shí)是不容樂觀的，校方、教師以及高校學(xué)生自身都要注意這一問題，使得高校數(shù)學(xué)建模課程受到的重視程度得到提升，從而提升高校學(xué)生的課程成績(jī)，在這一過程中，學(xué)生的數(shù)學(xué)思維也能夠得到一定的提升。

二、高校數(shù)學(xué)建模課程意義以及方式

總體的角度上來說，高校數(shù)學(xué)建模課程是一門實(shí)踐性非常強(qiáng)的科目，在遇到了實(shí)際的問題的情況下，高校數(shù)學(xué)建模課程能夠?qū)?shù)學(xué)知識(shí)視為自身的工具，并且將計(jì)算機(jī)作為工作手段，這樣就能夠?qū)⒂龅降膶?shí)際問題進(jìn)行抽象的總結(jié)和概括，這樣就能夠找到與問題相關(guān)的途徑了［2］。但是在這一過程中需要將一些不重要的次要因素進(jìn)行忽略，否則實(shí)際的建模過程將會(huì)難以進(jìn)行。在得到了數(shù)學(xué)模型之后，就能夠進(jìn)行分析和計(jì)算的工作了，相關(guān)的工作人員需要將得到的計(jì)算結(jié)果反饋到實(shí)際的問題中進(jìn)行檢驗(yàn)過程，直到得到合理的理論為止。

就目前來說，數(shù)學(xué)建模工作其實(shí)并沒有一個(gè)固定的方式，但是運(yùn)用數(shù)學(xué)建模過程解決問題的流程在大體上都是相同的，需要先進(jìn)行模型的假設(shè)工作，假設(shè)成立之后再進(jìn)行數(shù)學(xué)模型的實(shí)際建立，建立成功之后相關(guān)的工作人員就能夠進(jìn)行模型的分析和求解了，這一工作過程往往會(huì)消耗掉大量的時(shí)間和精力，最后還需要將計(jì)算、分析得出的數(shù)據(jù)放到模型中進(jìn)行驗(yàn)證和修改，只有經(jīng)歷了這樣的過程之后，才能夠利用數(shù)學(xué)建模知識(shí)將實(shí)際存在的問題進(jìn)行解決，從中也能夠看出，高校數(shù)學(xué)建模課程的實(shí)踐性是比較強(qiáng)的，在這一課程的教學(xué)過程中，學(xué)生的實(shí)踐能力和數(shù)學(xué)思維能力都能夠得到培養(yǎng)。

三、高校數(shù)學(xué)建模課程的教學(xué)方法改革中的實(shí)際問題

（一）學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)比較薄弱使得課程改革難以進(jìn)行

從總體的角度上來說，在高校數(shù)學(xué)建模課程的教學(xué)方法改革過程中，學(xué)生的數(shù)學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)其實(shí)都是比較薄弱的，而高校數(shù)學(xué)建模課程的實(shí)際教學(xué)對(duì)于學(xué)生的數(shù)學(xué)知識(shí)基礎(chǔ)方面是比較看重的。而之所以造成這種情況，最主要的原因就是高校的數(shù)學(xué)建模課程將學(xué)生限制在了課堂當(dāng)中，也就是說，高校學(xué)生即便進(jìn)行了建模課程的學(xué)習(xí)，也并不能將學(xué)習(xí)到的知識(shí)應(yīng)用在實(shí)際生活當(dāng)中，學(xué)生的眼界打不開，其知識(shí)面也難以打開，這樣就會(huì)使得高校學(xué)生的數(shù)學(xué)建模知識(shí)的理解出現(xiàn)比較嚴(yán)重的問題，這些問題不僅會(huì)限制學(xué)生的學(xué)習(xí)，也會(huì)限制高校數(shù)學(xué)建模課程的教學(xué)方法改革工作的進(jìn)行。例如，建模課程中出現(xiàn)的各種實(shí)際物體，高校學(xué)生雖然知曉其形態(tài)，但是實(shí)際的數(shù)學(xué)建模課程中學(xué)生并沒有強(qiáng)烈的直觀感受，缺乏了形象思維的輔助學(xué)習(xí)之后，學(xué)生在建模課程中各種概念、理論的理解上就會(huì)出現(xiàn)比較大的偏差。教學(xué)方式在進(jìn)行改革的過程中不重視這一點(diǎn)的話，會(huì)使得高校學(xué)生的數(shù)學(xué)建模課程的學(xué)習(xí)出現(xiàn)比較大的問題，學(xué)習(xí)工作也會(huì)變得比較被動(dòng)。

（二）教學(xué)方式陳舊、傳統(tǒng)

對(duì)國內(nèi)的高校進(jìn)行抽樣調(diào)查之后就能夠發(fā)現(xiàn)，這些高校內(nèi)部針對(duì)數(shù)學(xué)建模課程的教學(xué)工作其實(shí)是非常陳舊且傳統(tǒng)的，并且沒有隨著新課標(biāo)的要求而改變，實(shí)際的教學(xué)主體依舊是教師，這樣雖然是既定的教學(xué)任務(wù)，但是高校學(xué)生的數(shù)學(xué)建模課程的學(xué)習(xí)被限制在了課堂教學(xué)當(dāng)中，學(xué)生的創(chuàng)造力和想象力都不能得到充分的發(fā)揮，在這種環(huán)境之下，傳統(tǒng)的高校數(shù)學(xué)建模課程的教學(xué)難以發(fā)揮出比較好的效果，自然而然的，進(jìn)行教學(xué)方式的改革也是比較難的了。而且數(shù)學(xué)建模課程的實(shí)踐性本身就是比較強(qiáng)的，將學(xué)生限制在課堂進(jìn)行教學(xué)難以達(dá)到良好的教學(xué)效果，長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行下去還會(huì)打擊高校學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)建模課程的自信心［3］。

（三）高校數(shù)學(xué)建模課程的前期基礎(chǔ)課程不足

在前文其實(shí)已經(jīng)進(jìn)行了一定的提及，高校數(shù)學(xué)建模課程的教學(xué)的要求其實(shí)是比較高的，現(xiàn)如今的高校針對(duì)數(shù)學(xué)建模課程的教學(xué)理應(yīng)事先對(duì)學(xué)生進(jìn)行微分方程以及分析法等等課程的教學(xué)，但是國內(nèi)諸多高校并沒能做到這一點(diǎn)，在這種情況之下，高校數(shù)學(xué)建模課程教學(xué)難以起到其應(yīng)有的效果。因此，在后續(xù)的高校數(shù)學(xué)建模課程的教學(xué)方法改革工作中需要加強(qiáng)前期基礎(chǔ)課程的教學(xué)，并且應(yīng)當(dāng)使得前期基礎(chǔ)課程的教學(xué)工作質(zhì)量方面得到保證，這對(duì)于高校數(shù)學(xué)建模課程的實(shí)際教學(xué)工作來說是比較重要的。

四、高校數(shù)學(xué)建模課程的教學(xué)方法改革的有效對(duì)策

（一）加強(qiáng)課程改革和建設(shè)

為了促使高校數(shù)學(xué)建模課程的教學(xué)方法進(jìn)行快速的改革，就需要得到高校學(xué)生的反饋。因此，需要在全校范圍之內(nèi)開設(shè)數(shù)學(xué)建模的選修課程，這樣就能夠使得這一課程的實(shí)際教學(xué)工作滲透到不同學(xué)科的教育工作當(dāng)中，從而使得高校學(xué)生因此受益。但是在加強(qiáng)課程改革和建設(shè)的過程中，需要加強(qiáng)相關(guān)的人力資源的投入和經(jīng)濟(jì)方面的投入，在必要的情況下可以建立一個(gè)計(jì)算機(jī)交互式的多媒體實(shí)驗(yàn)室，同時(shí)應(yīng)該購置各種用到的軟件，例如Maple等等，這能夠使得課程的開設(shè)具有良好的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。同時(shí)加強(qiáng)課程的改革和建設(shè)工作還能夠使得高校數(shù)學(xué)建模課程的教學(xué)方法改革速度加快。

（二）進(jìn)行案例的收集和研究

在現(xiàn)如今的各項(xiàng)社會(huì)工作中其實(shí)都有數(shù)學(xué)建模的應(yīng)用，但是高校針對(duì)這一情況的投入工作其實(shí)是嚴(yán)重不足的，這使得現(xiàn)階段的高校數(shù)學(xué)建模課程的教學(xué)方法改革工作會(huì)出現(xiàn)比較大的缺失。因此，校方對(duì)于各種數(shù)學(xué)建模的案例的收集和研究應(yīng)當(dāng)重視起來，并且將收集到的教學(xué)案例研究透徹，做到這一點(diǎn)之后在投入到正常的數(shù)學(xué)建模課程的教學(xué)工作當(dāng)中，這樣即便學(xué)生會(huì)產(chǎn)生一定的學(xué)習(xí)問題，教師也能夠第一時(shí)間進(jìn)行解決。

（三）師資力量的培養(yǎng)

但凡是教育事業(yè)的改革工作，師資力量都是其中最為重要的一部分，而且教師本身也是最為重要的教育實(shí)施者。因此，在實(shí)際的高校數(shù)學(xué)建模課程的教學(xué)方法改革工作中，校方需要對(duì)師資力量進(jìn)行培養(yǎng)，以此來提升改革工作的成功率。為了達(dá)到這一目的，校方需要定期地對(duì)校內(nèi)的師資力量進(jìn)行培訓(xùn)，并且在必要的情況下，可以從外部引進(jìn)優(yōu)秀的師資力量，以此來提升整體的師資力量的水平，使得高校數(shù)學(xué)建模課程的教學(xué)方法改革工作快速地進(jìn)行。為了使得校內(nèi)的師資力量的教學(xué)水平得到提升，校方可以請(qǐng)相關(guān)的專家到校內(nèi)進(jìn)行公開課的教學(xué)。

五、數(shù)學(xué)建模的優(yōu)勢(shì)所在

現(xiàn)在數(shù)學(xué)模型還沒有一個(gè)統(tǒng)一的準(zhǔn)確的定義，因?yàn)檎驹诓煌慕嵌瓤梢杂胁煌亩x。不過我們可以給出如下定義：“數(shù)學(xué)模型是關(guān)于部分現(xiàn)實(shí)世界和為一種特殊目的而作的一個(gè)抽象的、簡(jiǎn)化的結(jié)構(gòu)。”

數(shù)學(xué)建模培養(yǎng)了高校學(xué)生對(duì)于不同學(xué)科方向的深入思考，由于數(shù)學(xué)建模的賽題往往涉及多個(gè)學(xué)科或者交叉學(xué)科，學(xué)生會(huì)對(duì)新的專業(yè)產(chǎn)生初步的理解，在這一基礎(chǔ)之上，高校學(xué)生就能夠?qū)?shù)學(xué)建模具有全面且深刻的理解。

此外，數(shù)學(xué)建模課程教學(xué)還能夠使得高校學(xué)生的科研創(chuàng)新能力得到提升，學(xué)習(xí)過高校數(shù)學(xué)建模課程的高校學(xué)生可以用更加發(fā)散的思維、更加創(chuàng)新的方法去探索和進(jìn)行問題的解決，久而久之還能夠養(yǎng)成高校學(xué)生自主進(jìn)行學(xué)習(xí)的良好習(xí)慣，這是其他高校課程所不能做到的。一般來說凡參與過數(shù)模競(jìng)賽的高校學(xué)生都能熟練地應(yīng)用字處理軟件“Word”，掌握電子表格“Excel”的使用；“MATLAB”軟件的使用，并且還具有良好的語言運(yùn)用能力，這些能力都是高校學(xué)生綜合素質(zhì)中非常重要的一部分。

綜上所述，就是到目前為止對(duì)于高校數(shù)學(xué)建模課程的教學(xué)方法改革的相關(guān)研究和分析，從文中敘述的內(nèi)容中可以看出，目前高校數(shù)學(xué)建模課程中存在的問題還是比較多的，在這種情況下，高校自身要重視高校數(shù)學(xué)建模課程的教學(xué)方法改革工作，并且在其中需要投入更多的人力資源和經(jīng)濟(jì)資源，促使高校數(shù)學(xué)建模課程的教學(xué)水平快速地進(jìn)行提升，這對(duì)于莘莘學(xué)子來說是非常重要的。