數學建模課程思政實施方案研究*

鄭斯斯 沙 金

（1.惠州學院 數學與統計學院 廣東惠州 516007；2.廣東海洋大學 機械與動力工程學院 廣東湛江 524088）

一、課程的重要性

數學建模是通過對實際問題的抽象、簡化，建立數學模型，并對模型進行求解和檢驗，再根據求解結果去解決或解釋實際問題的過程。2018年出版的《普通高等學校本科專業類教學質量國家標準》中明確指出，數學建模是數學與應用數學專業的主干課程之一，是數學類專業核心課程之一，更是數學類專業學生必須具備的素養。“新工科建設”明確要求，加快培養新興領域工程科技人才，理科教學要不斷地適應改革的需求。而“與實際結合、問題驅動”正是新興科技人才的重要標準，也是數學建模發展的不竭動力和重要特征。普通高等學校師范類專業認證工作指南中的畢業要求明確規定，“要掌握所教學科的基本知識、基本原理和基本技能，理解學科知識體系基本思想和方法，了解所教學科與其他學科的聯系，了解所教學科與社會實踐的聯系，對學習科學相關知識有一定的了解”，這無疑也是對畢業生數學建模知識和能力的要求。綜上所述，數學建模課程不僅是數學類專業的主干課程，而且也已成為“新工科”建設背景下的“新理科”“師范類專業認證”參與專業重要的輔助課程[1]。

二、課程教學的現狀

1.教學內容多，課時少

不同的學校會根據專業年級不同而實行不同的教學大綱和內容。課程的學時數從十幾個到六十多個不等，一般針對應用數學和信息專業的學生而開設。課程一般都不會超過54學時，這其中還包含了數學實驗課程，有的學校甚至只以講座形式實行，用的學時不多，多數是啟發性地講一些基本的概念和方法[2]。然而，數學建模課程的知識面廣、信息量大，內容多，在有限的課堂時間內，很多教師只能采取傳統的講授方式，并沒時間引導學生主動思考、分析、解決實際問題，體驗建模的全過程[3]。

2.教學案例多，教師任務重

數學建模是一門案例式應用型課程。最新、最貼近我們生活實際的案例，往往更容易被學生接受。然而，教材上很多案例專業性太強，學生感覺離自己較遠，很難激發出學習的積極性。另外，數學建模涉及的知識面非常廣，包括概率統計、組合圖論、預測模型、微分方程、計算機編程等多交叉學科，這對授課教師自身的知識儲備和教學能力都有很高的要求。

3.學生缺乏學習主動性

在開設數學建模課程之前，一般會先學習分析代數、微分方程、概率統計等數學基礎理論課程。但由于數學建模課程涉及面太廣，學生如果前序課程沒學好，會認為該課程的學習難度很大，進而跟不上老師的上課節奏，久而久之便沒有了學習的興趣。于是很多學生認為自己能力不足以建模，或者是態度上不夠重視，所以不愿花時間主動學習。

三、課程思政建設的重要性

大學生具備較高的知識能力和實踐素質，既是社會群體中最具活力、最創新力的群體，也是參與國家建設、推動社會進步的重要新生力量。他們當中的絕大部分人將會成為本領域的中堅力量，擔任各種類型的教育工作，而正確的世界觀、人生觀、價值觀、堅定的共產主義信念、強烈使命擔當，必將作為思想基礎指導他們應用建模思想[4]。馬克思認為“一種科學只有在成功地運用數學時，才算達到了真正完善的地步。”；司馬遷在《史記·高祖本紀》中記載“夫運籌策帷幄之中，決勝于千里之外，吾不如子房”。不論從軍事、管理、經濟等領域，還是從中國古代、近代的歷史，均表明現實生活中出現的具體問題都可以嘗試應用現有的科學技術知識和數學方法來解決。在數學建模知識、方法、技能的教育過程中引入思政元素，將建模素質與思政建設有機結合，對提高學生數學水平，提升學生思政覺悟有著共同的促進作用，對確保模型方法的正確運用，發揮模型本身的應有功效能夠帶來事半功倍的效果。

四、整體思路

1.指導思想

教育部《高等學校課程思政建設指導綱要》中指出，要緊密圍繞“培養什么人、怎樣培養人、為誰培養人”這一根本問題，發揮課堂教學的立德樹人主渠道作用，進行數學建模課程思政建設。

2.設目標

（1）為黨培養人。針對學生獨立性、選擇性、差異性特點，解釋、分析、應對黨領導社會主義管理決策工作中出現的新情況、新問題、新挑戰，消除錯誤思潮對學生思想和行為的不良影響，為黨培養合格的社會主義建設者和接班人[5]。

（2）培養思想政治過硬，管理決策素質全面的人

引導學生樹立正確的“三觀”，堅定共產主義信念，堅定“四個自信”，增強使命擔當，具備在黨的領導下運用建模思想、方法開展各領域管理決策工作的基本能力和基礎素質[6]。

（3）思政立德，觀念樹人，理論聯系實際地培養人

將理想信念、社會主義核心價值觀、中華優秀傳統文化、職業素養等教育與建模知識體系有機結合，全過程、全方位地培養學生思想政治素質和管理決策業務能力。

3.思政元素挖掘

教學內容的設置必須結合數學建模課程思政建設目標進行，思政元素挖掘以黨的思想為指導，緊跟黨的步伐；以社會熱點為導向，緊扣時代脈搏；以學情調研為基礎，緊貼學生實際，部分思政元素見表1所列。

表1 思政元素挖掘案例

4.思政元素融入

數學建模課程思政建設教學過程組織，重在解決思政元素與數學建模知識的融合，做到“統一、有效、自然”。思政元素融入內容要統一，確保思政元素與課程知識點間的相關性、一致性；融入過程要有效，切入時機應準確，利用學生心理產生共鳴；融合方式要自然，注重學生主體地位的發揮，引導其主動參與。部分切入路徑見表2所列。

表2 思政元素切入案例

五、案例分析

知識點：中國郵路問題（郵遞員送信，要走完負責投遞的全部街道，完成任務后回到郵局。請問應按什么路線走，使得所走路程最短），如何以有限資源實現目標最大化？

思政元素：新時代中國特色社會主義偉大成就。

學情分析：通過問卷調查，獲得授課班級學生使用新四大發明情況。

實施過程：2017年5月，來自一帶一路沿線的20國青年評選出中國新四大發明（高鐵、掃碼支付、共享單車和網購）。追求更快的速度、更高效的支付、更簡便的出行方式、更個性化的服務，是人們對于更美好的生活的向往（通過調查數據證明）。以新四大發明的案例說明，中國郵路問題追求的目標是最小化送貨時間，打通“最后一公里”，提升群眾生活品質。

請學生思考：新四大發明為何在中國發展得如此迅速？通過思考，學生明白了中國最偉大的創新一定是“四大發明”，我們不應躺在功勞簿上吃老本，不能還是從“四大發明”中尋求慰藉，而是應該砥礪前行，弘揚工匠精神，創造出更多的發明，實現“師夷長技以制夷”。

思政元素與數學建模知識的有效融合，使得課程思政建設“入腦、入心、入行”。

結語

大學生具備較高的知識能力和實踐素質，是社會群體中最具活力、最創新力的群體，是參與國家建設、推動社會進步的重要新生力量。在數學建模知識、方法、技能的“互聯網+教育”過程中，引入思政元素，將建模素質與思政建設有機結合，對提高學生數學水平，提升學生思政覺悟有著共同的促進作用，對確保模型方法的正確運用，發揮模型本身的應有功效能夠帶來事半功倍的效果。加強數學建模課程建設，不僅能夠為新理科專業建設提供重要依據，而且也可為其他課程進行改革提供有益借鑒，有助于全面地提升學生的學習能力。