提高數學建模意識提升學生創新能力

摘要：文章從數學建模的內涵出發，闡述了數學建模對大學生創新能力的作用，數學建模是一門非常注重理論聯系實踐的學科，而數學建模競賽有利于培養學生的想象力與創造力，因此在教學過程中，要注重建模思想的融入，以及對軟件的應用。

關鍵詞：數學建模;教學;創新能力

創新人才的培養是新的時代對高等教育提出的新要求。培養高質量、高層次人才不僅需要傳統意義上的邏輯思維能力、推理演算能力，更需要具備對所涉及的專業問題建立數學模型，進行數學實驗，利用先進的計算工具、數學軟件進行數值求解和做出定量分析的能力。因此，如何培養學生的求知欲，如何培養學生的學習積極性，如何培養學生的創新意識和創新能力已成為高等教育迫切需要解決的問題，而數學建模就提供了一種有效的途徑，把創新與教學結合起來。

數學建模可以提高學生的學習興趣，培養學生不怕吃苦、敢于戰勝困難的堅強意志，培養自律、團結的優秀品質，培養正確的數學觀。數學建模能培養學生應用數學進行分析、推理、證明和計算的能力;用數學語言表達實際問題及用普通人能理解的語言表達數學結果的能力;應用計算機及相應數學軟件的能力;獨立查找文獻，自學的能力，組織、協調、管理的能力;創造力、想象力、聯想力和洞察力。由此，在數學教學中滲透數學建模知識是很有必要的。

數學建模的教學本身是一個不斷探索、不斷創新、不斷完善和提高的過程。不同于傳統的教學模式，數學建模課程指導思想是：以實驗室為基礎、以學生為中心、以問題為主線、以培養能力為目標來組織教學工作。通過教學使學生了解利用數學理論和方法去分折和解決問題的全過程，提高他們分折問題和解決問題的能力;提高他們學習數學的興趣和應用數學的意識與能力。數學建模以學生為主，教師利用一些事先設計好的問題，引導學生主動查閱文獻資料和學習新知識，鼓勵學生積極開展討論和辯論，主動探索解決之法。教學過程的重點是創造一個環境去誘導學生的學習欲望、培養他們的自學能力，增強他們的數學素質和創新能力，強調的是獲取新知識的能力，是解決問題的過程，而不是知識與結果。

為了培養學生的建模意識，教師應首先需要提高自己的建模意識。這不僅意味著我們在教學內容和要求上的變化，更意味著教育思想和教學觀念的更新。教師除需要了解數學科學的發展歷史和發展動態之外，還需要不斷地學習一些新的數學建模理論，并且努力鉆研如何把數學知識應用于現實生活。其次，數學建模教學還應與現行教材結合起來研究。這樣通過章前問題教學，學生明白了數學就是學習，研究和應用數學模型，同時培養學生追求新方法的意識及參與實踐的意識。

在數學教學中，傳統的數學教學往往注重知識的傳授、公式的推導、定理的證明以及應用能力的培養.盡管這種模式并非一無是處，甚至有時還相當成功，但它不能有效地激發廣大學生的求知欲，不能有效地培養學生的學習積極性，不能有效地培養學生的創新意識和創新能力。而如何培養學生的創新意識和創新能力，既沒有現成的模式可循，也沒有既定的方法可套用，只能靠廣大教師不斷探索和實踐。在教學中，教師需要不斷的探索教學方式，把數學建模融入教學中，從而激發學生探索知識的欲望，進而參加數學建模競賽，深化建模思想，從中受益。

在教學中，搭建數學建模與數學實驗這個平臺，提示學生用計算機解決經過簡化的問題，或自己提出實驗問題，設計實驗步驟，觀察實驗結果，尤其是將龐大繁雜的數學計算交給計算機完成，擺脫過去害怕數學計算、畫函數圖像、解方程等任務，避免學生一見到龐大的數學計算公式就會產生畏懼心理，從而喪失信心，讓學生體會到在數學面前自己由弱者變成了強者，由失敗者變成了勝利者、成功者。再設計讓學生自己動手去解決的各類實際問題，使學生通過對實際問題的仔細分析、作出合理假設、建立模型、求解模型及對結果進行分析、檢驗、總結等，解決實際問題，逐步培養學生熟練使用計算機和數學軟件的能力以及運用數學知識解決實際問題的意識和能力。同時，給學生提供大量的上機實踐的機會，提高學生應用數學軟件的能力。一個實際問題構成一個實驗內容，通過實踐環節加大訓練力度，并要求學生通過計算機編程求解、編寫實驗報告等形式，達到提高學生解決實際問題綜合能力的目標。數學建模與數學實驗課程通過實際問題、方法與分析、范例、軟件、實驗、綜合練習的教學過程，以實際問題為載體，以大學基本數學知識為基礎，采用自學、講解、討論、試驗、文獻閱讀等方式，在教師的逐步指導下，學習基本的建模與計算方法。通過學習查閱文獻資料、用所學的數學知識和計算機技術，借助適當的數學軟件，學會用數學知識去解決實際問題的一些基本技巧與方法。通過實驗過程的學習，加深學生對數學的了解，使同學們應用數學方法的能力和發散性思維的能力得到進一步的培養。

數學建模能培養學生的應用能力、解決實際問題的能力、探究能力、團隊合作能力等，提高學生綜合素質的競賽。但是需要教師恰當的引導，在學生學習的過程中起到推動的作用。數學建模比賽為培養大學生的創新能力和人才質量提升提供了重要的平臺，也豐富了學生的大學生活，提升大學生創新創業能力的作用，為培養學生的創新能力提供了新的方向。

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陜西國際商貿學院2021年校級科研課題“基于數學建模競賽的“四位一體”大學生創新能力培養研究”（SMXY202129）階段性成果

作者簡介：楊柳（1989.12-），女，漢族，陜西國際商貿學院，講師，2015年碩士，研究方向：偏微分方程與圖像處理。