導(dǎo)語(yǔ)：數(shù)學(xué)建模對(duì)大學(xué)生科技創(chuàng)新的影響一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：高校課程改革要求培養(yǎng)具有適應(yīng)性和創(chuàng)新性的高素質(zhì)人才，培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)造能力和實(shí)踐能力已經(jīng)引起了廣泛關(guān)注。數(shù)學(xué)建模是提高學(xué)生應(yīng)用意識(shí)和數(shù)學(xué)素質(zhì)的重要途徑之一。學(xué)校結(jié)合各學(xué)科特點(diǎn)及學(xué)生情況，開(kāi)設(shè)數(shù)學(xué)建模課程，改變傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)教學(xué)方式，在各科教學(xué)中穿插數(shù)學(xué)建模思想，通過(guò)課內(nèi)、課外數(shù)學(xué)教學(xué)的有機(jī)結(jié)合，培養(yǎng)大學(xué)生的數(shù)學(xué)建模思想，能夠使學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力增強(qiáng)，有利于提高大學(xué)生的創(chuàng)新思維能力和綜合素質(zhì)。

關(guān)鍵詞：數(shù)學(xué)建模;科技創(chuàng)新;實(shí)踐能力

一、引言

加強(qiáng)大學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)，已是世界各國(guó)教學(xué)改革的共同趨勢(shì)，也是我國(guó)實(shí)現(xiàn)“科教興國(guó)”戰(zhàn)略的基本要求。新的課程改革強(qiáng)調(diào)數(shù)學(xué)與實(shí)際生活的聯(lián)系，多年來(lái)的教育實(shí)踐證明，數(shù)學(xué)建模的教學(xué)在大學(xué)生的創(chuàng)新教學(xué)中的地位和意義已是舉足輕重。學(xué)?？梢酝ㄟ^(guò)數(shù)學(xué)建模，培養(yǎng)學(xué)生搜集和處理信息的能力、獲取新知識(shí)的能力、分析解決問(wèn)題的能力以及交流與合作的能力。數(shù)學(xué)教育本質(zhì)上是一種素質(zhì)教育，從開(kāi)始受教育，就接觸數(shù)學(xué)學(xué)科，數(shù)學(xué)的重要性可見(jiàn)一斑，不僅僅是要掌握這門(mén)課的知識(shí)這么簡(jiǎn)單，現(xiàn)實(shí)生活中的很多實(shí)際問(wèn)題都能用數(shù)學(xué)語(yǔ)言來(lái)描述，把實(shí)際問(wèn)題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問(wèn)題，再來(lái)描述、解決問(wèn)題的過(guò)程就是建立數(shù)學(xué)模型、求解數(shù)學(xué)模型的過(guò)程。在數(shù)學(xué)教學(xué)中，就不能和現(xiàn)實(shí)完全脫離，這種和現(xiàn)實(shí)脫軌的傳統(tǒng)教學(xué)狀態(tài)使學(xué)生雖然掌握了技術(shù)，卻不能學(xué)以致用，填鴨式的教育并不能使學(xué)生真正成為現(xiàn)在社會(huì)需要的有用人才，數(shù)學(xué)建模就是將數(shù)學(xué)和外界聯(lián)系起來(lái)的一個(gè)通道。通過(guò)數(shù)學(xué)建模培養(yǎng)大學(xué)生對(duì)于新問(wèn)題在短時(shí)間之內(nèi)的解決問(wèn)題的能力，有利于培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新思想。

二、制約大學(xué)生創(chuàng)新能力發(fā)展的問(wèn)題

目前，數(shù)學(xué)教育主要還是關(guān)注在題目上，學(xué)習(xí)的目的大部分都是為了獲取高分。如果高校的教育從公式、定理展開(kāi)，學(xué)生的作業(yè)、學(xué)習(xí)也依葫蘆畫(huà)瓢的積分微分，這種方式訓(xùn)練出來(lái)的學(xué)生，往往知其然而不知其所以然，雖然按教材中規(guī)中矩、按部就班地授課，可以使學(xué)生在短時(shí)間內(nèi)掌握知識(shí)，也能獲得暫時(shí)的效果，然而當(dāng)學(xué)生走向社會(huì)時(shí)，這樣學(xué)習(xí)到的知識(shí)往往不能給他們帶來(lái)更多的幫助，這種情況顯然不是在數(shù)學(xué)教育中理想的狀態(tài)。書(shū)本上看起來(lái)或晦澀難懂或明了清楚的概念理論應(yīng)該不僅僅帶給學(xué)生在校時(shí)的分?jǐn)?shù)、獎(jiǎng)學(xué)金，應(yīng)該了解精髓，懂得他們背后的思想和生命力才是數(shù)學(xué)帶給我們遠(yuǎn)比學(xué)習(xí)成績(jī)更重要的東西。無(wú)論是以后從事什么崗位，接受過(guò)的數(shù)學(xué)教育鍛煉過(guò)思維、邏輯，使學(xué)生在面對(duì)實(shí)際問(wèn)題時(shí)更能明白事情的問(wèn)題所在，更能有邏輯、更有方法的解決問(wèn)題。這就是要培養(yǎng)學(xué)生的自主思考、發(fā)散創(chuàng)新的能力。傳統(tǒng)的教學(xué)過(guò)程既然很難做到，那么就要通過(guò)別的方法訓(xùn)練大學(xué)生面對(duì)問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。在高校中推廣數(shù)學(xué)建模是一種能實(shí)施、易實(shí)施又有效的方法。

三、高校大學(xué)生數(shù)學(xué)建模創(chuàng)新活動(dòng)的建設(shè)內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)狀問(wèn)題，我們以培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新能力及實(shí)踐能力為目的，通過(guò)建設(shè)高效的數(shù)學(xué)建模創(chuàng)新活動(dòng)，激發(fā)大學(xué)生的創(chuàng)新活力和運(yùn)用數(shù)學(xué)方法解決復(fù)雜實(shí)際問(wèn)題的綜合能力，拓寬學(xué)生的知識(shí)面，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)。1.從全校相關(guān)專業(yè)中選拔有實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)的教師進(jìn)行培訓(xùn)根據(jù)不同專業(yè)的特色，從全校范圍內(nèi)選拔優(yōu)秀的數(shù)學(xué)建模指導(dǎo)教師團(tuán)隊(duì)；根據(jù)數(shù)學(xué)建模特點(diǎn)，對(duì)指導(dǎo)教師進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)和學(xué)術(shù)交流。比如，參加數(shù)學(xué)建模培訓(xùn)班，與其他高校優(yōu)秀建模教師進(jìn)行學(xué)術(shù)交流。邀請(qǐng)有實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)的專家做數(shù)學(xué)建模的學(xué)術(shù)報(bào)告。根據(jù)指導(dǎo)教師特點(diǎn)進(jìn)行分工，研究不同領(lǐng)域的數(shù)學(xué)建模問(wèn)題，通過(guò)專兼結(jié)合達(dá)到知識(shí)結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。2.將數(shù)學(xué)建模思想融入學(xué)生的認(rèn)知當(dāng)中現(xiàn)代認(rèn)知心理學(xué)家布魯納說(shuō)：“探索是數(shù)學(xué)教學(xué)的生命線。”Moor教學(xué)法提出學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)最好的方式是“在做數(shù)學(xué)中學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)”。因此，在教學(xué)中調(diào)動(dòng)學(xué)生積極參與數(shù)學(xué)建模過(guò)程中，探索建模方法。在選題時(shí)老師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生，開(kāi)發(fā)學(xué)生的開(kāi)放性、探索性，開(kāi)拓更廣闊的探索空間。講解建模環(huán)節(jié)，教師要善于把建模材料組織成一個(gè)體系，為學(xué)生創(chuàng)造探索環(huán)境。數(shù)學(xué)建模環(huán)節(jié)，教師應(yīng)尊重學(xué)生的主體地位，激勵(lì)學(xué)生獨(dú)立思考，出錯(cuò)環(huán)節(jié)協(xié)助其自主分析出錯(cuò)原因，并從錯(cuò)誤中尋出思維的合理之處。教師引導(dǎo)學(xué)生建模主要從兩個(gè)方面入手：一將實(shí)際問(wèn)題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問(wèn)題的能力；二對(duì)轉(zhuǎn)化過(guò)來(lái)的問(wèn)題，應(yīng)用數(shù)學(xué)解決的能力。在教學(xué)過(guò)程中，教師可以將實(shí)際問(wèn)題還原成所學(xué)數(shù)學(xué)知識(shí)，使學(xué)生可以借助自己的認(rèn)知結(jié)構(gòu)主動(dòng)構(gòu)建數(shù)學(xué)模型；從數(shù)學(xué)問(wèn)題原型出發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生觀察、分析、概括得到數(shù)學(xué)概念、公式、定理、法則的教學(xué)方式符合知識(shí)的發(fā)生發(fā)展的過(guò)程，體現(xiàn)教學(xué)中解決問(wèn)題的心理過(guò)程。3.在全校根據(jù)文理科專業(yè)開(kāi)設(shè)數(shù)學(xué)建模通識(shí)課大一上學(xué)期，全校范圍內(nèi)開(kāi)設(shè)數(shù)學(xué)建模通識(shí)課，結(jié)合各學(xué)科的特點(diǎn)，分別開(kāi)設(shè)文科班和理科班，不僅理科生可以受到數(shù)學(xué)建模思想的熏陶，文科生也可以根據(jù)自身的認(rèn)知體驗(yàn)到數(shù)學(xué)建模帶來(lái)的樂(lè)趣。邀請(qǐng)有經(jīng)驗(yàn)的數(shù)學(xué)建模指導(dǎo)教師進(jìn)行講授，要結(jié)合學(xué)生感興趣的問(wèn)題入手。比如，2017年高教社杯全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽題目B題“拍照賺錢(qián)”的任務(wù)定價(jià)，通過(guò)學(xué)生感興趣的“拍照賺錢(qián)”等實(shí)際問(wèn)題讓學(xué)生切身體會(huì)到數(shù)學(xué)建模思想與生活息息相關(guān)，讓學(xué)生帶著問(wèn)題學(xué)習(xí)。對(duì)一些同學(xué)難以理解的數(shù)學(xué)模型的講解時(shí)，教師可以將數(shù)學(xué)問(wèn)題轉(zhuǎn)化為學(xué)生已有的認(rèn)知當(dāng)中，既通俗易懂，又能夠讓學(xué)生通過(guò)數(shù)學(xué)建模產(chǎn)生樂(lè)趣。比如，學(xué)生在學(xué)習(xí)難理解的貝葉斯模型時(shí)，先驗(yàn)概率對(duì)后驗(yàn)概率的影響，不知其意而死記硬背，教學(xué)中可以用原型引出貝葉斯模型：已知外界的環(huán)境變化影響最終決策者的判斷；高等數(shù)學(xué)中的矩陣，矩陣分解可通過(guò)數(shù)學(xué)建模應(yīng)用于人臉圖像識(shí)別、矩陣的特征值及特征向量可以用于數(shù)據(jù)降維等。通過(guò)模型學(xué)習(xí)概念，強(qiáng)化數(shù)學(xué)來(lái)源于生活的思想教育，理論聯(lián)系實(shí)際的數(shù)學(xué)課堂教學(xué)模式讓學(xué)生看到問(wèn)題的提出，有利于學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力的培養(yǎng)，以此激發(fā)學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)建模的學(xué)習(xí)興趣。學(xué)期結(jié)束時(shí)，要求學(xué)生根據(jù)教師提供的數(shù)學(xué)問(wèn)題提交一份數(shù)學(xué)建模論文。4.成立數(shù)學(xué)建模興趣小組成立數(shù)學(xué)建模課外興趣小組群，通過(guò)qq、微信等社交平臺(tái)，充分發(fā)揮大學(xué)生的主觀能動(dòng)性，形成良好的學(xué)習(xí)氛圍。學(xué)生通過(guò)數(shù)學(xué)建模學(xué)習(xí)如何在團(tuán)隊(duì)中發(fā)揮自己的長(zhǎng)處，如何合作完成共同的任務(wù)。在數(shù)學(xué)建模課外興趣小組中，學(xué)生互相討論時(shí)，不同的思維碰撞會(huì)產(chǎn)生不同的想法，能激勵(lì)大學(xué)生養(yǎng)成勤于動(dòng)腦、善于思考的能力，能在一定程度上鍛煉學(xué)生的靈活性和思考問(wèn)題的多面性。課外小組中，學(xué)校舉辦數(shù)學(xué)建模系列講座，可以邀請(qǐng)有經(jīng)驗(yàn)的專家教師給大家講解數(shù)學(xué)在實(shí)際中的不同應(yīng)用，宣傳數(shù)學(xué)建模基本思想，使學(xué)生全面理解模型的適用范圍、典型特征、建模及求解過(guò)程。通過(guò)對(duì)模型深入的理解，學(xué)生了解數(shù)學(xué)建模全過(guò)程，進(jìn)而舉一反三。此外，根據(jù)學(xué)生的不同特點(diǎn)，分配給學(xué)生不同的學(xué)習(xí)任務(wù)，既激起大學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)建模的興趣，又保證個(gè)性化的培養(yǎng)教育，學(xué)生們?cè)谛〗M中能體會(huì)到團(tuán)隊(duì)協(xié)作的重要性。學(xué)?？梢蚤_(kāi)展數(shù)學(xué)文化節(jié)，依托豐富多彩的數(shù)學(xué)課外閱讀活動(dòng)，使學(xué)生感受數(shù)學(xué)文化，學(xué)會(huì)用數(shù)學(xué)的眼光看待世界，用數(shù)學(xué)的頭腦解決身邊的問(wèn)題，以此提升學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維，以及以新穎獨(dú)特的方式解決問(wèn)題的思維方式。5.參賽人員層級(jí)選拔及實(shí)訓(xùn)（1）校內(nèi)選拔。全校選拔人員采取自愿報(bào)名的方式。自愿參加的成員能積極、主動(dòng)地學(xué)習(xí)，積極地思考問(wèn)題，將他們的能力最大限度地發(fā)揮出來(lái)。指導(dǎo)教師給定幾個(gè)經(jīng)典題目，按照全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽的所有規(guī)則進(jìn)行模擬競(jìng)賽，通過(guò)賽前鼓勵(lì)調(diào)動(dòng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力，讓學(xué)生積極參與。賽中指導(dǎo)教師根據(jù)每一位參賽隊(duì)員的特點(diǎn)進(jìn)行有針對(duì)性的指導(dǎo)，發(fā)揚(yáng)每個(gè)學(xué)生的優(yōu)點(diǎn)，提高每一位參賽隊(duì)員的學(xué)業(yè)素質(zhì)及水平。賽后根據(jù)每位學(xué)生在活動(dòng)中的表現(xiàn)，評(píng)出各個(gè)學(xué)生的等級(jí)獎(jiǎng)（一、二、三等獎(jiǎng)及優(yōu)秀獎(jiǎng)）。根據(jù)成績(jī)及學(xué)生在比賽中的表現(xiàn)，選拔出前20組優(yōu)秀學(xué)生團(tuán)隊(duì)。（2）優(yōu)秀學(xué)生培訓(xùn)。學(xué)校有針對(duì)地對(duì)在校內(nèi)選拔的優(yōu)秀創(chuàng)新人才進(jìn)行集中培訓(xùn)和實(shí)訓(xùn)，從實(shí)際出發(fā)，以學(xué)校培養(yǎng)創(chuàng)新性人才的目標(biāo)為指導(dǎo)思想。在數(shù)學(xué)建模過(guò)程中，邀請(qǐng)往屆參賽得獎(jiǎng)的學(xué)生進(jìn)行交流，介紹經(jīng)驗(yàn)。教師帶領(lǐng)學(xué)生觀摩其他學(xué)校的數(shù)學(xué)建模培養(yǎng)方式，促進(jìn)大學(xué)生中優(yōu)秀人才的脫穎而出、健康快速成長(zhǎng)，加強(qiáng)各高校之間以及高校與企業(yè)之間的研究，讓大學(xué)生從中獲得知識(shí)，并讓學(xué)生有競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)。學(xué)院設(shè)立數(shù)學(xué)建模暑期培訓(xùn)，主要涉及有建模所需數(shù)學(xué)知識(shí)講解、建模案例分析、建模案例練習(xí)、全國(guó)大學(xué)生優(yōu)秀作品分析、最終的建?？荚嚈z測(cè)。（3）基于理論方法和具體實(shí)戰(zhàn)的培訓(xùn)。理論課方面，主要介紹數(shù)學(xué)建?；舅枷?、常用建模方法，以及較為經(jīng)典的建模案例。在教學(xué)方法上，教師可以采用啟發(fā)式教學(xué)，引領(lǐng)學(xué)生參與建模的全過(guò)程，使學(xué)生領(lǐng)悟數(shù)學(xué)建模的精髓，激發(fā)對(duì)數(shù)學(xué)建模的興趣。實(shí)驗(yàn)課方面，為提高學(xué)生分析解決問(wèn)題、設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)算法的能力，介紹主要軟件（Matlab、SPSS、R和Python）及其軟件包，教學(xué)生直接利用軟件編程求解一些簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)模型。實(shí)驗(yàn)課中，教師給出建模案例，讓學(xué)生練習(xí)，包括（分析問(wèn)題、提出假設(shè)、建立模型、算法設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)操作、結(jié)果檢驗(yàn)、撰寫(xiě)論文），最后帶領(lǐng)學(xué)生參加全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽。英語(yǔ)基礎(chǔ)比較好的學(xué)生可以參加美國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽。

四、結(jié)束語(yǔ)

創(chuàng)新人才的培養(yǎng)是時(shí)展的需要，是時(shí)代對(duì)教育提出的新要求。數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽對(duì)大學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力十分有效，因此學(xué)校改變傳統(tǒng)數(shù)學(xué)方式的局限性，要結(jié)合最新的科學(xué)前沿問(wèn)題，通過(guò)課堂數(shù)學(xué)教學(xué)、課外活動(dòng)將數(shù)學(xué)建模融入學(xué)生的認(rèn)知當(dāng)中，通過(guò)數(shù)學(xué)建模思想的培養(yǎng)，提高當(dāng)代大學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力，培養(yǎng)學(xué)生搜集和處理信息的能力、獲取新知識(shí)的能力、分析解決問(wèn)題的能力以及交流與合作的能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊艷琦.基于數(shù)學(xué)建模培訓(xùn)大學(xué)生創(chuàng)新能力[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2016

[2]陳六新，張偉.基于數(shù)學(xué)模型的大學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[J].重慶郵電大學(xué)學(xué)報(bào)，2008

[3]張引娣，薛宏智，王阿霞.利用數(shù)學(xué)建模提高大學(xué)生的創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)[J].高等建筑教育，2010

[4]姜啟源，謝金星.數(shù)學(xué)模型（第三版）[M].北京：高等教育出版社，2003

[5]王金山，胡貴安，邱國(guó)新.將數(shù)學(xué)建模思想融入大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)全面提升教學(xué)質(zhì)量[J].大學(xué)數(shù)學(xué)，2010

[6]秦立春，何友萍.高職院校數(shù)學(xué)建模培訓(xùn)現(xiàn)狀及對(duì)策[J].柳州師專學(xué)報(bào)，2012

作者:楊曉慧 蔣瀟瀅 單位:河南大學(xué)數(shù)據(jù)分析技術(shù)實(shí)驗(yàn)室數(shù)學(xué)與統(tǒng)計(jì)學(xué)院