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論文關(guān)鍵詞:數(shù)學建模競賽;數(shù)學教學;能力

論文摘要:論述數(shù)學建模對培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性、競爭意識和社會應(yīng)變能力的作用,研究了數(shù)學建模對高職數(shù)學教學的重要作用,提出了數(shù)學教育不僅要使學生學會并掌握一些數(shù)學工具，更應(yīng)著眼于提高學生的數(shù)學素質(zhì)能力，而數(shù)學建模競賽正是培養(yǎng)這種能力的有效載體．

高等職業(yè)教育作為教育類型得到了空前發(fā)展．高職教育在于培養(yǎng)適應(yīng)生產(chǎn)、建設(shè)、管理、服務(wù)第一線需要的高素質(zhì)技能型人才不僅成為人們的一種共識,而且逐步滲透到高職院校的辦學實踐中．數(shù)學課程作為一門公共基礎(chǔ)課程如何服務(wù)于這個目標成為高職基礎(chǔ)課程改革中的熱點．將數(shù)學建模思想融入高職數(shù)學教學應(yīng)是一個重要取向之一．

一、數(shù)學建模競賽對大學生能力培養(yǎng)的重要性

大學生數(shù)學建模競賽起源于美國,我國從1989年開始開展大學生數(shù)模競賽,1994年這項競賽被教育部列為全國大學生四大競賽之一,每年都有幾百所大學積極參加．數(shù)學建模競賽與以往主要考察知識和技巧的數(shù)學競賽不同,是一個完全開放式的競賽．數(shù)學建模競賽的主要目的在于“激勵學生學習數(shù)學的積極性,提高學生建立數(shù)學模型和運用計算機技術(shù)解決實際問題的綜合能力,鼓勵學生踴躍參加課外科技等活動,開拓知識面,培養(yǎng)創(chuàng)造精神及合作意識,推動大學數(shù)學教學體系、教學內(nèi)容和方法的改革”．數(shù)學建模競賽的題目沒有固定的范圍和模式,往往是由實際問題稍加修改和簡化而成,不要求參賽者預(yù)先掌握深入的專門知識．題目有較大的靈活性供參賽者發(fā)揮其創(chuàng)造性,參賽者從所給的兩個題目中任選一個,可以翻閱一切可利用的資料,可以使用計算機及其各種軟件．競賽持續(xù)3天3夜,參賽者可以在此期間充分地發(fā)揮自己的各種能力．數(shù)學建模競賽也是一個合作式的競賽,學生以小組形式參加比賽,每組3人,共同討論,分工協(xié)作,最后完成一份答卷論文．數(shù)學建模涉及的知識幾乎涵蓋了整個自然科學領(lǐng)域甚至涉及到社會科學領(lǐng)域．而且愈來愈多的人認識到學科交叉的結(jié)合點正是數(shù)學建模．數(shù)學建模競賽是能夠把數(shù)學和數(shù)學以外學科聯(lián)系的方法．通過競賽把學生學過的知識與周圍的現(xiàn)實世界聯(lián)系起來,培養(yǎng)了學生的下列能力:

（一）有利于大學生創(chuàng)新性思維的培養(yǎng)

高等教育的重要目的是培養(yǎng)國家建設(shè)需要的中高層次人才,而許多教育工作者認識到目前的高等學校教學中還存在著許多缺陷,其中一個重要的問題是培養(yǎng)的學生缺乏創(chuàng)造性的思維,缺乏一種原創(chuàng)性的想象力．這是我國高等教育的一個致命弱點,嚴重制約了我國科技競爭力．我國高等學校的教學還是以灌輸知識為主,這種教育體制嚴重扼殺了學生的能動性和創(chuàng)造性．數(shù)學建模競賽并不要求求解結(jié)果的唯一性和完美性,而是重點要求學生怎樣根據(jù)實際問題建立數(shù)學關(guān)系,并給出合乎實際要求的結(jié)果和方案,重點考察的是學生的創(chuàng)造性思維能力．

（二）有利于學生動手實踐能力的培養(yǎng)

目前的數(shù)學教學中,大多是教師給出題目,學生給出計算結(jié)果．問題的實際背景是什么?結(jié)果怎樣應(yīng)用?這些問題都不是現(xiàn)行的數(shù)學教學能夠解決的．

數(shù)學模型是一個完整的求解過程,要求學生根據(jù)實際問題,抽象和提煉出數(shù)學模型,選擇合適的求解算法,并通過計算機程序求出結(jié)果．在這個過程中,模型類型和算法選擇都需要學生自己作決定,建立模型可能要花50%的精力,計算機的求解可能要花30%的精力．動手實踐能力有助于學生畢業(yè)后快速完成角色的轉(zhuǎn)變．

（三）有利于學生知識結(jié)構(gòu)的完善

一個實際數(shù)學模型的構(gòu)建涉及許多方面的問題,問題本身可能涉及工程問題、環(huán)境問題、生殖健康問題、生物競爭問題、軍事問題、社會問題等等,就所用工具來講,需要計算機信息處理、Internet網(wǎng)、計算機信息檢索等．因此數(shù)學建模競賽有利于促進學生知識交叉、文理結(jié)合,有利于促進復(fù)合型人才的培養(yǎng)．另外數(shù)學建模競賽還要求學生具有很強的計算機應(yīng)用能力和英文寫作能力．

（四）有利于學生團隊精神的培養(yǎng)

學生畢業(yè)后,無論從事創(chuàng)業(yè)工作還是研究工作,都需要合作精神和團隊精神．數(shù)學建模競賽要求學生以團隊形式參加,3個人為一組,共同工作3天．在競賽的過程中3位同學充分的分工與合作,最后完成問題的解決．集體工作,共同創(chuàng)新,榮譽共享,這些都有利于培養(yǎng)學生的團隊精神,培養(yǎng)學生將來協(xié)同創(chuàng)業(yè)的意識．任何一個參加過數(shù)學建模競賽的學生都對團隊精神帶來的成功和喜悅感到由衷的鼓舞．

二、將數(shù)學建模思想融入高職數(shù)學教學中

通過數(shù)學建模,給我們的教學模式提出了更多的思考,使我們不得不回過頭重新審視一下我們的教學模式是否符合現(xiàn)代教學策略的構(gòu)建?現(xiàn)代的教學策略追求的目標是提倡學生主動參與、樂于探究、勤于動手,培養(yǎng)學生搜集和處理信息的能力、獲取新知識的能力、分析和解決問題的能力以及交流與合作的能力.只有遵循現(xiàn)代的教學策略才能培養(yǎng)出適應(yīng)新世紀、新形勢下的高素質(zhì)復(fù)合型人才.知識的獲取是一個特殊的認識過程,本質(zhì)上是一個創(chuàng)造性過程.知識的學習不僅是目的,而且是手段,是認識科學本質(zhì)、訓(xùn)練思維能力、掌握學習方法的手段,在教學中應(yīng)該強調(diào)的是發(fā)現(xiàn)知識的過程,而不是簡單地獲得結(jié)果,強調(diào)的是創(chuàng)造性解決問題的方法和養(yǎng)成不斷探索的精神.在學習、接受知識時要像前人創(chuàng)造知識那樣去思考,去再發(fā)現(xiàn)問題,在解決問題的各種學習實踐活動中盡量提出有新意的見解和方法,在積累知識的同時注意培養(yǎng)和發(fā)展創(chuàng)新能力.數(shù)學建模恰恰能滿足這種獲取知識的需求,是培養(yǎng)學生綜合能力的一個極好的載體,更是建立現(xiàn)代教學模式的一種行之有效的方法.因此,在數(shù)學教學中應(yīng)該融入數(shù)學建模思想.如何將數(shù)學建模思想融入數(shù)學課程中,我認為要合理嵌入,即以科學技術(shù)中數(shù)學應(yīng)用為中心,精選典型案例,在數(shù)學教學中適時引入,難易適中．以為要抓好以下幾個關(guān)鍵點:

（一）在教學中滲透數(shù)學建模思想

滲透數(shù)學建模思想的最大特點是聯(lián)系實際.高職人才培養(yǎng)的是應(yīng)用技術(shù)型人才,對其數(shù)學教學以應(yīng)用為目的,體現(xiàn)“聯(lián)系實際、深化概念、注重應(yīng)用”的思想,不應(yīng)過多強調(diào)灌輸其邏輯的嚴密性,思維的嚴謹性.學數(shù)學主要是為了用來解決工作中出現(xiàn)的具體問題.

而高職教材中的問題都是現(xiàn)實中存在又必須解決的問題,正是數(shù)學建模案例的最佳選擇.因此,作為數(shù)學選材并不難,只要我們深入鉆研教材,挖掘教材所蘊涵應(yīng)用數(shù)學的材料,從中加以推廣,結(jié)合不同專業(yè)選編合適的實際問題,創(chuàng)設(shè)實際問題的情境,讓學生能體會到數(shù)學在解決問題時的實際應(yīng)用價值,激發(fā)學生的求知欲,同時在實際問題解決的過程中能很好的掌握知識,培養(yǎng)學生靈活運用和解決問題、分析問題的能力.數(shù)學教學中所涉及到的一些重要概念要重視它們的引入，要設(shè)計它們的引入,其中以合適的案例來引入概念、演示方法是將數(shù)學建模思想融入數(shù)學教學的重要形式．這樣在傳授數(shù)學知識的同時,使學生學會數(shù)學的思想方法,領(lǐng)會數(shù)學的精神實質(zhì),知道數(shù)學的來龍去脈,使學生了解到他們現(xiàn)在所學的那些看來枯燥無味但又似乎天經(jīng)地義的概念、定理和公式,并不是無本之木、無源之水,也不是人們頭腦中所固有的,而是有現(xiàn)實的來源與背景,有其物理原型和表現(xiàn)的．在教學實踐中,我們依據(jù)現(xiàn)有成熟的專業(yè)教材,選出具有典型數(shù)學概念的應(yīng)用案例,然后按照數(shù)學建模過程規(guī)律修改和加工之后作為課堂上的引例或者數(shù)學知識的實際應(yīng)用例題．這樣使學生既能親切感受到數(shù)學應(yīng)用的廣泛,也能培養(yǎng)學生用數(shù)學解決問題的能力．總之,在高職數(shù)學教學中滲透數(shù)學建模思想,等于教給學生一種好的思想方法,更是給學生一把開啟成功大門的鑰匙,為學生架起了一座從數(shù)學知識到實際問題的橋梁,使學生能靈活地根據(jù)實際問題構(gòu)建合理的數(shù)學模型,得心應(yīng)手地解決問題.但這也對數(shù)學教師的要求就更高,教師要盡可能地了解高職專業(yè)課的內(nèi)容,搜集現(xiàn)實問題與熱點問題等等.

（二）在課程教學及考核中適度引入數(shù)學建模問題

實踐表明,真正學會數(shù)學的方法是用數(shù)學,為此不僅要讓學生知道數(shù)學有用,還要鼓勵他們自己用數(shù)學去解決實際問題．同時越來越多的人認識到,數(shù)學建模是培養(yǎng)創(chuàng)新能力的一個極好載體,而且能充分考驗學生的洞察能力、創(chuàng)造能力、數(shù)學語言翻譯能力、文字表達能力、綜合應(yīng)用分析能力、聯(lián)想能力、使用當代科技最新成果的能力;學生們同舟共濟的團隊精神和協(xié)調(diào)組織能力,以及誠信意識和自律精神．在教學實踐中,在數(shù)學課程的考核中增加數(shù)學建模問題,并施以“額外加分”的鼓勵辦法,在平常的作業(yè)中除了留一些鞏固課堂數(shù)學知識的題目外,還要增加需要用數(shù)學解決的實際應(yīng)用題．這些應(yīng)用題可以獨立或自由組合成小組去完成,完成的好則在原有平時成績的基礎(chǔ)上獲得“額外加分”．這種作法,鼓勵了學生應(yīng)用數(shù)學,提高了邏輯思維能力,培養(yǎng)了認真細致、一絲不茍、精益求精的風格,提高了運用數(shù)學知識處理現(xiàn)實世界中各種復(fù)雜問題的意識、信念和能力,調(diào)動了學生的探索精神和創(chuàng)造力,團結(jié)協(xié)作精神,從而獲得除數(shù)學知識本身以外的素質(zhì)與能力．

（三）、適時開設(shè)《數(shù)學建模和實驗》課

數(shù)學建模競賽之所以在世界范圍內(nèi)廣泛發(fā)展,是與計算機的發(fā)展密不可分的,許多數(shù)學模型中有大量的計算問題,沒有計算機的情況下這些問題的實時求解是不可能的。隨著計算機技術(shù)的不斷發(fā)展,數(shù)學的思想和方法與計算機的結(jié)合使數(shù)學從某種意義上說已經(jīng)成為了一門技術(shù)．為使學生熟悉這門技術(shù),應(yīng)當增設(shè)《數(shù)學建模和實驗》課,主要以專題講座的形式向同學們介紹一些成功的數(shù)學建模實例以及如何使用數(shù)學軟件來求解數(shù)學問題等等．與數(shù)學建模有密切關(guān)系的數(shù)學模擬,主要是運用數(shù)字式計算機的計算機模擬．它根據(jù)實際系統(tǒng)或過程的特性,按照一定的數(shù)學規(guī)律,用計算機程序語言模擬實際運行狀況,并根據(jù)大量模擬結(jié)果對系統(tǒng)和過程進行定量分析．在應(yīng)用數(shù)學建模的方法解決實際問題時,往往需要較大的計算量,這就要用到計算機來處理．計算機模擬以其成本低、時間短、重復(fù)性高、靈活性強等特點,被人們稱為是建立數(shù)學模型的重要手段之一,由此也可以看出數(shù)學建模對提高學生計算機的應(yīng)用能力的作用是不言而喻的．

當今世界經(jīng)濟的競爭是高科技的競爭,是人才綜合素質(zhì)與能力的競爭．數(shù)學建模競賽對培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性、競爭意識和適應(yīng)社會應(yīng)變能力,具有不可低估的作用．所以說進行數(shù)學建模的教學與實踐,既適應(yīng)了知識經(jīng)濟時代對高等學校人才培養(yǎng)的要求,同時也為創(chuàng)新人才的培養(yǎng)開辟了一條新的途徑．

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