高職院校數(shù)學(xué)建模工作的特征與發(fā)展趨勢研究

王倩

摘要：本文通過實踐調(diào)研總結(jié)高職院校數(shù)學(xué)建模工作的特征，研究數(shù)學(xué)建模工作的發(fā)展趨勢，以期對高職院校數(shù)學(xué)及數(shù)學(xué)建模教育工作者提供經(jīng)驗交流。

關(guān)鍵詞：數(shù)學(xué)建模;高職院校;發(fā)展趨勢

中圖分類號：G712 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? 文章編號：1674-9324（2015）43-0224-02

數(shù)學(xué)家華羅庚曾說過：宇宙之大，粒子之微，火箭之速，化工之巧，地球之變，生物之謎，日用之繁，無處不用數(shù)學(xué)?？蒲泄ぷ髡咄ㄟ^實際調(diào)研，探索規(guī)律，用數(shù)學(xué)語言建立起反映實際問題的數(shù)量關(guān)系，然后利用數(shù)學(xué)方法和科學(xué)技術(shù)分析和解決問題，這就是數(shù)學(xué)建模的過程。數(shù)學(xué)建模應(yīng)用不僅在工程技術(shù)、自然科學(xué)等領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用，而且以空前的廣度和深度向經(jīng)濟(jì)、金融、生物、醫(yī)學(xué)、環(huán)境、地質(zhì)、人口、交通等新的領(lǐng)域滲透，使得數(shù)學(xué)建模思想已成為當(dāng)代高新技術(shù)的重要組成部分。

數(shù)學(xué)建模的廣泛應(yīng)用已經(jīng)激起大學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和研究積極性，各個高職院校紛紛將數(shù)學(xué)建模思想融入數(shù)學(xué)課的教學(xué)中，對學(xué)生數(shù)學(xué)素養(yǎng)和專業(yè)素養(yǎng)的提高取得積極的效果。

一、高職院校數(shù)學(xué)建模工作的意義

（一）現(xiàn)代職業(yè)教育人才培養(yǎng)需求

2014年6月，《國務(wù)院關(guān)于加快發(fā)展現(xiàn)代職業(yè)教育的決定》（國發(fā)〔2014〕19號）明確指出：提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，推進(jìn)人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新?，F(xiàn)代職業(yè)教育的關(guān)于“實踐能力強(qiáng)、具有良好職業(yè)道德的高技能人才”培養(yǎng)目標(biāo)，要求學(xué)生既具備扎實理論基礎(chǔ)知識和實踐操作能力，又具備數(shù)學(xué)應(yīng)用能力、創(chuàng)新能力、解決問題能力等職業(yè)核心能力。數(shù)學(xué)建模教育以其獨特的學(xué)習(xí)內(nèi)容和實踐方法培養(yǎng)學(xué)生必需的應(yīng)用能力和數(shù)學(xué)素養(yǎng)，契合高技能人才的培養(yǎng)要求。因此，推進(jìn)數(shù)學(xué)建模教育，對改革人才培養(yǎng)模式影響深遠(yuǎn)、意義重大。

（二）職業(yè)核心能力提高的表現(xiàn)

數(shù)學(xué)建模是一個學(xué)數(shù)學(xué)、做數(shù)學(xué)、用數(shù)學(xué)的過程，注重獲取新知能力和解決問題的過程，體現(xiàn)學(xué)和用的統(tǒng)一。作為一種創(chuàng)造性活動，數(shù)學(xué)建模教育活動可以培養(yǎng)學(xué)生敏銳的洞察力、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)某橄罅?、?yán)密的邏輯思維、較強(qiáng)的創(chuàng)新意識，使學(xué)生在實踐活動中能夠發(fā)揮很好的作用。同時，數(shù)學(xué)建模又是一種量化手段，鍛煉學(xué)生知識應(yīng)用能力和實踐能力。數(shù)學(xué)建模思想的學(xué)習(xí)過程，是學(xué)生積極探索、求真務(wù)實、不畏艱辛、努力進(jìn)取的過程，他們在解決實際問題的同時，既可以學(xué)習(xí)科學(xué)研究的方法步驟，又能增強(qiáng)數(shù)學(xué)應(yīng)用和創(chuàng)新能力，進(jìn)而提高自身的全面素質(zhì)。

（三）高職數(shù)學(xué)改革的必經(jīng)之路

高職數(shù)學(xué)課程內(nèi)容曾存在“重經(jīng)典、輕現(xiàn)代，重連續(xù)、輕離散，重分析推導(dǎo)、輕數(shù)值計算，重運算技巧、輕數(shù)學(xué)思想方法”的“四重四輕”現(xiàn)象，這與高職培養(yǎng)的高技能人才目標(biāo)不適應(yīng)，所以，將數(shù)學(xué)建模思想融入數(shù)學(xué)課程是高職數(shù)學(xué)改革的必經(jīng)之路，因為新的教學(xué)模式和教學(xué)內(nèi)容能有效地將數(shù)學(xué)知識體系拓展到技能體系中，有效地增強(qiáng)學(xué)生綜合應(yīng)用數(shù)學(xué)知識的能力。

二、高職院校數(shù)學(xué)建模工作的特征

近年來，許多高職院校正在將數(shù)學(xué)建模工作與貫徹落實素質(zhì)教育有機(jī)地結(jié)合起來，通過數(shù)學(xué)建模來提高學(xué)生的綜合素質(zhì)以及研究與實踐能力。

（一）競賽帶動課程建設(shè)，活動鍛煉學(xué)生技能

1994年，由教育部高教司和中國工業(yè)與應(yīng)用數(shù)學(xué)學(xué)會共同主辦全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽。2004年前后，北京市高職院校紛紛開始參加這項競賽。每年一屆的競賽活動在大學(xué)生中受到關(guān)注與喜愛，數(shù)學(xué)建模很快以選修課的形式應(yīng)運而生。目前，北京市的幾所國家示范校和骨干校每年每校都有大約100名學(xué)生報名參加數(shù)學(xué)建模選修課，每年大約有10支隊伍參加全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽。開展數(shù)學(xué)建模課程教學(xué)和參加全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽，基于數(shù)學(xué)建模思想進(jìn)行教學(xué)改革，能為探索數(shù)學(xué)建模教育和培養(yǎng)新型應(yīng)用型人才相結(jié)合開辟一種新思路、新模式。

（二）課題加強(qiáng)跨學(xué)科合作，科研提升師生能力

2008年以來，北京市高職院校紛紛開始組織學(xué)院數(shù)學(xué)建模競賽，賽題的設(shè)計把不同學(xué)科領(lǐng)域的專家和專業(yè)教師聯(lián)系到一起，加強(qiáng)跨專業(yè)的合作，促進(jìn)教學(xué)團(tuán)隊的建設(shè)。良效的研討機(jī)制可以提高教師的整體素質(zhì)，逐步形成一支結(jié)構(gòu)合理、人員穩(wěn)定、教學(xué)水平高、教學(xué)效果好的指導(dǎo)教師梯隊，培養(yǎng)一支緊密圍繞專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)需求、銳意改革創(chuàng)新的教師隊伍。

來自專業(yè)課或者生活實際的課題，可以引起學(xué)生濃厚的興趣和參與的積極性，使得他們通過查找資料、調(diào)查研究、抽象本質(zhì)、合理建模、軟件求解、驗證實際等一系列科研步驟，培養(yǎng)科學(xué)研究、謹(jǐn)慎全面的學(xué)習(xí)態(tài)度，鍛煉合作創(chuàng)新、解決問題等職業(yè)核心能力。

（三）思想推動數(shù)學(xué)課改，實踐優(yōu)化教法設(shè)計

數(shù)學(xué)建模思想是“實際問題+實用方法+實驗?zāi)M+實時檢驗”的過程，其精髓在于用科學(xué)的方法解決實際問題，用合理的分析解釋事實現(xiàn)象。這不僅會改變教師向?qū)W生單向傳授的教學(xué)方式，還使教師的引導(dǎo)性、指導(dǎo)性與學(xué)生的積極性、主動性得到充分的結(jié)合，達(dá)到師生互動的良好效果。信息化的實驗室授課，使得學(xué)生通過設(shè)計數(shù)學(xué)實驗，運用數(shù)學(xué)技術(shù)操作計算機(jī)模擬，進(jìn)而實現(xiàn)實際問題的解決，極大程度地調(diào)動學(xué)生主動學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的積極性，提升學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的成就感與信心。

三、高職院校數(shù)學(xué)建模工作的發(fā)展趨勢

（一）與現(xiàn)代職業(yè)教育特色相符，不斷優(yōu)化數(shù)學(xué)類課程結(jié)構(gòu)

開設(shè)微積分、數(shù)學(xué)建模、數(shù)學(xué)實驗等數(shù)學(xué)類課程，多元化、多角度地培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用意識。根據(jù)學(xué)生基礎(chǔ)和能力采用分層教學(xué)，按專業(yè)培養(yǎng)方案要求進(jìn)行模塊化教學(xué)，既符合學(xué)生的能力水平，又與不同專業(yè)有機(jī)結(jié)合。課程多元化，活動多樣化，數(shù)學(xué)建模思想應(yīng)成為貫穿數(shù)學(xué)類課程的應(yīng)用主線，使高職數(shù)學(xué)類課程一體化。數(shù)學(xué)建模的目的不僅是為了解決一些具體問題，也不僅為了給學(xué)生擴(kuò)充大量的數(shù)學(xué)知識，而應(yīng)普及學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)的意識，提高數(shù)學(xué)應(yīng)用能力。對于傳統(tǒng)數(shù)學(xué)教學(xué)模式，學(xué)生已經(jīng)厭倦，大部分學(xué)生提出的改變教學(xué)模式與考試方法的多年來的實踐顯示，全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽是數(shù)學(xué)知識和應(yīng)用能力共同提高的最佳結(jié)合點，是啟迪創(chuàng)新意識和創(chuàng)新思維、鍛煉創(chuàng)新能力、培養(yǎng)高層次人才的一條有效途徑，是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)他們主動探索、努力構(gòu)筑奮發(fā)進(jìn)取良好學(xué)風(fēng)及團(tuán)結(jié)協(xié)作精神的有力措施。

（二）以學(xué)生為中心，充分發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)能動性

微積分、數(shù)學(xué)建模、數(shù)學(xué)實驗等數(shù)學(xué)類課程的教學(xué)內(nèi)容可進(jìn)行模塊化，根據(jù)不同專業(yè)的實際需求進(jìn)行選學(xué)，教學(xué)方法也可依據(jù)不同模塊采用不同的方式，以滿足學(xué)生的個體需求，激發(fā)學(xué)習(xí)積極性，幫助他們在自主探索和合作交流的親身體驗中真正理解和掌握數(shù)學(xué)的知識與技能、數(shù)學(xué)應(yīng)用的思想與方法。教學(xué)設(shè)計可增加訓(xùn)練活動和實踐操作內(nèi)容，讓學(xué)生邊做邊學(xué)，學(xué)以致用。貫徹“以能力為本位”、“以學(xué)生為中心”、“教學(xué)做一體”等高職教育理念，采用項目教學(xué)、案例教學(xué)、角色扮演等多種教學(xué)方法，使學(xué)生的綜合素質(zhì)在不斷參與和體驗中提高。

（三）以信息化教學(xué)為載體，提高互動教學(xué)質(zhì)量

信息化教學(xué)的蓬勃發(fā)展為數(shù)學(xué)建模實踐操作帶來革新的變化，重視運用信息化教學(xué)，不斷更新前沿的學(xué)習(xí)資源，把網(wǎng)絡(luò)和計算機(jī)作為學(xué)生分析問題和解決問題的強(qiáng)有力工具，使學(xué)生融入實際數(shù)學(xué)活動中去，體現(xiàn)“學(xué)以致用”的教學(xué)理念?？鐚W(xué)科的教學(xué)內(nèi)容和現(xiàn)代教學(xué)案例要求教師須不斷學(xué)習(xí)新知識，更新教學(xué)理念，相互研討交流，不斷提升業(yè)務(wù)能力。利用信息化網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)平臺，教師共享不斷更新的案例、圖片、視頻等教學(xué)資源，與學(xué)生實時互動。豐富的教學(xué)視頻為學(xué)生提供補(bǔ)充學(xué)習(xí)的機(jī)會，充足的題庫也給學(xué)生準(zhǔn)備自我檢驗的資源，信息化使學(xué)生的學(xué)習(xí)不拘泥于時間和空間，極大地滿足學(xué)習(xí)需求。

（四）以能力為本位，全面考評學(xué)生的“輸出”能力

建立多元化的評價方法和以實踐能力為核心的評價體制，全面了解學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、實踐能力和自我提高程度，既可以激勵學(xué)生學(xué)習(xí)，更能滿足學(xué)生探索和成功的需求，讓他們在實踐中給予重視。結(jié)合課堂中的應(yīng)用，在對數(shù)學(xué)建模學(xué)習(xí)評價時要關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)果，重視學(xué)生學(xué)習(xí)過程，考查數(shù)學(xué)知識的掌握，也要體現(xiàn)數(shù)學(xué)建模思想的運用。

四、結(jié)束語

高職院校數(shù)學(xué)建模工作的開展正如火如荼地進(jìn)行，將數(shù)學(xué)建模思想融入數(shù)學(xué)課程改革，在以學(xué)生為中心的教育理念的指導(dǎo)下，充分考慮學(xué)生的個體情況，運用互動教學(xué)軟件、網(wǎng)絡(luò)平臺資源等信息化教學(xué)手段，采取案例教學(xué)、項目教學(xué)等多種方式，意在普及學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用意識，重在提高學(xué)生團(tuán)隊合作、自主探究等可持續(xù)發(fā)展的職業(yè)核心能力。在此基礎(chǔ)上，開展學(xué)院數(shù)學(xué)建模競賽，選拔選手進(jìn)行集中訓(xùn)練，參加全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽，充分鍛煉學(xué)生吃苦耐勞、自主創(chuàng)新、團(tuán)結(jié)協(xié)作、勇于挑戰(zhàn)的職業(yè)素養(yǎng)，為培養(yǎng)現(xiàn)代職業(yè)人才提供挑戰(zhàn)與實踐。

參考文獻(xiàn)：

[1]李大潛.將數(shù)學(xué)建模思想融入數(shù)學(xué)類主干課程[J].中國大學(xué)教學(xué)，2006，（1）：9-11.

[2]陳紹剛.大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)過程中數(shù)學(xué)建模意識與方法的培養(yǎng)[J].中國大學(xué)教學(xué)，2010，（12）：44-46.

[3]安建業(yè).以數(shù)學(xué)建模競賽為切入點，強(qiáng)化學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)[J].數(shù)學(xué)建模及其應(yīng)用，2014，3（4）：27-30.

[4]龐坤.大學(xué)數(shù)學(xué)建模方法的有效教學(xué)策略[J].求實，2010，（11）：251-252.

[5]顏筱紅.高職院校開展數(shù)學(xué)建?；顒拥膶嵺`與研究[J].教育與職業(yè)，2010，（26）：107-108.

[6]李以渝.數(shù)學(xué)建模思維方法論[J].大學(xué)數(shù)學(xué)，2007，23（5）：124-128.