淺談數學建模與職業學校素質教育

摘要 數學建模是一種數學的思考方法，是運用數學語言通過抽象簡化解決實際問題的一種強有力的數學手段。在數學教學中，滲透建模思想對職業學校的素質教育具有重要意義。

關鍵詞 數學建模 職業學校素質教育

隨著改革開放的不斷深入，市場經濟已有較大的發展空間，國家需要培養一大批能適應社會，服務社會的應用型人才；他們能提出問題、分析問題、并能解決問題。這些問題包括社會問題、生產經營問題和日常生活問題等，這就給數學教學提供了一個有利的平臺。目前，職業學校又面臨一個這樣的學習弱勢群體一數學功底差，他們認為在職業學校只學一技之長，學數學是無用的。試想有這樣想法的職業學校學生對數學的學習又怎能談得上積極與主動呢?多數學生對數學學習不感興趣，面對所學專業實際問題往往不知從何著手，不知把錯綜復雜的實際問題簡化、抽象為合理的數學結構，并運用自己掌握的數學知識去分析求解，從而解決實際問題。所以在職業學校數學教學過程中應該培養學生的數學建模能力。

1 數學建模的定義、方法、過程步驟

1.1什么是數學建模?當人們面臨對一個實際問題時，不是直接就現實材料本身尋找解決問題的辦法，而是經過一番必要而且合理的假設和簡化，恰當地運用數學語言、方法去近似地刻劃實際問題得到一個數學結構(數學模型)，通過數學上的結構揭示其實際問題中的含義，合理地返回到實際中去，這個過程就稱為數學建模。

數學建模就是建立數學模型。數學建模是一種數學的思考方法，是運用數學的語言和方法，通過抽象、簡化能近似解決實際問題的一種強有力的數學手段。

1.2數學建模的方法

數學建模的方法很多，但從理論上講，主要有以下兩種方法：(1)機理建模方法(2)系統辯識建模方法。直接利用觀察數據，根據一定的優良準則在模型中找出與數據擬合的最好模擬，這種方法在建立過程控制模型中是常用的。

1.3數學建模的過程步驟

1.3.1分析問題：了解問題的實際背景，掌握第一手資料。

1.3.2假設化簡：根據問題的特征和目的，對問題進行化簡，并用精確的數學語言來描述。

1.3.3建立模型：在假設的基礎上利用適當的數學工具、數學知識、來刻劃變量之間的數量關系，建立其相應的數學結構。

1.3.4求解并檢驗模型：對模型的求解，并將求解結果與實際情況比較，以此來驗證模型的準確性。

1.3.5模型分析：如果模型與實際比較吻合，則要對計算的結果給出其實際含義，并進行解釋。

事實上，從方法論角度看，數學建模是一種數學思考方法，是解決實際問題的一種強有力的數學工具。從具體教學角度看，數學建模是一種數學活動。

2 職業學校素質教育的含義

實施素質教育就是以提高國民素質為根本宗旨，以培養學生的創新精神和實踐能力為重點，造就有理想、有道德、有文化、有紀律的德、智、體全面發展的人才。2000年發表的《中國教育綠皮書》將素質教育歸為五個方面：面向全體學生；促進學生全面發展；重視學生創新精神與實踐能力；發展學生主動精神，注重個性發展；著眼于學生終身可持續發展。因此，職業學校素質教育是一種教育理念實踐，其核心是發揚學生的主動精神和注重學生的個性發展，培養學生的創新精神和實踐能力。

3 數學建模在職業學校素質教育中所起的作用

隨著數學教育界中“數學應用意識”教育的不斷深入，提高數學應用性的教育迫在眉睫。數學應用性包括兩個層次：一是數學的精神、思想和方法；二是數學建模。通過數學建模，使學生可以從熟悉的環境中引入數學問題，增加與生活、生產的聯系，培養學生的數學應用意識，鞏固學生的數學方法，培養學生的創新意識以及分析和解決實際問題的能力，這正是素質教育和數學教育相結合的目的。

根據數學建模的特點，在數學教學中滲透建模思想，開展建?；顒?，對職業學校的素質教育具有重要的意義。

3.1數學建模能夠促進理論與實踐相結合，有利于培養學生應用數學的意識和解決問題的能力

數學建模的過程，是實踐一理論一實踐的過程，是理論與實踐的有機結合。強化數學建模的教學，不僅能使學生更好地掌握數學基礎知識，學會數學的思想、方法、語言，也是為了學生樹立正確的數學觀，增強應用數學的意識，全面認識數學與科學、技術、社會的關系，提高分析問題和解決問題的能力。

3.2數學建模有利于培養學生的創新精神和創造能力

數學建模問題具有一定的開放性，沒有一定的規矩可循，沒有事先設定的標準答案或答案不是惟一的，具有較大的靈活性。因此需要突破傳統的思維模式，面對復雜問題發揮學生的創新精神和創造力、想象力、洞察力以及解決問題的邏輯推理和量化分析能力，善于從實際問題提供的原形中抓住其數學本質，建立新穎的數學模型。

3.3數學建模有利于培養學生的雙向翻譯能力

數學建模它要求學生運用學過的數學知識，把實際問題翻譯成數學模型，又將數學模型的結果用淺顯易懂的語言翻譯出來，以此來培養學生的雙向翻譯能力。

3.4數學建模有利于培養學生獲取文獻資料信息的能力

在信息社會中，大量信息和知識以前所未有的速度傳播和擴散，這就要求學生有良好的獲取文獻資料信息的能力，以便適應現代社會技術創新和知識更新的需要。數學建模問題有強烈的實際背景，涉及到不同的學科領域，問題錯綜復雜。這就促使學生圍繞實際問題廣泛查閱資料，獲取自己有用的材料，從而提高了學生自覺使用資料的能力。

3.5數學建模有利于培養學生利用計算機及相應軟件的能力

數學建模需要對復雜的實際問題和煩瑣的數據進行處理。目前計算機和相應的各種軟件包，不僅能夠節省時間，得到直觀形象的結果，有利于深入討論，而且能夠促使學生養成自覺應用最新科技成果的良好習慣。許多良好的計算機軟件為求解模型或仿真模型提供了便利的平臺。數學建模對培養學生使用計算機的能力是極其重要的。

3.6數學建模有利于鍛煉學生的毅力、意志，還有利于培養學生的合作能力

數學建?；顒幽茉鰪妼W生克服困難的信心、決心和勇氣，同時還能培養學生的團結合作精神和交流、表達的能力；提高組織協調能力，培養其人文素質，豐富學生的知識結構。

此外，數學建模還可以發揮德育教育作用。數學建模問題中有的涉及政治、經濟、人口社會等國情內容，還有的涉及一些愛國主義題材，這些給學生的成長提供了良好的素材，起到積極的教育作用。

知識應用素質的教育是全面素質教育中一個不可缺少的部分，數學建模問題有著豐富的社會信息、多視角的橫向聯系，多層次的能力要求，其多功能的教育價值早已是眾所公認的事實，它已成為職業學校學生觀察了解社會、認識評價社會的一個窗口。能夠運用所學數學知識去解決一些專業上的實際問題，這對職業學校學生素質訓練有著極重要的意義。由此說明數學建模是職業學校素質教育的必然要求。