淺述數學建模對高職院校學生素質培養的影響

馬鳳敏　李英芳

對于高職院校來說，培養高技能、高素質的應用型人才是其培養目標，這就對高職院校提出了必然性要求：堅持以培養學生的職業能力為中心的任務。現今，已有不少高等院校開設了數學建模課程，用以增強學生的數學應用能力。因此，高等職業院校如何開展數學建模教學，如何充分發揮建模對高職學生綜合能力的培養，就成為高職院校教育者研究的重點課題。

用數學解決實際的問題時就一定要用數學的語言和方法，并要用數學近似地描繪這個問題，這就是數學模型。數學建模首先是分析問題，然后確立數學模型，最后得出結果，再把結果帶入實際問題驗證。數學建模的核心思想便是將數學與實際應用相結合，將數學置入各種應用場景中，培養學生運用數學知識解決實際問題的能力。解決現實問題。對于數學模型的研究，不能依靠刻板的公式、定理，沒有通用的技巧、準則，更多是憑借成熟的經驗和靈活的方法運用。

高職學生有一部分將來畢業后就要步入社會參加工作，數學教師應當了解他們所從事的專業與數學之間有怎樣的聯系。所以高職院校開設建模課程，教師應多引入實際問題組合的方式進行形象教學，把數學與實際問題緊密關聯。我們在平時的數學課上要有目的地逐步滲透數學建模思想，創設問題情境，激發求知欲，引導學生重溫課本知識點，這樣可將表層知識深入化，從而將實際問題的內在關聯提煉出來。當學生抽象出問題中的模型后，應具有敏銳的洞察力，繼而快速解決問題。

在高職院校開展數學建模，也是培養學生數學知識和應用能力共同提高的有效方式之一。雖然國家一直很重視學生創新意識的培養，但當代大學生在這一方面仍有欠缺，挖掘學生潛在的創新意識，仍然是高職院校所要努力的目標。通過參加數學建模競賽，鍛煉學生的創新能力，激發學習的興趣，并且培養學生團結協作的精神也很重要。在建模過程中，讓學生逐步深入理解課本上的學習內容。

數學建模活動在高校進行得有聲有色，規模也在不斷擴大，廣受大學生的喜愛，可以稱得上是大學校園里最大的一個課外科技活動，說明數學建模對提高個人綜合素質和培養創新能力的重要作用得到了學生的一致認可。數學建模對高職院校的學生綜合素質的培養所起的作用不容小覷。

一、調動學習數學的興趣

數學建模活動將已有的數學知識和方法與周圍的現實世界聯系起來，將傳統復雜的教學轉化為與實際問題關聯的有意義的問題，學生可親身體會數學模型的解釋、判斷和預見三大功能，體會到其在經濟分析和研究中所起的巨大作用，學以致用，從而加強學生學習數學的興趣。

二、提高學生的數學應用能力

數學是解決實際問題的樞紐，而數學建模強調的則是如何把實際問題轉化為一般數學問題。數學建模其目的主要是培養學生的創新能力，為今后利用建模方法處理實際生活問題打下基礎，這也是素質教育中培養創新人才的需要。

三、培養學生的創新能力

創新需要知識的積累，積累知識就是技術儲備，可以說社會沒有創新就沒有進步可言。在國家教育政策的指導下，各個高校開始重視創新能力教育，政府的鼓勵政策和優惠措施帶來了創新型創業的寬松環境，我國大學生創新能力培養的意識開始形成。數學建模是運用數學理論和計算機技術解決實際問題的典范，數學建模本身就是一個創新的過程。無論從問題的提出、模型的建構、結果的檢驗等各方面，創新能力都發揮著不可替代的作用。在數學建模實踐活動中，教師要積極鼓勵學生自主創新，勇于實踐，大膽嘗試，逐步提高分析、解決問題的能力。全面實行“創造力教育”是建設創新型國家的前提，高校應該將數學建模這一創新力的載體切實在學生中廣泛宣傳，在夯實課本知識點的基礎上，培養學生善于創新、勇于創新的技能，只有掌握了這項技能，才能使當代大學生成為祖國所需要的高素質人才。

四、培養學生團結合作精神

競賽往往是多人組隊進行，一個任務的完成需要組員之間既分工又合作，既要各司其職，又要團結協作。解決建模問題，需要具備各方面的綜合素質，如：足夠的知識儲備、良好的數學素養、嫻熟的計算機應用能力、較高的寫作水平。而這些能力通常不可能在一個人身上兼而有之，這就需要一個完整互補的團隊。沒有大局觀念和團隊協作精神作為支撐，一個團隊不可能順暢運作。數學建模比賽在培養學生全局意識、角色意識、合作意識的過程中起到了顯著的效果。

五、培養學生查閱文獻以及撰寫論文的語言表達能力

數學建模的題目一般來源于工業、經濟、農業和管理科學等方面的實際問題，沒有設定標準答案，因此，數學建模競賽要求學生應具備很多學科的知識，并加以綜合應用。這里面很多知識是學生沒有接觸過的，他們只能依靠網絡、文獻的查閱和自學，尋找到自己所需要的資料，加以整理和吸收。這樣既可以讓他們學會如何查閱文獻，如何收集資料，整理并提取有價值的信息，同時還可鍛煉學生撰寫科技論文的能力，也培養了學生勇于競爭、團結協作、攻克難關的頑強意志，鍛煉文字表達能力，為今后科學研究和工程建設打下良好的基礎。

六、提升學生分析問題解決問題的能力

數學建模設計的題目很廣泛，工程管理，經濟貿易，社會生活等各方面的問題都會出現，可以看出建模的應用性很強，數學建模其實就是使學生通過參與建模的過程，感受知識的產生和發展的過程。正是由于所給的題目涉獵廣泛，對學生來說才有挑戰性。建模的問題對很多學生來說沒有接觸過，但我們的目的卻是要自己來解決，怎么辦呢，這就需要通過查閱文獻，收集資料，學會短時間內處理大量數據，開拓思路，因此，建模就鍛煉了學生快速查找和快速反應的學習能力，即分析問題和解決問題的能力，

七、提升學生的計算機應用能力

數模競賽的問題涉及大量復雜的數據，求解過程的計算十分繁瑣，手工計算無法得到結果，必須借助計算機來解決建模問題，常用的數學工具MATLAB，MAPLE，MATHEMATICAL，SPSS等會給我們的求解帶來方便。所以在建模問題給出之前，最好對以上工具有所了解，在建模開始后，我們的需求才可以有的放矢，對于建模問題中涉及到的海量數據處理，圖形圖像變換的處理，就可以做到心中有數，得心應手，這樣解決問題的同時又節約了時間，給問題的整個環節創造了有力環境，可以說想要取得好的成績，沒有一定的計算機應用能力是無法實現的。

八、數學建模還培養學生的自學能力

數學教學一直給人以枯燥乏味的印象，究其原因，關鍵在于其抽象、嚴謹的特點。數學建模可能在改變學生以往對數學的印象方面有一定的積極作用。數學建模與現實聯系緊密，形式靈活多樣，很容易激發學生的學習熱情，發揮學生的主觀能動性。培養自主學習能力是素質教育的一個重要內容。自主學習能力不僅在學校，對于學生進入工作崗位以后的發展都有很大影響。作為學生進入社會的最后一個階段，培養自主學習能力是大學生在大學里一項重要的任務。數學建模對于增強學生自主學習能力具有典型意義，在建模學習和研究過程中，學生需要不斷補充所需知識，充分利用各種文獻、書籍，理解并運用其中原理方法，才能在建模過程中獲得較好的成績。通過數學建模思想的滲透，為學生提供了自主學習空間，有助于學生體驗數學在解決實際問題中的價值和作用，體驗綜合運用知識和方法解決實際問題的過程，增強應用意識，使他們在以后的工作中經常性地想到用數學去解決問題。

九、提高學生的數學素養

數學建模通過聯系實際生活，傳承數學文化，激發創新的個性精神。通過這種學習，真正鍛煉學生，提高他們自主獲取信息、自主解決問題的能力和水平。通過在教學中融入數學建模，使數學作為科學的語言，自然的語言，不但能融入人自身，而且可以成為人的一種修養，這種修養鼓舞著學生不斷地探索真理，為將來的科學研究和工程設計打下良好的基礎。

提高學生的數學素養與創新能力，教師要在傳授知識基礎上，重視數學建模教學，充分調動學生的主觀能動性與積極性，增強學生理論聯系實際的理念與能力，加深數學建模意識培養和數學建模訓練，從而達到提高學生的創新意識與能力的作用。剝開數學的堅果，幫助學生領略數學之美妙。

高等職業教育正在經歷一個不斷改革、不斷進步的時期。各種教學方法，課程體系以及人才培養方案的不斷改革和優化，能從整體上提高高職教育的教育水平。在這種形式下原來傳統的教材畢竟是不能滿足現在教學的需要的。因此，編寫出符合現階段教學需要的教材，是保證教學改革的順利實施，不斷把教育改革推向新的水平的事情，也是值得我們不斷研究的課題。

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基金項目：河北省教育科學研究“十二五”規劃課題，課題編號13051382。

（責編 金 東）