數學建模對高校教師的教學和科研能力的影響

郭健 郭建萍 賈進濤

【摘 要】數學建模是以實際生活為背景的課程，將數學建模融入高等數學和專業課程的教學，對高校教師的教學水平和科研能力的提高有非常大的幫助，能很好的激發學生的學習興趣，最終促進教學改革和科研工作的發展。

【關鍵詞】數學建模;教學改革;科研能力

Effect of Mathematical Modeling on University Teachers Teaching and Scientific Research Ability

GUO Jian ?GUO Jian-ping ?JIA Jin-tao

（Jiangsu Building Vocational and Technical College，Department of Basic Course Teaching，Xuzhou Jiangsu 221116， China）

【Abstract】Mathematical modeling is a course which takes real life as its reaching material. Connecting mathematical modeling course with high math and other core courses is of great help for teachers teaching and scientific research ability. Besides， it can stimulate and improve students learning interests. Then it promotes both teaching and research development at last.

【Key words】Mathematical modeling; Teaching reform; Scientific research ability

數學建模課程以實際生活和專業背景為題材的一門數學應用課程，在理工科專業領域應用廣泛。將數學建模融入高等數學和專業課程的教學，使學生能看到數學的作用，學會將數學知識轉化應用到專業領域的能力;對教師的教學和科研能力有很大促進和提高作用。

1 傳統的數學教學的弊端

傳統的數學教學內容大多以概念、性質、公式、定理的形式給出，偏重于理論教學，對于數學的應用在課堂上體現較少，使學生學起來興趣不高，也不易調動學生學習的積極性，學生參與問題的討論少，讓教師感覺如何教好學生來學好數學比較吃力。

傳統的數學教學方式大多以教師課堂講理論做例題示范為主，學生聽并模擬做習題為輔，學生被動地學習，缺乏興趣和積極性。

學生在學習數學課程時，沒有發現數學有趣，沒有發現數學有用。對于數學思想和方法對人的思維的影響，大部分學生幾乎不知。傳統數學主要是傳數學之道、授數學之業、解數學之惑，這是學生只學會了定義、公式、計算。而其實數學的本質是來源于生活、應用于生活的，我們應該在數學的講授中融入生活，學生才能有切身體會數學的意義。

隨著社會的發展，數學教學弊端也慢慢暴露出來。傳統的數學課程比較重視培養學生歸納總結、演繹推理、準確計算的能力，而忽視了應用數學能力的培養，而數學建模是對傳統的數學課程的有效補充，提高學生數學應用的素質是數學教育的重要目標之一。“數學建模”作為數學應用課程的典范，是實現這一目標的最佳途徑。

2 高校中數學教學的作用

高校中開設的高等數學、工程數學等課程是理工類專業的所必需的基礎課。

通過對大學數學嚴密的理論體系的學習，是大學生綜合素質得以提升，具體有：（1）從學習規則問題轉變為不規則問題，提高了人對事物的認識;（2）邏輯思維能力更強;（3）有更好的思維和做事習慣，不丟三落四，培養學生嚴謹的作風;（4）數學上最優化思想，使學生在今后的工作和生活中做事精煉，還能達到最優的效果;（5）學會了應用數序于工作和生活;（6）增強了人的刻苦鉆研的精神和頑強的意志力。

3 數學建模課程的特點

數學建模課程的內容特點是以利用數學的方法解決生活中和專業上的問題。這樣學生學習起來感覺數學就在身邊，而且發現了數學在專業的作用，調動了學生的學習積極性和主動性，也使課堂氣氛活躍了，這對后續專業課程的學習也將產生重要的影響。

數學建模涉及到數學上的多個領域和幾乎所有的專業領域，如用excel處理數據、計算機進行數值計算、作圖或計算機模擬、matlab軟件應用、物理學、生物學、工程學、醫學等眾多技能和領域，這樣要求學生和教師要自學很多其他領域的知識，養成不斷學習不斷創新的好習慣。

4 數學建模對數學教師特別是專業教師教學的促進作用

4.1 數學建模對數學教師教學的促進作用

將數學建模內容和思想引入數學教學，讓學生不僅學會了數學理論方法，還能看到數學的實際應用價值，讓教師感覺教起來更容易，使學生感覺學起來有意思，這樣教與學就完美結合為一了。

教師通過數學建模教學，理論聯系了實際，豐富了教師在高等數學等課程教學中素材，拉近了數學與生活和專業之間的距離，更拉近了數學和學生間的距離，是學生感覺數學不再枯燥，而是發現數學有用數學好玩，數學建模培養了學生的團結合作解決問題的能力。學生在學習過程中，能發現自己專業上有更多數學知識應用的實例，這樣學生不僅對數學知識有深刻的理解，也對整個數學的文化有一個初步的了解，更讓他們學會應用數學于專業知識。

4.2 數學建模對專業教師教學的促進作用

高校教師應將數學教學和專業教學結合起來，這樣數學才能更好的為專業服務，專業教師在教學中才能更加輕松自如。隨著高職教育的發展，各個專業都對數學教學提出了更高的要求，數學教學內容與專業結合的也越來越密切。

專業教師在教學過程中，既要將專業知識講解透徹，也應使學生最大限度的了解數學在專業上的應用。例如，針對建筑施工專業的教學內容上可以引入最優土石方的運輸問題、抗彎梁的最大承受力模型，針對供暖與通風專業可以引入雙層玻璃保溫功效模型，針對經濟管理專業可以引入利潤最大化模型，針對礦建專業可以引入煤層瓦斯濃度控制模型等等，這樣以實例為載體，將數學知識、數學思想方法與專業問題相結合，專業與數學相互借力，就能達到最好的教學效果。高職數學與專業的教學內容不僅要吐故納新，而且應課程間有機結合、相互滲透，將數學思想方法整合到相關專業的實際問題解決中，使專業能更廣泛的利用數學工具，這樣更能激發學生學習和應用數學與專業知識的欲望和激情，使數學和專業溶入人的整體素質，成為世界觀的一部分。

5 數學建模對高校學生、教師科研能力的促進作用

5.1 數學建模促進了科研能力的提高

數學建模教學主要有數學方法講解、數學軟件的使用、專業資料的搜索和自學討論、利用軟件進行數據處理、組織學生參加全國大學生數學建模競賽等環節。通過數學建模的教學，使教師和學生解決實際問題的能力有較大提升，也拓寬了教師的科研領域，特別是專業教師利用數學建模的方法在自己的專業領域進行研究，形成的科研成果都是比較先進的。可見，數學建模對高校科研工作的提升大有益處。

5.2 數學建模也提高了大學生研究問題的能力。大學生在數學建模的學習過程中，不僅需要自己專業的知識，涉及更多的往往是其他學科的專業知識，這就大大提升了學生利用圖書館和網絡資源查找資料的能力，更鍛煉了學生將實際問題轉化成數學模型的能力，另外在建模過程中經常需要利用計算機和軟件進行編程，這對學生的計算機水平也有很大提高。學生通過數學建模的學習，受益匪淺，特別是學生在做畢業論文和畢業設計時往往能有特別突出的表現，也對今后走上工作崗位進行科學研究打下扎實的基礎。

5.3 數學建模對高校教師特別是專業教師科研能力的促進作用

數學建模與科研之間是相輔相成的，科研利用數學建模，數學建模對教師的科研工作有很好的促進作用。

數學建模的內容均來自于實際問題，往往會涉及到各個學科的知識，這就要求教師具備一定的知識面或者具體查閱掌握較多其他學科知識的能力。通過掌握最新的科學技術和創新成果，才能更好的應用于高校的教學和科研。數學建模的過程中，教師間、學生間的相互討論，對彼此都是一個很好的激發靈感的機會，也是相互學習先進思想和新鮮事物的過程，這對鞏固教師的知識水平和科研能力有重要意義。

數學建模極大地推動了高校的教學改革和科研的質量。數學建模是不斷摸索新的教學方法和思路的過程，在這個過程中，產生了對高等數學教學的改革，也對各專業與數學的結合體現的淋漓盡致。在高校中各專業的科研和教研項目中，有相當大的比重都是直接或間接的用到數學建模的方法去進行研究。

數學建模將綜合應用多個學科專業領域的知識來研究一個新問題，在多門學科之間進行交叉探索研究，構建新的知識架構聯系，形成新的研究方法;數學建模能揭示各學科之間的辯證關系，有利于促進學科創新發展或創建新學科等，對科學的發展產生重大意義。

6 結束語

數學建模已是當今科技高速發展時代的所需，隨著數學建模內容和教育理念的不斷完善，在高職數學教學和專業教學中發揮的作用也將越來越重要，可以提高數學課程的教學效果和質量，更能豐富學生的數學學習和生活，促進高職數學教學的改革，同時也能夠更好的為專業建設服務。隨著高校教學改革的不斷深入，將數學建模的思想和方法融入高等數學和專業課程的教學與改革，是必由之路。

數學建模有利于教師提升自身能力、提高教學水平，更好地完成教學目標，同時又能更好的促進高校教師在交叉學科領域進行科學研究，開拓出新課題新項目，讓專業學科更豐富完善，學科更有生命力。這樣才能培養出更多更優秀的高技能型人才，做出高校應有的貢獻。

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[責任編輯：張濤]