高職院校數學建模工作的特征與發展趨勢研究

王倩

摘要：本文通過實踐調研總結高職院校數學建模工作的特征，研究數學建模工作的發展趨勢，以期對高職院校數學及數學建模教育工作者提供經驗交流。

關鍵詞：數學建模;高職院校;發展趨勢

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

數學家華羅庚曾說過：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，無處不用數學。科研工作者通過實際調研，探索規律，用數學語言建立起反映實際問題的數量關系，然后利用數學方法和科學技術分析和解決問題，這就是數學建模的過程。數學建模應用不僅在工程技術、自然科學等領域發揮著越來越重要的作用，而且以空前的廣度和深度向經濟、金融、生物、醫學、環境、地質、人口、交通等新的領域滲透，使得數學建模思想已成為當代高新技術的重要組成部分。

數學建模的廣泛應用已經激起大學生的學習興趣和研究積極性，各個高職院校紛紛將數學建模思想融入數學課的教學中，對學生數學素養和專業素養的提高取得積極的效果。

一、高職院校數學建模工作的意義

（一）現代職業教育人才培養需求

2014年6月，《國務院關于加快發展現代職業教育的決定》（國發〔2014〕19號）明確指出：提高人才培養質量，推進人才培養模式創新。現代職業教育的關于“實踐能力強、具有良好職業道德的高技能人才”培養目標，要求學生既具備扎實理論基礎知識和實踐操作能力，又具備數學應用能力、創新能力、解決問題能力等職業核心能力。數學建模教育以其獨特的學習內容和實踐方法培養學生必需的應用能力和數學素養，契合高技能人才的培養要求。因此，推進數學建模教育，對改革人才培養模式影響深遠、意義重大。

（二）職業核心能力提高的表現

數學建模是一個學數學、做數學、用數學的過程，注重獲取新知能力和解決問題的過程，體現學和用的統一。作為一種創造性活動，數學建模教育活動可以培養學生敏銳的洞察力、嚴謹的抽象力、嚴密的邏輯思維、較強的創新意識，使學生在實踐活動中能夠發揮很好的作用。同時，數學建模又是一種量化手段，鍛煉學生知識應用能力和實踐能力。數學建模思想的學習過程，是學生積極探索、求真務實、不畏艱辛、努力進取的過程，他們在解決實際問題的同時，既可以學習科學研究的方法步驟，又能增強數學應用和創新能力，進而提高自身的全面素質。

（三）高職數學改革的必經之路

高職數學課程內容曾存在“重經典、輕現代，重連續、輕離散，重分析推導、輕數值計算，重運算技巧、輕數學思想方法”的“四重四輕”現象，這與高職培養的高技能人才目標不適應，所以，將數學建模思想融入數學課程是高職數學改革的必經之路，因為新的教學模式和教學內容能有效地將數學知識體系拓展到技能體系中，有效地增強學生綜合應用數學知識的能力。

二、高職院校數學建模工作的特征

近年來，許多高職院校正在將數學建模工作與貫徹落實素質教育有機地結合起來，通過數學建模來提高學生的綜合素質以及研究與實踐能力。

（一）競賽帶動課程建設，活動鍛煉學生技能

1994年，由教育部高教司和中國工業與應用數學學會共同主辦全國大學生數學建模競賽。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生中受到關注與喜愛，數學建模很快以選修課的形式應運而生。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名學生報名參加數學建模選修課，每年大約有10支隊伍參加全國大學生數學建模競賽。開展數學建模課程教學和參加全國大學生數學建模競賽，基于數學建模思想進行教學改革，能為探索數學建模教育和培養新型應用型人才相結合開辟一種新思路、新模式。

（二）課題加強跨學科合作，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院數學建模競賽，賽題的設計把不同學科領域的專家和專業教師聯系到一起，加強跨專業的合作，促進教學團隊的建設。良效的研討機制可以提高教師的整體素質，逐步形成一支結構合理、人員穩定、教學水平高、教學效果好的指導教師梯隊，培養一支緊密圍繞專業培養目標需求、銳意改革創新的教師隊伍。

來自專業課或者生活實際的課題，可以引起學生濃厚的興趣和參與的積極性，使得他們通過查找資料、調查研究、抽象本質、合理建模、軟件求解、驗證實際等一系列科研步驟，培養科學研究、謹慎全面的學習態度，鍛煉合作創新、解決問題等職業核心能力。

（三）思想推動數學課改，實踐優化教法設計

數學建模思想是“實際問題+實用方法+實驗模擬+實時檢驗”的過程，其精髓在于用科學的方法解決實際問題，用合理的分析解釋事實現象。這不僅會改變教師向學生單向傳授的教學方式，還使教師的引導性、指導性與學生的積極性、主動性得到充分的結合，達到師生互動的良好效果。信息化的實驗室授課，使得學生通過設計數學實驗，運用數學技術操作計算機模擬，進而實現實際問題的解決，極大程度地調動學生主動學習數學的積極性，提升學生學習數學的成就感與信心。

三、高職院校數學建模工作的發展趨勢

（一）與現代職業教育特色相符，不斷優化數學類課程結構

開設微積分、數學建模、數學實驗等數學類課程，多元化、多角度地培養學生的數學應用意識。根據學生基礎和能力采用分層教學，按專業培養方案要求進行模塊化教學，既符合學生的能力水平，又與不同專業有機結合。課程多元化，活動多樣化，數學建模思想應成為貫穿數學類課程的應用主線，使高職數學類課程一體化。數學建模的目的不僅是為了解決一些具體問題，也不僅為了給學生擴充大量的數學知識，而應普及學生應用數學的意識，提高數學應用能力。對于傳統數學教學模式，學生已經厭倦，大部分學生提出的改變教學模式與考試方法的多年來的實踐顯示，全國大學生數學建模競賽是數學知識和應用能力共同提高的最佳結合點，是啟迪創新意識和創新思維、鍛煉創新能力、培養高層次人才的一條有效途徑，是激發學生學習積極性，培養他們主動探索、努力構筑奮發進取良好學風及團結協作精神的有力措施。

（二）以學生為中心，充分發揮學生的學習能動性

微積分、數學建模、數學實驗等數學類課程的教學內容可進行模塊化，根據不同專業的實際需求進行選學，教學方法也可依據不同模塊采用不同的方式，以滿足學生的個體需求，激發學習積極性，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學的知識與技能、數學應用的思想與方法。教學設計可增加訓練活動和實踐操作內容，讓學生邊做邊學，學以致用。貫徹“以能力為本位”、“以學生為中心”、“教學做一體”等高職教育理念，采用項目教學、案例教學、角色扮演等多種教學方法，使學生的綜合素質在不斷參與和體驗中提高。

（三）以信息化教學為載體，提高互動教學質量

信息化教學的蓬勃發展為數學建模實踐操作帶來革新的變化，重視運用信息化教學，不斷更新前沿的學習資源，把網絡和計算機作為學生分析問題和解決問題的強有力工具，使學生融入實際數學活動中去，體現“學以致用”的教學理念。跨學科的教學內容和現代教學案例要求教師須不斷學習新知識，更新教學理念，相互研討交流，不斷提升業務能力。利用信息化網絡課程教學平臺，教師共享不斷更新的案例、圖片、視頻等教學資源，與學生實時互動。豐富的教學視頻為學生提供補充學習的機會，充足的題庫也給學生準備自我檢驗的資源，信息化使學生的學習不拘泥于時間和空間，極大地滿足學習需求。

（四）以能力為本位，全面考評學生的“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，全面了解學生的學習態度、實踐能力和自我提高程度，既可以激勵學生學習，更能滿足學生探索和成功的需求，讓他們在實踐中給予重視。結合課堂中的應用，在對數學建模學習評價時要關注學生學習結果，重視學生學習過程，考查數學知識的掌握，也要體現數學建模思想的運用。

四、結束語

高職院校數學建模工作的開展正如火如荼地進行，將數學建模思想融入數學課程改革，在以學生為中心的教育理念的指導下，充分考慮學生的個體情況，運用互動教學軟件、網絡平臺資源等信息化教學手段，采取案例教學、項目教學等多種方式，意在普及學生的數學應用意識，重在提高學生團隊合作、自主探究等可持續發展的職業核心能力。在此基礎上，開展學院數學建模競賽，選拔選手進行集中訓練，參加全國大學生數學建模競賽，充分鍛煉學生吃苦耐勞、自主創新、團結協作、勇于挑戰的職業素養，為培養現代職業人才提供挑戰與實踐。

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