數(shù)學(xué)建模競賽與師范生數(shù)學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)

戴子安

【摘 要】高等師范院校的數(shù)學(xué)素質(zhì)教育培養(yǎng)出各大學(xué)校的數(shù)學(xué)教師，而每一位數(shù)學(xué)教師的數(shù)學(xué)素質(zhì)是否達(dá)到了應(yīng)有的標(biāo)準(zhǔn)，又對學(xué)生的數(shù)學(xué)素質(zhì)教育有著深深的影響。數(shù)學(xué)能力、水平、品質(zhì)、意識等是師范生所必備的數(shù)學(xué)素質(zhì)。數(shù)學(xué)建模競賽與數(shù)學(xué)素質(zhì)培養(yǎng)息息相關(guān)，本文通過深入分析數(shù)學(xué)建模競賽和師范生的數(shù)學(xué)素質(zhì)之間的相互關(guān)系，尋找對師范生數(shù)學(xué)素質(zhì)培養(yǎng)的相關(guān)途徑，并提出相關(guān)的建議。

【關(guān)鍵詞】數(shù)學(xué)建模；數(shù)學(xué)競賽；數(shù)學(xué)素質(zhì)

一定程度的數(shù)學(xué)素質(zhì)是社會成員在自身知識技能方面所必備的重要素養(yǎng)。高等師范院校的師范生很可能成為一名數(shù)學(xué)教師，而數(shù)學(xué)教師對其學(xué)生數(shù)學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)將起到直接作用。因此，師范生數(shù)學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)是尤為重要的。那么，如何才能有效地使高校師范生的數(shù)學(xué)素質(zhì)得到提升，這是當(dāng)前高等師范院校教育者所面臨的重大問題。在高等院校教育改革的背景下，數(shù)學(xué)的建模競賽教學(xué)是培養(yǎng)高校師范生數(shù)學(xué)素質(zhì)的有效途徑。文章從數(shù)學(xué)建模競賽的方面來對高校師范生數(shù)學(xué)素質(zhì)培養(yǎng)的相關(guān)問題進(jìn)行分析。

一、高校師范生數(shù)學(xué)素質(zhì)的體現(xiàn)

高等師范院校所培養(yǎng)的師范生不僅僅需要具備一定程度的數(shù)學(xué)知識，而且需要具備一定的數(shù)學(xué)意識，需要學(xué)會用數(shù)學(xué)的思想去考慮事物，用數(shù)學(xué)的方法去解決事情。這就要求師范生必須具備一定的數(shù)學(xué)素質(zhì)，而師范生所需具備的數(shù)學(xué)素質(zhì)則體現(xiàn)在以下幾個方面：

（一）在數(shù)學(xué)能力方面

師范生需要具備一定的數(shù)學(xué)能力。數(shù)學(xué)能力主要分為兩類：一般分為數(shù)學(xué)能力和特殊數(shù)學(xué)能力。一般數(shù)學(xué)能力主要有思維、總結(jié)概括、表達(dá)與交流以及自學(xué)等能力。而特殊數(shù)學(xué)能力則包含空間思維、邏輯推理、數(shù)學(xué)建模以及數(shù)據(jù)運(yùn)算等能力。

（二）在數(shù)學(xué)意識方面

在數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)與應(yīng)用中，應(yīng)具有一定的創(chuàng)新意識，善于對數(shù)學(xué)進(jìn)行研究與思考，對數(shù)學(xué)特定的一些符號、概念及其術(shù)語等有較強(qiáng)的識別能力，對數(shù)學(xué)數(shù)據(jù)較為敏感，擅長使用數(shù)學(xué)思想去解決實(shí)際問題。

（三）在數(shù)學(xué)品質(zhì)方面

學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)時，需要具備頑強(qiáng)、勇于探索的學(xué)習(xí)精神，學(xué)會用科學(xué)的思維方式去解決在數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)過程中所遇到的問題，具備較強(qiáng)的心理素質(zhì)，運(yùn)用有效地學(xué)習(xí)方法，考慮數(shù)學(xué)問題較為全面、細(xì)致。

（四）在數(shù)學(xué)水平方面

對數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識具備一定的學(xué)習(xí)能力，并能深入理解與掌握。對數(shù)學(xué)公式、基礎(chǔ)概念、定理、推論等熟練掌握，符合對應(yīng)的教學(xué)大綱要求，相關(guān)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)較為扎實(shí)。

二、數(shù)學(xué)的建模和競賽

數(shù)學(xué)模型是指探究實(shí)際問題時，尋找其能用數(shù)學(xué)語言來進(jìn)行解釋的規(guī)律或者關(guān)系，并把該問題建立成數(shù)學(xué)問題的模型。建立成數(shù)學(xué)問題的過程就是數(shù)學(xué)建模。

數(shù)學(xué)建模是把現(xiàn)象以及發(fā)展過程進(jìn)行一定的抽象化與量化，并用數(shù)學(xué)公式對其進(jìn)行一定的驗(yàn)證與模擬。數(shù)學(xué)建模是人類對自然與社會發(fā)展探索的有效途徑，同時也是在科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用數(shù)學(xué)的基本方法。

大學(xué)生的數(shù)學(xué)建模競賽誕生于1985年的美國，并且我國于1989年在美國參加大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽，1992年我國首次舉辦大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽。在我國，全國數(shù)學(xué)建模競賽一年一次，值得一提的是，2015年的數(shù)學(xué)建模競賽，全國33個省、市、自治區(qū)、特別行政區(qū)以及美國新加坡的1326所高等院校，共28665個團(tuán)隊(duì)，86000多名大學(xué)生參加。全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽的規(guī)模已然是我國乃至世界最大。

三、數(shù)學(xué)建模與師范生數(shù)學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)的相互關(guān)系

數(shù)學(xué)建模與師范生數(shù)學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)的相互關(guān)系主要是從以下兩點(diǎn)來進(jìn)行闡述：首先，運(yùn)用數(shù)學(xué)建模可以使師范生的數(shù)學(xué)素質(zhì)得到有效地提升。把數(shù)學(xué)教學(xué)與其他教學(xué)或者其他外部知識進(jìn)行緊密的聯(lián)系，是師范生培養(yǎng)數(shù)學(xué)素質(zhì)的有效方法。如何把數(shù)學(xué)教學(xué)與其他外部知識聯(lián)系起來，則需要設(shè)立一個數(shù)學(xué)模型。組織師范生進(jìn)行數(shù)學(xué)建模競賽，把數(shù)學(xué)知識與其他知識結(jié)合起來，對培養(yǎng)師范生的數(shù)學(xué)素質(zhì)有著重要的作用。利用數(shù)學(xué)建模讓師范生更好地解析數(shù)學(xué)的創(chuàng)建過程，有利于師范生的創(chuàng)新能力與精神的培養(yǎng)，進(jìn)而提升其數(shù)學(xué)素質(zhì)。高校對師范生進(jìn)行數(shù)學(xué)教育時，讓其多接觸并解決理論或者實(shí)際的一些相關(guān)問題，讓師范生不借助任何輔助工具去解決一些不帶有明顯數(shù)學(xué)特征的問題，使其依靠自身的思考與反復(fù)研究，建成一個數(shù)學(xué)問題模型，進(jìn)而分析所設(shè)立問題的相關(guān)特點(diǎn)，并解決問題，得出一定的結(jié)論，最后借助輔助工具判斷結(jié)論正確與否的情況。這樣做，有利于師范生形成數(shù)學(xué)意識，養(yǎng)成在實(shí)際的應(yīng)用中運(yùn)用數(shù)學(xué)思維方式的習(xí)慣，形成良好的學(xué)習(xí)態(tài)度，使其數(shù)學(xué)素養(yǎng)得到實(shí)質(zhì)性的提高。

其次，師范生數(shù)學(xué)素質(zhì)的提高也有利于增強(qiáng)其數(shù)學(xué)建模的能力。師范生數(shù)學(xué)素質(zhì)的不斷提高，其所掌握的數(shù)學(xué)知識就越多，進(jìn)而利用數(shù)學(xué)的思維方式對數(shù)學(xué)問題進(jìn)行更加深入的思考與探討。與此同時，師范生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)能力也會不斷的加強(qiáng)，使其能更加靈活的把現(xiàn)實(shí)生活中的相關(guān)問題建設(shè)成一個數(shù)學(xué)問題，并順利解決該問題，促使數(shù)學(xué)建模能力的增長。

四、數(shù)學(xué)建模競賽對師范生數(shù)學(xué)素質(zhì)培養(yǎng)的相關(guān)建議

數(shù)學(xué)建模競賽對師范生數(shù)學(xué)素質(zhì)培養(yǎng)的相關(guān)建議，簡單來說主要有以下三點(diǎn)： 第一，選擇數(shù)學(xué)建模競賽的范例需要符合一定的標(biāo)準(zhǔn)。數(shù)學(xué)建模競賽選擇的教學(xué)案例必須達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)，如內(nèi)涵豐富、具有一定實(shí)際意義等。這樣才能有利于師范生數(shù)學(xué)建模能力的提升。

第二，在數(shù)學(xué)教學(xué)過程中，注重理論和實(shí)踐相結(jié)合來解決數(shù)學(xué)問題。高校教師發(fā)揮好引導(dǎo)與組織師范生進(jìn)行數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的作用，以師范生為主導(dǎo)，使其站在一個教師的立場上來解析數(shù)學(xué)建模的相關(guān)問題。

第三，在學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的同時，著重應(yīng)用計(jì)算機(jī)。在數(shù)學(xué)建模時，應(yīng)注重培養(yǎng)師范生應(yīng)用計(jì)算機(jī)這個工具處理數(shù)學(xué)問題的能力，利用計(jì)算機(jī)這個方便快捷的渠道來更好地培養(yǎng)數(shù)學(xué)素質(zhì)，順應(yīng)時代的發(fā)展。

五、總結(jié)

高等師范院校的師范生在成為數(shù)學(xué)教師之后，對其學(xué)生的數(shù)學(xué)素質(zhì)培養(yǎng)將起到直接作用。因此，師范生數(shù)學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)的重要性是毋庸置疑的。而數(shù)學(xué)的建模競賽教學(xué)則是培養(yǎng)高校師范生數(shù)學(xué)素質(zhì)的有效途徑。本文簡單介紹了數(shù)學(xué)素質(zhì)與數(shù)學(xué)建模，分析探究了數(shù)學(xué)建模與師范生數(shù)學(xué)素質(zhì)培養(yǎng)之間的相互關(guān)系，揭示了師范生數(shù)學(xué)建模能力的增強(qiáng)與數(shù)學(xué)素質(zhì)的提高屬相輔相成。并且針對數(shù)學(xué)建模競賽與師范生數(shù)學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)提供了相關(guān)建議。

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