高職院校開展數學建模活動意義

王威杰

長春汽車工業高等專科學校

高職院校開展數學建模活動意義

王威杰

長春汽車工業高等專科學校

近年來，隨著我國社會主義市場經濟的不斷發展，素質教育的不斷深化與改革，高職院校改變傳統的教育教學理念，將“培養高素質、高技能的應用型人才”作為當下教育的培養目標，通過開展數學建模活動，以期培養學生的數學應用意識，從而提升他們解決問題的能力。數學建模活動的開展對于我國素質教育教學具有重要意義，因此政府機構與教育部門從課程與競賽、數學建模與專業建設、數學建模與校園生活三方面出發，爭取實現教育改革目標。本文主要概述了數學建模，闡述了其本身意義與分層教學的意義，研究當前我國數學建模現狀，綜述其設計，為后期數學建模活動的開展奠定了良好的基礎。

高職院校；數學建模；活動意義

注：吉林省職業教育教學改革研究2015年度科研項目：高職院校開展數學建模活動與提高學生能力培養的研究，項目編號：2015ZCY116；吉林省高教學會2015年度高教科研項目：職業教育公共基礎課“分層教學”教學改革的研究與實踐，項目編號：JGJX2015D401。

一、數學建模概述

（一）數學建模的含義

簡單來說，數學模型其實就是將實際問題轉化為數學語言，從而將形象模型抽象化、概念化的一種數學結構，而數學建模（Mathematical Modeling）指的是在高職院校的教育教學過程中，教師們建立數學模型的過程。換句話說，數學建模就是通過某些數學規律，建立起數學模型，從而將實際問題簡化，進而求解該數學模型，解釋、驗證所得到的解，驗證其能否用于解決實際問題的過程。

（二）數學建模的意義

當前，通過數學建模開展相關教育教學活動，對高職院校的發展具有重要意義，具體表現在以下幾方面：其一，通過數學建模活動能帶動數學和計算機及相關學科的建設，促進學科融合，優化教育教學成果；其二，通過數學建模能提升職業核心競爭力，提高高職院校的競爭優勢；其三，提升數學教師科研能力，帶動計算機等其他學科建設，建立優良的師資隊伍；其四，推進數學課程的改革，更好地完善教育教學目標。

除此之外，從數學建模本身與分層教學這兩個方面來說，數學建模本身具有樹立學生尊重科學的意識，提高學生的綜合素質，培養他們的應用能力、創新能力的重要作用，是當下高職院校數學教學改革的目的和方向，而從分層教學上來說，分層教學是一種面向全體，因材施教的教學模式，它能照顧到各個層次的學生、合理分化學科學習成績評價、使教師的教學工作更出色、提高課堂教學效率以及給學生一個奮斗的“階梯”。

二、數學建模的研究現狀綜述

目前，我國高職院校的教育培養目標為——為現代企業培養技能型、實用型的應用人才，培養方向為——培養學生們的應用能力、創新能力，所以高職教育在人才培養上必須堅持“以能力為中心”的培養模式。而高等數學作為高職院校學生必修的基礎理論課，其目的就在于培養應用型人才所必須具備的基本數學素質，基于此，開展高職數學建模教學具有重要意義。

數學是研究現實世界數量關系和空間形式的科學，具有概念的抽象性、邏輯的嚴密性、結論的明確性和體系的完整性的特點，在它產生和發展的歷史長河中，一直與各種各樣的應用問題緊密相關。自二十世紀以來，隨著科學技術的迅速發展和計算機的日益普及，人們對各種問題的要求越來越精確，使得數學的應用越來越廣泛和深入，特別是在二十一世紀這個知識經濟時代，數學科學的地位會發生巨大的變化，從國家經濟和科技的后備走到了前沿，因此培養學生應用數學的意識和能力已經成為數學教學的一個重要方面，而數學建模就是培養學生應用數學的意識和能力的一個有效途徑。但是從目前來看，高職數學教育本身面臨著很多重大改革課題，即教學內容與教學時數的矛盾問題以及教學內容與實用性有機結合的問題。針對這些問題上，高職院校積極開展數學建模活動，抓住了這個突破點，牽一發而動全身，進而推動高職數學課程教學改革。

三、課題設計論證

（一）課題研究的目的和意義

高職院校培養人才的目的主要是為了培養符合社會發展的應用性綜合人才，進而推進社會的進步和發展。但是在實際教育教學中，存在的某些實際問題無法套用某個數學公式或利用某個學科、某個領域的知識就可以圓滿解決的，因此需要教育工作者具備完善的知識體系，培養具有較高數學素質的應用型人才，即能夠從眾多的事物和現象中找出共同的、本質的東西，善于抓住問題的主要矛盾，從大量數據和定量分析中尋找并發現規律，用數學的理論和數學的思維方法以及相關知識去解決實際問題，從而為社會服務。而開展數學建模，實現上述目標的同時，有助于提高學生數學素質的同時，培養學生創新和綜合應用的能力。

（二）主要內容與需要解決的關鍵問題

本課題主要針對長春汽車工業高等專科學校的實際情況建設數學建模課程和數學建模培訓體系，完成所需教學、培訓的教案、電子課件以及數學軟件。主要有五個“模塊”和三個“應用”。其中，五個“模塊”指的是：統計模塊、離散數學模塊、數值計算模塊和微分方程模塊和其他模塊。三個“應用”指的是VB、Mathematical和Excel的應用。即以數學建模為切入點推動高職數學教學內容和教學方法的改革；推動高職數學教學手段和教學工具的改革。并針對學生能力培養改進原有教學方法、教學內容、培訓模式，并提出以數學建模為基礎的人才培養模式。

（三）研究的創新點

構建了“模塊+應用”的數學建模課程體系，加強與專業課程的交叉融合，加大數學建模的推廣與普及。在數學建模課程建設方面，嘗試新的教學方法、教學手段和教學工具。在教學方法上，應注重理論聯系實際，注重將數學的應用貫穿于教學始終，提倡“啟發式”、“互動式”的教學模式，采用多媒體、數學實驗等多種形式。數學教學手段上引入多媒體教學，提高學生學習數學的興趣；其次，在教學工具上引入數學軟件求解數學問題，采用數學實驗課的形式，促進數學與計算機的結合。

（四）研究思路和方法

研究思路：本課題將以實際教學為基礎，以理論研究為輔，從教學中發現問題，解決問題。即通過結合長春汽車工業高等專科學校實際情況，完善數學建模課程和數學建模培訓體系的同時，分析本校目前人才培養模式，探究其優、缺點,從數學建模培養學生綜合能力的角度出發，提出可行的建議，建立科學的人才培養模式。

研究方法：在數學建模的過程中，首先，教師們應該采用觀察、調查、查閱文獻資料等方法，對相關數據資料進行系統地分析與研究，從而根據相關目的，確定研究對象與內容，設計適合的建模方案。其次，教師們應該采用行動研究法，對數學教師所講的每一節課堂內容進行記錄與分析，以其為建模的主要依據，從而在建模時將差異情況和解決策略按不同的標準分類，確保各個環節的有效性、科學性。最后，教師們還應該采用經驗總結法，引導學生們進行建模過程的回顧、反省、總結，從而規范建模的過程，提升建模的準確性，以此保障其能被學生們認可和接受。

結語

綜上所述，當前我國高職院校的教育教學目標為——如何培養高素質、高技能的符合當下時代發展的應用型人才，而數學建模活動的開展，無疑于補充和拓展了目前高職院校內設置的傳統數學基礎課內容，提高了教育教學課堂氛圍，推動了我國高職院校培養應用型的人才和復合型人才的進程，促進了我國教育的發展與進步。

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