數(shù)學(xué)建模教學(xué)模式的探索與實(shí)踐分析

白永和

（平?jīng)鲂畔⒐こ虒W(xué)校 甘肅 平?jīng)?744000）

1 引言

高等學(xué)院有著立德樹人、為國家培養(yǎng)創(chuàng)新知識和技術(shù)人才的重大任務(wù)，想要培養(yǎng)培養(yǎng)創(chuàng)新型人才，則必須要跟進(jìn)教育思想和模式，建立創(chuàng)新型教學(xué)理念模式，通過創(chuàng)新的教學(xué)模式賦予學(xué)生創(chuàng)新的精神，進(jìn)而通過訓(xùn)練實(shí)踐，比賽挑戰(zhàn)，升華成為創(chuàng)新型思維，最終形成穩(wěn)固而牢靠的創(chuàng)新能力。筆者認(rèn)為，目前在本科高等教學(xué)中探索一種能夠培養(yǎng)創(chuàng)新思維人才的道路是非常迫切的任務(wù)，自1992年以來隨著在全國各處的大學(xué)生建模競賽成功舉辦，數(shù)學(xué)建模競賽與培養(yǎng)創(chuàng)新性人才之間的聯(lián)系受到了國內(nèi)學(xué)者以及教育工作者的高度關(guān)注，經(jīng)過不斷的理論和實(shí)踐論證，數(shù)學(xué)建模不僅能夠提高學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)，并且對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力也有著極強(qiáng)的促進(jìn)作用。為探索數(shù)學(xué)建模教學(xué)模式，培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)創(chuàng)新能力，本文著手于建模競賽、建模課程改革等方面進(jìn)行探討，并得出了以下總結(jié)。

2 數(shù)學(xué)建模課程教學(xué)改革及建設(shè)

《數(shù)學(xué)建模》課程有著理論與實(shí)際相結(jié)合，與非數(shù)學(xué)領(lǐng)域聯(lián)系極強(qiáng)，知識面寬泛且靈活程度高的特點(diǎn)，因此無論是對師資水平還是學(xué)生接受能力都提出了較高的要求，屬于教學(xué)難度較高的課程。因此在教學(xué)過程中，需要重視學(xué)生相互協(xié)作的能力，數(shù)學(xué)建模競賽往往是三人團(tuán)隊，團(tuán)隊協(xié)作一榮俱榮一損俱損，協(xié)作能力直接影響整體水平，因此建模課程不能像其他理論學(xué)科注重個體式學(xué)習(xí)，在開課之初可讓學(xué)生進(jìn)行自由結(jié)組或老師安排結(jié)組，盡量使各組員能力互補(bǔ)，在日常的課程作業(yè)中，作業(yè)也應(yīng)當(dāng)由小組成員共同完成提交，學(xué)生可能在模式之初并不能完全適應(yīng)，存在拒絕溝通或難以溝通等問題，屆時需要老師進(jìn)行引導(dǎo)或進(jìn)行限時性任務(wù)的安排，在引導(dǎo)和壓力的作用下學(xué)生很快能進(jìn)入商議、各自分工的狀態(tài)，采取這樣的模式之后，課程的學(xué)習(xí)效率得到了明顯提高，并且在小組競爭的模式下，作業(yè)質(zhì)量水平也相對較高。

3 在傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)教學(xué)中融入建模思想

就數(shù)學(xué)教學(xué)的目的而言，對學(xué)生的素質(zhì)能力培養(yǎng)目標(biāo)應(yīng)該有兩個方面的期許，第一是能通過對事例的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計算，快速求解的運(yùn)算能力，熟練運(yùn)用已有的數(shù)學(xué)思維和模型，第二是能夠用數(shù)學(xué)的思維和語言對事物的內(nèi)在規(guī)律進(jìn)行抽象描述，構(gòu)建出待解的實(shí)際數(shù)學(xué)模型?！稊?shù)學(xué)建?！返哪康牟粌H僅只是教給學(xué)生知識，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)的意思和能力，最終能運(yùn)用數(shù)學(xué)思維觀察身邊的事物，最終達(dá)到解決實(shí)際問題的目的[1]。然而，就目前的教學(xué)方式來看，絕大多數(shù)的教學(xué)和訓(xùn)練目的都將重心放在了前者上，所以引入數(shù)學(xué)模型能夠有效的加強(qiáng)第二目標(biāo)的訓(xùn)練，也是對原有體系的革新，豐富完善數(shù)學(xué)教學(xué)系統(tǒng)，提高學(xué)生全面數(shù)學(xué)素養(yǎng)，為此，在教學(xué)中需要培養(yǎng)學(xué)生的辯證思維，對現(xiàn)有的方法進(jìn)行辯證的否定，才能強(qiáng)化自身的數(shù)學(xué)意識和創(chuàng)造意識。此外，以往的數(shù)學(xué)課程教育過于注重“數(shù)學(xué)上的完美”，上課氣氛嚴(yán)肅一板一眼，割裂了數(shù)學(xué)本身與外界實(shí)際生活的聯(lián)系，成為了純粹的數(shù)字問題，無法體現(xiàn)出數(shù)學(xué)的巨大生命力和價值[2]。學(xué)生學(xué)到的最終只有冗雜的公式定理，至始至終不能明白為何學(xué)習(xí)這門學(xué)科，不知道學(xué)習(xí)的本質(zhì)目的何在，目前大多數(shù)的高等數(shù)學(xué)課程教學(xué)方式為直接講解公式原理，若想改變這一現(xiàn)狀，除必要的實(shí)際聯(lián)系外，筆者認(rèn)為還應(yīng)該加入數(shù)學(xué)史的學(xué)習(xí)，而了解歷史上數(shù)學(xué)家不懈求解辯證前行，艱難創(chuàng)造的過程，從而建立對學(xué)科的敬意和信念是很有必要的，這樣能夠引導(dǎo)學(xué)生建立攻關(guān)精神，勇于獨(dú)立思考，提出不一樣的觀點(diǎn)，有勇氣去面對并克服未知，因此，除了將建模教學(xué)適當(dāng)?shù)暮透叩葦?shù)學(xué)教學(xué)相結(jié)合，還應(yīng)在教學(xué)前夕將數(shù)學(xué)史進(jìn)行普及，樹立先賢的精神形象，發(fā)揮榜樣精神。

4 組織并培訓(xùn)學(xué)生參加全國大學(xué)生建模比賽

除了日常的學(xué)習(xí)以外，對于學(xué)生而言最能挑戰(zhàn)自我，學(xué)習(xí)和進(jìn)步的地方就是各項大小賽事，組織學(xué)生參加全國性質(zhì)的建模大賽，不僅能在激烈的比拼中培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際建模能力和攻關(guān)能力，還能強(qiáng)化團(tuán)隊合作精神，并能在獲得名次后取得極高的榮譽(yù)感，除對自身的鼓舞外，也能對后來的學(xué)生起到指引帶頭作用。參賽方式可采取自由結(jié)組上報形式，也可以通過各學(xué)院系內(nèi)組織結(jié)組，然后進(jìn)行各組之間校內(nèi)比拼，優(yōu)勝者參與全國競賽，名次優(yōu)秀而未出線者設(shè)立相應(yīng)的校內(nèi)榮譽(yù)加以勉勵。而在全國競賽前期，帶隊老師和校方可利用暑假進(jìn)行賽前集訓(xùn)，選取往屆試題或外國同類比賽經(jīng)典題目進(jìn)行訓(xùn)練，隊員三人成組，模擬實(shí)際競賽獨(dú)立完成，隨后在老師組織下進(jìn)行復(fù)盤，解決難點(diǎn)答疑解惑。

5 結(jié)語

經(jīng)過不斷的實(shí)踐，事實(shí)證明想要構(gòu)建新的數(shù)學(xué)建模教學(xué)模式，不僅需要教育工作者的不斷探索和進(jìn)取，還需要學(xué)校對學(xué)生進(jìn)行鼓動，教學(xué)改革不是一蹴而就的，需要來自各方的共同努力。總而言之，確立新的教學(xué)模式，更進(jìn)思想理念，根據(jù)社會需要和時代發(fā)展培養(yǎng)相對應(yīng)的知識人才，特別是創(chuàng)新型思維的產(chǎn)生，是當(dāng)下高等院校工作的重中之重，也是提高整體教學(xué)能力水平的必經(jīng)之路。