高職視角下中學數學建模教學的必要性研究①

張云霞

[摘 要] 基于高職院校的學生特點和人才培養需要，進行了中學數學教學過程融入數學建模思想的必要性研究，期望通過數學建模思想在數學教育中的盡早融入，提高學生的數學應用意識，以利于高職教育培養應用型創新人才目標的實現。

[關 鍵 詞] 數學建模思想；中學數學教學改革；培養目標

[中圖分類號] G712 [文獻標志碼] A [文章編號] 2096-0603（2018）09-0086-02

數學是許多自然科學的基礎，在經濟、社會、人文科學的發展中發揮巨大的作用。隨著科技的發展與進步，數學與其他學科的交叉越來越多，美國科學家馮·諾伊曼說：“數學方法滲透并支配著一切自然科學的理論分支，在現代科學中，它已越來越成為該學科成功與否的主要標準。”事實上，在當代社會，數學不僅僅通過其他學科發揮作用，更走到前列直接發揮作用，“數學已成為人們生活的需要”。因此，如何應用數學的思維和方法解決現實生活中遇到的實際問題，是數學教育者值得重視和思考的問題。

數學教育是一個長期的、完整的體系，每一階段的數學教育都是這個完整體系的重要環節。每個環節不應是孤立的，而是相互關聯甚至是密切相關的，只有做好每個環節的相互協同、順暢銜接，才能使數學教育這個完整體系更加科學和系統，才能更加高效地實現數學教育的目的。

目前，我國職業院校迅速發展，國家及各級地方政府對職業教育的重視程度越來越高，高等職業院校的教育模式也不斷完善，許多數學教育工作者開始關注高職數學與高中數學的有效銜接。做好兩者之間的協同和銜接，有利于高職數學教學基本目標的實現，是各高職院校數學教師的共識。

一、高職院校的人才培養目標和學生特點

（一）高職院校的人才培養目標

高等職業教育作為我國高等教育的重要組成部分，是具有較強職業性和應用性的一種教育類型，在為社會培養高素質技能型應用人才以及區域經濟發展中發揮著重要作用。教育部《關于加強高職高專教育人才培養工作的意見》明確指出：高職專業人才培養應當以適應社會需要為目標，突出職業性、行業性的特點，培養具備一定管理能力的高技能應用型人才。作為重要公共基礎課的高等數學，是高職院校學生學習后續專業課程和解決實際問題的基礎，對培養具有數學素養的高素質專業人才起關鍵的作用。

高職高等數學的教育教學，應結合高等職業教育的特點及培養目標，制訂課程標準、設置課程內容，既要保證數學教學對學生基本素質培養的要求，又要滿足學生專業發展的需要。要著重培養學生的基本數學素養和綜合素質，訓練學生運用數學思維和方法分析解決專業問題的能力以及勇于探索和敢于創新的能力，為學生的就業夯實基礎。高等數學教育教學的優劣，對提高整個高等職業教育的教學質量也具有重要的意義。

（二）高職院校的學生特點

高職院校的學生普遍存在基礎知識相對薄弱、缺乏良好的學習習慣、方法運用能力較差以及自我認同感不足等缺點，因而他們學習的積極性不高，缺乏主動進取的精神。主要表現在以下幾個方面。

1.很多高職學生主觀上都有“數學無用”的想法，認為學習高等數學既枯燥難懂，又對將來所從事的專業工作幫助不大，所以將主要精力放在專業課的學習上，只想多學點實用的技術和技能，從而對高等數學的學習動力不足，效果也就不理想。有些學生還對數學產生恐懼、排斥的心理，甚至放棄學習數學。

2.長期的應試教育，造成一些學生被動和機械的學習方式，他們嚴重地依賴數學教師，缺乏主動思考問題的能力，不喜歡探究新問題，也無法適應高職院校高等數學的學習環境。

3.高職學生在中學階段的數學學習過程中，形成了一種固定的思維模式[1]。由于對高等數學本質的理解不夠透徹，解答數學問題的思路一成不變，故步自封，阻礙了自身思考和實踐能力的拓展。在遇到生活和專業的實際問題時，不知道如何去解決，數學思維能力不足，分析解決實際問題的能力不夠，造成學了數學卻不會用數學的現象。

4.大部分的高職學生通常在中學階段的數學成績就不是很好，有的甚至很差，而且事實上，他們的其他學科成績也不理想，這樣的狀況使他們產生了嚴重的自卑心理。進入高職階段，數學學習難度加大，節奏加快，自主性學習要求提高，無法快速地適應學生，這些情況更加深了學生的自卑心理。

上述高職學生實際情況，對他們進一步的專業學習是十分不利的，為從根本上解決這種狀況，有必要對中學階段的數學教學進行改革和探索，開展數學建模教學，以盡早培養學生的數學應用意識和綜合運用數學知識的能力。

二、中學數學建模教學的必要性

數學建模思想在中學數學教學中的應用，一直是數學教育工作者關注的熱點，基于高職院校人才培養的目標和要求，將數學建模思想盡早地融入中學數學教學中十分必要。

（一）激發學生學習數學的興趣

中學階段是學生基本數學素養的養成階段，這一時期的數學教學首要的目標是讓學生喜愛數學，對學習數學有興趣。因為興趣會使人產生強烈的求知欲望，從而有意愿進一步學習相關知識，愛因斯坦就曾說：“興趣是最好的老師。”也就是說，人們一旦對某事物有了濃厚的興趣，就會主動去求知、去探索、去實踐。

傳統的數學課堂比較注重嚴密的邏輯推理和運算，這固然必要，但往往會使許多學生感覺枯燥而失去興趣。數學建模是一個用數學方法解決實際問題的過程，將數學建模思想融入中學數學教學過程，改變以往的以教師為中心，教師主導課堂的教學方式[2]，采用教師創設問題情景，提出問題、引導學生解決問題，以學生為中心的新的教學模式。我們知道“問題是數學的靈魂”，因此應當選擇一些符合學生認知水平、貼近實際生活的具有趣味性、探究性及應用性的問題或案例，比如易拉罐的形狀設計問題，這樣的問題與我們的日常生活貼近，很容易讓學生覺得有趣、產生疑問，喚起學生強烈的求知欲和好勝心，激發學生學習數學的興趣。通過不斷的鍛煉，以解決更多的實際生活問題，使學生認識到數學的無處不在，感受到數學的無窮魅力，享受運用所學到的數學知識解決問題后的樂趣。改變“數學枯燥乏味”的觀念，變“要我學”為“我要學”，變“恐學、厭學”為“好學、樂學”。

（二）培養學生主動思考和解決問題的意識和能力

中學階段開展數學建模教學，通過具有實際背景的案例或問題，使抽象的數學概念、理論和方法更加直觀和具體，使學生有愿望繼續進行問題探索和知識學習。同時，將數學建模融入教學過程，教師和學生的角色根據教學內容靈活調整，教師不再始終是教學活動的中心，而是給學生提供教學內容和教學情境導演。教師可以結合建模案例，提出問題并增加課堂討論的內容，鼓勵學生討論、爭辯，并勇于表達自己對問題解決方案的思考和看法，調動學生主動思考和解決問題的積極性。通過主動思考、分析和解決問題，有助于學生理解數學的相關概念和知識；通過運用數學知識的解決問題的體驗，進一步增強他們日后用數學的意識，并鍛煉他們的應用能力。

（三）鍛煉學生勇于探索、敢于創新的精神

數學建模是一種創新性的思維方法和模式，將數學建模思想融入中學數學的教學中，有助于培養和鍛煉學生不畏困難、勇于探索的創新精神。在教師創設的案例情境或建模問題確立后，就需要學生利用現有的知識和手段去解決問題，如果所掌握的知識不足以提出解決方案，就需要學生或去學習、去實際調研、查閱收集資料，或與老師同學商量、討論，遇到阻力也不言放棄，這不僅提高了學生分析問題和解決問題的能力，更鍛煉了學生不畏困難、敢于創新的精神。

通過數學建模的開放性性訓練，給學生提供了廣闊的自由想象空間，使學生的思維的更加靈活、更具想象力，創新能力也會得到較大的提高[3]。

（四）提高學生的數學素質，增強學生的自我認同感

張奠宙先生曾講道：應試教育導致學生“丟掉自信，喪失獨立思考能力。”2001年，我國教育部制訂的《義務教育數學課程標準》（實驗稿）中提出：數學教育應以培養學生“體會數學與自然及人類社會的密切關系，了解數學的價值，增進對數學的理解和學好數學的信心”為基本情感目標。

將數學建模的思想方法融入數學的教學過程，不僅使學生在解決建模問題的過程中，學到了許多重要的數學概念、方法和結論，還使他們學會數學的思想方法，領會數學的精神實質，了解數學知識的來龍去脈[4]，從而提高學生的數學素養。同時，通過教師引導、學生合作、討論交流等互動形式，參與其中的學生雖然會有質疑和爭辯，但更懂得相互接納與欣賞，構建了合作交流的學習環境，激發學生強烈的主動學習和探究問題的愿望，并從解決問題中享受到愉悅，極大地增強了他們的自信心和自我認同感。

（五）有利于高職數學教育與高中數學教育的銜接

高職院校培養具備一定管理能力的高技能應用型人才，其教育的一大特色是實踐教學，學生對與專業相關的實踐性環節的學習興趣濃厚，而對高等數學理論課程的學習就缺乏熱情。

高中階段的數學建模教學，可以使學生認識到數學思維和方法在解決實際問題時的強大作用，認識到數學對他們后續的專業學習的作用，這樣就會有強烈的學好數學的動機。另外，中學階段的數學建模鍛煉，使學生具備基本數學素養和數學應用能力，升入高職后學生結合各自的專業知識，在應用數學方法解決專業實際問題時就更得心應手。

三、結語

數學教育是公民終身教育，其本質上是一種素質教育，為了全面達成素質教育的目標，培養具有基本數學素養和創新能力的高素質應用型人才，在中學數學教學中滲透建模思想，是中學數學教育教學改革的要求，也是高等職業院校人才培養的迫切需要。

參考文獻：

[1]陳偉方.淺析職高生數學學習現狀與對策[J].數理化研究，2016（2）：169

[2]張志勇.論數學應用在中學數學教育中的重要性[J].課程教學，2013（5）：83.

[3]高秋菊.數學建模思想融入課程教學的必要性和途徑[A].Economic，Education and Management（ICEEM 2011 V2）[C]，2011.

[4]李大潛.將數學建模思想融入數學類主干課程[J].工程數學學報，2005，22（8）：3-7.