高職高專院校數學教育出路——數學建模課的意義和必要性

李 敏

(長沙職業技術學院 湖南長沙 410000)

引言

在基礎教育階段，數學能夠得到師生的一致重視。無論是理論層面，還是應用層面，數學都是炙手可熱的重點學科。但是，在高職教育中，數學就有點曲高和寡的感覺。細究其原因，數學難度較大是原因之一，但根源還是數學理論與實際應用的脫節。因此，高職高專院校的數學教學工作，只有解決應用問題，才能得到根本的改變。

一、高職高專數學教學的現狀分析

隨著高等教育的普及，近年來，高職高專院校的生源也在不斷擴大。很多應用性較強的學科深受學生歡迎，而數學這樣的基礎學科逐漸受到冷遇。其主要表現在以下幾個方面。

一是教師原因。作為施教者，部分高職數學教師在教學時展現出能力不足的問題。首先，教師對學生情況了解不足，不能以學生的心理和需求作為教學基礎。一部分學生對于未來有自己的規劃和看法，學習較好；另一部分學生卻沒有規劃，放松對自己的要求，雖有學習數學的欲望和動力，但由于基礎太差，學習起來非常吃力。如果教師缺乏了解和應對，教學效果必然就會受到影響。其次，教師教學方式老套，沒有運行信息化教學手段，激發起學生的學習積極性。最后，教師的人格魅力和感染力不足，導致其對學生的影響力有限，尤其在面對狀況百出的課堂和個性多樣的學生時，難以應對。于是，教師就會出現一些懈怠情緒。加之在高職教育中，數學作為基礎學科，受到的重視不足，逐漸被邊緣化。長此以往，如此惡性循環，數學教學效果不佳。

二是學生原因。其一，大部分學生認為數學作為基礎學科，對自己的發展有限，普遍重視應用性比較強的學科。因此，他們在數學學習上花費的時間較少，甚至出現不上課的情況。有些學生即使身在課堂上，也不認真學習。玩手機者占據很大比例。其二，部分學生在基礎教育階段欠下的功課太多，數學基礎較差。他們在高職數學學習時就難以理解更深的數學知識，跟不上教學進度，加上又缺乏足夠的學習動力。因此，這部分學生甚至會因為數學學習困難放棄學習。

三是學校支持。出于各方面的原因考慮，學校在安排數學學科教學課時時，給予數學的課時相對較少。在有限的課時內，要完成難度相對較高的數學教學，對于大部分數學教師來講，這是一種挑戰。于是，教師只有通過自己的努力，降低數學難度、提高教學效率，才能完成教學任務。而并非所有的教師都能通過努力達到較好的教學效果。因此，較少的課時就成為了數學教學的重要限制，也是數學教師最困擾的問題之一。

二、高職高專院校數學教育與建模課開設的關聯

經過研究分析，筆者認為，高職高專院校開設數學建模課是數學教學的一條出路，因為數學建模理論可以廣泛應用于各行各業的研究中。數學建模對于學生分析問題、研究問題在思維模式上有所幫助，并能在一定程度上指導他們的行為。

(一)數學建模課的優勢

數學建模顧名思義就是建立數學模型，并以此來解決問題。它提供的是一種方法論。人們在這種方法論的指導下，對研究對象進行仔細研究、定量分析，并根據現有情況做出假設，分析其內在的規律，最后用數學的符號和語言得出結果。這樣的結果就是數學模型。[1]

數學建模課的優勢具體來說主要體現在以下幾點：

第一，數學建模課的最大優勢在于其應用性。首先，建模是經過很多數學家和數學工作者經過不斷完善形成的數學方法。它能將實際生活中的數量關系與數學空間關系聯系在一起；將實際問題量化分析、直觀展示，使人們對問題更容易理解，也更能深入了解問題的本質。其次，數學建模具有嚴密的邏輯性。它是建立在客觀的數學邏輯以及數學實踐基礎上的，分析過程量化而客觀，對于學生準確了解問題深有助益。最后，它更為重要的是結果非常完整，是一個有機的整體?？梢哉f，數學建模是一個理性的、客觀的、直觀的、以及系統化的問題研究方式，對于人們了解事物、研究問題具有十分重要的指導意義。它符合人們對日常問題日益精準和深入的研究要求，不僅僅對于大學生適用，對于社會各界人士都有重要的意義。

第二，數學建模課涉及的內容十分廣泛。它涉及到數學領域的眾多知識，如高等數數、統計概率等等，也涉及到更多的實際問題，甚至對自然科學、地質、醫學等方面都有所涉及。在現有的課程體系中，大多數課程都是獨立的，很少有學科可以與其他學科擁有關聯性。建模則能夠將眾多學科聯系起來，讓學生在學習建模課的同時，無形之中就能將各個領域的知識相互融合，并且能夠將即將忘記或者丟棄的知識重溫一次，放在不同的體系中加以應用。這樣既增長了學生的見識，也拓展了學生的知識，更提升了他們解決問題的能力。應用數學建模來解決問題以后，學生看待問題、分析問題將更加理性和客觀。這對他們將來進入工作后的幫助是不言而喻的。

第三，教學和考核靈活。數學建模需要教師對一些數學軟件十分熟悉，這就區別于傳統的教學。數學建模課教學方式更為靈活。教師可以通過一系列生動的案例來展示建模的方法，讓學生通過這些案例學習建模并且接觸到各行業的典型案例。這對他們來說意義深遠。數學建模在考核上，選擇性也較強。教師可以通過試卷來檢驗，也可以通過論文的形式來檢測，更可以直接讓學生解決實際問題來進行考核。學生是否能解決實際問題，讓教師可以一目了然。其他學科的檢測，總是存在作弊的可能，而建模是實打實的技術學習，作弊的可能性較小。這也從一個側面可以促使學生主動學習。

第四，數學建模課相對來說較為新鮮。學生對于新鮮事物都存在著好奇心理。教師在充分利用學生好奇心的情況下，可以使學生快速進入到建模課的學習中。在大學課程中，基礎學科還是占據了重要部分。大部分的基礎學科相對來說比較枯燥，建模課的開設，則會打破這一局面。新鮮的學科、新鮮的教學和考核方式，都會在某種程度上吸引學生的注意力。

(二)數學建模課開設的必要性

目前，高職高專院校開展數學建模課已經成為了必然。首先，它是培養全面發展人才的需求和教育改革的需要。隨著經濟的高速發展，時代要求學校培養出更能適應這種變化的人才，尤其是應用性人才。而傳統的數學教育，教師對理論的重視和應用的輕視，使得培養出來的學生不能適應社會發展的需要。教學手段的落后也達不到良好的教學效果。故而，數學建模課的開設，不僅僅是人才培養的需求，也是教育改革的需要。其次，各種數學建模比賽的推進，使數學建模被大多數學生了解和接受。隨著各種數學建模競賽的開展，人們對數學建模的應用性也有了更多了解。學生在建模比賽中的學習積極性被激發，邏輯思維能力等方面也有所提高。這些變化也使得大眾對數學建模有了一定的了解，使人們對數學建模有了學習的需求，尤其是高中生和大學生。最后，數學建模課之所以能開展，根本在于其本身的價值。數學建模能夠將數學與實際相結合，用來解決實際問題；也能夠將眾多學科的知識融會貫通，是解決問題的重要形式和手段。因此，它能夠提升個人能力，也成為了推動時代發展的工具。[2]

(三)數學建模課開設的注意事項

目前在已開設數學建模課的院校中，由于師資力量等原因，建模課的學習和推進存在一些問題。這些問題導致數學建模課未得到應有的重視。經過研究和資料分析，筆者認為，在數學建模課的開展中需注意以下幾點。首先，學校要加強對師資隊伍的培訓，使高職高專院校的任課教師完全具備授課的能力。教師不僅僅在數學建模方面有見解、有想法，更要有扎實的教學功底和深厚的教育情懷，并能認識到建模課對學生未來發展的重要意義。其次，教師在授課時，要將建模方法和各個行業的案例相結合，多互動、多討論，讓學生融入到案例中，通過案例的學習和分析來傳授建模的方法。與此同時，學生們可以了解到更多解決實際問題的方法，形成理性看待問題的思維方式。然后，教師要考慮到學生的心理以及數學基礎，要關注到不同程度學生的學習情況，實施分層教學，尤其在牽扯到其他領域的專業知識時，要把這些專業知識進行詳細解讀或者分解成不同的層次，方便學生掌握。因此，在教學時，教師要采用多媒體手段來增加課程的豐富性和趣味性。最后，由于課程體系和其他學科不同，教師的授課方式也要略有差異，在學習和考核時，也可以靈活多樣。

三、總結

總而言之，高職高專數學教學改革引入數學建模勢在必行。這是時代發展、教育改革、人才培養的要求，更是高職高專院校數學改革的新出路。這就需要廣大高職高專院校數學教師不斷加強學習、自我提升，為助力人才培養事業不懈奮進。