大學數學建模教學的問題與對策

羅志坤 孟秦

摘 要 隨著數字化時代到來，數學知識在教育領域發揮著重要作用。高校實施數學建模教學，能夠豐富數學教學內容，培養學生思維能力及分析問題能力。當前，部分高校大學生數學建模教學成果較為顯著，但部分高校在數學建模中存在課程設置不夠全面、教學方式單一等問題，嚴重影響了高校數學建模教學的開展。因此，需要高校從完善數學建模課程角度出發，探索大學數學建模教學的有效策略。

關鍵詞 大學數學 建模教學 有效對策

中圖分類號：G424? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2020.05.051

Abstract With the advent of digital era， mathematics knowledge plays an important role in the field of education. The implementation of mathematical modeling teaching in colleges and universities can enrich the content of mathematics teaching， cultivate students' thinking ability and problem analysis ability. At present， some college students have achieved remarkable achievements in mathematical modeling teaching， but there are some problems in mathematical modeling teaching， such as curriculum setting is not comprehensive enough， teaching methods are single and so on， which seriously affect the development of mathematical modeling teaching in colleges and universities. Therefore， it is necessary for colleges and universities to explore effective strategies for the teaching of mathematical modeling from the perspective of improving the course of mathematical modeling.

Keywords college mathematics; modeling teaching; effective countermeasures

數學建模起于20世紀70年代的英國，之后傳入我國。2014年，教育部明確高校培養應用型人才為今后教育改革方向。隨著國際化競爭日趨激烈，中國特色社會主義強國建設需要人才和技術支撐。因此，對于高校數學教學而言，需要開展數學建模教學，為社會培養實用型人才發揮其教育功能，不斷增強學生數學研究意識以及解決問題能力。目前，許多高校已經將數學建模列入數學課程內容，以期為數學建模教學活動的順利開展開辟新路徑。

1 大學數學建模教學的重要性

數學建模實質為教學實際化。當前，我國教育改革對數學實際教學又提出了新要求。為此，需要各大高校在數學教學方面逐漸從應試教育向素質教育轉變，加大實際應用操作教學力度，改變以往傳統應試教學方式，為社會培養更多應用型人才提供發展平臺。然而當前，部分高校學生還未完全意識到數學建模活動在數學教學中的重要地位。因此，加快完善高校數學建模教學成為重要任務。[1]

（1）有利于提升學生綜合素質。學生綜合素質包含內容十分廣泛，其中數學建模學習能提升學生數學素養以及創新思維能力。數學建模包括數學知識、數學思維、數學語言以及數學應用技巧等多方面。因此，在大學數學教學中融入數學建模思想，有助于提升學生綜合素質。此外，數學建模教學中要求學生具備較高科學素養以及豐富的科學文化知識，但是大多數工科學生人文素養相對缺乏，因此，需在加強數學素養培養的同時，加強人文素養教育。

（2）有利于調動學生學習積極性。數學建模概念并非憑空捏造，其是從生活實際中抽象而成的，教師在講解數學概念時，將建模概念、背景以及運用過程向學生充分展示，從而引起學生關注，比如教師在講解高等數學這一課程時，可引入日常生活中“大事化小小事化了”處事原則，引導學生發現用建模知識解決問題的樂趣，從而調動學生學習數學建模的積極性。此外，教師還可在數學建模教學中增加游戲互動環節，有效提升課堂教學效果。[2]

（3）有利于推動數學教學改革。數學是一切科學發展的基礎，因此高校開展數學專業相關教學十分重要。開展數學建模教學可以檢測學生自身解決問題的基本能力，從中發現數學教學中存在的問題，進而完善數學教學改革。對于數學建模教學而言，組織學生參加數學建模培訓、參與數學建模競賽活動等內容不僅能提升學生綜合素質，而且還有利于完善數學教學課程，推動數學教學改革。[3]

2 大學數學建模教學中的問題

近年來，許多高校已經紛紛組織數學建模競賽活動，高校學生數學建模成果逐漸受到社會關注，但數學建模從“走進數學課堂”到“融入數學課堂”之間還存有較大差距。究其原因，不僅與數學建模本身不夠完善有關，同時也離不開教師綜合能力、學生專業實踐能力以及高校重視程度等多重因素。因此，對這些因素深入分析已經成為當前高校數學教學面臨的緊迫任務。

（1）教學方式較為單一。當前，在部分高校數學建模教學中，還存在教學方式較為單一等問題。部分數學教師仍然采用傳統教學方式，以自身課堂教學為主，導致數學建模教學中學生處于被動學習狀態。當前信息化時代，要求教師借助互聯網等先進設備開展數學教學，然而實際中部分教師也只是利用互聯網復制教材內容，難以充分發揮互聯網教學作用。此外，部分教師由于深受應試教育影響，使得高校數學教學中存在固守教學大綱問題，忽略數學實際作用，嚴重阻礙數學教學正常進程。

（2）師資建設不夠完善。當前，在大學學科體系中，選擇數學專業的學生文理科都有，但將來能從事數學理論研究的學生人數只占較小比重。究其原因，除學生自身因素外，缺乏健全的師資團隊亦是影響高校數學學科發展的重要因素。高校部分教師由于剛畢業，缺乏實際教學經驗，難以滿足學生數學學習需求。同時，高校教師中缺乏雙師型教師團隊，實踐經驗豐富的教師大多年齡較大，青年教師比重相對較小，師資力量配比出現較大落差。[4]

（3）課程設置不夠全面。首先，數學課程內容較為分散，數學教學內容銜接不緊密。部分高校數學課程包含高等數學和數學建模兩部分內容，二者之間存有密切聯系，但實際中卻將二者分開教授，導致高校數學教學理論過重，不利于學生綜合素質的提升。同時，數學建模課程主要研究建模理論，對于實際求解環節則較為薄弱。其次，部分高校對學生數學建模實踐環節較為缺乏，理論課時與實踐課時安排合理性不足，導致學生面臨的實際問題難以解決。

（4）學生專業實踐能力不強。學生專業實踐能力不強，首先體現在部分學生對于數學建模認識不足。據調查，70%以上的學生對數學建模這一活動表示未曾實際接觸，絕大多數學生認為數學專業課程對今后發展無益，思想上對數學建模活動不甚關注。其次，學生創新能力不足。由于數學建模通常是以比賽形式展現，但在實際教學中學生應用能力和創新能力明顯不足，很多學生理論知識充分，缺乏實踐操作經驗，導致數學建?；顒与y以開展。[5]

3 大學數學建模教學實際策略

21世紀是知識經濟時代，隨著科學技術不斷發展，數學學科也得到了廣泛推廣，由此，社會對高校數學教學模式也提出了更為嚴格的要求。需要高校對數學教學情況有較為熟悉地掌握，從高校、學生以及課程設置等方面入手，積極探索大學數學建模教學有效策略，為高校數學課程建設開辟新的發展道路。

（1）開展混合式教學模式。針對高校教學方式單一等問題，高校需在教學模式上加以創新。首先，可開展小班授課教學模式。教師將以往大班制度調整為小班授課模式，將會有更多精力關注到更多同學，有利于提升學生參與度。其次，高校還可借助互聯網打造翻轉課堂教學模式，每個小班都可分別組建學習小組，建立網上學習軟件，比如對分易等，學生對課上不懂之處可利用課下時間在網上自由交流，鞏固所學知識。此外，教師也可將教學視頻錄制完成上傳到學習軟件中供學生學習。[6]

（2）完善建模教師團隊建設。首先，需加強教師培訓。高校可采取“引進來，走出去”的培養模式，鼓勵高校教師到外?；蚱髽I實習進修，增強實踐教學經驗;高校還可積極引進經驗豐富的專家學者，到校為教師開展數學建模講解活動，以學術交流會等形式提升教師數學建模理論基礎。其次，高校需完善獎勵監督機制，為數學建模提供保障。完善評優評先制度，設置數學建模教學獎學金，獎勵先進教師，激發團隊中其他教師參與數學建?；顒拥姆e極性，促進數學建模教學發揮人才培養作用。

（3）創新多層次課程設置。針對數學建模教學中的課程設置不夠完善問題，高校需創新多層次課程體系。高校數學建模教學可建立三個層次。第一層次是以數學建模為核心的課程建設，主要教學內容包括數學建模概論及方法等基礎理論知識。第二層次可利用學生寒暑假時間，設置數學建模系列培訓項目，面向師生自由開放。第三層次可在校定期開展科研創新興趣班，高校邀請數學建模專家學者，到校開展科研授課與項目指導，為感興趣的學生繼續提供實踐平臺。

（4）加強學生建模實踐培養。任何一門課程的設置都希望學生學有所成。大學數學課程主要內容并非要學生建立數學模型，而是要通過建立數學模型將數學理論知識透明化，從而提升學生實踐能力。因此，在選擇教學實踐中，教師需對學生實踐應用能力加以關注，通過在課堂上增加學生發言、提問與總結等教學環節，逐漸養成學生數學思維，不僅可豐富教學內容，還能幫助學生數學學習能力有較為明顯的提升。此外，教師還可適當布置開放型實踐作業或要求學生自己搜集有關數學建模的應用題，加強學生主觀能動性。[7]

4 結語

數學建模活動是研究日常生活事物并構建數學模型的過程，也是一項循序漸進的過程。對于高校大學生而言，大學數學教學中融合數學建模思想，有助于更新學生對數學建模活動認識理念，實現高校大學生綜合素質的提升。因此，高校需積極探索數學建模活動的多重構建模式，優化數學建模課程設置，將大學教育與素質教育有機結合，促進學生自身創新思維能力與數學知識運用能力。

參考文獻

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[2] 馬艷英，付彤，王青梅.將數學建模思想融入大學數學教學中的研究[J].吉林工程技術師范學院學報，2018（9）：35-36.

[3] 張美玲，趙有益，薛自學.大學數學教學中數學建模思想的滲透[J].赤峰學院學報，2017（2）：207-208.

[4] 劉保東，王豐曉，齊炳和.創新驅動下的數學建模與交叉創新人才培養模式的實踐[J].數學建模及其應用，2016（4）：14-15.

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[7] 紀凱，韓東，郭誼.我院數學建模教學訓練相關問題分析及建議[J].高教學刊，2019（21）：96-98.