高职数学教育与数学建模联系的探讨

张平　高兴花　王建辉

摘 要 当前国家大力发展高等职业教育，以培养高等技术应用型专门人才为主要任务，重在培养学生解决问题的能力。数学建模对于培养学生解决问题的宏观思考和设计能力是有极大的益处的，而且可以使得数学教学更加有针对性，学生也能够有更大的动力和兴趣。

关键词 高职教育 数学建模 数学教育

中图分类号：G71 文献标识码：A

当前，高职教育成为社会关注的热点，面临大好的发展机遇，同时，经济、科技和社会发展也对高职教育人才培养工作提出了许多新的、更高的要求。这就决定了高职教育中各种课程的设计必须以实际需要和培养学生能力为主，而对于一些理论的要求则可以相应降低。

以笔者从事的数学及高等数学课程为例，传统的教学方式仍然是相对比较偏向解题应试的。而对于高等职业院校的各专业学生来讲，除了一小部分学生有专升本的意愿之外，大部分学生并不存在诸如升学考试之类的压力，这样使得学生在数学这种基础课的学习上就缺乏相应的压力和动力。很多学生除了认为数学课比较枯燥难懂无趣之外，还认为其用处不大，无法与其专业课程的学习甚至是社会生产实际相联系。在这样的情况下，高等职业院校的数学教学就陷入了某种困境。教学传统理念的陈旧落后和无法快速的联系实际也使很多院校在数学课的取舍上选择了后者，包括笔者所在的学院也有部分系部和专业压缩甚至砍掉了数学课程。完全砍掉数学课程的做法，笔者认为并不是最好的方式方法。这样使得部分有意愿学习高等数学的同学无从下手，也使得他们的专升本考试变得困难重重。一刀切过于武断，那么如何才能有效的使数学教学与专业课程的学习和社会生产实际相联系，并在培养学生能力方面有所进展呢？引入模块化的数学建模教学应该不失为一种值得探讨的方法。

随着科学技术的不断发展，数学模型这个词汇越来越多地出现在现代人的生产、工作和社会活动中。电气工程师必须建立所要控制的生产过程的数学模型，用这个模型对控制装置作出相应的设计和计算，才能实现有效的过程控制。气象工作者为了得到准确的天气预报，一刻也离不开根据气象站、气象卫星汇集的气压、雨量、风速等资料建立的数学模型。生理医学专家有了药物浓度在人体内随时间和空间变化的数学模型，就可以分析药物的疗效，有效的指导临床用药。城市规划者工作者需要建立一个包括人口、经济、交通、环境等大系统的数学模型，为领导层对城市发展规划的决策提供科学依据。厂长经理们要是能够根据产品的需求状况、生产条件和成本、储存费用等信息，筹划出一个合理安排生产和销售的数学模型，一定可以在市场的千变万化中把握住最好的商机，获得更大的经济效益。即便是在日常的外出访友或者采购中，用一个数学模型也可以优化出行的路线。显然数学模型的建立在诸多的自然科学研究和社会生产实践中都有着广泛而且意义重大的应用，那么对于更加注重能力培养的高等职业院校的教学来讲，学习建立数学模型即数学建模的能力便是“授之以渔”，这比单纯地学习一些枯燥的概念来讲要有意义得多。

分析与设计：例如描述药物浓度在人体内的变化规律以分析药物的疗效；建立跨音速流和激波的数学模型，用数值模拟设计新的飞机翼型。

预报与决策：生产过程中产品质量指标的预报、气象预报、人口预报、经济增长预报等等，都要有预报模型；使经济效益最大的价格策略、使费用最少的设备维修方案，是决策模型的例子。

控制与优化：电力、化工生产过程的最优控制、零件设计中的参数最优化，要以数学模型为前提。建立大系统控制与优化的数学模型，是迫切需要和十分棘手的课题。

另一方面，数学建模与计算机技术的关系密不可分。比如在设计领域中广泛应用的CAD技术，就是建立在数学模型和计算机模拟基础上的。一些大型的设计和数据处理问题如新型飞机的研发设计、石油勘探数据的分析当然离不开巨型计算机，而微型电脑的普及更使数学模型逐步进入了人们的日常活动。比如当一位公司经理根据客户提出的产品数量、质量、交货期等要求，用手提电脑与客户进行价格谈判时，您不会怀疑他的电脑中贮存了由公司的各种资源、产品工艺流程及客户需求等数据研制的数学模型——快速保价系统和生产计划系统。另外，以数字化为特征的信息正以爆炸之势涌入计算机，去伪存真、归纳整理、分析现象……，计算机需要人们给它以思维的能力，这些当然要求助于数学模型。

由此可见，数学建模对于培养学生解决问题的宏观思考和设计能力是有极大的益处的，而且可以使得数学教学更加有针对性，学生也能够有更大的动力和兴趣。利用各种数学软件如Matlab等，可以将最基本的建模问题搬进实验室，数学课也可以上的丰富多彩。当然，这种新型的教学模式还需要数学教师在实际教学的设计当中发挥更大的主观能动性，精心安排，才能达到较好的效果。

参考文献

[1] 刘亚国.高职数学教学中融入数学建模思想初探[J].长沙通信职业技术学院学报，2008（02）.

[2] 汤志浩，张新元.高职数学教学中融入数学建模探讨[J].技术与市场，2009（04）.

[3] 梁萌.在高职数学教学中融入数学建模思想[J].产业与科技论坛，2012，16：141.