数学建模的意义与教学方法

金瑶

【摘要】 大学数学建模是将高等数学进行应用的一门学问，有点儿像初高中时的数学应用题的升级版.大学数学建模就是运用合理的数学模型进行现实问题的分析和解答，理论和实践都已经证明，数学建模在大学数学中的推广可以大大提高学生的综合素质，对于数学应用能力和创新能力的提升有着积极的意义.因此，采用合理的方法在数学课内外进行数学建模的教学显得十分的必要.

【关键词】 数学建模；意义；教学方法

以微积分为起点和代表的高等数学与初等数学区分的一大特点就是数学结果的近似性和模糊性.但是，高等数学比之初等数学，又有着更强的实用性，这一特点在数学建模中体现得十分明显.目前国内的很多大学都进行了数学建模比赛的推广，并且在国际大赛如美国数学建模大赛上获得不错的成绩.事实上，大学数学建模就相当于初高中时期的应用题，只不过问题更加现实，需要考虑的情况更为复杂，作为数学的应用，已经走到了很深的层次.

一、数学建模推广的意义

正如上面所言，数学建模作为数学应用的一大分支，运用数学的方法建立实际问题的模型，然后运用数学的方法进行解答，最终找到合理的解决方案.数学建模的一大意义就是能够弥补目前国内高等数学教育的缺陷，那就是在教材和教学的过程中一味地追求调严密性、系统性和抽象性，重视理论分析与解题技巧训练，却没有或很少提及数学模型与数学建模的数学应用，纯粹将数学作为一个理论学科来教是无法真正发挥它的作用的.数学建模的出现正是解决了这样的问题，将书本上学到的知识在现实问题的解答中进行应用，对于学生分析问题和解决问题的能力也是一个很大程度上的提高，不仅能够使学生感受到高等数学的能量，同时可以吸引他们将更多的兴趣放在数学的学习和研究上，对于他们综合素质的提高有着很大的益处.数学建模推广的第二点意义就是数学与其他学科的结合，从这点出发，数学就发挥出了它作为基础工具的作用.

二、数学建模的教学方法

数学建模目前还不是大学数学的教学科目，一般都是对有兴趣参加数学建模大赛的学生进行单独或者集中辅导，这远远满足不了推广数学建模和数学应用精神的需要.

1.功在平时，培养兴趣

在平常的上课期间，老师应该融进一些数学建模的知识和内容，吸引学生对数学建模的兴趣.事实上，数学建模中的题目并不像很多人想象中的那么难，往往只不过在平时接触的问题基础上进行稍微的延伸.目前，已经有一些数学建模方面的老师编写了一些简单易懂的通用教材，老师可以根据这些简单的内容在课堂讲课的中间插入这些，其一能够活跃一下课堂的气氛，让学生对数学建模有一个简单的认识，并且对数学的应用性进行认可.其二能够培养学生解决问题时的数学思维逻辑，对他们综合素质的提高有很大的帮助.通过平时老师耳濡目染地宣传和教育，在面临数学建模竞赛的时候，肯定会有更多的学生愿意报名参加，然后再进行集中培训，一切也就水到渠成了，即使有的学生没有能够取得好的成绩，在训练的过程中也能学到很多的东西，这就足够了.

2.夯实基础，注重思路

数学建模的大厦是建立在一点一滴的基础知识上的，这一点十分重要.因此，在数学建模教学之前，对学生基础知识的培养和夯实是成功的第一个步骤.只有对学过的知识了如指掌，在见到问题时，心中才能形成比较合理的解决方案.有很多参赛者在参加完比赛后都为自己没有解题思路而懊悔，其根本原因就是对知识点或者数学公式的内涵没有真正理解，不知道这个公式或者这个概念还可以变形成为解题的方案.数学建模高于基础知识，但是又源于基础知识，只不过是经过了变形，很多理解不彻底的学生就没看得出来而造成遗憾.扎实的基础知识首先是为解题思路的形成提供帮助，其次才是解题的过程.解题的过程中往往涉及一些需要舍弃专业的问题，比如对不重要的因素进行舍弃，舍弃后误差的计算等，也是需要强大的计算能力的，这些都是些在平时进行练习的基础上取得的技巧.

3.结合软件，辅助教学

目前，数学建模软件的应用已经比较成熟，在教学过程中发挥着很大的作用.由于其应用性强，能与数学建模课程相辅相成，发挥学生的想象力及创造力，提高学生学习数学基础课和数学模型的积极性，让数学不再是一门枯燥无味的课程.数学建模课程因此可以与软件教学课程比如C语言、VB等进行联系，让学生懂得数学建模软件运行的原理，了解软件在数学运算过程中的优势.事实上，很多本科和研究生阶段都包含有很多模拟的项目和课题，都是对数学建模的实际应用，无论是热流的模拟还是应力的分析，最开始都是要进行数学模型的建立，然后进行数学边界并且设定参数和运算法则，也就是物理量之间所遵循的公式，经过复杂的运算得出模拟的结论，对科研有很重要的意义.从某种意义上来说，这种软件与数学建模的结合为学生未来的学习计算机模拟解决实际问题起到了奠定基础的作用.

4.案例分析，分类教学

案例教学是数学建模教学常用的方法，同时也是在短时间内达到效果比较有效的方法之一.教学案例的选择和设置应该具有新意，同时应有一定的趣味性、现实性、代表性和广泛性，教师要精心设计，从各个学科和前沿知识中寻找.数学建模的应用十分广泛，所以需要老师从纷杂的问题中抽出问题的相同部分，进而进行分类教学，授之以“渔”而非仅仅是“鱼”.

总结 数学建模的推广因为有重要的意义，对学生的培养和学科的建设都有很大的益处，因此，值得学校和广大数学老师引起充分的重视.另外，掌握数学建模的教学方法，利用适合这门学问的教学理念和技巧将用数学思想分析具体问题的方法教给学生，才是教育者最应该做的事情.