高职院校开展数学建模活动意义

2016-01-27王威杰

科学中国人 2016年33期

关键词：建模院校高职

王威杰

长春汽车工业高等专科学校

高职院校开展数学建模活动意义

王威杰

长春汽车工业高等专科学校

近年来，随着我国社会主义市场经济的不断发展，素质教育的不断深化与改革，高职院校改变传统的教育教学理念，将“培养高素质、高技能的应用型人才”作为当下教育的培养目标，通过开展数学建模活动，以期培养学生的数学应用意识，从而提升他们解决问题的能力。数学建模活动的开展对于我国素质教育教学具有重要意义，因此政府机构与教育部门从课程与竞赛、数学建模与专业建设、数学建模与校园生活三方面出发，争取实现教育改革目标。本文主要概述了数学建模，阐述了其本身意义与分层教学的意义，研究当前我国数学建模现状，综述其设计，为后期数学建模活动的开展奠定了良好的基础。

高职院校；数学建模；活动意义

注：吉林省职业教育教学改革研究2015年度科研项目：高职院校开展数学建模活动与提高学生能力培养的研究，项目编号：2015ZCY116；吉林省高教学会2015年度高教科研项目：职业教育公共基础课“分层教学”教学改革的研究与实践，项目编号：JGJX2015D401。

一、数学建模概述

（一）数学建模的含义

简单来说，数学模型其实就是将实际问题转化为数学语言，从而将形象模型抽象化、概念化的一种数学结构，而数学建模（Mathematical Modeling）指的是在高职院校的教育教学过程中，教师们建立数学模型的过程。换句话说，数学建模就是通过某些数学规律，建立起数学模型，从而将实际问题简化，进而求解该数学模型，解释、验证所得到的解，验证其能否用于解决实际问题的过程。

（二）数学建模的意义

当前，通过数学建模开展相关教育教学活动，对高职院校的发展具有重要意义，具体表现在以下几方面：其一，通过数学建模活动能带动数学和计算机及相关学科的建设，促进学科融合，优化教育教学成果；其二，通过数学建模能提升职业核心竞争力，提高高职院校的竞争优势；其三，提升数学教师科研能力，带动计算机等其他学科建设，建立优良的师资队伍；其四，推进数学课程的改革，更好地完善教育教学目标。

除此之外，从数学建模本身与分层教学这两个方面来说，数学建模本身具有树立学生尊重科学的意识，提高学生的综合素质，培养他们的应用能力、创新能力的重要作用，是当下高职院校数学教学改革的目的和方向，而从分层教学上来说，分层教学是一种面向全体，因材施教的教学模式，它能照顾到各个层次的学生、合理分化学科学习成绩评价、使教师的教学工作更出色、提高课堂教学效率以及给学生一个奋斗的“阶梯”。

二、数学建模的研究现状综述

目前，我国高职院校的教育培养目标为——为现代企业培养技能型、实用型的应用人才，培养方向为——培养学生们的应用能力、创新能力，所以高职教育在人才培养上必须坚持“以能力为中心”的培养模式。而高等数学作为高职院校学生必修的基础理论课，其目的就在于培养应用型人才所必须具备的基本数学素质，基于此，开展高职数学建模教学具有重要意义。

数学是研究现实世界数量关系和空间形式的科学，具有概念的抽象性、逻辑的严密性、结论的明确性和体系的完整性的特点，在它产生和发展的历史长河中，一直与各种各样的应用问题紧密相关。自二十世纪以来，随着科学技术的迅速发展和计算机的日益普及，人们对各种问题的要求越来越精确，使得数学的应用越来越广泛和深入，特别是在二十一世纪这个知识经济时代，数学科学的地位会发生巨大的变化，从国家经济和科技的后备走到了前沿，因此培养学生应用数学的意识和能力已经成为数学教学的一个重要方面，而数学建模就是培养学生应用数学的意识和能力的一个有效途径。但是从目前来看，高职数学教育本身面临着很多重大改革课题，即教学内容与教学时数的矛盾问题以及教学内容与实用性有机结合的问题。针对这些问题上，高职院校积极开展数学建模活动，抓住了这个突破点，牵一发而动全身，进而推动高职数学课程教学改革。

三、课题设计论证

（一）课题研究的目的和意义

高职院校培养人才的目的主要是为了培养符合社会发展的应用性综合人才，进而推进社会的进步和发展。但是在实际教育教学中，存在的某些实际问题无法套用某个数学公式或利用某个学科、某个领域的知识就可以圆满解决的，因此需要教育工作者具备完善的知识体系，培养具有较高数学素质的应用型人才，即能够从众多的事物和现象中找出共同的、本质的东西，善于抓住问题的主要矛盾，从大量数据和定量分析中寻找并发现规律，用数学的理论和数学的思维方法以及相关知识去解决实际问题，从而为社会服务。而开展数学建模，实现上述目标的同时，有助于提高学生数学素质的同时，培养学生创新和综合应用的能力。

（二）主要内容与需要解决的关键问题

本课题主要针对长春汽车工业高等专科学校的实际情况建设数学建模课程和数学建模培训体系，完成所需教学、培训的教案、电子课件以及数学软件。主要有五个“模块”和三个“应用”。其中，五个“模块”指的是：统计模块、离散数学模块、数值计算模块和微分方程模块和其他模块。三个“应用”指的是VB、Mathematical和Excel的应用。即以数学建模为切入点推动高职数学教学内容和教学方法的改革；推动高职数学教学手段和教学工具的改革。并针对学生能力培养改进原有教学方法、教学内容、培训模式，并提出以数学建模为基础的人才培养模式。

（三）研究的创新点

构建了“模块+应用”的数学建模课程体系，加强与专业课程的交叉融合，加大数学建模的推广与普及。在数学建模课程建设方面，尝试新的教学方法、教学手段和教学工具。在教学方法上，应注重理论联系实际，注重将数学的应用贯穿于教学始终，提倡“启发式”、“互动式”的教学模式，采用多媒体、数学实验等多种形式。数学教学手段上引入多媒体教学，提高学生学习数学的兴趣；其次，在教学工具上引入数学软件求解数学问题，采用数学实验课的形式，促进数学与计算机的结合。

（四）研究思路和方法

研究思路：本课题将以实际教学为基础，以理论研究为辅，从教学中发现问题，解决问题。即通过结合长春汽车工业高等专科学校实际情况，完善数学建模课程和数学建模培训体系的同时，分析本校目前人才培养模式，探究其优、缺点,从数学建模培养学生综合能力的角度出发，提出可行的建议，建立科学的人才培养模式。

研究方法：在数学建模的过程中，首先，教师们应该采用观察、调查、查阅文献资料等方法，对相关数据资料进行系统地分析与研究，从而根据相关目的，确定研究对象与内容，设计适合的建模方案。其次，教师们应该采用行动研究法，对数学教师所讲的每一节课堂内容进行记录与分析，以其为建模的主要依据，从而在建模时将差异情况和解决策略按不同的标准分类，确保各个环节的有效性、科学性。最后，教师们还应该采用经验总结法，引导学生们进行建模过程的回顾、反省、总结，从而规范建模的过程，提升建模的准确性，以此保障其能被学生们认可和接受。