浅谈数学建模在教学中的重要性

林冬梅

【摘要】随着科学技术在生产、生活实际的广泛应用、市场经济体制的不断完善和我国建设创新型国家战略的提出，需要职业院校为国家输送大量的综合素质高、创新型人才。数学建模教学因其本身具备创新性、实践性特质，能够重塑學生品格，充分调动学生积极主动性，提高学生的创新能力，被广泛应用到教学实践中去已是适应社会发展的必须。职业院校应结合本校优势，制定教学实施规划，加大师资力量的培训，转变观念，推动数学建模教学的深入开展。

【关键词】数学建模 团队精神 创新型人才 教学规划

数学建模是利用数学方法解决实际问题的一种实践。即通过抽象、简化、假设、引进变量等处理过程后，将实际问题用数学方式表达，建立起数学模型，然后运用先进的数学方法及计算机技术进行求解。数学建模研究的对象通常是日常生活和工厂时间中的实际问题，把这些实际问题转化成数学问题的过程就是数学建模的过程。通过数学建模可以找到处理各类实际问题的有效方法。

数学建模教学改革是适应、推动社会发展的必须，是数学教学改革不可阻挡的潮流。

（一）、从理论层面看：首先，从工业革命时期开始，到现在的信息化浪潮，科学技术与生产实践密切的结合起来，被广泛应用到工厂的生产和寻常百姓的生活，提高了生产率，改变了普通人的生活方式。其次，在分工日益细化的市场大背景下，作为市场的主体一企业所面临的生产任务、改造任务日益综合化，一项任务的完成不可能依赖于某一个人，需要的是一个团队的贡献。其三，当前，创新已经成为国家竞争力核心驱动力，我国也提出了推进自主创新、建设创新型国家作为重大战略决策。

（二）、从实践层面：随着人类社会的发展，数学的应用以空前的广度和深度向经济、金融、生物、医学、环境、地质、人口、交通等新的领域渗透，数学技术已经成为当代高新技术的重要组成部分。很多教育先进的国家已经深刻认识到通过有效方式将数学与实践密切结合起来的重要性。经过探索，1985年美国首度推出了一种叫做MCM的一年一度大大学生数学模型竞赛，旨在通过完成问题的阐述分析，模型的假设和建立，计算结果及讨论的方式，提高学生的创新联想能力。

综上可见，数学建模课程的开设是大势所趋，也是一种必须。当滚滚浪潮席卷而来时，海中的游泳者只有勇于当弄潮儿，才可能不被浪潮裹夹而去，从而屹立潮头。从国家教育发展方向看，教育部高教司表示高等职业教育的主要任务是培养高技能人才。把实践性教学贯穿于技能型人才培养的全过程。要紧密联系生产实践第一线的实际，把教学活动与生产实践、社会服务、技术推广及技术开发紧密结合起来。同时还要推动课程体系和教学内容改革，突出职业教育灵活和适应性强的特点。而数学建模教学因其具备实践性、创新性的特点，完全可以作为职业院校教程改革的突破口，通过试点后广泛开设。

当然，任何一项革新或制度的实施都需要具体的措施来有力保障。

首先，制定一个数学建模教学改革的规划。“凡事预则立，不预则废”，只有在充分调研的基础上，对数学建模拟定一个长远教学实施规划，才能确保数学建模教学课程的有序开设及逐步完善。该项规划应该包含以下内容：

（一）、教学队伍力量的评估和确立。因数学建模较传统教学而言，还是一种新兴事物，为确保其在教学实践中能够取得预期效果，起到以点带面的作用，并为日后数学建模积累丰富的经验，必须把认真负责、有强烈敬业精神，综合素质高、教学效果好的教师选拔出来。然后对这支教学队伍的教学经历、知识结构、年龄结构、业务专长、师资配置情况进行综合评估，确保教学队伍年龄、知识、专业的合理性。

（二）、明确数学建模课程内容体系结构，教学内容组织方式与目的。数学建模课程教学内容可分为：（1）、建模概论，介绍什么是数学模型，建模的一般步骤与一些注意点。（2）、初等模型，介绍如何用微积分方法来研究生活中经常遇到的一些问题。（3）、微分方程模型，在介绍人口模型、服药治疗等问题的同时，介绍集中参数法与分布参数法、工程师原则、房室系统方法、参数识别等常用的建模技巧。（4）、状态转移模型，介绍线性代数中向量、矩阵的灵活应用，线性空间、线性相关与独立概念的应用、特征值在矩阵迭代中的作用等。（5）、优化模型。（6）、计算复杂性简介，通过实例让学生认识到计算量大小的重要性。（7）、离散模型，介绍由于计算机科学的最新发展而产生的一些新问题和新模型。（8）、决策与对策，介绍一些常见的决策与对策问题及最新发展。（9）、逻辑模型，介绍逻辑推理在建模中的应用，逻辑推理方法在信息论建立上的应用等。

（三）、教学条件的创造，包含教材使用与建设；为促进学生主动学习提供扩充性资料；创造实践性教学环境和网络教学环境。

1、精心比较挑选较大影响的数学建模教材，并在教改实践中不断积累丰富的教学经验和教案，在此基础上，在规划时间内出版适合本校特点的实验性教材，并广泛推广使用。

2、建立了全校性数据中心，高性能大容量的网络课件服务器和磁盘存贮系统，建立数学建模板块，对优秀学生实践论文、获奖论文进行汇编、提供最新建模参考文献集、国内外大学生数学建模竞赛题汇编等，为全校师生提供网上教学、科研、管理服务，为师生间、学生相互间建立密切的交流联系创造了便利条件。

3、与当地企业密切联系，建立适合本校教学特点的数学建模实践基地，使学生有良好的实践性教学环境。

（四）、建立教学效果评估系统。评估系统包含校内同事举证评价、校外专家评价、学生评价，取得校外赛事荣誉证明。评估系统大框架确立后，具体评价细则可根据教学实践进行微调，如无特殊情况，整个评估系统应保持相对稳定。只有实现评估系统的持续性，才能明晰的反映数学建模教学效果的实际走势。

其次，要高度重视教师相关业务知识水平的不断提高。对未开设过数学建模课程的院校，院校老师对数学建模的了解可能只停留在理论层面，甚至是不全面的。“学高为师”，只有老师具备相应的能力，才能对学生进行正确的引导。因此要对教学队伍开展有效、针对性强的培训，使教学队伍在规划的时间内教学方式、内容有全面、准确的认识和把握。

数学建模教学是一项实践性非常强的教学改革，职业院校要深刻认识到数学建模教学改革的必然性和不可阻挡性，并在思想上给与高度重视，在进行充分调研的基础上，结合院校特色，做好数学建模教学的规划，并积极的投入到实践中运作。以此为契机，推动教学改革的持续健康发展，全面提高职业院校的教学质量，为国家输送大量的综合素质高、具备创新能力的高水平技能型人才。endprint