高职视角下中学数学建模教学的必要性研究①

张云霞

[摘 要] 基于高职院校的学生特点和人才培养需要，进行了中学数学教学过程融入数学建模思想的必要性研究，期望通过数学建模思想在数学教育中的尽早融入，提高学生的数学应用意识，以利于高职教育培养应用型创新人才目标的实现。

[关 键 词] 数学建模思想；中学数学教学改革；培养目标

[中图分类号] G712 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2018）09-0086-02

数学是许多自然科学的基础，在经济、社会、人文科学的发展中发挥巨大的作用。随着科技的发展与进步，数学与其他学科的交叉越来越多，美国科学家冯·诺伊曼说：“数学方法渗透并支配着一切自然科学的理论分支，在现代科学中，它已越来越成为该学科成功与否的主要标准。”事实上，在当代社会，数学不仅仅通过其他学科发挥作用，更走到前列直接发挥作用，“数学已成为人们生活的需要”。因此，如何应用数学的思维和方法解决现实生活中遇到的实际问题，是数学教育者值得重视和思考的问题。

数学教育是一个长期的、完整的体系，每一阶段的数学教育都是这个完整体系的重要環节。每个环节不应是孤立的，而是相互关联甚至是密切相关的，只有做好每个环节的相互协同、顺畅衔接，才能使数学教育这个完整体系更加科学和系统，才能更加高效地实现数学教育的目的。

目前，我国职业院校迅速发展，国家及各级地方政府对职业教育的重视程度越来越高，高等职业院校的教育模式也不断完善，许多数学教育工作者开始关注高职数学与高中数学的有效衔接。做好两者之间的协同和衔接，有利于高职数学教学基本目标的实现，是各高职院校数学教师的共识。

一、高职院校的人才培养目标和学生特点

（一）高职院校的人才培养目标

高等职业教育作为我国高等教育的重要组成部分，是具有较强职业性和应用性的一种教育类型，在为社会培养高素质技能型应用人才以及区域经济发展中发挥着重要作用。教育部《关于加强高职高专教育人才培养工作的意见》明确指出：高职专业人才培养应当以适应社会需要为目标，突出职业性、行业性的特点，培养具备一定管理能力的高技能应用型人才。作为重要公共基础课的高等数学，是高职院校学生学习后续专业课程和解决实际问题的基础，对培养具有数学素养的高素质专业人才起关键的作用。

高职高等数学的教育教学，应结合高等职业教育的特点及培养目标，制订课程标准、设置课程内容，既要保证数学教学对学生基本素质培养的要求，又要满足学生专业发展的需要。要着重培养学生的基本数学素养和综合素质，训练学生运用数学思维和方法分析解决专业问题的能力以及勇于探索和敢于创新的能力，为学生的就业夯实基础。高等数学教育教学的优劣，对提高整个高等职业教育的教学质量也具有重要的意义。

（二）高职院校的学生特点

高职院校的学生普遍存在基础知识相对薄弱、缺乏良好的学习习惯、方法运用能力较差以及自我认同感不足等缺点，因而他们学习的积极性不高，缺乏主动进取的精神。主要表现在以下几个方面。

1.很多高职学生主观上都有“数学无用”的想法，认为学习高等数学既枯燥难懂，又对将来所从事的专业工作帮助不大，所以将主要精力放在专业课的学习上，只想多学点实用的技术和技能，从而对高等数学的学习动力不足，效果也就不理想。有些学生还对数学产生恐惧、排斥的心理，甚至放弃学习数学。

2.长期的应试教育，造成一些学生被动和机械的学习方式，他们严重地依赖数学教师，缺乏主动思考问题的能力，不喜欢探究新问题，也无法适应高职院校高等数学的学习环境。

3.高职学生在中学阶段的数学学习过程中，形成了一种固定的思维模式[1]。由于对高等数学本质的理解不够透彻，解答数学问题的思路一成不变，故步自封，阻碍了自身思考和实践能力的拓展。在遇到生活和专业的实际问题时，不知道如何去解决，数学思维能力不足，分析解决实际问题的能力不够，造成学了数学却不会用数学的现象。

4.大部分的高职学生通常在中学阶段的数学成绩就不是很好，有的甚至很差，而且事实上，他们的其他学科成绩也不理想，这样的状况使他们产生了严重的自卑心理。进入高职阶段，数学学习难度加大，节奏加快，自主性学习要求提高，无法快速地适应学生，这些情况更加深了学生的自卑心理。

上述高职学生实际情况，对他们进一步的专业学习是十分不利的，为从根本上解决这种状况，有必要对中学阶段的数学教学进行改革和探索，开展数学建模教学，以尽早培养学生的数学应用意识和综合运用数学知识的能力。

二、中学数学建模教学的必要性

数学建模思想在中学数学教学中的应用，一直是数学教育工作者关注的热点，基于高职院校人才培养的目标和要求，将数学建模思想尽早地融入中学数学教学中十分必要。

（一）激发学生学习数学的兴趣

中学阶段是学生基本数学素养的养成阶段，这一时期的数学教学首要的目标是让学生喜爱数学，对学习数学有兴趣。因为兴趣会使人产生强烈的求知欲望，从而有意愿进一步学习相关知识，爱因斯坦就曾说：“兴趣是最好的老师。”也就是说，人们一旦对某事物有了浓厚的兴趣，就会主动去求知、去探索、去实践。

传统的数学课堂比较注重严密的逻辑推理和运算，这固然必要，但往往会使许多学生感觉枯燥而失去兴趣。数学建模是一个用数学方法解决实际问题的过程，将数学建模思想融入中学数学教学过程，改变以往的以教师为中心，教师主导课堂的教学方式[2]，采用教师创设问题情景，提出问题、引导学生解决问题，以学生为中心的新的教学模式。我们知道“问题是数学的灵魂”，因此应当选择一些符合学生认知水平、贴近实际生活的具有趣味性、探究性及应用性的问题或案例，比如易拉罐的形状设计问题，这样的问题与我们的日常生活贴近，很容易让学生觉得有趣、产生疑问，唤起学生强烈的求知欲和好胜心，激发学生学习数学的兴趣。通过不断的锻炼，以解决更多的实际生活问题，使学生认识到数学的无处不在，感受到数学的无穷魅力，享受运用所学到的数学知识解决问题后的乐趣。改变“数学枯燥乏味”的观念，变“要我学”为“我要学”，变“恐学、厌学”为“好学、乐学”。

（二）培养学生主动思考和解决问题的意识和能力

中学阶段开展数学建模教学，通过具有实际背景的案例或问题，使抽象的数学概念、理论和方法更加直观和具体，使学生有愿望继续进行问题探索和知识学习。同时，将数学建模融入教学过程，教师和学生的角色根据教学内容灵活调整，教师不再始终是教学活动的中心，而是给学生提供教学内容和教学情境导演。教师可以结合建模案例，提出问题并增加课堂讨论的内容，鼓励学生讨论、争辩，并勇于表达自己对问题解决方案的思考和看法，调动学生主动思考和解决问题的积极性。通过主动思考、分析和解决问题，有助于学生理解数学的相关概念和知识；通过运用数学知识的解决问题的体验，进一步增强他们日后用数学的意识，并锻炼他们的应用能力。

（三）鍛炼学生勇于探索、敢于创新的精神

数学建模是一种创新性的思维方法和模式，将数学建模思想融入中学数学的教学中，有助于培养和锻炼学生不畏困难、勇于探索的创新精神。在教师创设的案例情境或建模问题确立后，就需要学生利用现有的知识和手段去解决问题，如果所掌握的知识不足以提出解决方案，就需要学生或去学习、去实际调研、查阅收集资料，或与老师同学商量、讨论，遇到阻力也不言放弃，这不仅提高了学生分析问题和解决问题的能力，更锻炼了学生不畏困难、敢于创新的精神。

通过数学建模的开放性性训练，给学生提供了广阔的自由想象空间，使学生的思维的更加灵活、更具想象力，创新能力也会得到较大的提高[3]。

（四）提高学生的数学素质，增强学生的自我认同感

张奠宙先生曾讲道：应试教育导致学生“丢掉自信，丧失独立思考能力。”2001年，我国教育部制订的《义务教育数学课程标准》（实验稿）中提出：数学教育应以培养学生“体会数学与自然及人类社会的密切关系，了解数学的价值，增进对数学的理解和学好数学的信心”为基本情感目标。

将数学建模的思想方法融入数学的教学过程，不仅使学生在解决建模问题的过程中，学到了许多重要的数学概念、方法和结论，还使他们学会数学的思想方法，领会数学的精神实质，了解数学知识的来龙去脉[4]，从而提高学生的数学素养。同时，通过教师引导、学生合作、讨论交流等互动形式，参与其中的学生虽然会有质疑和争辩，但更懂得相互接纳与欣赏，构建了合作交流的学习环境，激发学生强烈的主动学习和探究问题的愿望，并从解决问题中享受到愉悦，极大地增强了他们的自信心和自我认同感。

（五）有利于高职数学教育与高中数学教育的衔接

高职院校培养具备一定管理能力的高技能应用型人才，其教育的一大特色是实践教学，学生对与专业相关的实践性环节的学习兴趣浓厚，而对高等数学理论课程的学习就缺乏热情。

高中阶段的数学建模教学，可以使学生认识到数学思维和方法在解决实际问题时的强大作用，认识到数学对他们后续的专业学习的作用，这样就会有强烈的学好数学的动机。另外，中学阶段的数学建模锻炼，使学生具备基本数学素养和数学应用能力，升入高职后学生结合各自的专业知识，在应用数学方法解决专业实际问题时就更得心应手。

三、结语

数学教育是公民终身教育，其本质上是一种素质教育，为了全面达成素质教育的目标，培养具有基本数学素养和创新能力的高素质应用型人才，在中学数学教学中渗透建模思想，是中学数学教育教学改革的要求，也是高等职业院校人才培养的迫切需要。

参考文献：

[1]陈伟方.浅析职高生数学学习现状与对策[J].数理化研究，2016（2）：169

[2]张志勇.论数学应用在中学数学教育中的重要性[J].课程教学，2013（5）：83.

[3]高秋菊.数学建模思想融入课程教学的必要性和途径[A].Economic，Education and Management（ICEEM 2011 V2）[C]，2011.

[4]李大潜.将数学建模思想融入数学类主干课程[J].工程数学学报，2005，22（8）：3-7.