发展独立学院数学建模教育的探索

宋丽平

针对独立学院的办学模式及学生特点，对独立学院数学建模教学中出现的问题进行了分析，并从数学建模课程的设置及教学方法的改革方面进行了探索。

全国大学生数学建模竞赛是高校中规模最大的大学生课外科技竞赛活动之一。通过数学建模课外科技活动的开展，培养了大量具有一定创新能力和较强动手能力的优秀学生;数学建模就是应用数学语言和方法对一个问题所作的设计，它实现了实际问题向数学问题的转换，不仅能使学生更好地掌握数学知识，增强应用意识，还能提高数学知识与相关学科的知识分析和解决实际问题的能力。当前，独立学院作为高等教育大众化任务中不可忽视的重要力量，由于其以培养应用型人才为宗旨的办学理念而更加注重学生在实践中实现知识的转化和创新能力的培养。随着数学建模活动发展和深入，独立学院在数学建模竞赛中由最初的参加专科组竞赛到现在参加本科组竞赛，并在各类大赛中屡获佳绩。独立学院独有的办学特色和优势，使得数学建模教育的开展有了新的尝试。本文就数学建模教育在独立学院的创新模式进行一些分析和探讨。

1 独立学院中数学建模教育的目标和意义

数学建模就是应用数学语言和方法对一个问题所作的设计，实现了实际问题向数学问题的转换，不仅能使学生更好地掌握数学知识，增强应用意识，还能提高数学知识与相关学科的知识分析和解决实际问题的能力。21世纪，用数学解决各类问题和实施数学技术，数学建模均起关键的作用。独立学院有着培养应用型、大众化人才的办学定位，目标是培育有实践技能和动手能力，能较快地适应岗位的要求，解决实际问题的应用型人才。而开展数学建模活动是一个重要的途径，因为数学建模涉及的专业知识面非常广，能够拓展学生的思维，吸收不同的专业知识，实实在在地体验数学与日常生活、生产和科学研究的关系的密切性，激发学习数学的兴趣;还能培养独立创新意识、拼搏精神。

2 存在的问题

2.1 课程设置不合理

独立学院在大学一年级和二年级开设高等数学、线性代数和概率统计课程，但在建模过程往往涉及线性规划、运筹学、微分方程等知识，而这些知识的课程往往在大学三年级、四年级才开设。由于参赛学生大多是大学二年级或三年级第一学期的学生，他们掌握的知识往往滞后于比赛所需的知识，致使很多同学在比赛过程中很难把实际问题与数学知识挂钩，因而在比赛过程中极大地影响了学生的积极性。

2.2 没有把数学建模工作纳入日常的基础教学工作中，且能胜任指导数学建模的教师缺乏。

在基础数学教学中很少向学生灌输数学应用的思想，而总是喜欢将学生带到深奥的理论之中，总是喜欢让学生不断的重复理论知识的推理与计算.在这种教学模式下的学生不可能有较强的实际应用能力和创新能力，大多数教师在授课时都是采用模型机械的讲解，而且独立学院的专任教师都比较年轻，对于数学建模教学经验不足。最初的模式是由学院教师负责组织学生参与，而由学院聘请主办高校的有经验的教师对学生进行授课，这在一定程度上缓解了师资缺乏的压力，但外聘教师上课来，下课走，没有太多时间与学生进行沟通和交流，也容易造成教学与实践交流脱节的局面。另外，部分教师依然受传统教育方式的影响，填鸭式的教学违背了数学建模教育的初衷，使得大部分学生逐渐望而生畏、敬而远之。

2.3 数学建模在选择教材方面也存在诸多不足之处，且学生缺乏软件使用的能力。

教材内容对于独立学院的学生来讲比较深奥，涵盖大量难度较大的现成的数学模型，而这些模型应用了大量的数学专业领域的知识和方法，不同的问题使用不同的方法，而且过分突出问题的解决.学生所学的基础数学理论远远不够用来理解和解决这些问题，不能从根本上掌握，只能依靠模仿和生搬硬套。同时，由于平时缺乏训练，即使学生找到了模型，也不会用软件对模型进行分析求解，加之现在的数学建模题都附加了大量数据，难度较大，这就要求学生要熟悉基本软件的操作，具有一定的计算机水平，将数据进行整理，这也是独立学院学生在这方面的薄弱环节。

3 改革措施

3.1 抓住高学历年轻化的教师队伍的优势，培养优秀的数学建模指导教师

加强数学教师与其他专业教师的交流，开展联合教学。独立学院应大胆选拔培养本院教师作为教学骨干力量。我国目前的硕士研究生的培养仍以单一的科研型、学术型为主，新进的青年教师长处是学科理论基础好，对于实验室研究方式和论文报告驾轻就熟，但是缺乏对实际问题的深切了解，缺乏从理论向实际成果转化的实践经验，而且教师的单一知识结构已不能适应数学建模教学的需要。在独立学院多专业共存发展的格局下，可充分发挥其他学科专业教师对数学建模内容实际应用背景分析的优势，促进知识的横向联系，形成优势互补。也可以组织不同学科专业的老师参与数学建模教学，与学生有更直接的交流。通过具体指导学生开展数学建模竞赛，也能使年青教师获得全面发展和提高。这对独立学院的年青教师培养也起到促进作用。同时加强与其他同类院校的交流学习，切实制定符合独立学院学生特点的教学和培训模式。

3.2 拓展常规数学教学，渗透数学建模理念

构建学生数学建模意识，首先应以提升学生数学兴趣为基础。数学老师应以提高学生数学兴趣为目的，让学生了解数学建模的重要性以及通过数学模型认识与履行现实世界的可靠性与必要性。了解数学课程与其他课程的区别，有意识地去用数学解决实际问题，这就意味着数学教师除需要了解数学科学的发展历史和发展动态外，还需要不断地学习一些新的数学建模理论并努力钻研。如何把数学知识应用于现实生活，这就要求教学目标和内容上的变化，更要求教学思想和观念上的变化、更新。学院应重视数学建模师资队伍建设，每年推荐老师参加数学建模竞赛教练员培训及相关学术会议。鼓励教师积极参加相关的科研项目;聘请专家在理工类学生中举办专题讲座，使数学、计算机、物理等专业的学生数学应用意识、建模思想能够得到熏陶和提升。

3.3 数学建模与学生创新能力及软件应用能力的培养

21世紀是一个高科技的信息社会，需要的新型人才不仅具有坚实的专业基础、宽广的知识面和灵活的应变能力，还要创造出有实际价值的思想、理论和方法。这也就从某种意义上要求高校必须建立以培养学生创造力为中心的教育理念，进而培养学生的创新精神、创新意识和创新能力。在数学建模授课过程中积极鼓励学生解决实际问题，要求学生做到独立思考、反复钻研并相互交流。一方面督促学生找到相应的数学问题，进而分析问题的特征，寻求解决的方法;另一方面还能激发学生的竞争精神、团队合作精神，让参与者受益匪浅。其次，在数学建模培训过程可以调动学生的探索精神和创造能力，使他们更加主动和灵活。在解决问题的过程中，更进一步理解所学过的数学概念及结论，营造出适于学生主动参与、自主学习的气氛，有利于学生的创新精神、创新意识以及创新能力的培养。并利用暑假期间开展集训活动，补充数学知识如建模概论，数值计算，概率与统计等等;补充计算机基础知识、数学软件包 Mathematica及Matlab，并介绍简单模型的建立及求解方法。

4 结束语

独立学院的数学建模教学还不够成熟，在教学内容、教学方法等方面还有很多不足之处，短期培训也难以达到的教育效果。有待更多的教师加入到数学建模的队伍中来并指导学生建立数学模型，真正提高学生的创新能力，培养应用型人才。数学建模教育目标的落实不仅需要教师的付出，教学模式的改革，更需要学校各方面的重视、支持和协调，提供政策和机制保障。只有充分认识到开展数学建模教育的意义，教师和学生的积极性、潜能和创造力才能发挥出来。面对新世纪知识经济的挑战，数学建模课程将成为培养学生创新意识、能力的前提保障。

（作者单位：西安工业大学北方信息工程学院）