大学数学建模教学的问题与对策

罗志坤 孟秦

摘 要 随着数字化时代到来，数学知识在教育领域发挥着重要作用。高校实施数学建模教学，能够丰富数学教学内容，培养学生思维能力及分析问题能力。当前，部分高校大学生数学建模教学成果较为显著，但部分高校在数学建模中存在课程设置不够全面、教学方式单一等问题，严重影响了高校数学建模教学的开展。因此，需要高校从完善数学建模课程角度出发，探索大学数学建模教学的有效策略。

关键词 大学数学 建模教学 有效对策

中图分类号：G424                                 文献标识码：A  DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2020.05.051

Abstract With the advent of digital era， mathematics knowledge plays an important role in the field of education. The implementation of mathematical modeling teaching in colleges and universities can enrich the content of mathematics teaching， cultivate students' thinking ability and problem analysis ability. At present， some college students have achieved remarkable achievements in mathematical modeling teaching， but there are some problems in mathematical modeling teaching， such as curriculum setting is not comprehensive enough， teaching methods are single and so on， which seriously affect the development of mathematical modeling teaching in colleges and universities. Therefore， it is necessary for colleges and universities to explore effective strategies for the teaching of mathematical modeling from the perspective of improving the course of mathematical modeling.

Keywords college mathematics; modeling teaching; effective countermeasures

數学建模起于20世纪70年代的英国，之后传入我国。2014年，教育部明确高校培养应用型人才为今后教育改革方向。随着国际化竞争日趋激烈，中国特色社会主义强国建设需要人才和技术支撑。因此，对于高校数学教学而言，需要开展数学建模教学，为社会培养实用型人才发挥其教育功能，不断增强学生数学研究意识以及解决问题能力。目前，许多高校已经将数学建模列入数学课程内容，以期为数学建模教学活动的顺利开展开辟新路径。

1 大学数学建模教学的重要性

数学建模实质为教学实际化。当前，我国教育改革对数学实际教学又提出了新要求。为此，需要各大高校在数学教学方面逐渐从应试教育向素质教育转变，加大实际应用操作教学力度，改变以往传统应试教学方式，为社会培养更多应用型人才提供发展平台。然而当前，部分高校学生还未完全意识到数学建模活动在数学教学中的重要地位。因此，加快完善高校数学建模教学成为重要任务。[1]

（1）有利于提升学生综合素质。学生综合素质包含内容十分广泛，其中数学建模学习能提升学生数学素养以及创新思维能力。数学建模包括数学知识、数学思维、数学语言以及数学应用技巧等多方面。因此，在大学数学教学中融入数学建模思想，有助于提升学生综合素质。此外，数学建模教学中要求学生具备较高科学素养以及丰富的科学文化知识，但是大多数工科学生人文素养相对缺乏，因此，需在加强数学素养培养的同时，加强人文素养教育。

（2）有利于调动学生学习积极性。数学建模概念并非凭空捏造，其是从生活实际中抽象而成的，教师在讲解数学概念时，将建模概念、背景以及运用过程向学生充分展示，从而引起学生关注，比如教师在讲解高等数学这一课程时，可引入日常生活中“大事化小小事化了”处事原则，引导学生发现用建模知识解决问题的乐趣，从而调动学生学习数学建模的积极性。此外，教师还可在数学建模教学中增加游戏互动环节，有效提升课堂教学效果。[2]

（3）有利于推动数学教学改革。数学是一切科学发展的基础，因此高校开展数学专业相关教学十分重要。开展数学建模教学可以检测学生自身解决问题的基本能力，从中发现数学教学中存在的问题，进而完善数学教学改革。对于数学建模教学而言，组织学生参加数学建模培训、参与数学建模竞赛活动等内容不仅能提升学生综合素质，而且还有利于完善数学教学课程，推动数学教学改革。[3]

2 大学数学建模教学中的问题

近年来，许多高校已经纷纷组织数学建模竞赛活动，高校学生数学建模成果逐渐受到社会关注，但数学建模从“走进数学课堂”到“融入数学课堂”之间还存有较大差距。究其原因，不仅与数学建模本身不够完善有关，同时也离不开教师综合能力、学生专业实践能力以及高校重视程度等多重因素。因此，对这些因素深入分析已经成为当前高校数学教学面临的紧迫任务。

（1）教学方式较为单一。当前，在部分高校数学建模教学中，还存在教学方式较为单一等问题。部分数学教师仍然采用传统教学方式，以自身课堂教学为主，导致数学建模教学中学生处于被动学习状态。当前信息化时代，要求教师借助互联网等先进设备开展数学教学，然而实际中部分教师也只是利用互联网复制教材内容，难以充分发挥互联网教学作用。此外，部分教师由于深受应试教育影响，使得高校数学教学中存在固守教学大纲问题，忽略数学实际作用，严重阻碍数学教学正常进程。

（2）师资建设不够完善。当前，在大学学科体系中，选择数学专业的学生文理科都有，但将来能从事数学理论研究的学生人数只占较小比重。究其原因，除学生自身因素外，缺乏健全的师资团队亦是影响高校数学学科发展的重要因素。高校部分教师由于刚毕业，缺乏实际教学经验，难以满足学生数学学习需求。同时，高校教师中缺乏双师型教师团队，实践经验丰富的教师大多年龄较大，青年教师比重相对较小，师资力量配比出现较大落差。[4]

（3）课程设置不够全面。首先，数学课程内容较为分散，数学教学内容衔接不紧密。部分高校数学课程包含高等数学和数学建模两部分内容，二者之间存有密切联系，但实际中却将二者分开教授，导致高校数学教学理论过重，不利于学生综合素质的提升。同时，数学建模课程主要研究建模理论，对于实际求解环节则较为薄弱。其次，部分高校对学生数学建模实践环节较为缺乏，理论课时与实践课时安排合理性不足，导致学生面临的实际问题难以解决。

（4）学生专业实践能力不强。学生专业实践能力不强，首先体现在部分学生对于数学建模认识不足。据调查，70%以上的学生对数学建模这一活动表示未曾实际接触，绝大多数学生认为数学专业课程对今后发展无益，思想上对数学建模活动不甚关注。其次，学生创新能力不足。由于数学建模通常是以比赛形式展现，但在实际教学中学生应用能力和创新能力明显不足，很多学生理论知识充分，缺乏实践操作经验，导致数学建模活动难以开展。[5]

3 大学数学建模教学实际策略

21世纪是知识经济时代，随着科学技术不断发展，数学学科也得到了广泛推广，由此，社会对高校数学教学模式也提出了更为严格的要求。需要高校对数学教学情况有较为熟悉地掌握，从高校、学生以及课程设置等方面入手，积极探索大学数学建模教学有效策略，为高校数学课程建设开辟新的发展道路。

（1）开展混合式教学模式。针对高校教学方式单一等问题，高校需在教学模式上加以创新。首先，可开展小班授课教学模式。教师将以往大班制度调整为小班授课模式，将会有更多精力关注到更多同学，有利于提升学生参与度。其次，高校还可借助互联网打造翻转课堂教学模式，每个小班都可分别组建学习小组，建立网上学习软件，比如对分易等，学生对课上不懂之处可利用课下时间在网上自由交流，巩固所学知识。此外，教师也可将教学视频录制完成上传到学习软件中供学生学习。[6]

（2）完善建模教师团队建设。首先，需加强教师培训。高校可采取“引进来，走出去”的培养模式，鼓励高校教师到外校或企业实习进修，增强实践教学经验;高校还可积极引进经验丰富的专家学者，到校为教师开展数学建模讲解活动，以学术交流会等形式提升教师数学建模理论基础。其次，高校需完善奖励监督机制，为数学建模提供保障。完善评优评先制度，设置数学建模教学奖学金，奖励先进教师，激发团队中其他教师参与数学建模活动的积极性，促进数学建模教学发挥人才培养作用。

（3）创新多层次课程设置。针对数学建模教学中的课程设置不够完善问题，高校需创新多层次课程体系。高校数学建模教学可建立三个层次。第一层次是以数学建模为核心的课程建设，主要教学内容包括数学建模概论及方法等基础理论知识。第二层次可利用学生寒暑假时间，设置数学建模系列培训项目，面向师生自由开放。第三层次可在校定期开展科研创新兴趣班，高校邀请数学建模专家学者，到校开展科研授课与项目指导，为感兴趣的学生继续提供实践平台。

（4）加强学生建模实践培养。任何一门课程的设置都希望学生学有所成。大学数学课程主要内容并非要学生建立数学模型，而是要通过建立数学模型将数学理论知识透明化，从而提升学生实践能力。因此，在选择教学实践中，教师需对学生实践应用能力加以关注，通过在课堂上增加学生发言、提问与总结等教学环节，逐渐养成学生数学思维，不仅可丰富教学内容，还能帮助学生数学学习能力有较为明显的提升。此外，教师还可适当布置开放型实践作业或要求学生自己搜集有关数学建模的应用题，加强学生主观能动性。[7]

4 结语

数学建模活动是研究日常生活事物并构建数学模型的过程，也是一项循序渐进的过程。对于高校大学生而言，大学数学教学中融合数学建模思想，有助于更新学生对数学建模活动认识理念，实现高校大学生综合素质的提升。因此，高校需积极探索数学建模活动的多重构建模式，优化数学建模课程设置，将大学教育与素质教育有机结合，促进学生自身创新思维能力与数学知识运用能力。

參考文献

[1] 郑子苹.数学建模对培养学生创新能力的实践与探索[J].黄冈职业技术学院学报，2019（1）：35-36.

[2] 马艳英，付彤，王青梅.将数学建模思想融入大学数学教学中的研究[J].吉林工程技术师范学院学报，2018（9）：35-36.

[3] 张美玲，赵有益，薛自学.大学数学教学中数学建模思想的渗透[J].赤峰学院学报，2017（2）：207-208.

[4] 刘保东，王丰晓，齐炳和.创新驱动下的数学建模与交叉创新人才培养模式的实践[J].数学建模及其应用，2016（4）：14-15.

[5] 任杰.创新创业教育改革背景下开展数学建模教学活动的重要意义——以宁夏大学新华学院为例[J].课程教育研究，2018（32）：224-225.

[6] 李帅峰.高等数学教学方法改革与数学建模思想培养的研究[J].课程教育研究，2019（47）：162.

[7] 纪凯，韩东，郭谊.我院数学建模教学训练相关问题分析及建议[J].高教学刊，2019（21）：96-98.