高职数学中数学建模的价值思考

摘要：本文从培养学生的创新精神，提高学生的综合素质出发，论述了数学建模对人才培养的重要性，以实例说明如何应用数学建模解决实际问题，提出在高职数学教学中结合数学建模活动，并通过参加建模竞赛，提高学生对数学的应用能力、创新能力等。

关键词：数学建模;高职数学

2017年以来，教育部积极推进新工科建设，拓展和实施卓越工程师教育培养计划，发布《关于开展新工科研究与实践的通知》《关于推进新工科研究与实践项目的通知》，全力探索工程教育的中国模式，助力教育强国建设。新工科人才必不可少的是创新能力，依托数学建模竞赛促进创新人才培养具有重要现实意义。

一、数学建模的意义

1.数学建模可以促进工科数学的教学改革

数学建模是连接数学理论与现实问题的桥梁和纽带。把数学建模思想融入工科数学教学中，数学建模的过程就是应用数学理论和数学方法分析并解决实际问题的过程，改革传统教育模式，有利于培养学生对数学知识的应用能力。将数学建模的思想与方法从竞赛场引入到高等数学课堂，在数学教学中融入专业的思想与数学建模的方法，针对专业的实际应用和职业岗位能力需要，对高等数学教学方法与手段进行大胆改革，从根本上改变工科高等数学教学与行业、专业和实际生活相脱节的现象。

2.数学建模可以培养学生用数学方法分析解决实际问题和使用计算机的能力

在教学过程中，数学建模以直观教学法为主，通过巧设教学情境、数形结合、计算机辅助等方式，让学生积极参与问题的解决与模型建立的过程，激发学生的学习热情，提高其学习能力、建模能力，培养其创新精神，充分体现出以教师为主导、学生为主体的教学效果。数学建模因其具有独特的思维的灵活性和结论的不确定性，所以在解决实际问题时可以从不同的角度，采用不同的数学方法建立数学模型，激发学生的想象力、观察力和创造力;在建模时往往需要查阅相关文献资料，从中吸取有用的信息用于建模，这无形之中拓宽了学生的知识面，培养了学生的科研能力;在求解模型时，因数学模型计算的复杂和多样性，需要用Matlab、Lingo、Excel等计算软件处理，对Matlab则重点介绍其在数学计算、图形描绘等方面的操作，培养学生计算机软件的学习和应用能力;对Lingo软件，主要介绍它求解线性问题、非线性问题和整数规划问题的操作;对Excel软件，主要介绍其在数值计算、数据统计分析与图表生成方面的操作。

二、新工科建设背景下数学建模竞赛对创新人才培养的战略意义

1.数学建模竞赛的主要功能与作用

一是通过竞赛的组织开展，在高职数学教学中融入数学建模，丰富课程实践教学，进一步优化完善教学环节，提高教学质量水平。二是通过竞赛可以衡量学校的办学水平。2019年数学建模竞赛参赛人数超过了12万，竞赛之所以受到大学生们的热爱，主要是因为其赛题强烈的实际应用背景和开放性，强调考察学生的理论联系实际的创新能力，从参赛结果能够衡量一个学校数学教学质量水平。三是通过竞赛促进学生创新能力的提升。建模竞赛为学生的创新实践提供了平台，既能激发学生个人的创新意识，又能丰富学生课外实践活动，为培养高素质复合型技能人才提供新思路。

2.数学建模竞赛与创新能力的关系

（1）数学建模竞赛平台是创新的重要载体首先，数学建模竞赛的竞技性与应用性是统一的，数学建模是理论与现实的桥梁。如2019年的“空气质量监测数据的校准”、2018年的“百货商场会员画像”等，都是建立在众多不同专业知识背景下的实际问题，具有较强的现实意义。其次，竞赛促进创新能力的培养。竞赛团队不仅要从实际问题抽象出原理、建立模型，还要根据模型结果给出问题解决方案。这不仅仅是参赛团队间已有知识水平的高低较量，更是创新能力与精益求精的实践能力的比较，所以数学建模竞赛一直以来都是培养锻炼学生创新思维与应用能力的重要平台。

（2）在学生创新能力培养中的重要作用

一直以来，建模竞赛对学生创新能力培养发挥着重要作用。一是从激发学生创新实践的兴趣开始，逐步有效培养增强学生的创新意识和创新思维。相比传统理论学习，建模竞赛是实践教学的延伸，一定程度上调动学生创新兴趣，不断提高创新意识。二是建模拓展了学生创新视野，激发创新活力。与其他课外实践不同，竞赛本身就是发现问题并解决问题的研究过程，依托数学建模竞赛平台，能够促进学生科研创新能力培养。因此，数学建模竞赛在学生创新能力培养方面的优势是非常明显的。

三、基于数学建模竞赛的创新人才培养模式内涵

实践证明，以建模竞赛培训为载体，将竞赛与学生创新思维能力培养相结合，能够有效提升高职技能型人才创新能力。

1.以竞赛培训为载体，促进课程教学改革

以建模竞赛培训模块为基础，在高职数学课程教学中融入建模思想，以提高学生创新能力为目标，大力推动高職数学课程教学改革，促进专业教学内容和课程体系改革。开设《数学建模基础》课程，以实际应用问题为抓手，提高学生科研创新意识，锻炼学生利用所学解决实际问题的能力，重视创新思维能力培养。

2.以竞赛创新为先导，激发学生创新思维

创新是面向新兴产业的新工科人才必备素质，而数学建模竞赛能够有效激发和培养创新思维与创新能力。笔者在指导数学建模竞赛时，积极调动学生的主动性，注重引导培养学生的科技创新能力，鼓励拓展思维积极思考，提高学生对科研的认识，反复研究和改进模型方案，深入挖掘学生的创新思维能力。

3.以竞赛实践为抓手，锻炼学生综合实力

数学建模本质是针对实际问题，通过对基础建模方法的深入理解，对问题的系统梳理建立模型进行创新应用的过程。以建模竞赛为载体，结合建模案例的实践教学和组队参赛，培养学生团队合作意识，理论联系实际的创新实践能力。

4.以竞赛经验为指导，提升学科教学质量

深化数学课程体系与内容改革，加强课程建设是提升高职数学教学质量的重要内容。只有根据经济社会发展不断更新教学内容和教学方法，才能调动学生创新活力。为促进学生创新能力培养，我们编写了工学结合教材《高等数学》，对教学内容进行模块化整合，将数学建模方法和案例融入高等数学课程教学内容，该课程2016年被立项为校级精品课程。“融入数学建模的创新人才培养模式改革”获2019年校级教育教学成果二等奖。实践证明，以数学建模竞赛为载体，能有效推动数学课程在内容和教学方法上的改革，促进学科教学质量和学生创新实践能力的提高。

总结：在高职学院的数学教学中，我们不是仅仅将学生培养成只会计算或只懂理论知识的被动学习者，将数学建模渗透进课堂，才能调动学生学习的主观能动性，才能更大范围地提高学生数学应用能力和创新能力，为社会培养具有较高能力的复合型、应用型人才。

参考文献：

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作者简介：张弦（1983.01-），男，汉族，江西省南昌市，讲师，研究生，职业教育数学方向。

（江西电力职业技术学院 江西南昌 330032）