高職院開展數(shù)學建模活動的意義與發(fā)展方向

田忠

（南京化工職業(yè)技術學院，江蘇 南京 210048）

高職院開展數(shù)學建?；顒拥囊饬x與發(fā)展方向

田忠

（南京化工職業(yè)技術學院，江蘇 南京 210048）

在高職院開展數(shù)學建?；顒佑兴膫€意義：優(yōu)秀學生的科學技術研究啟蒙課程；數(shù)學建模能促進職業(yè)核心能力的全面提升；數(shù)學建模活動能促進數(shù)學教師科研能力的提升；數(shù)學建模活動對數(shù)學課程的改革有很好的推動作用。因而，高職院開展數(shù)學建?；顒討獜娜齻€方向發(fā)展：課程與競賽一體化；數(shù)學建模與專業(yè)建設一體化；數(shù)學建模與校園生活一體化。

高職院；數(shù)學建模；意義；發(fā)展；一體化

數(shù)學建模就是把實際問題用數(shù)學語言轉化成數(shù)學問題，然后利用計算機軟件或程序加以解決，從而解決實際問題的這樣一種過程。目前，在高校中開展數(shù)學建?；顒拥闹饕问绞菂⒓右荒暌欢鹊拇髮W生數(shù)學建模競賽，開設《數(shù)學建模》課程以及建立數(shù)學建模課外科技社團。大學生數(shù)學建模競賽從1992年開始已經(jīng)發(fā)展成為規(guī)模最大、有重要影響力的課外科技活動，《數(shù)學建?！氛n程也在國家精品課程的評審中占據(jù)數(shù)學類相當?shù)南?，?shù)學建模社團也在各大院校如雨后春筍般地發(fā)展了起來。目前數(shù)學建模已經(jīng)成為一項得到國家教育部高教司重點支持，受到廣大高校師生熱烈歡迎并積極參與的科技活動。高等職業(yè)技術學院作為高等教育的重要組成部分，在數(shù)學建模的開展方面積極開拓，投入了極大的熱情，并結合高職院自身的培養(yǎng)目標找到了數(shù)學建模在高職院中的定位。筆者作為高職院數(shù)學教師，自2002年以來一直參與和負責學院的數(shù)學建?；顒樱?jīng)過近十年的實踐與研究，筆者和數(shù)學建模一起發(fā)展，看著一批又一批的同學在數(shù)學建模中得到鍛煉與成長。為了更好地在高職院校中把數(shù)學建模開展下去，筆者覺得有必要再次明晰數(shù)學建模在高職院中開展的意義與發(fā)展方向。

一、在高職院開展數(shù)學建?；顒拥囊饬x

1.優(yōu)秀學生的科學技術研究啟蒙課程

數(shù)學建模是一個帶有科研性質的大學生課外科技活動，其學習需要學生本身具備較好的數(shù)學思維能力和問題解決能力，其形式是把實際問題轉化成數(shù)學問題，通過解決數(shù)學問題從而解決實際問題的這樣一個過程。在大學生中開展數(shù)學建模的目的是培養(yǎng)大學生初步的科研能力，那么，對于培養(yǎng)一線產(chǎn)業(yè)工人的高職院有價值嗎？對于高職院的多數(shù)同學，由于其基礎和未來職業(yè)定位的限制可能是不適合的。但對于高職院的部分優(yōu)秀同學來說，他們是有這個學習要求的，他們不僅僅滿足于做一名普通的操作工，更希望在實踐的過程中對工藝流程或者工作過程能有所研究、有所改進，使自己得到更大的發(fā)展，對企業(yè)、對社會有更大的貢獻。數(shù)學建?；顒訉@些優(yōu)秀同學來說，是非常好的科學技術研究啟蒙課程。由于參加數(shù)學建模的同學都是相對優(yōu)秀的，所以自然營造了一種很好的科學研究氛圍，數(shù)學建模的過程強調問題假設的合理性、問題解決的創(chuàng)造性、準確性和科學表述的清晰度，更重要的需要進行科研所必須的團隊分工與協(xié)作。實踐證明，通過一段時間高強度的數(shù)學建模訓練，能夠使得這些優(yōu)秀同學在原來的基礎上向上跨一大步，特別是在研究方面，他們能夠掌握基本的研究問題的方法和形式，并初步形成一些良好的研究問題的習慣，這些東西為他們以后從一線操作工人上升到產(chǎn)業(yè)技術工作者打下了很好的基礎。

2.數(shù)學建模能促進職業(yè)核心能力的全面提升

數(shù)學建模的過程其本質是解決事情的過程，只不過比我們解決普通問題要求更具科學性，所以，進行數(shù)學建?；顒泳褪菍ζ浣鉀Q事情的能力進行訓練，對八大職業(yè)核心能力有全面的提升。在建模過程中，學生需要在團隊內進行充分的溝通，需要與指導教師有深入的溝通，這樣的過程提高了他們與人的交流能力；建模的過程往往不是靠個人的力量可以完成的，它更強調團隊的協(xié)作，不管是數(shù)學建模競賽還是平時的建模活動基本都是以團隊的形式開展的，這樣他們在不斷的團隊解決問題的過程中提高了與人合作的能力；建模所涉及的問題范圍比較廣，涵蓋了各個方面的信息，需要學生通過各種途徑去獲取信息、消化信息和應用信息，這樣的訓練提高了他們對信息的處理能力；建模的過程一般是要把實際問題抽象成數(shù)學問題加以解決的，在這個過程中，他們需要不斷地把實際問題符號化、抽象化，然后還需要應用各種數(shù)學軟件甚至是自己編程加以解決，這些極大地提高了他們的數(shù)字應用能力；建模的過程本質上就是對問題分析并創(chuàng)新性解決的過程，通過不斷的任務訓練，自然會提高他們解決問題的能力；建模最關鍵的問題就是要不斷學習，雖然你可以掌握建模的一般步驟，但建模的對象是面向大千世界、萬事萬物的，我們需要面對實際問題學習天文地理知識、社會科學知識甚至是文學知識，這就是一個自我學習能力不斷提高的過程；數(shù)學建模好壞的評判標準之一就是問題解決的創(chuàng)新性，建模中需要極開放的思維模式，因為面對的問題一般是現(xiàn)實生活中待解決的問題，沒有創(chuàng)新就沒有突破，就不可能解決別人解決不了的問題，其實這就是一個借助數(shù)學工具的創(chuàng)新訓練，因此提高學生創(chuàng)新革新能力也就是必然的結果了；建模過程中為了獲得更充分的信息，需要我們?yōu)g覽英文網(wǎng)站，我們使用的是英文版本的軟件，參加國際建模競賽就更是全英文的，這對學生提高外語應用能力的效果是非常好的。

3.數(shù)學建模活動能促進數(shù)學教師科研能力的提升

在高職院校，數(shù)學專業(yè)教師想進行科研活動是比較尷尬的，僅就純數(shù)學知識進行科研活動，一對學院專業(yè)沒有應用價值，二沒學術研究氛圍。若想和專業(yè)結合進行科研活動，又受自身專業(yè)知識缺乏的限制，同時也不會有很好的機會。但數(shù)學建模為我們參與學院的科研活動提供了可能。通過多年開展數(shù)學建?；顒拥姆e累，教師一般都能熟練應用多種數(shù)學軟件，如MATLAB、LINGO、SAS等，甚至部分教師已經(jīng)能夠應用計算機語言編制復雜的程序，這些都極大地提高了數(shù)學教師自身的科研能力，也會吸引專業(yè)教師主動和我們合作進行科研活動。同時建模的過程也是教師不斷學習的過程，有些時候就會遇到一些專業(yè)比較強的問題，在解決問題的過程中，我們有的教師就會深入研究下去，有的時候達到的高度可能是連一些專業(yè)教師也無法企及的，這就在建模過程中自然實現(xiàn)了和專業(yè)的對接，服務了專業(yè)，也打開了個人的科研道路。另外，多年的建?；顒右苍鰪娏藬?shù)學教師之間進行學術研究的氛圍，大家自然會有一些競爭，當然更多的是合作，這在無形中就會形成一個好的科研團隊，使數(shù)學教師的科研能力得到極大的提升。

4.數(shù)學建?；顒訉?shù)學課程的改革有很好的推動作用

現(xiàn)在高職院首推的就是項目化教學模式，以能力為目標、以項目為載體、以學生為主體的模式在某些課程上確實取得了非常好的效果，但應用于《高等數(shù)學》課程的教學目前還處于摸索階段。數(shù)學建模的教學或輔導天生就和項目教學模式是一致的，開展數(shù)學建?；顒拥某踔跃褪翘岣邔W生的職業(yè)核心能力和初步的科學研究能力。我們研究的載體是歷年的數(shù)學建模競賽案例，其實這些競賽案例不管從內涵還是外延上來說都是很廣的，都是專家花費大量時間從現(xiàn)實生活中提煉而成的，其本質與我們現(xiàn)在強調的項目是一致的，并且數(shù)學建模一直以三人一組的學生團隊為基礎，強調團隊的自我學習，強調開放式的思考，這本身就是以學生為主體的。所以，我們可以在數(shù)學建模輔導中實行全面的項目化教學模式，在教師熟練掌握項目化教學模式后，結合學科特點把項目化教學理念應用于《高等數(shù)學》教學，摸索出更好的適合高職院的數(shù)學教學體系。

二、在高職院開展數(shù)學建模活動發(fā)展和完善方向

現(xiàn)在在高職院開展數(shù)學建?；顒?，常見的有辦數(shù)學建模競賽輔導班、開設《數(shù)學建?！愤x修課、舉辦校內數(shù)學建模競賽、創(chuàng)建學生社團進行數(shù)學建?；顒?。盡管我們采取了多種方式，但在數(shù)學建模中得到提高鍛煉的學生的比例還是比較低，數(shù)學建模的實際應用價值沒有真正體現(xiàn)出來，對學生對專業(yè)沒有發(fā)揮它應有的影響力。在這里，筆者根據(jù)我院的實際情況提出幾條拙見，和各位專家共同交流探討。

1.課程與競賽一體化

現(xiàn)在一般學校多是采取辦數(shù)學建模輔導班的模式對學生進行數(shù)學建模輔導，但受限于師資力量和教學條件，規(guī)模都很有限，整個輔導過程的隨意性也較大。我們已經(jīng)嘗試把課程與競賽一體化，開設《數(shù)學建模》修選課程直接替代競賽輔導班，此選修課程是面向學院全體同學，選修前一個學期進行長期的宣傳報名工作保證了參與的人數(shù)，擴大了建模活動規(guī)模。同時，對有意愿的同學我們也有一定的限制條件，要求其期末考試的數(shù)學成績不低于80分，這樣在有規(guī)模的同時保證了課程質量。該選修課程課時、內容、教學方式以競猜輔導班的模式設置，它的最終目標是培養(yǎng)學生的綜合能力并且參加大學生數(shù)學建模競賽，通過平時表現(xiàn)和數(shù)學建模競賽的獲獎情況綜合評定其成績，給予其學分。從學生的角度來看，可以讓更多的同學參與進來，受益于數(shù)學建模，又可以取得學分，受到了學生的極大歡迎。從教學管理來看，既然是課程自然也納入了學院教學管理與評價體系，當然由于其課程的特殊性，學院也派出了專人督導，這樣從學院的角度來說，既完善了管理也豐富了課程體系。對于教師來說，本來額外的輔導工作變成了一項常規(guī)的教學工作，給教師的常規(guī)教學工作量提供了一定的保證，激勵了更多的教師參與進來，也使教師有更多的精力投入到數(shù)學建模的研究中去。

2.數(shù)學建模與專業(yè)建設一體化

在數(shù)學建模的過程中，數(shù)學教師團隊的科研能力在實踐中得到鍛煉提高，再加上數(shù)學教師團隊本身就具備比較高的抽象思維能力，通過多年的積累，應該說相當一部分數(shù)學教師具備了進行科學研究的能力和條件。數(shù)學建模的研究對象是萬事萬物，而高職院是以專業(yè)建設為核心的，自然把數(shù)學建模的重心移到專業(yè)上來，就變成了高職院數(shù)學教師的責任。我們嘗試數(shù)學建模教師和專業(yè)教師或者專業(yè)教師團隊進行深度的合作，共同進行部分專業(yè)的建設，目前主要是共同撰寫論文和申請課題。從專業(yè)教師來說，往往一些專業(yè)的高尖精部分都會涉及到復雜的數(shù)學建模和數(shù)學計算問題，數(shù)學教師的加入為他們提供了有力的保證，大大提高了解決問題的可能性。從數(shù)學教師的角度來說，和專業(yè)教師一起合作進行科技研發(fā)，既給自己提供了很好的科研平臺，又可以在專業(yè)方面有一個很好的提升，這樣在開拓了自己的同時又充分地服務了專業(yè)。較多的合作和互相了解，一方面可以提升專業(yè)的高度，同時也有助于基礎課教師與專業(yè)課教師在教學上的合作，使課程銜接到位，從而在科研和課程教學兩個方面共同促進專業(yè)的建設。

3.數(shù)學建模與校園生活一體化

數(shù)學建模的問題都是來源于實踐，但和我們的學生生活聯(lián)系得還不是太緊密，對于高職院的學生來說，這些問題的研究其現(xiàn)實意義不大。為了更好地提高我院同學參與數(shù)學建模的積極性，同時也為了符合高職院強調數(shù)學應用的培養(yǎng)方面，我們在數(shù)學建模社團中開展了以校園生活為對象的數(shù)學建?；顒?。主要關注兩塊內容，一是校園學習、生活、娛樂各項數(shù)據(jù)調查與分析。二是校園各種活動方案設計，其中重點是校園大型活動安排與創(chuàng)業(yè)計劃設計。通過這種實踐，學生在興趣比較大的前提下，能更主動地去學習數(shù)學建模方法，同時能給學院和自身的發(fā)展提供很多有意義的參考信息，這種方式起到了很好的建模輔導效果，也體現(xiàn)了數(shù)學建模的實際應用價值。

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