高等本科院校學生數(shù)學建模能力的調(diào)查與分析

黃先勇， 陳文珊

(廣東第二師范學院 數(shù)學系，廣州 510303)

1 問題的提出

近年來，隨著數(shù)學建模廣泛用來分析和解決自然科學、工程技術(shù)、社會人文和經(jīng)濟社會管理科學等各個領(lǐng)域的問題[1]，以及全國大學生數(shù)學建模競賽的深入開展，越來越多本科院校參加到這項比賽中來，學生數(shù)學建模能力的培養(yǎng)已成為數(shù)學教育界共同關(guān)注的焦點.各大高等本科院校對此更為重視，都在積極尋求一些可行的措施來培養(yǎng)學生建模能力的提高.

通過對高等本科院校學生數(shù)學建模能力的現(xiàn)狀調(diào)查，分析其疏漏和不足，思考高等本科院校通過提供怎樣的支持與培訓，以促進高等本科院校學生數(shù)學建模能力的提升，這對于高等院校課程設(shè)置及畢業(yè)生走上工作崗位有一定的幫助和啟示.

2 調(diào) 查

2.1 調(diào)查對象與方法

我們主要以問卷調(diào)查的方式對各大高等院校學生進行調(diào)查.選取各大高等本科院校651名學生作為調(diào)查對象，利用網(wǎng)絡(luò)在線填寫調(diào)查問卷，調(diào)查從2013年9月開始到2013年10月2號止，總計填寫了問卷651份，效率達到了100%.

2.2 調(diào)查問卷的設(shè)計

在問卷內(nèi)容設(shè)計上，分成高等本科院校學生對建模的了解程度、數(shù)學建模能力培養(yǎng)與提升現(xiàn)狀、數(shù)學建模能力培養(yǎng)提升具體路徑三大塊，但在具體問題設(shè)計時加以分散以便使調(diào)查更加真實.

表1 大學生數(shù)學建模能力調(diào)查表

3 調(diào)查結(jié)果的統(tǒng)計分析

3.1 關(guān)于高等本科院校學生對數(shù)學建模了解程度調(diào)查結(jié)果的分析

關(guān)于高等本科院校學生對數(shù)學建模了解程度調(diào)查結(jié)果的統(tǒng)計分析如表2-表4所示.

表2 對數(shù)學建模的了解程度

表2表明，40.86%的學生對數(shù)學建模根本不了解，52.53%的學生對數(shù)學建模一般了解，而對數(shù)學建模很了解的學生僅占了6.61%，可見數(shù)學建模還沒有深入到學生中去.

數(shù)學建模是一種數(shù)學的思考方法，是“對現(xiàn)實的現(xiàn)象通過心智活動構(gòu)造出能抓住其重要且有用的特征的表示，常常是形象化的或符號的表示.[2]”從科學，工程，經(jīng)濟，管理等角度看數(shù)學建模就是用數(shù)學的語言和方法，通過抽象，簡化建立能近似刻畫并“解決”實際問題的一種強有力的數(shù)學工具.調(diào)查對象對于數(shù)學建模的實用性認識和學習數(shù)學建模的必要性如表3、表4所示.

表3 數(shù)學建模的實用性

表3顯示，對于數(shù)學建模的有些模型在平常學習生活中解決一些實際問題具有可使用性的認可度最高，比例為65.44%；其次為模型假設(shè)都很合理，成果有實用性，認可度為25.65%；對于數(shù)學建模只是一種理想模型，沒有實用性的認可度為6.61%.

表4 學習數(shù)學建模的必要性

表4顯示，有77.42%的學生認為學習數(shù)學建模是很有必要的，對學習生活能起到一定的幫助，在一些競賽中也需要用到.說明學生對數(shù)學建模學習熱情還是比較高，雖然很多人對此不了解，但是對于它的重要性和實用性是給予充分的肯定.

3.2 高等本科院校學生數(shù)學建模能力培養(yǎng)與提升現(xiàn)狀調(diào)查結(jié)果的統(tǒng)計分析

關(guān)于高等本科院校數(shù)學建模課程開展情況，學生對各種數(shù)學軟件使用，和影響建模能力提升的因素等調(diào)查統(tǒng)計如表5-表7所示.

表5 學校數(shù)學建模課程開展的情況

表5顯示，僅有25.65%學校專門開設(shè)了數(shù)學建模課程，52.84%的老師在數(shù)學課上提到過數(shù)學建模內(nèi)容，或者是研究性學習課上提到過數(shù)學建模內(nèi)容.而21.51%的學校從來沒開過數(shù)學建模課程.雖然全國大學生數(shù)學建模競賽1992年就在我國開始創(chuàng)辦，且越來越多院校參與到這項競賽中，但是這仍然只是針對少部分學生，學校只是針對少部分人進行培訓，而未在大學生群體中廣泛宣傳這項競賽和數(shù)學建模思想.

表6 各類軟件的使用

表6顯示，excel是大學生最熟悉的一個數(shù)學軟件，96.93%的學生使用過excel，次之是幾何畫板，占60.37%.而其他專業(yè)性比較強的軟件，如matlab、sas、lingo、spss和mathmatical等軟件，僅有平均12.66%的學生使用過.這從某種程度上反映了大學生在數(shù)學軟件知識方面的匱乏以及應(yīng)用數(shù)學軟件能力不強.

表7 除學生的個人因素外，影響大學生創(chuàng)新能力提升的環(huán)境類比分布情況

表7顯示，學生和教師參與的積極性占據(jù)了52.84%的比例，說明師生明白自身參與的重要性.其次比例為文化環(huán)境和學校環(huán)境，分別以18.13%、17.20%的比例得到認可.領(lǐng)導的重視度僅占到了11.83%的支持率，領(lǐng)導掌握著資源，領(lǐng)導的重視必將決定資源的流向.調(diào)查中此選項比例較低，說明廣大學生更多地認為領(lǐng)導更多的是作為上級政策執(zhí)行者的角色，是受環(huán)境因素的影響.所以領(lǐng)導更應(yīng)當加強自身教育，深入領(lǐng)會和貫徹數(shù)學建模競賽文件精神.

3.3 高等本科院校學生建模能力提升路徑和對高校教育要求調(diào)查結(jié)果的統(tǒng)計分析

關(guān)于高等本科院校學生數(shù)學建模能力的培養(yǎng)和提升的具體途徑和大學生數(shù)學建模能力的培養(yǎng)對高校教育、教學改革提出的要求的調(diào)查統(tǒng)計結(jié)果如表8、表9所示.

表8 大學生數(shù)學建模能力培養(yǎng)與提升具體途徑選擇調(diào)查結(jié)果

表8顯示，各種數(shù)學建模大賽、開設(shè)大學生數(shù)學建模能力培養(yǎng)必修課、教學中的問題與數(shù)學建模結(jié)果和開設(shè)大學生數(shù)學建模能力培養(yǎng)實訓選修課(分別占68.97%、59.29%、66.51%、59.29%)，是公認的大學生數(shù)學建模能力培養(yǎng)和提升較佳的具體途徑.這些從不同程度都表明了學生希望數(shù)學建模能夠貼近自己學習和生活，能夠在平時課程中自然引入數(shù)學建模的教學.另外創(chuàng)立大學生數(shù)學建模協(xié)會和開展社會調(diào)查與實踐，也應(yīng)引起高度的重視.

表9 大學生數(shù)學建模能力的培養(yǎng)對高校教育、教學改革提出的要求分布

表9大學生數(shù)學建模能力的培養(yǎng)對高校教育、教學改革提出的要求分布狀況，提供大學生參與建模及實踐平臺、建立大學生數(shù)學建模能力培養(yǎng)的考核與激勵機制、教學方法改革和教學模式改革的呼聲最高，分別占65.75%，60.37%，54.99%，54.53%；緊排其后的分別是實施研究性教學(50.69%)和教學內(nèi)容改革(42.09%).這從某種程度上反映了大學生數(shù)學建模能力的培養(yǎng)與提升，對現(xiàn)代教育的動態(tài)創(chuàng)新訴求，以及大學生希望學校給及自己建模能力一些實踐的機會和肯定[3].

4 問卷調(diào)查分析的啟示

調(diào)查中我們發(fā)現(xiàn)，大部分大學生并不太了解數(shù)學建模，即使他們對數(shù)學建模重要性持贊同的意見，但是對于數(shù)學建模真正的內(nèi)涵他們并沒有深刻體會.

首先，學校應(yīng)該在這一方面加大宣傳力度，營造寬松平等的學習氛圍，而不僅僅局限于少數(shù)參賽的學生.加拿大著名學者斯蒂芬·利考克教授曾經(jīng)提出“對大學生真正有價值的東西，是他周圍的生活和環(huán)境.”[4]所以學校應(yīng)該多組織數(shù)學建模的活動，普及這方面的知識.

其次，改革高校的教學方法和教學模式，改變傳統(tǒng)的封閉模式和 “滿堂灌”的教學方法，發(fā)揮教師的主導作用和學生的主體地位.借鑒英國的“導師制”和美國的“探究式”教學方法，教師應(yīng)采取靈活多樣的教學方法，采取“一起互動”，鼓勵學生積極參與教學過程，讓學生體會到數(shù)學建模思想無處不在.

最后，為學生搭建服務(wù)平臺，多開展類似全國大學生數(shù)學建模競賽的活動，面向全體大學生，讓學生參加到這樣的活動中去，激勵他們更好地去提升自身的建模能力.各學院結(jié)合本院專業(yè)學科的特點開設(shè)數(shù)學建模必修課程或選修課程.有能力的學院還可提供項目資助，設(shè)立各類建模能力培養(yǎng)與提升課題，學校教師積極指導學生參與建模實踐活動.

[參 考 文 獻]

[1] 呂良軍,郝振莉.高職高專數(shù)學建模能力的調(diào)查與分析[J].大學數(shù)學,2007,23(3)：113-116.

[2] 王冬琳.數(shù)學建模與實驗[M].北京: 國防工業(yè)出版社,2004.

[3] 王文發(fā),郝繼升,馬燕.在數(shù)學建模競賽活動中提高大學生的創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)[J].延安大學學報,2010,29(1)：40-43.

[4] 劉愛東.大學生創(chuàng)新能力提升研究與實踐[M].北京：經(jīng)濟科學出版社,2012.