大學數(shù)學建模課的教學探討

李浩

【摘要】隨著社會的發(fā)展，數(shù)學越來越被廣泛地應用到社會各領域中，這充分證實了數(shù)學的重要性.在新時代背景下，大學數(shù)學建模課程的教學目的及其開設的重要性被廣大教育學者所認知，數(shù)學建模課的開設不僅可以培養(yǎng)大學生的創(chuàng)新思維及科研意識，還可以調動大學生的學習興趣，樹立大學生團隊精神.本文將首先介紹數(shù)學建模的概念和作用，再詳細地對大學數(shù)學建模課的教學模式及發(fā)展方向進行闡述.

【關鍵詞】數(shù)學建模;教學探討;發(fā)展方向

一、數(shù)學建模的概念

數(shù)學建模是近幾年發(fā)展起來的新型學科，是結合實際問題與數(shù)學理論為一體的科學.數(shù)學建模通過建立模型來實現(xiàn)現(xiàn)實問題數(shù)學化、數(shù)學問題現(xiàn)實化，它針對現(xiàn)實生活中的一個特定對象和目的，根據事物內在規(guī)律，作出相應假設，通過合適的數(shù)學工具建立模型，進行研討并得出結論.數(shù)學建模通過數(shù)學研究來解決現(xiàn)實問題，打破了傳統(tǒng)枯燥、乏味、純理論性的數(shù)學模式，通過數(shù)學建模研究可以對現(xiàn)實生活中的許多問題作出解釋，它是聯(lián)系現(xiàn)實生活與數(shù)學世界之間的“橋梁”.

二、大學數(shù)學建模課的作用

1.樹立學生團隊精神.大學數(shù)學建模課程不像其他課程，它要求的是合作學習，以個體為單位進行學習的模式不再適合數(shù)學建模課程.在開課之前，學生需要自主組隊，一般三人為一小組，這三個人應具備較強的數(shù)學基礎、計算機技術及寫作能力，通常一個人很難同時具備這三方面的要求，這就需要在組隊時優(yōu)勢互補.無論是在組隊還是在之后的數(shù)學建模學習中，團隊合作精神都尤其重要.數(shù)學建模課這種學習模式，可以很好地樹立學生團隊精神，小組一起討論學習，共同完成研究報道，這些過程都體現(xiàn)了合作意識及團隊精神，大學生通過對數(shù)學建模課的學習可以感知到團隊合作的樂趣及重要性.

2.培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維.大學數(shù)學建模課將數(shù)學與現(xiàn)實生活中的實際問題聯(lián)系起來，打破以往枯燥、乏味、純理論性的數(shù)學學習，它為數(shù)學注入了新的活力，同時也為學生提供了一個更好的學習平臺.通過對現(xiàn)實生活中實際問題的研究，可以開闊知識面，培養(yǎng)創(chuàng)新思維.例如，給定一個數(shù)學模型研討問題“如何使某地白菜暢銷”，這樣一個現(xiàn)實問題需要通過數(shù)學問題來解答，不再是以前的簡單計算，因此，學生傳統(tǒng)的數(shù)學思維模式也會發(fā)生改變，取而代之的是一些比較前衛(wèi)的創(chuàng)新思想.通過這類問題的研究學習，可有效培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維.

3.調動學生學習興趣.大學數(shù)學建模課不再是傳統(tǒng)的以個體為單位進行學習的模式，它要求團隊學習，很多學生已經厭倦了以往純理論性的數(shù)學學習，所以，這種將數(shù)學融入實際問題的團隊學習模式必將會調動學生的學習興趣.通過團隊學習，他們可以感受到合作的樂趣，作為團隊的一員，也可以讓他們認識到學習的責任和義務.同時，大學數(shù)學建模課程讓他們了解到生活中的許多問題可以用數(shù)學知識來解決，大到可以解決國際問題，小到可以解釋生活點滴，久而久之，他們會發(fā)現(xiàn)數(shù)學的魅力，進而培養(yǎng)學習興趣.

三、大學數(shù)學建模課教學模式的探討

1.大學課堂是主要場所.大學數(shù)學建模是一門新型學科，大學課堂是其教學的主要場所，一本系統(tǒng)、全面、完善的教材是上好大學數(shù)學建模課的前提.從培養(yǎng)大學生數(shù)學建模的意識、團隊精神、創(chuàng)新思維的角度來看，目前有兩種類型的教材比較流行：一種是由清華大學教授編寫的《數(shù)學模型》（第三版）案例式教材，另一種是由中國科技大學徐全智教授等編寫的《數(shù)學建?！罚ǖ诙妫┓椒ㄕ撌浇滩?兩種類型的教材各有特色，大學教師可根據學生特點選擇.在數(shù)學建模課堂學習中，學生占學習主導地位，教師作為一個引導者的角色“拋磚引玉”，引發(fā)學生深入思考，充分激發(fā)學生潛能，培養(yǎng)他們的建模意識和創(chuàng)新思維.同時，教師還可以通過現(xiàn)代教學技術進行輔助教學，例如，制作PPT等可以促使教學效果更加生動、形象、具體，數(shù)學實驗也可以對數(shù)學建模教學進行補充.此外，由于數(shù)學建模課涉及很多數(shù)據分析及模型求解，這需要一些數(shù)學軟件及計算機技術的輔助，比如SRS實驗回歸模型等.這樣既有助于提高學生通過數(shù)學建模解決問題的能力，又促進了學生綜合素質的發(fā)展.

2.建模競賽前培訓.賽前培訓與課堂教學相比，具有不受時間限制、自由度較高、更易“因材施教”的特點，因此可以根據學生水平的高低分為基礎組、拔高組、參賽組.基礎組首先應注重培養(yǎng)學生對數(shù)學建模的興趣，介紹一些生活中常見的數(shù)學問題，激發(fā)他們的建模思維和創(chuàng)新意識.拔高組可以通過賽題研討來鍛煉自己，更加熟練地掌握數(shù)學建模軟件和相應的計算機技術，為以后的比賽奠定基礎.參賽組則需通過模擬“實戰(zhàn)”來完善自我.例如，在參加全國大賽前，可以舉辦校園數(shù)學建模大賽，或參加更高一級的比賽來熱身，通過往年全國競賽題的模擬訓練也是一個不錯的選擇.通過這些途徑發(fā)現(xiàn)問題和不足，并及時去解決問題、完善自我，對大學生全面地提升綜合素質和建模能力起到極大的促進作用.

四、大學數(shù)學建模課的教學發(fā)展方向

大學數(shù)學建模課應以培養(yǎng)學生的合作精神、培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維、提高學生的綜合素質為教學發(fā)展方向.數(shù)學建模是聯(lián)系現(xiàn)實生活與數(shù)學理論的“橋梁”，它打破了傳統(tǒng)枯燥、乏味、純理論性的數(shù)學思維，它把數(shù)學思想融入到實際生活中，讓學生感知到數(shù)學就在我們身邊并被廣泛地應用到各個領域.作為廣大教師而言，我們能否抓住機遇，發(fā)揮好“橋梁”作用，是值得我們深入思考的重要話題.

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