依托數(shù)學(xué)建模思想激發(fā)大學(xué)數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)興趣

韋慧（安徽理工大學(xué)數(shù)學(xué)系，安徽淮南232001）

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依托數(shù)學(xué)建模思想激發(fā)大學(xué)數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)興趣

韋慧
（安徽理工大學(xué)數(shù)學(xué)系，安徽淮南232001）

摘要：數(shù)學(xué)建模的基本思想是將一個(gè)實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問(wèn)題，通過(guò)合理假設(shè)建立數(shù)學(xué)模型，并尋找適當(dāng)方法求解問(wèn)題。將該思想引入大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)過(guò)程中，可改善傳統(tǒng)教學(xué)中一味注入式的教學(xué)方式，有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生解決問(wèn)題的能力，從而達(dá)到培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的教育目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：數(shù)學(xué)建模；大學(xué)數(shù)學(xué)；學(xué)習(xí)興趣

Abstract:The basic idea of mathematical modeling is to transform a practical application problem into mathematical problem. The mathematical model can be established via the reasonable hypothesis，and then appropriate methods can be provided to solve problems. Such idea can be introduced to the mathematics teaching process of university，which can improve the traditional spoon-feed teaching mode，effectively stimulate students' interest in learning，enhance the students' subjective initiative of learning，and further train the students' ability to solve problems，so as to achieve the education goal of cultivating creative talents.

Keywords:Mathematical Modeling；college mathematics；learning interest

大學(xué)數(shù)學(xué)是大學(xué)本科階段必修的重要的基礎(chǔ)理論課程，對(duì)于非數(shù)學(xué)專(zhuān)業(yè)來(lái)說(shuō)，大學(xué)數(shù)學(xué)主要是指高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)和概率論三門(mén)課程，當(dāng)然也包括其他一些工程數(shù)學(xué)如復(fù)變函數(shù)、數(shù)學(xué)物理方程以及計(jì)算方法等。長(zhǎng)期以來(lái)，大學(xué)數(shù)學(xué)的教學(xué)一直面臨著內(nèi)容多、負(fù)擔(dān)重、枯燥泛味、學(xué)生積極性較低等問(wèn)題。

如今我國(guó)的高等教育已變成大眾化教育，高校生源質(zhì)量明顯下降，大學(xué)生學(xué)習(xí)的自覺(jué)性、積極性以及努力程度等均在下降，這在一般的本科院校中尤為突出。這也使得大學(xué)數(shù)學(xué)的不及格率急劇上升，有的專(zhuān)業(yè)有些班級(jí)的不及格率高達(dá)50%，20-30%的不及格率更是普遍，補(bǔ)考重修的大軍可謂浩浩蕩蕩，有的甚至畢業(yè)了還要回校補(bǔ)考高等數(shù)學(xué)。教師也是叫苦不迭，一次又一次出題改卷錄分?jǐn)?shù)，工作量一下子就增大不少。

很多學(xué)生表示自己不是不想學(xué)，是沒(méi)興趣學(xué)，覺(jué)得學(xué)了又沒(méi)什么用，而學(xué)習(xí)過(guò)程又是枯燥的，于是便不想學(xué)了。偶然看到一位工科學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的感言：數(shù)學(xué)像是一個(gè)無(wú)底洞，小學(xué)時(shí)老師給了我一盞煤油燈，領(lǐng)著我進(jìn)去；中學(xué)時(shí)煤油燈換成了一盞桐油燈，老師趕著我自己摸索進(jìn)去；上了大學(xué)，我懷抱著工程師、設(shè)計(jì)師的夢(mèng)想，滿以為可以領(lǐng)略到數(shù)學(xué)的用武之地，然而老師告訴我，你現(xiàn)在學(xué)的還是基礎(chǔ)，要用沒(méi)到時(shí)候呢；每天似音樂(lè)符的積分號(hào)充塞我的頭腦，我沒(méi)能譜寫(xiě)好美妙動(dòng)聽(tīng)的交響曲，卻漸漸變成了老油條，夢(mèng)想就此也遠(yuǎn)去了。這雖然只是大學(xué)生的只言片語(yǔ)，但從中也能窺視到當(dāng)代大學(xué)生的內(nèi)心世界。他們渴望學(xué)好數(shù)學(xué)，將數(shù)學(xué)應(yīng)用到專(zhuān)業(yè)技術(shù)中，使他們成為專(zhuān)業(yè)技術(shù)能手。但是大學(xué)數(shù)學(xué)的教學(xué)不能滿足他們的愿望，使得他們?cè)趯W(xué)習(xí)的過(guò)程中逐漸失去了學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣，失去了動(dòng)力和信心。因此，培養(yǎng)大學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣至關(guān)重要。

一、興趣在大學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中所起的作用

孔子曰：“知之者不如好之者，好之者不如樂(lè)之者”。興趣可以讓人從平淡中發(fā)現(xiàn)瑰麗，從困頓中崛起。強(qiáng)烈的興趣往往可以像聚焦鏡一樣，將人們的注意力專(zhuān)注于所愛(ài)好的事物，吸引人們反復(fù)揣摩、鉆研和思考，像一盞指明燈引導(dǎo)人們尋找自己的航向。沒(méi)有興趣，就會(huì)失去動(dòng)力。只有學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)發(fā)生濃厚的興趣，他才會(huì)積極主動(dòng)地去學(xué)習(xí)它、鉆研它并且應(yīng)用它。只有這樣，師生的教學(xué)活動(dòng)才會(huì)輕松、愉快，并能夠保證良好的教學(xué)質(zhì)量。學(xué)習(xí)過(guò)程中，一旦有了興趣，很多學(xué)生就能夠發(fā)揮主動(dòng)性，樂(lè)于去思考問(wèn)題，喜歡提出問(wèn)題，進(jìn)而去探究問(wèn)題的解決方法，也就有了數(shù)學(xué)思維，有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

學(xué)生是教學(xué)過(guò)程的主體，只有主體發(fā)揮自身主觀能動(dòng)性，教學(xué)活動(dòng)才能有效地完成，教學(xué)質(zhì)量才會(huì)提高?，F(xiàn)在的大學(xué)生多是獨(dú)生子女，家庭生活條件較優(yōu)越，個(gè)性大都特立獨(dú)行，缺乏自我約束能力，一遇到挫折就會(huì)退縮，做事但憑著自己的喜好和興趣。對(duì)自己感興趣的事情執(zhí)著追求，但是不感興趣的東西，哪怕家長(zhǎng)老師天天追著說(shuō)很重要，他也不會(huì)理睬。有些學(xué)生第一學(xué)期高等數(shù)學(xué)不及格，問(wèn)其原因，答曰：不感興趣，逼著我學(xué)也沒(méi)用。做思想工作的時(shí)候，甚至還有學(xué)生說(shuō)：不感興趣，老師你別管我。然后依舊我行我素，其他數(shù)學(xué)課程的學(xué)習(xí)也可想而知。任憑輔導(dǎo)員、任課教師以及家長(zhǎng)苦口婆心，學(xué)生本身沒(méi)有興趣，說(shuō)什么也是無(wú)用。

學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣的激發(fā)和培養(yǎng)離不開(kāi)教師的引導(dǎo)，尤其是在大學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)上。很多學(xué)生對(duì)大學(xué)數(shù)學(xué)的作用認(rèn)識(shí)不清，覺(jué)得學(xué)來(lái)無(wú)用，何必費(fèi)力去學(xué)。此外，大學(xué)數(shù)學(xué)中復(fù)雜枯燥的符號(hào)運(yùn)算、繁瑣的公式推導(dǎo)、一些概念的高度抽象性以及證明過(guò)程的嚴(yán)密邏輯性也令學(xué)生對(duì)大學(xué)數(shù)學(xué)望而生畏，從而影響了學(xué)習(xí)的興趣。這也給廣大的大學(xué)數(shù)學(xué)教師帶來(lái)了嚴(yán)峻的考驗(yàn)及挑戰(zhàn)，如何在教學(xué)過(guò)程中激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣，如何讓學(xué)生對(duì)大學(xué)數(shù)學(xué)有一個(gè)正確的認(rèn)識(shí)，使之能夠主動(dòng)去學(xué)，樂(lè)于去學(xué)，并能夠樂(lè)在其中，這值得好好思考和探究。

二、數(shù)學(xué)建?？杉ぐl(fā)大學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣

現(xiàn)今，數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽風(fēng)靡全球高校，數(shù)學(xué)建模的作用已被大家所認(rèn)同，特別是對(duì)培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣起到重要作用。很多高校的數(shù)學(xué)教學(xué)也逐漸引入數(shù)學(xué)建模思想進(jìn)行教學(xué)改革創(chuàng)新，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣，培養(yǎng)學(xué)生自主解決問(wèn)題的能力以及創(chuàng)新能力［1-3］。數(shù)學(xué)建模是用數(shù)學(xué)語(yǔ)言來(lái)描述和解決實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程，將實(shí)際問(wèn)題抽象成為數(shù)學(xué)問(wèn)題，并應(yīng)用合理的數(shù)學(xué)方法進(jìn)行求解，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為對(duì)現(xiàn)實(shí)問(wèn)題的求解、詮釋和預(yù)測(cè)等［4，5］。

在數(shù)學(xué)建模培訓(xùn)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)有的學(xué)生為了解決一個(gè)問(wèn)題，可以抱著數(shù)學(xué)類(lèi)參考書(shū)津津有味地看上大半天也不會(huì)走神。但是，對(duì)比高等數(shù)學(xué)課堂，哪怕是最認(rèn)真的學(xué)生，偶爾還是會(huì)走神，不是還會(huì)有厭煩的情緒。探究其原因，無(wú)非還是一個(gè)興趣問(wèn)題。建模過(guò)程，針對(duì)一般是實(shí)際問(wèn)題，學(xué)生對(duì)這個(gè)問(wèn)題感興趣，就會(huì)有探究到底的心理，進(jìn)而就有原動(dòng)力去尋找解決問(wèn)題的思路和方法。而課堂學(xué)習(xí)，大多因?yàn)檎n時(shí)原因，教師無(wú)法在有限的時(shí)間里去詳細(xì)介紹每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)的實(shí)際應(yīng)用背景。更確切的說(shuō)很難與學(xué)生所學(xué)專(zhuān)業(yè)結(jié)合，給出數(shù)學(xué)概念的實(shí)際應(yīng)用背景以及概念的來(lái)由，這必將導(dǎo)致課堂教學(xué)枯燥乏味，學(xué)生自然沒(méi)有欲望去學(xué)，更不愿主動(dòng)去學(xué)。

在課堂教學(xué)中，如果能夠充分結(jié)合數(shù)學(xué)建模的思想，將其融入課堂，給枯燥乏味的數(shù)學(xué)公式、推理過(guò)程賦予生命般的活力，特別是能夠結(jié)合學(xué)生專(zhuān)業(yè)背景進(jìn)行教學(xué)，必定能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣，進(jìn)而主動(dòng)探究知識(shí)，教師也能夠避免傳統(tǒng)教學(xué)中一味注入式“概念——定理——證明——例題——作業(yè)——考試”的教學(xué)方式。學(xué)生能夠從學(xué)習(xí)中尋找樂(lè)趣，獲得成就感，教師也能夠在教學(xué)中與學(xué)生共同成長(zhǎng)進(jìn)步。

數(shù)學(xué)建模不僅僅培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)及方法分析、解決問(wèn)題的能力，也培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、交流能力以及語(yǔ)言和文字表達(dá)能力，同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生的競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)。建模時(shí)，學(xué)生會(huì)對(duì)實(shí)際問(wèn)題感興趣，當(dāng)把問(wèn)題抽象成數(shù)學(xué)模型時(shí)，會(huì)有一定的成就感，而成就感會(huì)引發(fā)更濃的興趣，使得學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中能夠充分享受樂(lè)趣，自信心也得到加強(qiáng)。

三、數(shù)學(xué)建模融入教學(xué)中的改革思路

數(shù)學(xué)建模猶如一道數(shù)學(xué)知識(shí)通向?qū)嶋H問(wèn)題的橋梁，使學(xué)生的數(shù)學(xué)知識(shí)與應(yīng)用能力能夠有效的結(jié)合起來(lái)。學(xué)生參與數(shù)學(xué)建模活動(dòng)，感受數(shù)學(xué)的生命力和魅力，從而激發(fā)他們學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣，有助于其創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

為了將數(shù)學(xué)建模的思想融入大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)，這里給出幾點(diǎn)改革思路：

（一）大學(xué)數(shù)學(xué)課程每部分內(nèi)容中安排相關(guān)的數(shù)學(xué)建模教學(xué)內(nèi)容

相關(guān)的數(shù)學(xué)建模教學(xué)內(nèi)容可以是案例式，也可以是實(shí)際問(wèn)題，要充分考慮學(xué)生專(zhuān)業(yè)背景。教師課前把問(wèn)題告知學(xué)生，課上通過(guò)啟發(fā)和組織學(xué)生討論，引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)知識(shí)運(yùn)用到解決問(wèn)題中。例如教學(xué)利用積分求不規(guī)則物體的體積或質(zhì)量時(shí)，可以在課前給出具體物件（可以根據(jù)不同專(zhuān)業(yè)來(lái)選擇具體物件），讓學(xué)生課后自己去尋找解決辦法。教學(xué)時(shí)可先組織討論學(xué)生想出解決辦法，活躍課堂氣氛的同時(shí)能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

（二）數(shù)學(xué)建模教學(xué)內(nèi)容引入大學(xué)數(shù)學(xué)教材

目前大部分教材基本上以概念、定理、推證、例題、習(xí)題的邏輯順序出現(xiàn)，給出的應(yīng)用背景多數(shù)限于物理應(yīng)用，同樣缺乏活力和生命力。很多學(xué)生往往在預(yù)習(xí)時(shí)，看教材的應(yīng)用背景時(shí)就已經(jīng)對(duì)學(xué)習(xí)這部分內(nèi)容失去興趣，有了這樣的心理暗示，課堂上教師很難將其注意力吸引住。所以，大學(xué)數(shù)學(xué)的教材編寫(xiě)上，必須重視內(nèi)容的更新和拓展，引入一些建模實(shí)例，通過(guò)實(shí)例激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，進(jìn)而增強(qiáng)學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)重要性的認(rèn)識(shí)。

（三）根據(jù)學(xué)生實(shí)際情況，分層次進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)

數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課程一般都是大班級(jí)授課，教學(xué)過(guò)程中教師不可能監(jiān)控到每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)。通過(guò)數(shù)學(xué)建模活動(dòng)，可以有效地考查學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，有助于區(qū)分學(xué)生的學(xué)習(xí)層次，教師才能真正做到有的放矢，幫助學(xué)生發(fā)掘自身潛力，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)成就感，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

四、結(jié)束語(yǔ)

將數(shù)學(xué)建模思想融入大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中，給從事數(shù)學(xué)課程教學(xué)的教師帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)。盡管面臨較大的壓力，但如果能夠積極發(fā)揮自身作用進(jìn)行改革，在教學(xué)過(guò)程中逐漸融入數(shù)學(xué)建模思想，必定會(huì)使得我們的大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)工作做得更好，學(xué)生更有興趣學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)。

參考文獻(xiàn)

［1］王芬，夏建業(yè)，趙梅春，等.金融類(lèi)高校高等數(shù)學(xué)課程融入數(shù)學(xué)建模思想初探［J］.教育教學(xué)論壇，2016（1）.

［2］吳金枚.數(shù)學(xué)建模的三大作用［J］.當(dāng)代教育發(fā)展學(xué)刊，2010：5-6.

［3］沈文選，歐陽(yáng)新龍.簡(jiǎn)析中學(xué)數(shù)學(xué)建模的教育性質(zhì)［J］.Forumon Current Education，2002（2）：91-92.

［4］江志超，程廣濤，張靜.高等數(shù)學(xué)教學(xué)中數(shù)學(xué)建模思想的滲透［J］.北華航天工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，2012，22（2）：47-50.

［5］姜啟源.數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)與數(shù)學(xué)建模［J］.數(shù)學(xué)的實(shí)踐與認(rèn)識(shí)，2001，31 （5）：613-617.

中圖分類(lèi)號(hào)：G642

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：2096-000X（2016）10-0126-02

作者簡(jiǎn)介：韋慧（1986-），廣西河池，博士，講師，主要從事偏微分方程數(shù)值計(jì)算研究工作。