數(shù)學建模教學與高職高專學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

樸林

（遼寧民族師范高等?？茖W校，遼寧沈陽110032）

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數(shù)學建模教學與高職高專學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

樸林

（遼寧民族師范高等?？茖W校，遼寧沈陽110032）

摘要：數(shù)學建模是一種數(shù)學的思考方法，對培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力有重要的作用。通過數(shù)學建模教學，可以培養(yǎng)學生的問題意識、自學能力以及團隊合作能力。高職高專院校應將數(shù)學建模教學應用于教育教學過程中，不斷更新教學觀念，優(yōu)化教材，并適當增加數(shù)學建模的內(nèi)容，應用計算機軟件技術(shù)，采用啟發(fā)引導式教學，提高學生的創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：數(shù)學建模教學；高職高專學生；創(chuàng)新能力

我國經(jīng)濟發(fā)展正處于轉(zhuǎn)型時期，亟需大量的技術(shù)技能型人才，而高職高專院校是培養(yǎng)此種類型人才的主陣地。創(chuàng)新能力是知識經(jīng)濟時代社會生產(chǎn)對人才培養(yǎng)的基本要求，因此廣大高職高專院校要積極主動適應人才培養(yǎng)的新常態(tài)，著重培養(yǎng)具有實踐能力、創(chuàng)造能力、創(chuàng)業(yè)能力的新時代人才。在高職高專院校開設(shè)的眾多課程當中，數(shù)學課程是一門重要的基礎(chǔ)課程，

1　數(shù)學建模的內(nèi)涵及其重要意義

數(shù)學建模是一種數(shù)學的思考方法，是指運用數(shù)學的思想及語言來聯(lián)系、抽象、簡化實際生產(chǎn)生活中遇到的問題，即把實際問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學模型，進而解決問題。數(shù)學建模在生產(chǎn)實際的諸多領(lǐng)域中發(fā)揮著越來越重要的作用和角色，例如運用數(shù)學建模知識確定三級火箭的推進發(fā)射、模擬發(fā)射衛(wèi)星，洗衣機的節(jié)水程序設(shè)計，等等。數(shù)學建模要求習得者具有敏銳的觀察力、豐富的想象力、良好的抽象思維能力和創(chuàng)新意識，能夠把數(shù)學知識轉(zhuǎn)變成解決實際問題。因此開展數(shù)學建模教學是培養(yǎng)高職高專學生創(chuàng)新能力的有效手段。

數(shù)學建模的基本指導思想是以問題為導向，以學生為主體，以實驗為基礎(chǔ)，以培養(yǎng)實踐應用能力為目標。開展面向高職高專院校學生的數(shù)學建模教學具有重要意義，能夠使學生學到的知識迅速轉(zhuǎn)化為技能，培養(yǎng)學生正確的數(shù)學觀，鍛煉和培養(yǎng)學生應用數(shù)學進行分析、推理的邏輯思維能力，培養(yǎng)學生使用數(shù)學軟件以及操作計算機的能力，培養(yǎng)學生組織、協(xié)調(diào)、合作的團隊意識。

2　數(shù)學建模與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的關(guān)系

2.1數(shù)學建模有助于培養(yǎng)學生的問題意識

數(shù)學建模作為一種積極主動的思維活動方式，一般分為四個步驟：發(fā)現(xiàn)問題、建立模型、求解模型和檢驗模型，這一過程需要經(jīng)過分析、抽象、概括、綜合、類比等一系列的邏輯思維過程，蘊含著強烈的問題意識在其中，可以培養(yǎng)了學生的問題意識。

2.2數(shù)學建模有助于提高學生的自學能力

自主學習能力是學生走向成才、成功的必要因素，也是獲取更多新知識的關(guān)鍵。數(shù)學建模教學大多采用的是啟發(fā)式教學方法，教師主要通過講解某一種思想方法來啟發(fā)、引導學生，既調(diào)動了學生學習的積極性和主動性，又能夠極大限度地挖掘?qū)W生的潛能，使其獲得成功感、喜悅感，產(chǎn)生繼續(xù)學習的動力、創(chuàng)造的欲望。數(shù)學建模教學的開展，可以很大程度地增強學生的自學能力。

2.3數(shù)學建模有助于增強學生的團隊合作能力

學生在數(shù)學建模的學習過程中，有大量的模型是需要跨學科、跨專業(yè)的知識來解決的，這就需要具有不同知識結(jié)構(gòu)的人聚集在一起，通過“頭腦風暴法”展開討論、相互啟迪。參加數(shù)學建模的學生通過學習、集訓、競賽的過程彼此交流、團隊合作，共同解決問題，取長補短。因此，數(shù)學建模教學有助于培養(yǎng)學生的團隊合作能力。

3　基于數(shù)學建模教學培養(yǎng)高職高專學生創(chuàng)新能力的路徑

高職高專院校的數(shù)學教學不是簡單的數(shù)學理論知識傳授，而是提高學生的綜合素質(zhì)，尤其是培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力、可持續(xù)發(fā)展能力。因此，應積極探索數(shù)學建模教學培養(yǎng)高職高專學生創(chuàng)新能力的路徑。

3.1更新教學理念，融入數(shù)學建模思想

教學理念和教學策略的創(chuàng)新是教學創(chuàng)新的根本之所在。教師應摒棄傳統(tǒng)的教學觀念，摒棄一支粉筆、一塊黑板、一本教材的教學模式，應在日常的教學中、在教材的改革中、在實踐應用中有效、合理融入數(shù)學建模的思想。傳統(tǒng)的數(shù)學教學中，教師一般都是根據(jù)教材安排的章節(jié)順序?qū)?shù)學理論知識及原理證明過程等展開講解，而數(shù)學建模教學，則是首先對實際問題簡化、數(shù)學化，找出變量及其相互的關(guān)系，其次是采用數(shù)學工具來科學合理地處理所建立的模型，并進行模型求解和驗證模型。這就需要教師通過創(chuàng)設(shè)實際問題情境，激發(fā)學生的求知欲來滲透建模的思想，使學生將表層的數(shù)學知識和實際問題之間建立起有效的關(guān)聯(lián)，進而抽象出模型。

3.2優(yōu)化數(shù)學教材，適當增加數(shù)學建模內(nèi)容

高職高專的畢業(yè)生從事的是生產(chǎn)一線的工作，需要較強的動手操作能力。因此，必須對傳統(tǒng)的高等數(shù)學教學內(nèi)容進行改革，學習數(shù)學的目的不在于定理和公式，要刪除其中一些陳舊的深奧的內(nèi)容以及一些復雜的定理公式、推導過程，取而代之的是對數(shù)學結(jié)果的直觀解釋、舉例應用，增加一些開放性的、無固定答案的習題，力求教材的應用價值。例如，結(jié)合微分方程介紹人口預測模型，結(jié)合函數(shù)內(nèi)容介紹金融領(lǐng)域的單利模型，結(jié)合二元函數(shù)極值介紹存貯模型等。這些內(nèi)容的增加不但能使學生學會運用數(shù)學知識解決實際問題，還能初步培養(yǎng)起數(shù)學模型的思想和方法，讓學生懂建模、會建模，提高學生的建模能力，培養(yǎng)其創(chuàng)新意識。

3.3改革教學模式，強調(diào)啟發(fā)引導式教學

將數(shù)學建模引入到數(shù)學教學中是數(shù)學教學體系一項創(chuàng)造性的改革。結(jié)合高職高專院校的特點，引入數(shù)學建模，推廣其在實際生活中的應用，會充分調(diào)動起學生學習數(shù)學的主動性、積極性。數(shù)學建模強調(diào)的是教師與學生的雙向互動，在與學生的交流、啟發(fā)中教師發(fā)現(xiàn)學生學習的不足，采用探究、答辯、合作的方式讓學生提出想法，讓學生增強自我轉(zhuǎn)化知識的能力。教師要改變“一言堂”的授課模式，進行開放式的教學，展開課堂討論，布置課外閱讀，設(shè)置模型實驗，吸引學生主動參與，提高教學效果。

3.4引入軟件教學，提高學生動手操作能力

各種軟件的應用技能也是學生在走向工作崗位之后必需的技能之一。當下，數(shù)學軟件以其強大的圖形處理與快速計算功能為學生學習數(shù)學提供了便利的條件。教師在課堂教學中，只需要用較少的時間把建模過程中涉及到的重要數(shù)學思想、基本概念、公式原理、計算方法做一講解即可。結(jié)合建模內(nèi)容把數(shù)學軟件傳授給學生，讓學生用數(shù)學軟件解決復雜的數(shù)學計算過程，從而達到課堂教學與課后實驗操作的有機結(jié)合，這大大增強了學生面向“互聯(lián)網(wǎng)+”時代所應具備的信息處理能力。如講授了極限、裴波那奇數(shù)列和黃金分割點后學生就會分析和研究兔子的繁殖模型，再如難度較大的定積分也可讓學生用數(shù)學軟件求解。

綜上所述，通過數(shù)學建模課程的學習，學生能夠得到書本上和課堂中無法獲得的經(jīng)驗、感受，創(chuàng)新能力能得到很大提高，同時能夠拓展學生自然科學方面的知識，使他們在情感、能力、知識、素質(zhì)等多方面協(xié)同發(fā)展。因此，高職高專院校應將數(shù)學建模的思想和課程應用到高職高專院校的數(shù)學教育中，從而促進數(shù)學教學改革。

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［責任編輯：秦錦文］

中圖分類號：G712

文獻標識碼：A

文章編號：2095-5928（2016）03-19-03

DOI:10.16850/j.cnki.21-1590/g4.2016.03.006

收稿日期：2016-03-21

作者簡介：樸林（1983-），男，遼寧沈陽人，講師，學士，研究方向：高職數(shù)學教學與研究。其中數(shù)學建模教學對培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力有重要作用。

Math Modeling Teaching and Higher Vocational Students'Innovation Ability Cultivation

PIAO Lin
（Liaoning National Normal College，Shenyang 110032，China）

Abstract:Math modeling is a kind of math thinking method，which plays an important role in cultivating students'innovation ability.Through math modeling teaching，teachers can cultivate students'problem awareness，self-learning ability and team cooperation ability.Higher vocational college should apply math modeling teaching to the process of education and teaching.Higher vocational college can train students' innovation ability by the means of updating the teaching idea，optimizing the teaching materials，increasing properly the content of math modeling，adopting the teaching methods of enlightening and guiding，applying the computer software technology，etc.

Key words:math modeling teaching；higher vocational student；innovation ability