數(shù)學(xué)建模競賽助推高職高等數(shù)學(xué)教學(xué)改革的途徑

徐翠翠

【摘要】文章通過探討數(shù)學(xué)建模競賽與高等數(shù)學(xué)教學(xué)的有效銜接，重點(diǎn)從教學(xué)理念、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式及教學(xué)課程設(shè)置改革四個方面，研究了數(shù)學(xué)建模競賽助推高等數(shù)學(xué)教學(xué)改革要點(diǎn)，并總結(jié)了競賽、研究、改革三位一體高等數(shù)學(xué)教學(xué)運(yùn)行模式。

【關(guān)鍵詞】數(shù)學(xué)建模競賽高職高等數(shù)學(xué)教學(xué)改革

數(shù)學(xué)教育本身是一種素質(zhì)教育，數(shù)學(xué)建模教學(xué)與競賽是實(shí)施素質(zhì)教育的有效途徑，不僅能夠有效提升學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用能力，而且能夠有效提升學(xué)生的創(chuàng)新能力。數(shù)學(xué)建?？煽醋魇菣M跨在數(shù)學(xué)理論和實(shí)際問題間的一座橋梁，而數(shù)學(xué)建模競賽又為我們提供更多培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的好經(jīng)驗(yàn)、好方法，為高等數(shù)學(xué)教學(xué)改革提供思路，為學(xué)生更好地利用數(shù)學(xué)知識解決實(shí)際應(yīng)用問題提供創(chuàng)新思路。

數(shù)學(xué)建模競賽與數(shù)學(xué)教學(xué)的有效銜接

實(shí)踐表明，數(shù)學(xué)建模競賽與數(shù)學(xué)教學(xué)的有效銜接，對高等數(shù)學(xué)教學(xué)理念、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式及課程設(shè)置等多方面的改進(jìn)與完善都起著重要作用，并已經(jīng)成為現(xiàn)代各高校培養(yǎng)高水平應(yīng)用型人才的一種重要手段。傳統(tǒng)教學(xué)模式下，我國高等數(shù)學(xué)教學(xué)過于注重各種數(shù)學(xué)概念、定理及求解方式的講解，而忽視了數(shù)學(xué)知識的實(shí)際應(yīng)用價值。這與當(dāng)前的素質(zhì)教育目標(biāo)相違背，導(dǎo)致培養(yǎng)出的學(xué)生不能很好地應(yīng)用所學(xué)數(shù)學(xué)知識解決實(shí)際問題，缺乏創(chuàng)新能力，最終成為無法適應(yīng)現(xiàn)代社會需求的人。數(shù)學(xué)建模競賽有助于幫助師生從傳統(tǒng)教學(xué)模式的束縛中走出來，去主動探尋數(shù)學(xué)知識背后隱藏的規(guī)律，并指導(dǎo)其在實(shí)踐中取得突破與創(chuàng)新，而這也正是當(dāng)前高等數(shù)學(xué)教學(xué)改革的主要趨勢。因此，數(shù)學(xué)建模競賽與數(shù)學(xué)教學(xué)的有效銜接，對師生關(guān)于數(shù)學(xué)教與學(xué)理念的轉(zhuǎn)變、課程的設(shè)置與認(rèn)識等都起著重要作用，有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)造力，提高學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)知識分析與解決實(shí)際問題的能力。

數(shù)學(xué)建模競賽助推高等數(shù)學(xué)教學(xué)改革要點(diǎn)

1.助推高等數(shù)學(xué)教學(xué)理念改革

傳統(tǒng)高等數(shù)學(xué)教學(xué)以教師的講授為主，學(xué)生被動接受各種數(shù)學(xué)定義、定理及其推導(dǎo)方式等，很多概念與求解方法都是靠學(xué)生死記硬背記住的，這就大大限制了學(xué)生的發(fā)散性思維。這種教學(xué)模式會讓學(xué)生逐漸失去數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣，不能將其所學(xué)知識與社會實(shí)踐需求相結(jié)合。數(shù)學(xué)建模教學(xué)多以案例形式來開展，更加關(guān)注學(xué)生的主體性，引導(dǎo)學(xué)生靈活運(yùn)用數(shù)學(xué)軟件進(jìn)行數(shù)學(xué)模型的求解與驗(yàn)證，該教學(xué)模式更利于學(xué)生形成應(yīng)用數(shù)學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力，充分提高學(xué)生的主觀能動性。數(shù)學(xué)建模競賽進(jìn)一步加強(qiáng)了學(xué)生之間、師生之間的交流，以及對數(shù)學(xué)建模知識的深入探討，實(shí)現(xiàn)了多學(xué)科之間的融通，更有利于高等數(shù)學(xué)教學(xué)理念的轉(zhuǎn)變，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)教學(xué)模式下高等數(shù)學(xué)教學(xué)思想，始終保持教育理念的先進(jìn)性，注重教學(xué)中學(xué)生的主體性，為提高學(xué)生的創(chuàng)新能力奠定基礎(chǔ)，為素質(zhì)教育環(huán)境下的高等數(shù)學(xué)教學(xué)改革創(chuàng)造條件。

2.助推高等數(shù)學(xué)教學(xué)課程改革

數(shù)學(xué)建模競賽對于提升學(xué)生綜合素質(zhì)的作用十分明顯，為更好地將這種培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)的有效途徑，在數(shù)學(xué)教育活動中進(jìn)行充分體現(xiàn)，可借助于數(shù)學(xué)建模競賽對數(shù)學(xué)教學(xué)中存在問題的總結(jié)，進(jìn)行高等數(shù)學(xué)課程改革。一是合理調(diào)整數(shù)學(xué)專業(yè)課程設(shè)置，通常高校會將運(yùn)籌學(xué)、數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)、常微分方程、概率統(tǒng)計等與數(shù)學(xué)建模關(guān)系緊密的課程安排在大三學(xué)習(xí)，而學(xué)生參加數(shù)學(xué)建模競賽時還未學(xué)習(xí)這些課程。盡管數(shù)學(xué)建模競賽并非一定會用到這些知識，但是多積累、多學(xué)習(xí)，必然有利于學(xué)生主動將這些知識與所學(xué)的知識聯(lián)系起來，對于他們分析解決競賽中的問題更有利；二是各高校應(yīng)積極開設(shè)數(shù)學(xué)建模系列課程，在正常教學(xué)中增加數(shù)學(xué)建模競賽培訓(xùn)課時，重視數(shù)學(xué)建模競賽。在培訓(xùn)過程中，注意逐步滲透數(shù)學(xué)建模思想，改變傳統(tǒng)的“填鴨式”教學(xué)模式，培養(yǎng)學(xué)生提問題的習(xí)慣和能力，讓學(xué)生逐漸接受用數(shù)學(xué)知識及數(shù)學(xué)思維解決實(shí)際問題的過程，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力；三是有條件的高校，可增設(shè)數(shù)學(xué)建模與計算機(jī)實(shí)踐選修課程，選拔對數(shù)學(xué)建模感興趣的學(xué)生著重培養(yǎng)其數(shù)學(xué)應(yīng)用與建模能力，突出應(yīng)用計算機(jī)條件下算法的實(shí)現(xiàn)，以Matlab數(shù)學(xué)軟件為主，結(jié)合具體案例，讓學(xué)生之間在相互配合中實(shí)現(xiàn)建模與求解，提升學(xué)生應(yīng)用計算機(jī)進(jìn)行數(shù)學(xué)建模的能力。

3.助推高等數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容改革

數(shù)學(xué)是一門演算的科學(xué)，主要研究理想化的量化模式，高校學(xué)生在學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的過程中就應(yīng)該培養(yǎng)其建模能力。所謂數(shù)學(xué)教學(xué)，從其本質(zhì)上來講就是讓學(xué)生在頭腦中輸入或建構(gòu)各種數(shù)學(xué)模式，數(shù)學(xué)建模競賽為高等數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容改革提供了突破口。在高等數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容改革中，一是應(yīng)以一元微積分為基礎(chǔ)，不同專業(yè)選擇線性代數(shù)、積分變換、概率論與數(shù)理統(tǒng)計、邏輯代數(shù)等內(nèi)容，使高等數(shù)學(xué)教學(xué)與專業(yè)密切聯(lián)系；二是在高等數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中引入數(shù)學(xué)軟件的應(yīng)用，提高課堂教學(xué)的時效性，這既是未來高等數(shù)學(xué)的教學(xué)與應(yīng)用趨勢，也有利于讓學(xué)生從繁重的計算中得到解放，讓學(xué)生不再感到高等數(shù)學(xué)的枯燥與繁瑣。

4.助推高等數(shù)學(xué)教學(xué)方式改革

當(dāng)前，各高校基本上都已經(jīng)形成了較為完善的校園網(wǎng)，配備了相應(yīng)的多媒體教室與微機(jī)室，硬件建設(shè)基本到位，這就為高等數(shù)學(xué)教學(xué)方式改革進(jìn)一步創(chuàng)造了條件。在高等數(shù)學(xué)教學(xué)方式改革中，一是可結(jié)合專業(yè)需求，采用多模塊、多層次的教學(xué)設(shè)計，利用多媒體教學(xué)。通過這種生動靈活的教學(xué)方式吸引學(xué)生的注意力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，利用現(xiàn)代化信息資源和計算機(jī)，提升學(xué)生創(chuàng)造性思維和綜合素質(zhì)；二是可成立數(shù)學(xué)建模協(xié)會，舉辦校園級數(shù)學(xué)建模比賽與培訓(xùn)等活動，形成高等數(shù)學(xué)教學(xué)合理的教學(xué)階梯。通過課堂內(nèi)和課堂外相結(jié)合的教育方式，打破師生界限，互換師生角色，讓學(xué)生能夠在一種輕松愉悅的氛圍中，掌握數(shù)學(xué)知識，并能夠主動將其應(yīng)用到實(shí)踐中去；三是在高等數(shù)學(xué)考核上，改變傳統(tǒng)考試模式，為學(xué)生安排數(shù)學(xué)建模任務(wù)，綜合考核學(xué)生的思考能力及創(chuàng)新能力。總之，這種教學(xué)方式的改革，不僅有利于學(xué)生知識、能力和素質(zhì)的全面培養(yǎng)，還有利于豐富大學(xué)生的課外生活，為數(shù)學(xué)建模競賽培養(yǎng)更多優(yōu)秀人才。

構(gòu)建競賽、研究、改革三位一體高等數(shù)學(xué)教學(xué)運(yùn)行模式

1.形成能力培養(yǎng)目標(biāo)endprint

高等數(shù)學(xué)教學(xué)目標(biāo)應(yīng)注重學(xué)生能力的培養(yǎng)，聯(lián)系實(shí)際，深化概念，注重知識的創(chuàng)新與實(shí)際應(yīng)用。教學(xué)重點(diǎn)應(yīng)擺脫普通高等教育中傳統(tǒng)數(shù)學(xué)學(xué)科認(rèn)識，不僅要考慮學(xué)科自身系統(tǒng)性的需要，更要考慮學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)方法解決實(shí)際問題的能力。此外，還應(yīng)結(jié)合數(shù)學(xué)建模競賽特點(diǎn)與過程，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)結(jié)合作、共同奮斗、相互協(xié)調(diào)的能力。

2.創(chuàng)新教學(xué)模式

傳統(tǒng)落后的教學(xué)模式不僅與數(shù)學(xué)建模競賽理念不一致，與當(dāng)前高等數(shù)學(xué)教學(xué)的素質(zhì)教育要求也相違背。為更好地發(fā)揮數(shù)學(xué)建模競賽在高等數(shù)學(xué)教學(xué)改革中的作用，創(chuàng)新高等數(shù)學(xué)教學(xué)模式，應(yīng)總結(jié)競賽中的經(jīng)驗(yàn)與問題，改進(jìn)課堂教學(xué)，將競賽與教學(xué)改革進(jìn)行結(jié)合，積極改革以教師、課堂、教材為中心的傳統(tǒng)的灌輸式教學(xué)方法。在教學(xué)中，堅持以學(xué)生為中心，形成學(xué)生主體性最大程度發(fā)揮的教學(xué)模式，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的積極性，讓學(xué)生掌握運(yùn)用所學(xué)數(shù)學(xué)知識解決生產(chǎn)和生活中實(shí)際問題的能力。

3.建設(shè)優(yōu)質(zhì)教師隊伍

教師隊伍是支撐數(shù)學(xué)建模競賽活動得以成功開展的基礎(chǔ)，建設(shè)一支優(yōu)質(zhì)的教師隊伍對于更充分科學(xué)地應(yīng)用數(shù)學(xué)建模競賽成果，提高高等數(shù)學(xué)教學(xué)改革成效具有重要意義。應(yīng)在提高數(shù)學(xué)教師基礎(chǔ)知識儲量的基礎(chǔ)上，提高教師的綜合素質(zhì)與實(shí)踐能力，以此來言傳身教，用教師的實(shí)際行動為學(xué)生做出榜樣，鼓勵學(xué)生主動將所學(xué)數(shù)學(xué)知識與生活實(shí)際相結(jié)合，不斷創(chuàng)新，嚴(yán)格按照數(shù)學(xué)建模競賽的標(biāo)準(zhǔn)要求自己，最終為社會的發(fā)展與進(jìn)步輸入更多優(yōu)秀人才。

綜上所述，數(shù)學(xué)建模競賽對高等數(shù)學(xué)教學(xué)改革的啟迪涉及內(nèi)容廣泛，它改變了應(yīng)試教育環(huán)境中墨守成規(guī)、機(jī)械照搬書本的傳統(tǒng)，在開拓學(xué)生思維方式、提高學(xué)生創(chuàng)新意識等方面發(fā)揮了重要作用，尤其是對高等數(shù)學(xué)教學(xué)理念、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式及課程設(shè)置等多方面的改革具有重要的指導(dǎo)價值。

參考文獻(xiàn)：

[1]李靜、何旭、焦華：《高等數(shù)學(xué)建模的實(shí)踐與研究》，《科技展望》2016年第20期，第202-203、205頁。

[2]翟小霞：《關(guān)于數(shù)學(xué)建模課程改革及其教學(xué)方法的探討》，《湖南科技學(xué)院學(xué)報》2008年第4期，第215-216、230頁。

[3]程紅萍：《試論高職院校高等數(shù)學(xué)教學(xué)改革》，《陜西教育》（高教版）2011年第4期，第102頁。

[4]湯志浩：《高職數(shù)學(xué)建?；顒拥奶剿髋c實(shí)踐研究》，《上饒師范學(xué)院學(xué)報》2010年第6期，第87-89頁。

[5]呂穎、蔣觀敏：《數(shù)學(xué)建模課程的教學(xué)改革探討》，《西南師范大學(xué)學(xué)報》（自然科學(xué)版）2015年第12期，第173-175頁。

作者單位：陜西鐵路工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院陜西渭南endprint