高職數(shù)學教育教學改革中的數(shù)學建模研究

李海濤

摘要：近年來，隨著國內(nèi)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的不斷調(diào)整，對于高等職業(yè)技術(shù)人才需求不斷增大，社會對高等職業(yè)技術(shù)教育寄予厚望。但是傳統(tǒng)的高職教育由于專業(yè)設置不合理，使用教材落后，實訓實踐場地不足，培養(yǎng)出的學生動手能力差、專業(yè)能力不足，面對社會發(fā)展的新形勢，高職教育必須進行教學改革，提高學生的職業(yè)能力和就業(yè)競爭力。

關(guān)鍵詞：高職;數(shù)學教育;教學改革;數(shù)學建模研究

1高職數(shù)學教學現(xiàn)狀分析

目前，高職數(shù)學的教學內(nèi)容基本沿襲了經(jīng)典數(shù)學的三大塊：微積分、線性代數(shù)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計。這些內(nèi)容都是純粹的數(shù)學理論，缺乏與實際問題的結(jié)合，不僅不能引起學生的學習興趣，而且也是專業(yè)系部壓縮數(shù)學課時的原因之一。教師的教學方法更多的是注重數(shù)學知識的灌輸，教師講解、教師設問、教師給出標準答案，這種常規(guī)的“填鴨”式教學方法很難調(diào)動學生學習數(shù)學的熱情。

通過調(diào)查和訪談高發(fā)現(xiàn)高職學生學習高等數(shù)學的主要問題和困難有：（一）學生數(shù)學基礎(chǔ)相對較差，對數(shù)學定義、公式、定理和運算技能的理解不到位，用數(shù)學知識解決實際問題的能力差;（二）數(shù)學學習的興趣不高，學習主動性不強，對待學習任務處于被動應付狀態(tài)，數(shù)學學習目標不明確;（三）缺乏數(shù)學學習的方法和策略，沒有養(yǎng)成良好的學習習慣，對所學知識沒有歸納和總結(jié)的意識，缺乏構(gòu)建知識網(wǎng)絡的學習能力;（四）遇到問題羞于向老師或同學請教，沒有合作交流意識和合作學習的能力。由于這些問題的長期存在，導致學生數(shù)學情感的缺失，對數(shù)學學習失去信心，繼而影響到后續(xù)專業(yè)課程的學習，既不利于專業(yè)能力的培養(yǎng)，更不利于學生可持續(xù)發(fā)展能力的形成。因此，尋找高職數(shù)學教學改革的出路和突破口十分必要。

2數(shù)學建模教學是高職院校高等數(shù)學教學改革的切入點

高職院校的培養(yǎng)目標是培養(yǎng)在生產(chǎn)、管理、建設、服務一線工作的高級技術(shù)應用型人才，這就決定了高職院校人才培養(yǎng)必然具有實踐性、主動性、過程性、個性化等特點，高職院校數(shù)學教學正在向以培養(yǎng)學生的數(shù)學素養(yǎng)為目標的能力教育轉(zhuǎn)變。將數(shù)學建模思想融入數(shù)學教學、開設數(shù)學建模課程、參與數(shù)學建模競賽是符合培養(yǎng)目標的。通過數(shù)學建?；顒硬坏珪岣邔W生自身鉆研問題、解決問題的能力，培養(yǎng)學生的團隊合作能力、應變能力，提高學生的創(chuàng)造力、想象力和洞察力.因此，參加數(shù)學建模培訓對于提高學生的自身數(shù)學素質(zhì)及學生處理實際問題的能力有很大的幫助。引入數(shù)學模型是高職院校數(shù)學課程改革的關(guān)鍵，是高等數(shù)學課程改革的突破口、切入點。

3融入建模思想，促進高等數(shù)學教學改革

高職院校的數(shù)學課程改革要體現(xiàn)數(shù)學在各領(lǐng)域的“實用性”，要領(lǐng)會開設這門課程是為“用數(shù)學”這一目的服務的，數(shù)學思想方法的傳播應成為教學的重點。

3.1改革課程內(nèi)容，融入建模思想高等數(shù)學課程已自成體系，教學圍繞數(shù)學概念、方法和數(shù)學理論開展，處于封閉狀態(tài)。導致學生在學了許多被認為是非常重要和有用的數(shù)學知識后，卻不能運用數(shù)學知識解決實際問題，甚至覺得除了應付考試之外毫無用處。數(shù)學建模為數(shù)學與實際問題的聯(lián)系打開了一條通道，數(shù)學建模要求學生對實際問題中的數(shù)據(jù)信息加以整理、歸納、簡化、抽象，并用數(shù)學語言表達出來，還要求學生對得出結(jié)論加以驗證、完善、推廣。通過數(shù)學建模活動有助于學生理解數(shù)學在解決實際問題中的作用和價值，增強應用意識，有助于激發(fā)學生的學習興趣，發(fā)展學生的創(chuàng)新意識和實踐能力。由此可見，將數(shù)學建模的思想與方法融入高職高等數(shù)學課程內(nèi)容中，對于提高高職生的數(shù)學應用能力，培養(yǎng)高職生的創(chuàng)新能力是非常必要的。

3.2引入數(shù)學建模，加強教學方法的改革教師應在教學方法上下功夫。許多高職院的數(shù)學教學活動一直沿襲著“定義—定理—推論—例題”的模式，在這種的教學模式下學生不僅感覺枯燥無味，而且認識不到知識的產(chǎn)生背景，遇到實際問題更不知道如何用數(shù)學知識和方法去分析、解決。我們提出了“案例啟動—任務驅(qū)動一試驗推動—學生手動”的課堂教學方式，引入數(shù)學模型教學，通過實際問題的引入，告訴學生如何抓住問題的主要矛盾，將結(jié)論精確、簡潔的表達出來，這就是實際問題的數(shù)學化過程。教學上要引導學生親身經(jīng)歷實際問題的數(shù)學化、模型化過程，創(chuàng)造高質(zhì)量的教學活動，引導和吸引更多學生參與教學活動，培養(yǎng)學生的數(shù)學思想方法，提高學生分析、解決實際問題的能力水平。

3.3引入數(shù)學建模課題，改革評價機制現(xiàn)行高職院校高等數(shù)學考試題目側(cè)重于推理與計算，輕視用所學知識解決實際問題，從而學生被“應試教育”，這與專業(yè)設置高等數(shù)學課程的初衷相違背。我們應采用多種評價方法，如，結(jié)合專業(yè)特點和數(shù)學課程的進展，讓學生做一些小的開放性數(shù)學建模課題，可以在對專業(yè)知識鞏固和深化的同時，激發(fā)學生學習數(shù)學的興趣。

4基于數(shù)學建模的高職數(shù)學課程改革實踐

我校以數(shù)學建?；顒訛橥黄瓶?，進行了高職院校數(shù)學教學改革的研究與實踐。我們自建院以來一直堅持開展數(shù)學建模課教學，數(shù)學建模競賽活動。將數(shù)學建模思想融入的課堂教學中，初步形成了一套具有我校特色的數(shù)學建模教學活動。

4.1特色教材的主要特點是將數(shù)學建模思想、數(shù)學實驗方法融入教材之中，采用“問題驅(qū)動”充分體現(xiàn)數(shù)學知識的“問題產(chǎn)生——問題分析——問題的解決——實際中的應用”的思想過程。有利于學生了解知識的來龍去脈，激發(fā)學習興趣，增加適合高職教育的數(shù)學應用實例，加強數(shù)學與生活和專業(yè)的聯(lián)系，有利于培養(yǎng)學生數(shù)學的應用意識和能力。全書分為三篇，由基礎(chǔ)模塊、專業(yè)模塊和實踐模塊組成，在實踐模塊中包括了數(shù)學建模和MATLAB數(shù)學實驗。

4.2面向全校開設數(shù)學建模公選課

我們每年面向全校不同年級、不同專業(yè)學生開設數(shù)學建模公選課。全校何每年直接受數(shù)學建模教育的學生近150人，課程形式以教師講授為主，輔以適當?shù)挠懻?，組織專題講座，請數(shù)學建模資深專家講解實際應用方法，以開闊學生視野在此基礎(chǔ)上。組織校級數(shù)學建模競賽活動，通過選拔把那些興趣濃厚，思想活躍，能力強的學生進行集中培訓，采取教師引導，學生討論為主的教學模式，并從中選拔優(yōu)秀學生參加全國大學生數(shù)學建模競賽。

4.3全國大學生數(shù)學建模競賽中取得好成績

中國大學生數(shù)學建模競賽已經(jīng)開展了20個年頭，本科院校對數(shù)學建模競賽的組織與培訓具有比較成功的模式和經(jīng)驗。高職高專院校由于學生的基本功較差，數(shù)學課時較少，使得高職院校數(shù)學建模競賽的組織與培訓也有別于普通本科院校，各方面工作還處在摸索當中。雖然我校在這方面起步較晚，但通過平時的課堂教學，和集中輔導這兩年我校組織參加中國大學生數(shù)學建模競賽活動，取得了良好的成績。

5總結(jié)

通過教學方式和評價方式改革，學生的學習主動性增強，也改變了以往對于數(shù)學學習的學習態(tài)度。高等數(shù)學作為高職教育學生必修的基礎(chǔ)課，在培養(yǎng)學生基本數(shù)學素養(yǎng)上具有重要作用，是理工類專業(yè)課程體系的重要組成部分，基于數(shù)學建模理念的高職數(shù)學教學改革也為同類基礎(chǔ)理論課改革提供了新思路和范例。

參考文獻

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（作者單位：山東交通職業(yè)學院）