高職視角下中學(xué)數(shù)學(xué)建模教學(xué)的必要性研究①

張?jiān)葡?/p>

[摘 要] 基于高職院校的學(xué)生特點(diǎn)和人才培養(yǎng)需要，進(jìn)行了中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)過(guò)程融入數(shù)學(xué)建模思想的必要性研究，期望通過(guò)數(shù)學(xué)建模思想在數(shù)學(xué)教育中的盡早融入，提高學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用意識(shí)，以利于高職教育培養(yǎng)應(yīng)用型創(chuàng)新人才目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

[關(guān) 鍵 詞] 數(shù)學(xué)建模思想；中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)改革；培養(yǎng)目標(biāo)

[中圖分類(lèi)號(hào)] G712 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號(hào)] 2096-0603（2018）09-0086-02

數(shù)學(xué)是許多自然科學(xué)的基礎(chǔ)，在經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、人文科學(xué)的發(fā)展中發(fā)揮巨大的作用。隨著科技的發(fā)展與進(jìn)步，數(shù)學(xué)與其他學(xué)科的交叉越來(lái)越多，美國(guó)科學(xué)家馮·諾伊曼說(shuō)：“數(shù)學(xué)方法滲透并支配著一切自然科學(xué)的理論分支，在現(xiàn)代科學(xué)中，它已越來(lái)越成為該學(xué)科成功與否的主要標(biāo)準(zhǔn)。”事實(shí)上，在當(dāng)代社會(huì)，數(shù)學(xué)不僅僅通過(guò)其他學(xué)科發(fā)揮作用，更走到前列直接發(fā)揮作用，“數(shù)學(xué)已成為人們生活的需要”。因此，如何應(yīng)用數(shù)學(xué)的思維和方法解決現(xiàn)實(shí)生活中遇到的實(shí)際問(wèn)題，是數(shù)學(xué)教育者值得重視和思考的問(wèn)題。

數(shù)學(xué)教育是一個(gè)長(zhǎng)期的、完整的體系，每一階段的數(shù)學(xué)教育都是這個(gè)完整體系的重要環(huán)節(jié)。每個(gè)環(huán)節(jié)不應(yīng)是孤立的，而是相互關(guān)聯(lián)甚至是密切相關(guān)的，只有做好每個(gè)環(huán)節(jié)的相互協(xié)同、順暢銜接，才能使數(shù)學(xué)教育這個(gè)完整體系更加科學(xué)和系統(tǒng)，才能更加高效地實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)教育的目的。

目前，我國(guó)職業(yè)院校迅速發(fā)展，國(guó)家及各級(jí)地方政府對(duì)職業(yè)教育的重視程度越來(lái)越高，高等職業(yè)院校的教育模式也不斷完善，許多數(shù)學(xué)教育工作者開(kāi)始關(guān)注高職數(shù)學(xué)與高中數(shù)學(xué)的有效銜接。做好兩者之間的協(xié)同和銜接，有利于高職數(shù)學(xué)教學(xué)基本目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，是各高職院校數(shù)學(xué)教師的共識(shí)。

一、高職院校的人才培養(yǎng)目標(biāo)和學(xué)生特點(diǎn)

（一）高職院校的人才培養(yǎng)目標(biāo)

高等職業(yè)教育作為我國(guó)高等教育的重要組成部分，是具有較強(qiáng)職業(yè)性和應(yīng)用性的一種教育類(lèi)型，在為社會(huì)培養(yǎng)高素質(zhì)技能型應(yīng)用人才以及區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮著重要作用。教育部《關(guān)于加強(qiáng)高職高專(zhuān)教育人才培養(yǎng)工作的意見(jiàn)》明確指出：高職專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)應(yīng)當(dāng)以適應(yīng)社會(huì)需要為目標(biāo)，突出職業(yè)性、行業(yè)性的特點(diǎn)，培養(yǎng)具備一定管理能力的高技能應(yīng)用型人才。作為重要公共基礎(chǔ)課的高等數(shù)學(xué)，是高職院校學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)專(zhuān)業(yè)課程和解決實(shí)際問(wèn)題的基礎(chǔ)，對(duì)培養(yǎng)具有數(shù)學(xué)素養(yǎng)的高素質(zhì)專(zhuān)業(yè)人才起關(guān)鍵的作用。

高職高等數(shù)學(xué)的教育教學(xué)，應(yīng)結(jié)合高等職業(yè)教育的特點(diǎn)及培養(yǎng)目標(biāo)，制訂課程標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)置課程內(nèi)容，既要保證數(shù)學(xué)教學(xué)對(duì)學(xué)生基本素質(zhì)培養(yǎng)的要求，又要滿(mǎn)足學(xué)生專(zhuān)業(yè)發(fā)展的需要。要著重培養(yǎng)學(xué)生的基本數(shù)學(xué)素養(yǎng)和綜合素質(zhì)，訓(xùn)練學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)思維和方法分析解決專(zhuān)業(yè)問(wèn)題的能力以及勇于探索和敢于創(chuàng)新的能力，為學(xué)生的就業(yè)夯實(shí)基礎(chǔ)。高等數(shù)學(xué)教育教學(xué)的優(yōu)劣，對(duì)提高整個(gè)高等職業(yè)教育的教學(xué)質(zhì)量也具有重要的意義。

（二）高職院校的學(xué)生特點(diǎn)

高職院校的學(xué)生普遍存在基礎(chǔ)知識(shí)相對(duì)薄弱、缺乏良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣、方法運(yùn)用能力較差以及自我認(rèn)同感不足等缺點(diǎn)，因而他們學(xué)習(xí)的積極性不高，缺乏主動(dòng)進(jìn)取的精神。主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

1.很多高職學(xué)生主觀上都有“數(shù)學(xué)無(wú)用”的想法，認(rèn)為學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)既枯燥難懂，又對(duì)將來(lái)所從事的專(zhuān)業(yè)工作幫助不大，所以將主要精力放在專(zhuān)業(yè)課的學(xué)習(xí)上，只想多學(xué)點(diǎn)實(shí)用的技術(shù)和技能，從而對(duì)高等數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)動(dòng)力不足，效果也就不理想。有些學(xué)生還對(duì)數(shù)學(xué)產(chǎn)生恐懼、排斥的心理，甚至放棄學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)。

2.長(zhǎng)期的應(yīng)試教育，造成一些學(xué)生被動(dòng)和機(jī)械的學(xué)習(xí)方式，他們嚴(yán)重地依賴(lài)數(shù)學(xué)教師，缺乏主動(dòng)思考問(wèn)題的能力，不喜歡探究新問(wèn)題，也無(wú)法適應(yīng)高職院校高等數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)環(huán)境。

3.高職學(xué)生在中學(xué)階段的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過(guò)程中，形成了一種固定的思維模式[1]。由于對(duì)高等數(shù)學(xué)本質(zhì)的理解不夠透徹，解答數(shù)學(xué)問(wèn)題的思路一成不變，故步自封，阻礙了自身思考和實(shí)踐能力的拓展。在遇到生活和專(zhuān)業(yè)的實(shí)際問(wèn)題時(shí)，不知道如何去解決，數(shù)學(xué)思維能力不足，分析解決實(shí)際問(wèn)題的能力不夠，造成學(xué)了數(shù)學(xué)卻不會(huì)用數(shù)學(xué)的現(xiàn)象。

4.大部分的高職學(xué)生通常在中學(xué)階段的數(shù)學(xué)成績(jī)就不是很好，有的甚至很差，而且事實(shí)上，他們的其他學(xué)科成績(jī)也不理想，這樣的狀況使他們產(chǎn)生了嚴(yán)重的自卑心理。進(jìn)入高職階段，數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)難度加大，節(jié)奏加快，自主性學(xué)習(xí)要求提高，無(wú)法快速地適應(yīng)學(xué)生，這些情況更加深了學(xué)生的自卑心理。

上述高職學(xué)生實(shí)際情況，對(duì)他們進(jìn)一步的專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)是十分不利的，為從根本上解決這種狀況，有必要對(duì)中學(xué)階段的數(shù)學(xué)教學(xué)進(jìn)行改革和探索，開(kāi)展數(shù)學(xué)建模教學(xué)，以盡早培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用意識(shí)和綜合運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)的能力。

二、中學(xué)數(shù)學(xué)建模教學(xué)的必要性

數(shù)學(xué)建模思想在中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用，一直是數(shù)學(xué)教育工作者關(guān)注的熱點(diǎn)，基于高職院校人才培養(yǎng)的目標(biāo)和要求，將數(shù)學(xué)建模思想盡早地融入中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中十分必要。

（一）激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣

中學(xué)階段是學(xué)生基本數(shù)學(xué)素養(yǎng)的養(yǎng)成階段，這一時(shí)期的數(shù)學(xué)教學(xué)首要的目標(biāo)是讓學(xué)生喜愛(ài)數(shù)學(xué)，對(duì)學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)有興趣。因?yàn)榕d趣會(huì)使人產(chǎn)生強(qiáng)烈的求知欲望，從而有意愿進(jìn)一步學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)，愛(ài)因斯坦就曾說(shuō)：“興趣是最好的老師?！币簿褪钦f(shuō)，人們一旦對(duì)某事物有了濃厚的興趣，就會(huì)主動(dòng)去求知、去探索、去實(shí)踐。

傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)課堂比較注重嚴(yán)密的邏輯推理和運(yùn)算，這固然必要，但往往會(huì)使許多學(xué)生感覺(jué)枯燥而失去興趣。數(shù)學(xué)建模是一個(gè)用數(shù)學(xué)方法解決實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程，將數(shù)學(xué)建模思想融入中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)過(guò)程，改變以往的以教師為中心，教師主導(dǎo)課堂的教學(xué)方式[2]，采用教師創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情景，提出問(wèn)題、引導(dǎo)學(xué)生解決問(wèn)題，以學(xué)生為中心的新的教學(xué)模式。我們知道“問(wèn)題是數(shù)學(xué)的靈魂”，因此應(yīng)當(dāng)選擇一些符合學(xué)生認(rèn)知水平、貼近實(shí)際生活的具有趣味性、探究性及應(yīng)用性的問(wèn)題或案例，比如易拉罐的形狀設(shè)計(jì)問(wèn)題，這樣的問(wèn)題與我們的日常生活貼近，很容易讓學(xué)生覺(jué)得有趣、產(chǎn)生疑問(wèn)，喚起學(xué)生強(qiáng)烈的求知欲和好勝心，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣。通過(guò)不斷的鍛煉，以解決更多的實(shí)際生活問(wèn)題，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到數(shù)學(xué)的無(wú)處不在，感受到數(shù)學(xué)的無(wú)窮魅力，享受運(yùn)用所學(xué)到的數(shù)學(xué)知識(shí)解決問(wèn)題后的樂(lè)趣。改變“數(shù)學(xué)枯燥乏味”的觀念，變“要我學(xué)”為“我要學(xué)”，變“恐學(xué)、厭學(xué)”為“好學(xué)、樂(lè)學(xué)”。

（二）培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)思考和解決問(wèn)題的意識(shí)和能力

中學(xué)階段開(kāi)展數(shù)學(xué)建模教學(xué)，通過(guò)具有實(shí)際背景的案例或問(wèn)題，使抽象的數(shù)學(xué)概念、理論和方法更加直觀和具體，使學(xué)生有愿望繼續(xù)進(jìn)行問(wèn)題探索和知識(shí)學(xué)習(xí)。同時(shí)，將數(shù)學(xué)建模融入教學(xué)過(guò)程，教師和學(xué)生的角色根據(jù)教學(xué)內(nèi)容靈活調(diào)整，教師不再始終是教學(xué)活動(dòng)的中心，而是給學(xué)生提供教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)情境導(dǎo)演。教師可以結(jié)合建模案例，提出問(wèn)題并增加課堂討論的內(nèi)容，鼓勵(lì)學(xué)生討論、爭(zhēng)辯，并勇于表達(dá)自己對(duì)問(wèn)題解決方案的思考和看法，調(diào)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)思考和解決問(wèn)題的積極性。通過(guò)主動(dòng)思考、分析和解決問(wèn)題，有助于學(xué)生理解數(shù)學(xué)的相關(guān)概念和知識(shí)；通過(guò)運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)的解決問(wèn)題的體驗(yàn)，進(jìn)一步增強(qiáng)他們?nèi)蘸笥脭?shù)學(xué)的意識(shí)，并鍛煉他們的應(yīng)用能力。

（三）鍛煉學(xué)生勇于探索、敢于創(chuàng)新的精神

數(shù)學(xué)建模是一種創(chuàng)新性的思維方法和模式，將數(shù)學(xué)建模思想融入中學(xué)數(shù)學(xué)的教學(xué)中，有助于培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生不畏困難、勇于探索的創(chuàng)新精神。在教師創(chuàng)設(shè)的案例情境或建模問(wèn)題確立后，就需要學(xué)生利用現(xiàn)有的知識(shí)和手段去解決問(wèn)題，如果所掌握的知識(shí)不足以提出解決方案，就需要學(xué)生或去學(xué)習(xí)、去實(shí)際調(diào)研、查閱收集資料，或與老師同學(xué)商量、討論，遇到阻力也不言放棄，這不僅提高了學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，更鍛煉了學(xué)生不畏困難、敢于創(chuàng)新的精神。

通過(guò)數(shù)學(xué)建模的開(kāi)放性性訓(xùn)練，給學(xué)生提供了廣闊的自由想象空間，使學(xué)生的思維的更加靈活、更具想象力，創(chuàng)新能力也會(huì)得到較大的提高[3]。

（四）提高學(xué)生的數(shù)學(xué)素質(zhì)，增強(qiáng)學(xué)生的自我認(rèn)同感

張奠宙先生曾講道：應(yīng)試教育導(dǎo)致學(xué)生“丟掉自信，喪失獨(dú)立思考能力?！?001年，我國(guó)教育部制訂的《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》（實(shí)驗(yàn)稿）中提出：數(shù)學(xué)教育應(yīng)以培養(yǎng)學(xué)生“體會(huì)數(shù)學(xué)與自然及人類(lèi)社會(huì)的密切關(guān)系，了解數(shù)學(xué)的價(jià)值，增進(jìn)對(duì)數(shù)學(xué)的理解和學(xué)好數(shù)學(xué)的信心”為基本情感目標(biāo)。

將數(shù)學(xué)建模的思想方法融入數(shù)學(xué)的教學(xué)過(guò)程，不僅使學(xué)生在解決建模問(wèn)題的過(guò)程中，學(xué)到了許多重要的數(shù)學(xué)概念、方法和結(jié)論，還使他們學(xué)會(huì)數(shù)學(xué)的思想方法，領(lǐng)會(huì)數(shù)學(xué)的精神實(shí)質(zhì)，了解數(shù)學(xué)知識(shí)的來(lái)龍去脈[4]，從而提高學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)。同時(shí)，通過(guò)教師引導(dǎo)、學(xué)生合作、討論交流等互動(dòng)形式，參與其中的學(xué)生雖然會(huì)有質(zhì)疑和爭(zhēng)辯，但更懂得相互接納與欣賞，構(gòu)建了合作交流的學(xué)習(xí)環(huán)境，激發(fā)學(xué)生強(qiáng)烈的主動(dòng)學(xué)習(xí)和探究問(wèn)題的愿望，并從解決問(wèn)題中享受到愉悅，極大地增強(qiáng)了他們的自信心和自我認(rèn)同感。

（五）有利于高職數(shù)學(xué)教育與高中數(shù)學(xué)教育的銜接

高職院校培養(yǎng)具備一定管理能力的高技能應(yīng)用型人才，其教育的一大特色是實(shí)踐教學(xué)，學(xué)生對(duì)與專(zhuān)業(yè)相關(guān)的實(shí)踐性環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)興趣濃厚，而對(duì)高等數(shù)學(xué)理論課程的學(xué)習(xí)就缺乏熱情。

高中階段的數(shù)學(xué)建模教學(xué)，可以使學(xué)生認(rèn)識(shí)到數(shù)學(xué)思維和方法在解決實(shí)際問(wèn)題時(shí)的強(qiáng)大作用，認(rèn)識(shí)到數(shù)學(xué)對(duì)他們后續(xù)的專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)的作用，這樣就會(huì)有強(qiáng)烈的學(xué)好數(shù)學(xué)的動(dòng)機(jī)。另外，中學(xué)階段的數(shù)學(xué)建模鍛煉，使學(xué)生具備基本數(shù)學(xué)素養(yǎng)和數(shù)學(xué)應(yīng)用能力，升入高職后學(xué)生結(jié)合各自的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，在應(yīng)用數(shù)學(xué)方法解決專(zhuān)業(yè)實(shí)際問(wèn)題時(shí)就更得心應(yīng)手。

三、結(jié)語(yǔ)

數(shù)學(xué)教育是公民終身教育，其本質(zhì)上是一種素質(zhì)教育，為了全面達(dá)成素質(zhì)教育的目標(biāo)，培養(yǎng)具有基本數(shù)學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力的高素質(zhì)應(yīng)用型人才，在中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中滲透建模思想，是中學(xué)數(shù)學(xué)教育教學(xué)改革的要求，也是高等職業(yè)院校人才培養(yǎng)的迫切需要。

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