依據(jù)數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽提升學(xué)生的綜合素質(zhì)和教師的教學(xué)能力

摘 要：提升學(xué)生的綜合素質(zhì)和教師的教學(xué)能力是學(xué)校教育永恒的話題和目標(biāo)之一，本文從數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽的角度出發(fā)，闡述了其對(duì)學(xué)生綜合素質(zhì)和教師教學(xué)能力的提升產(chǎn)生了怎樣的正面影響。

關(guān)鍵詞：數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽；學(xué)生綜合素質(zhì)；教師教學(xué)能力

近幾年來，數(shù)學(xué)建模教學(xué)已經(jīng)慢慢滲透到中學(xué)數(shù)學(xué)教育中，國(guó)際數(shù)學(xué)建模挑戰(zhàn)賽IMMC和“登峰杯”全國(guó)中學(xué)生學(xué)術(shù)科技創(chuàng)新大賽數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽等賽事的舉辦，進(jìn)一步推動(dòng)了數(shù)學(xué)建模在中學(xué)教育中的發(fā)展，以數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽為平臺(tái)，有利于以賽促教，以賽促學(xué)，能在實(shí)踐教學(xué)和實(shí)際競(jìng)賽中提升教師自身的教學(xué)能力和學(xué)生的綜合素質(zhì)。

一、 引導(dǎo)學(xué)生綜合素質(zhì)的提高

數(shù)學(xué)建模不是為了單純的解決數(shù)學(xué)問題，而是針對(duì)生物學(xué)、管理學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、工程學(xué)等中存在的一些實(shí)際問題，運(yùn)用數(shù)學(xué)模型進(jìn)行解決。建模的過程，首先需要分析問題，并在大腦中搜索所有的數(shù)學(xué)相關(guān)知識(shí)進(jìn)行有效提取，同時(shí)還要將理論中每一個(gè)變量和函數(shù)與實(shí)際問題中的參數(shù)相對(duì)應(yīng)，因此建模的過程是考驗(yàn)學(xué)生的洞察能力、創(chuàng)造能力、聯(lián)想能力、綜合應(yīng)用分析能力、數(shù)學(xué)語(yǔ)言翻譯能力的過程。同時(shí)國(guó)家建模競(jìng)賽的賽題通常與當(dāng)下最關(guān)注的問題、最先進(jìn)的科技相關(guān)，這些題目的求解不僅需要學(xué)生正在學(xué)的專業(yè)，還需要很多其他專業(yè)的知識(shí)，這考驗(yàn)使用當(dāng)代科技最新成果的能力和新模型、新方法的自學(xué)能力。競(jìng)賽要求最終以提交論文的形式展示自己的研究成果，這有利于學(xué)生文字表達(dá)能力的提升。

在國(guó)際數(shù)學(xué)建模挑戰(zhàn)賽IMMC競(jìng)賽的過程中，三位同學(xué)在四天的時(shí)間內(nèi)共同對(duì)所提出的問題給出解決方案，由于所解決的問題難度很大，需要3位同學(xué)協(xié)調(diào)分工，并在遇到難關(guān)時(shí)能夠堅(jiān)持到底，且4天高強(qiáng)度的腦力勞動(dòng)，睡眠時(shí)間通常也是很少，這對(duì)學(xué)生的身體素質(zhì)也是一個(gè)考驗(yàn)。在備戰(zhàn)建模競(jìng)賽的過程中，就會(huì)讓學(xué)生體會(huì)和了解所需的各項(xiàng)技能和素質(zhì)，從而在賽前就會(huì)有意識(shí)地進(jìn)行學(xué)習(xí)、訓(xùn)練和提升，最終通過數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽的備戰(zhàn)和實(shí)戰(zhàn)，極大地提升了學(xué)生整體素質(zhì)。

二、 促使教師教學(xué)能力和科研水平的提高

數(shù)學(xué)建模解決具體問題一般分為五個(gè)基本環(huán)節(jié)：第一，分析問題，提出假設(shè)：第二，模型建立；第三，模型求解；第四，模型檢驗(yàn)：第五，模型應(yīng)用。在競(jìng)賽中需要解決的問題同現(xiàn)實(shí)中眾多的問題聯(lián)系在一起，這需要指導(dǎo)教師有廣博的知識(shí)，只有掌握了一定量的數(shù)學(xué)建模知識(shí)和技巧，教師才能在指導(dǎo)學(xué)生參加建模競(jìng)賽的過程中對(duì)數(shù)學(xué)應(yīng)用的廣泛性和重要性有比較清醒的認(rèn)識(shí)，才能對(duì)應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題有正確的理解。指導(dǎo)學(xué)生迎接數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽的過程中，會(huì)帶領(lǐng)學(xué)生一起探究一些經(jīng)典的方法和現(xiàn)在熱門的算法，這些方法和算法在自己科研和未來教學(xué)中也會(huì)用到，平時(shí)帶領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)的過程也是自己積累教研財(cái)富的過程。而賽前對(duì)歷年真題和一些模擬題的分析，則和學(xué)生一起提升了分析問題的能力，這層層深入分析的研究方法，對(duì)于自身的科學(xué)研究也有很大幫助。

建立數(shù)學(xué)模型是一個(gè)逐步完善和層層推進(jìn)的過程，這種思想有利于提升自身的教學(xué)水平和科研水平。教師自身對(duì)于理論和方法的來源和實(shí)踐要求有了透徹的理解，才能教會(huì)學(xué)生如何恰當(dāng)?shù)貞?yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)，這不僅促使了教學(xué)水平的提高，也促使了教師科研水平的提高。成功地解決數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽的賽題，需要學(xué)生提升多方面的能力，指導(dǎo)學(xué)生提升自我能力的過程通常并不輕松，因而需要教師改進(jìn)教學(xué)模式，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。要想保證學(xué)生有足夠的動(dòng)力和積極性去主動(dòng)吸收知識(shí)并且深入研究，就必須悉心培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。多媒體技術(shù)的迅速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的普及，多種交流方式的興起，改變了傳統(tǒng)的以板書和講解為主的教學(xué)模式，打破了時(shí)空限制，因此掌握現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)，加強(qiáng)現(xiàn)代教學(xué)能力，有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。運(yùn)用講解、板書、文本、圖像、視頻、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)等多種教學(xué)方法共存的模式，使得教學(xué)變得更加有趣高效，使得以前單一、順序的教學(xué)內(nèi)容安排變成生動(dòng)、多彩、跳躍式的教學(xué)實(shí)踐內(nèi)容，從而學(xué)生由被動(dòng)接受學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)榉e極主動(dòng)的學(xué)習(xí)，提升了教學(xué)和學(xué)習(xí)的效率與質(zhì)量。

三、 帶動(dòng)課堂教學(xué)中教學(xué)方式的提升

在指導(dǎo)學(xué)生參加數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽的過程中形成的數(shù)學(xué)建模思想，會(huì)滲透到日常的課堂教學(xué)中，改變和提升了課堂教學(xué)的教學(xué)方式。在教學(xué)的過程中，若只是重理論部分和基礎(chǔ)知識(shí)的講解，而忽視了實(shí)踐和應(yīng)用，必然也會(huì)導(dǎo)致自身和學(xué)生應(yīng)用所學(xué)的意識(shí)和能力較弱，因此必須要改變教學(xué)理念，注重培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用知識(shí)的意識(shí)和能力。培養(yǎng)創(chuàng)新精神和發(fā)散思維是中國(guó)教育教學(xué)的最終目的之一，然而傳統(tǒng)的照本宣科式的講授已經(jīng)達(dá)不到這個(gè)目的，這要求授課老師不僅在教學(xué)內(nèi)容上有突破，還要結(jié)合以考促學(xué)、以考促發(fā)展的思路，教學(xué)中對(duì)學(xué)生的考核方式也要有所改變。數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽三人一組，相互討論，分工協(xié)助，涉及模型的建立、數(shù)據(jù)的收集、整理和分析，并寫成完整的論文。

這些從指導(dǎo)數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽中獲取的經(jīng)驗(yàn)和理念，豐富了平時(shí)課堂教學(xué)的授課內(nèi)容，有利于提高教學(xué)的豐富性、趣味性，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新、應(yīng)用能力，提升了學(xué)生的寫作水平和科研水平。將通過數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽獲得的教學(xué)思想和教學(xué)方式貫穿到教學(xué)中也獲得了明顯的成效，培養(yǎng)了學(xué)生從事科學(xué)研究的初步能力。

這些年來將在指導(dǎo)數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽過程中的領(lǐng)悟運(yùn)用到了教學(xué)中，切實(shí)提升自身的教學(xué)能力和學(xué)生的綜合能力，在指導(dǎo)競(jìng)賽的過程中，更多的體會(huì)到了用模型解決實(shí)際問題的途徑和方法，從而做到教學(xué)和科研相長(zhǎng)，也提升了自身的科研水平，并改進(jìn)了教學(xué)方式，故寫下本文與志同道合的老師們分享和討論。

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作者簡(jiǎn)介：

吳玲玲，安徽省安慶市，安慶市懷寧縣黃龍初級(jí)中學(xué)。