淺談高職學(xué)生數(shù)學(xué)建模能力的培養(yǎng)

孔令彥

摘 要：高職數(shù)學(xué)是各大高職類院校所有專業(yè)的公共必修課，對學(xué)生們創(chuàng)新能力的培養(yǎng)具有巨大的效用。但是，目前高職數(shù)學(xué)的教學(xué)中還存在一些問題。因此，文章分析了高職數(shù)學(xué)教育所面臨的問題，旨在將數(shù)學(xué)建模融入到教學(xué)課堂中，從而提升學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的能力。

關(guān)鍵詞：高職數(shù)學(xué);數(shù)學(xué)建模;培養(yǎng)人才

過去十年間，高等教育學(xué)校不斷擴(kuò)招，高職學(xué)校的入學(xué)標(biāo)準(zhǔn)越來越低。隨著招生方式的增加，高職院校的生源水平也發(fā)生了改變，進(jìn)入高職中的學(xué)生多半都存在偏科現(xiàn)象，而且偏科嚴(yán)重，整體基礎(chǔ)都較差。高職數(shù)學(xué)作為一門重要的公共必修課，怎么才能讓成績各異的學(xué)生最大限度地掌握這門課程知識(shí)，并把它應(yīng)用于社會(huì)生活實(shí)踐中，這一問題非常值得深思。而數(shù)學(xué)建模是一種思考方式，一種數(shù)學(xué)思考方式，是運(yùn)用數(shù)學(xué)的方式和語言，通過抽象、簡化建立來解決實(shí)際問題的一種強(qiáng)有力的方法手段。因此，我們可以把數(shù)學(xué)建模摻入到數(shù)學(xué)課堂建設(shè)中，從學(xué)生的實(shí)際情況出發(fā)，采用數(shù)學(xué)軟件進(jìn)行輔助教學(xué)，這對培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力有著非常重要的意義。

一、數(shù)學(xué)建模能力培養(yǎng)的重要意義

（一）激發(fā)創(chuàng)新精神與創(chuàng)新思維

傳統(tǒng)教材中的應(yīng)用實(shí)例只能解決單一的小問題，而數(shù)學(xué)建模則打破了傳統(tǒng)數(shù)學(xué)這一原則。學(xué)生們拿到了題目之后，他們腦中探索的潛意識(shí)激發(fā)了自身的創(chuàng)造力，對于那些沒有固定答案的問題他們思考起來就會(huì)更加靈活，這樣學(xué)生們的思維才能打得開。從分析問題、做條件假設(shè)、建立模型、求解檢查、結(jié)果分析再到論文的寫作，這里面的每一個(gè)步驟都是他們自主完成，很大程度上調(diào)動(dòng)了學(xué)生們的積極性。在這種建立模型并且求解的整個(gè)過程中，他們不僅僅實(shí)現(xiàn)了自己的數(shù)學(xué)應(yīng)用能力的提升，而且還開拓了自己的思維。只要擁有了這樣的能力，就算日后他們再面對一些其他問題，也能夠比別人看得更加深入，角度更加多樣化。經(jīng)過了建模過程中的不斷考驗(yàn)和挑戰(zhàn)，以及長時(shí)間量的積累，必然能夠?qū)W(xué)生們的創(chuàng)新精神與思維開發(fā)出來。

（二）培養(yǎng)創(chuàng)新能力

解決問題的方式方法就在于學(xué)生對問題的理解與認(rèn)識(shí)，如何建立、求解模型，每個(gè)學(xué)生都有屬于自己的一套解題思路。這樣看來，數(shù)學(xué)建模教學(xué)的開展不僅僅是開拓了學(xué)生們的視野，更是對學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。利用多角度、多空間的思維模式去思考問題，讓神經(jīng)與神經(jīng)之間在腦中摩擦，這些思考過程中產(chǎn)生的各種思維線路對于學(xué)生來說都是難能可貴的經(jīng)驗(yàn)，不僅能夠鍛煉學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，更是對每位學(xué)生意志力的磨煉。

（三）培養(yǎng)實(shí)踐能力

“中國制造”2025時(shí)代馬上到來，高等職業(yè)教育非常急切的需要轉(zhuǎn)變方式方法，來適應(yīng)新工業(yè)時(shí)代對高職人才培養(yǎng)的要求。在未來，工業(yè)生產(chǎn)將會(huì)被重新定義，人與技術(shù)、生產(chǎn)的關(guān)系，都將在改革的浪潮中發(fā)生翻天覆地的變化。在今后的生產(chǎn)過程中，“人”將更多被當(dāng)為一個(gè)變量參與到生產(chǎn)中去，簡單機(jī)械性的操作崗位勢必會(huì)被機(jī)器所替代。這就要求職業(yè)教育所培養(yǎng)的新型人才應(yīng)該更具主觀能動(dòng)性與創(chuàng)造性，因此良好的數(shù)學(xué)綜合素質(zhì)是必不可少的。對于高職數(shù)學(xué)課程來說，應(yīng)該著重培養(yǎng)高職學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)與創(chuàng)新實(shí)踐能力。而數(shù)學(xué)建模主要就是用來解決各個(gè)領(lǐng)域中所遇到的實(shí)際問題，比如經(jīng)濟(jì)管理中，工程技術(shù)中，社會(huì)生活等領(lǐng)域。所以，數(shù)學(xué)建模對于創(chuàng)新實(shí)踐能力的培養(yǎng)是十分重要的，尤其是在培養(yǎng)學(xué)生們想象力和創(chuàng)新能力方面。

二、高職院校數(shù)學(xué)教學(xué)基本情況

（一）學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)參差不齊

學(xué)生們進(jìn)入大學(xué)以后，面臨著對未來各種各樣的選擇，其中有一部分學(xué)生認(rèn)為數(shù)學(xué)對將來專升本或在工作中的實(shí)際應(yīng)用不大，所以，學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的積極性較差。部分學(xué)生基礎(chǔ)較差，學(xué)習(xí)能力還不強(qiáng)，面對高職數(shù)學(xué)這一門公共的必修課程，都有一定的恐懼心理，這更使得學(xué)習(xí)難度加大。

（二）數(shù)學(xué)課程偏少

高職類的學(xué)生在學(xué)校學(xué)習(xí)時(shí)間本來就比較短，而數(shù)學(xué)作為一門公共課程的學(xué)習(xí)時(shí)間更是少的可憐。根據(jù)學(xué)生們的水平來看，如果要完成全部的教學(xué)內(nèi)容往往會(huì)導(dǎo)致效率下降，而且現(xiàn)有的課時(shí)只能夠滿足教學(xué)部分，至于指導(dǎo)學(xué)生實(shí)踐的課時(shí)就更少了。這也是導(dǎo)致學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力提升效果不大的主要原因。

（三）課堂的教學(xué)模式落后

傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)教學(xué)以傳授理論知識(shí)為主體，環(huán)環(huán)相扣，與中學(xué)中的知識(shí)構(gòu)成一個(gè)完整的體系。但是隨著社會(huì)發(fā)展，各種職業(yè)教育的培養(yǎng)目標(biāo)也發(fā)生了改變，這就要求學(xué)生們要具有實(shí)踐操作的知識(shí)技能，而不只是學(xué)習(xí)書本上的內(nèi)容。

三、高職數(shù)學(xué)與數(shù)學(xué)建模的關(guān)系

“數(shù)學(xué)是研究現(xiàn)實(shí)生活中數(shù)量關(guān)系和空間形式的數(shù)學(xué)”，這曾是恩格斯說過的一句名言?，F(xiàn)代生活科學(xué)技術(shù)的大發(fā)展都離不開數(shù)學(xué)的支持。大學(xué)生腦中一直都存在數(shù)學(xué)無用、枯燥的想法。而現(xiàn)在的數(shù)學(xué)建模正是理論知識(shí)與現(xiàn)實(shí)問題的一個(gè)橋梁，學(xué)生們正好可以通過數(shù)學(xué)建模來體會(huì)數(shù)學(xué)的實(shí)際意義，感受學(xué)以致用的好處。因此，將數(shù)學(xué)建模融入高職數(shù)學(xué)課堂教學(xué)是十分必要的。

四、高職學(xué)生數(shù)學(xué)建模能力培養(yǎng)的有效路徑

（一）制作微課

制作微視頻，里面包括數(shù)學(xué)建模的簡介，及簡單的數(shù)學(xué)模型，可以開闊學(xué)生視野。激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，端正他們的學(xué)習(xí)態(tài)度，從而改變對高等數(shù)學(xué)的偏見，為后面的課堂教學(xué)建立良好的開端。

（二）加入案例

將數(shù)學(xué)建模案例融入到課堂教學(xué)的內(nèi)容中來，使所教的知識(shí)都有一個(gè)實(shí)際的背景，讓學(xué)生切身體會(huì)到“來源于實(shí)際用于實(shí)際”的方式方法。此外，教師要對所有較難的知識(shí)點(diǎn)，都設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的數(shù)學(xué)建模案例來加以分析，以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

（三）開展數(shù)學(xué)建模競賽

數(shù)學(xué)建模競賽要求學(xué)生根據(jù)給出問題進(jìn)行合理的分析和假設(shè)，并解決這個(gè)實(shí)際問題。賽題涉及到的范圍非常廣泛，而且需要高職學(xué)生在短短3天的時(shí)間里，分析問題、搜集資料、查閱文獻(xiàn)，并對這些素材進(jìn)行整合運(yùn)用，建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型。所以，數(shù)學(xué)建模競賽能夠鍛煉學(xué)生的各種能力，培養(yǎng)快速解決問題的邏輯思維。此外，數(shù)學(xué)建模競賽是一個(gè)團(tuán)隊(duì)共同協(xié)作的比賽，參賽學(xué)生必須要有明確的任務(wù)分工，這還有利于培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)結(jié)合作、共同奮斗的精神。