數(shù)學(xué)建模在高職人才培養(yǎng)中的應(yīng)用研究

聊城職業(yè)技術(shù)學(xué)院 喬占周

大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽是20世紀(jì)90年代起，我國(guó)教育部所主要倡導(dǎo)的四大學(xué)科競(jìng)賽之一，對(duì)我國(guó)人才的建設(shè)與培養(yǎng)具有不可忽視的影響[1]。在全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽的不斷推廣下，數(shù)學(xué)建模的受益面逐漸拓展，用數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽推廣的實(shí)效提升了高校和社會(huì)對(duì)數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽的認(rèn)可。伴隨著社會(huì)的不斷建設(shè)與發(fā)展，信息化和數(shù)字化逐漸成了社會(huì)發(fā)展的主要方向，大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽的作用和價(jià)值被進(jìn)一步提升。為了滿足我國(guó)當(dāng)前人才建設(shè)與培養(yǎng)的需求，高職學(xué)校更應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽的研究，推動(dòng)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽在高職人才培養(yǎng)中的運(yùn)用，提升學(xué)生的建設(shè)水平，為學(xué)生個(gè)人、為學(xué)校以及國(guó)家的建設(shè)和發(fā)展打下基礎(chǔ)。

一、大學(xué)數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽對(duì)高職人才培養(yǎng)的作用

（一）有利于學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)

大學(xué)數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽要求學(xué)生能夠面對(duì)具體的數(shù)學(xué)問題進(jìn)行數(shù)據(jù)的收集，并借助相應(yīng)的數(shù)學(xué)建模軟件和數(shù)學(xué)思維模式構(gòu)建出科學(xué)的數(shù)學(xué)模型，從而掌握事物的發(fā)展規(guī)律，對(duì)事物進(jìn)行準(zhǔn)確地闡述或者預(yù)測(cè)，在整個(gè)建模的過程中，學(xué)生需要具備較高的創(chuàng)新思維，才能構(gòu)建出具有個(gè)人或者團(tuán)隊(duì)特色的數(shù)學(xué)模型。因此對(duì)于高職人才的培養(yǎng)而言，將數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽引入到高職人才培養(yǎng)的過程中，就是借助大學(xué)數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽，實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生思維啟發(fā)，幫助學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新思維培養(yǎng)的過程，可以從一定程度上提升學(xué)生的創(chuàng)新能力[2]。

（二）有利于學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)的激發(fā)

數(shù)學(xué)建模是對(duì)各種數(shù)學(xué)知識(shí)進(jìn)行應(yīng)用的過程，對(duì)學(xué)生的數(shù)學(xué)能力和計(jì)算機(jī)能力具有較高的要求。將其運(yùn)用到高職人才培養(yǎng)的過程中，可以有效地提升高職人才培養(yǎng)的質(zhì)量。將數(shù)學(xué)建模以競(jìng)賽的方式引入到高職人才培養(yǎng)的過程中，其對(duì)學(xué)生數(shù)學(xué)建模的運(yùn)用要求進(jìn)一步被提升，僅將數(shù)學(xué)知識(shí)進(jìn)行運(yùn)用和展現(xiàn)是不夠的，學(xué)生還需要具備較高的創(chuàng)新意識(shí)，能夠根據(jù)實(shí)際研究的需求，進(jìn)行數(shù)學(xué)建模的創(chuàng)新，使其所構(gòu)建的數(shù)學(xué)模型具備較高的科學(xué)性、合理性和有效性。因此，將大學(xué)數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽引入到高職人才培養(yǎng)中，是激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)的有效策略，可以從一定程度上提升人才培養(yǎng)和建設(shè)的水平。

（三）有利于學(xué)生實(shí)踐能力的提升

在新的教學(xué)背景下，學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力是學(xué)生培養(yǎng)和發(fā)展的兩個(gè)重要出發(fā)點(diǎn)，因此高職院校在人才培養(yǎng)的過程中，需要加強(qiáng)對(duì)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力的關(guān)注。將數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽引入到高職人才培養(yǎng)之中，就需要教師能夠以數(shù)學(xué)建模作為引導(dǎo)學(xué)生建設(shè)和發(fā)展的途徑和載體，讓學(xué)生對(duì)各種數(shù)學(xué)知識(shí)進(jìn)行綜合運(yùn)用，完成現(xiàn)實(shí)問題的解決，從一定程度上提升學(xué)生的實(shí)踐能力。

（四）有利于學(xué)生計(jì)算機(jī)水平提升

在信息化和現(xiàn)代化建設(shè)的背景下，學(xué)生的計(jì)算機(jī)水平成了影響學(xué)生學(xué)習(xí)和發(fā)展的重要因素。為了提升高職人才培養(yǎng)的有效性，高職學(xué)校必須對(duì)學(xué)生計(jì)算機(jī)能力的提升重視起來。而計(jì)算機(jī)是學(xué)生數(shù)學(xué)建模的主要工具，高職院校將大學(xué)數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽引入到人才培養(yǎng)工作中，可以提升學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)學(xué)習(xí)和運(yùn)用的動(dòng)力，從根本上提升學(xué)生計(jì)算機(jī)學(xué)習(xí)的效果，促進(jìn)學(xué)生計(jì)算機(jī)水平的提升，讓學(xué)生的發(fā)展與時(shí)代的發(fā)展相適配。

二、大學(xué)數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽在高職人才培養(yǎng)中存在的問題

（一）師資團(tuán)隊(duì)建設(shè)不足

大學(xué)數(shù)學(xué)建模是一個(gè)比較復(fù)雜的過程，要想將大學(xué)數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽有效地引入到高職人才培養(yǎng)工作中，高職教師除了必須具備扎實(shí)的理論基礎(chǔ)以及豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)之外，本身還應(yīng)當(dāng)具有一定的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力[3]。但就當(dāng)前高職人才培養(yǎng)中大學(xué)數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽的運(yùn)用情況分析，師資團(tuán)隊(duì)建設(shè)不足是高職人才培養(yǎng)工作中面臨的首要問題。雖然高職院校中的教師都來自專業(yè)院校，但普遍存在著大學(xué)數(shù)學(xué)建模經(jīng)驗(yàn)不足的情況，甚至部分教師還存在著創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新思維缺乏的情況，無法在實(shí)際教學(xué)中對(duì)學(xué)生進(jìn)行有效的引導(dǎo)，滿足不了高職人才培養(yǎng)工作的需求。

（二）學(xué)生參與興趣不足

在現(xiàn)代教育理論的支持下，學(xué)生是各項(xiàng)學(xué)習(xí)活動(dòng)的主體，已經(jīng)成為教師的普遍認(rèn)知，要想從根本上提升大學(xué)數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽在高職人才培養(yǎng)中的運(yùn)用效果，高職院校教師必須將學(xué)生參與大學(xué)數(shù)學(xué)建模的興趣激發(fā)重視起來，讓學(xué)生能夠在興趣的驅(qū)使下完成大學(xué)數(shù)學(xué)建模理論知識(shí)的學(xué)習(xí)和實(shí)踐活動(dòng)的參與。但反觀當(dāng)前高職院校學(xué)生對(duì)大學(xué)數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽的參與情況，缺乏大學(xué)數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽的參與的興趣是影響高職人才培養(yǎng)工作的重要因素，學(xué)生缺乏對(duì)大學(xué)數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽的興趣，不僅無法有效地參與到各項(xiàng)建模競(jìng)賽中，在相關(guān)課程的學(xué)習(xí)中也存在著學(xué)習(xí)水平和學(xué)習(xí)效果較低的情況。

（三）培訓(xùn)課程建設(shè)不足

大學(xué)數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽對(duì)學(xué)生建設(shè)和培養(yǎng)的要求逐漸滲透到了課程教學(xué)中，要求高職院校相關(guān)教師在課程教學(xué)中應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)理論知識(shí)的講解和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的傳授，這樣才能在最大程度上發(fā)揮出課程教學(xué)的價(jià)值。但就當(dāng)前高職院校數(shù)學(xué)建模相關(guān)課程的教學(xué)現(xiàn)狀分析，部分學(xué)校仍未將技術(shù)課程的建設(shè)重視起來，在課程教學(xué)中仍存在著較大的局限性，難以滿足學(xué)生實(shí)際學(xué)習(xí)和發(fā)展的需求。

三、大學(xué)數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽在高職人才培養(yǎng)中實(shí)施的策略

（一）構(gòu)建良好的學(xué)習(xí)環(huán)境，提升人才培養(yǎng)效果

大學(xué)數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽對(duì)高職人才培養(yǎng)的促進(jìn)作用不可否定，為了能夠充分地體現(xiàn)出大學(xué)數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽在高職人才培養(yǎng)中的作用和價(jià)值，高職教師應(yīng)當(dāng)將學(xué)生學(xué)習(xí)環(huán)境的建設(shè)重視起來，借助教學(xué)環(huán)境的優(yōu)化，鼓勵(lì)和引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行數(shù)學(xué)建模相關(guān)課程的學(xué)習(xí)，從而提升高職人才培養(yǎng)的質(zhì)量。為此高職教師可以從以下三個(gè)層面進(jìn)行思考。第一，學(xué)習(xí)氛圍的營(yíng)造。高職教師可以在日常教學(xué)活動(dòng)中加強(qiáng)對(duì)大學(xué)數(shù)學(xué)建模的宣傳，并通過學(xué)校社團(tuán)活動(dòng)和各種宣傳活動(dòng)，讓大學(xué)數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽活動(dòng)能夠走入學(xué)生的日常學(xué)習(xí)和生活中，在潛移默化中對(duì)學(xué)生形成影響，逐漸提升學(xué)生對(duì)大學(xué)數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽的重視。第二，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。為了滿足學(xué)生大學(xué)數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽學(xué)習(xí)的需求，高職教師必須將基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的問題重視起來，除了在學(xué)校圖書館設(shè)置數(shù)學(xué)建模學(xué)習(xí)基地基地和實(shí)訓(xùn)室之外，各個(gè)學(xué)院也應(yīng)當(dāng)結(jié)合專業(yè)的特征，加強(qiáng)專業(yè)與數(shù)學(xué)建模之間的關(guān)聯(lián)，并將數(shù)學(xué)建模學(xué)習(xí)融入實(shí)訓(xùn)室的建設(shè)之中，進(jìn)一步提升學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)建模的認(rèn)識(shí)，激發(fā)學(xué)生對(duì)于數(shù)學(xué)建模的興趣。第三，學(xué)習(xí)平臺(tái)的構(gòu)建。在高職人才培養(yǎng)工作中，教師可以為高職學(xué)生構(gòu)建起大學(xué)數(shù)學(xué)建模學(xué)習(xí)和實(shí)訓(xùn)的專業(yè)平臺(tái)，幫助學(xué)生進(jìn)行系統(tǒng)化的學(xué)習(xí)和實(shí)踐，從而提升人才培養(yǎng)的效果。

（二）重視師資團(tuán)隊(duì)的建設(shè)，構(gòu)建人才培養(yǎng)基礎(chǔ)

師資團(tuán)隊(duì)的建設(shè)是影響高職人才培養(yǎng)工作的質(zhì)量和效果的關(guān)鍵因素，因此將大學(xué)數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽融入高職人才培養(yǎng)工作中時(shí)，高職院校應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)師資團(tuán)隊(duì)建設(shè)的關(guān)注，通過師資團(tuán)隊(duì)建設(shè)水平的提升促進(jìn)高職人才培養(yǎng)水平的提升。為此高職學(xué)校應(yīng)當(dāng)從以下兩個(gè)方面進(jìn)行思考。第一，高職學(xué)校教師大學(xué)數(shù)學(xué)建模實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。高職學(xué)校除了定期地組織教師進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)交流之外，還應(yīng)當(dāng)為教師提升構(gòu)建特色化的學(xué)習(xí)途徑，幫助高職學(xué)校教師提升實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。第二，提升提升高職學(xué)校大學(xué)數(shù)學(xué)建模教師創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力。高職學(xué)校需要引導(dǎo)教師也參與到數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽的活動(dòng)中，在實(shí)際活動(dòng)中實(shí)現(xiàn)高職學(xué)校大學(xué)數(shù)學(xué)建模教師實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、創(chuàng)新思維、創(chuàng)新能力等的全面發(fā)展，提升專業(yè)師資團(tuán)隊(duì)的建設(shè)水平，滿足學(xué)生學(xué)習(xí)和發(fā)展的需求。

（三）優(yōu)化課程的建設(shè)內(nèi)容，整合人才培養(yǎng)資源

1.優(yōu)化課程的教學(xué)內(nèi)容

教學(xué)內(nèi)容是影響課程教學(xué)效果的關(guān)鍵因素，為了提升大學(xué)數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽在高職人才培養(yǎng)工作中融入的價(jià)值，高職教師在課程教學(xué)的過程中，還應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)課程教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化。比如教師在引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)Matlab軟件時(shí)，除了要將基礎(chǔ)的軟件操作步驟和方法講述給學(xué)生之外，還可以從網(wǎng)絡(luò)資源或?qū)W生實(shí)際生活出發(fā)，提供真實(shí)的數(shù)學(xué)模型數(shù)據(jù)，讓學(xué)生在課程教學(xué)的過程中開展數(shù)學(xué)建?；顒?dòng)，從而加深對(duì)Matlab軟件應(yīng)用知識(shí)的理解和應(yīng)用能力的提升，為學(xué)生后期參與大學(xué)數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽打下基礎(chǔ)。

2.整合課程的教學(xué)資源

信息技術(shù)的發(fā)展為課程的改革和優(yōu)化提供了支持，為了提升大學(xué)數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽在高職人才培養(yǎng)工作中融入的效果，高職教師也可以從教學(xué)資源整合的角度進(jìn)行思考，利用不同的教學(xué)資源對(duì)學(xué)生進(jìn)行引導(dǎo)，幫助學(xué)生扎實(shí)課程學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，提升課程學(xué)習(xí)效果。比如在Matlab課程教學(xué)中，教師可以考慮引入部分微課資源，有針對(duì)性地幫助學(xué)生突破學(xué)習(xí)重點(diǎn)和難點(diǎn)，提升課程學(xué)習(xí)水平。其次教師也可以借助各種不同的數(shù)學(xué)建模軟件對(duì)學(xué)生進(jìn)行引導(dǎo)，幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)建模知識(shí)的鞏固和建模能力的提升。比如教師除了用Matlab軟件對(duì)學(xué)生進(jìn)行引導(dǎo)之外，也可以嘗試?yán)肔INGO、LINDO、SPSS等，拓展學(xué)生數(shù)學(xué)建模的路徑，幫助學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)和發(fā)展。

四、結(jié)語(yǔ)

大學(xué)數(shù)學(xué)建模對(duì)人才創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)具有不可忽視的影響，為了充分地發(fā)揮出大學(xué)數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽對(duì)高職人才培養(yǎng)的促進(jìn)作用，高職教師應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)大學(xué)數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽的重視，并從學(xué)習(xí)環(huán)境、師資隊(duì)伍、課程建設(shè)等角度入手，全面提升高職人才培養(yǎng)的質(zhì)量和水平。