數(shù)學建模課程思政實施方案研究*

鄭斯斯 沙 金

（1.惠州學院 數(shù)學與統(tǒng)計學院 廣東惠州 516007；2.廣東海洋大學 機械與動力工程學院 廣東湛江 524088）

一、課程的重要性

數(shù)學建模是通過對實際問題的抽象、簡化，建立數(shù)學模型，并對模型進行求解和檢驗，再根據(jù)求解結果去解決或解釋實際問題的過程。2018年出版的《普通高等學校本科專業(yè)類教學質量國家標準》中明確指出，數(shù)學建模是數(shù)學與應用數(shù)學專業(yè)的主干課程之一，是數(shù)學類專業(yè)核心課程之一，更是數(shù)學類專業(yè)學生必須具備的素養(yǎng)。“新工科建設”明確要求，加快培養(yǎng)新興領域工程科技人才，理科教學要不斷地適應改革的需求。而“與實際結合、問題驅動”正是新興科技人才的重要標準，也是數(shù)學建模發(fā)展的不竭動力和重要特征。普通高等學校師范類專業(yè)認證工作指南中的畢業(yè)要求明確規(guī)定，“要掌握所教學科的基本知識、基本原理和基本技能，理解學科知識體系基本思想和方法，了解所教學科與其他學科的聯(lián)系，了解所教學科與社會實踐的聯(lián)系，對學習科學相關知識有一定的了解”，這無疑也是對畢業(yè)生數(shù)學建模知識和能力的要求。綜上所述，數(shù)學建模課程不僅是數(shù)學類專業(yè)的主干課程，而且也已成為“新工科”建設背景下的“新理科”“師范類專業(yè)認證”參與專業(yè)重要的輔助課程[1]。

二、課程教學的現(xiàn)狀

1.教學內(nèi)容多，課時少

不同的學校會根據(jù)專業(yè)年級不同而實行不同的教學大綱和內(nèi)容。課程的學時數(shù)從十幾個到六十多個不等，一般針對應用數(shù)學和信息專業(yè)的學生而開設。課程一般都不會超過54學時，這其中還包含了數(shù)學實驗課程，有的學校甚至只以講座形式實行，用的學時不多，多數(shù)是啟發(fā)性地講一些基本的概念和方法[2]。然而，數(shù)學建模課程的知識面廣、信息量大，內(nèi)容多，在有限的課堂時間內(nèi)，很多教師只能采取傳統(tǒng)的講授方式，并沒時間引導學生主動思考、分析、解決實際問題，體驗建模的全過程[3]。

2.教學案例多，教師任務重

數(shù)學建模是一門案例式應用型課程。最新、最貼近我們生活實際的案例，往往更容易被學生接受。然而，教材上很多案例專業(yè)性太強，學生感覺離自己較遠，很難激發(fā)出學習的積極性。另外，數(shù)學建模涉及的知識面非常廣，包括概率統(tǒng)計、組合圖論、預測模型、微分方程、計算機編程等多交叉學科，這對授課教師自身的知識儲備和教學能力都有很高的要求。

3.學生缺乏學習主動性

在開設數(shù)學建模課程之前，一般會先學習分析代數(shù)、微分方程、概率統(tǒng)計等數(shù)學基礎理論課程。但由于數(shù)學建模課程涉及面太廣，學生如果前序課程沒學好，會認為該課程的學習難度很大，進而跟不上老師的上課節(jié)奏，久而久之便沒有了學習的興趣。于是很多學生認為自己能力不足以建模，或者是態(tài)度上不夠重視，所以不愿花時間主動學習。

三、課程思政建設的重要性

大學生具備較高的知識能力和實踐素質，既是社會群體中最具活力、最創(chuàng)新力的群體，也是參與國家建設、推動社會進步的重要新生力量。他們當中的絕大部分人將會成為本領域的中堅力量，擔任各種類型的教育工作，而正確的世界觀、人生觀、價值觀、堅定的共產(chǎn)主義信念、強烈使命擔當，必將作為思想基礎指導他們應用建模思想[4]。馬克思認為“一種科學只有在成功地運用數(shù)學時，才算達到了真正完善的地步。”；司馬遷在《史記·高祖本紀》中記載“夫運籌策帷幄之中，決勝于千里之外，吾不如子房”。不論從軍事、管理、經(jīng)濟等領域，還是從中國古代、近代的歷史，均表明現(xiàn)實生活中出現(xiàn)的具體問題都可以嘗試應用現(xiàn)有的科學技術知識和數(shù)學方法來解決。在數(shù)學建模知識、方法、技能的教育過程中引入思政元素，將建模素質與思政建設有機結合，對提高學生數(shù)學水平，提升學生思政覺悟有著共同的促進作用，對確保模型方法的正確運用，發(fā)揮模型本身的應有功效能夠帶來事半功倍的效果。

四、整體思路

1.指導思想

教育部《高等學校課程思政建設指導綱要》中指出，要緊密圍繞“培養(yǎng)什么人、怎樣培養(yǎng)人、為誰培養(yǎng)人”這一根本問題，發(fā)揮課堂教學的立德樹人主渠道作用，進行數(shù)學建模課程思政建設。

2.設目標

（1）為黨培養(yǎng)人。針對學生獨立性、選擇性、差異性特點，解釋、分析、應對黨領導社會主義管理決策工作中出現(xiàn)的新情況、新問題、新挑戰(zhàn)，消除錯誤思潮對學生思想和行為的不良影響，為黨培養(yǎng)合格的社會主義建設者和接班人[5]。

（2）培養(yǎng)思想政治過硬，管理決策素質全面的人

引導學生樹立正確的“三觀”，堅定共產(chǎn)主義信念，堅定“四個自信”，增強使命擔當，具備在黨的領導下運用建模思想、方法開展各領域管理決策工作的基本能力和基礎素質[6]。

（3）思政立德，觀念樹人，理論聯(lián)系實際地培養(yǎng)人

將理想信念、社會主義核心價值觀、中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化、職業(yè)素養(yǎng)等教育與建模知識體系有機結合，全過程、全方位地培養(yǎng)學生思想政治素質和管理決策業(yè)務能力。

3.思政元素挖掘

教學內(nèi)容的設置必須結合數(shù)學建模課程思政建設目標進行，思政元素挖掘以黨的思想為指導，緊跟黨的步伐；以社會熱點為導向，緊扣時代脈搏；以學情調研為基礎，緊貼學生實際，部分思政元素見表1所列。

表1 思政元素挖掘案例

4.思政元素融入

數(shù)學建模課程思政建設教學過程組織，重在解決思政元素與數(shù)學建模知識的融合，做到“統(tǒng)一、有效、自然”。思政元素融入內(nèi)容要統(tǒng)一，確保思政元素與課程知識點間的相關性、一致性；融入過程要有效，切入時機應準確，利用學生心理產(chǎn)生共鳴；融合方式要自然，注重學生主體地位的發(fā)揮，引導其主動參與。部分切入路徑見表2所列。

表2 思政元素切入案例

五、案例分析

知識點：中國郵路問題（郵遞員送信，要走完負責投遞的全部街道，完成任務后回到郵局。請問應按什么路線走，使得所走路程最短），如何以有限資源實現(xiàn)目標最大化？

思政元素：新時代中國特色社會主義偉大成就。

學情分析：通過問卷調查，獲得授課班級學生使用新四大發(fā)明情況。

實施過程：2017年5月，來自一帶一路沿線的20國青年評選出中國新四大發(fā)明（高鐵、掃碼支付、共享單車和網(wǎng)購）。追求更快的速度、更高效的支付、更簡便的出行方式、更個性化的服務，是人們對于更美好的生活的向往（通過調查數(shù)據(jù)證明）。以新四大發(fā)明的案例說明，中國郵路問題追求的目標是最小化送貨時間，打通“最后一公里”，提升群眾生活品質。

請學生思考：新四大發(fā)明為何在中國發(fā)展得如此迅速？通過思考，學生明白了中國最偉大的創(chuàng)新一定是“四大發(fā)明”，我們不應躺在功勞簿上吃老本，不能還是從“四大發(fā)明”中尋求慰藉，而是應該砥礪前行，弘揚工匠精神，創(chuàng)造出更多的發(fā)明，實現(xiàn)“師夷長技以制夷”。

思政元素與數(shù)學建模知識的有效融合，使得課程思政建設“入腦、入心、入行”。

結語

大學生具備較高的知識能力和實踐素質，是社會群體中最具活力、最創(chuàng)新力的群體，是參與國家建設、推動社會進步的重要新生力量。在數(shù)學建模知識、方法、技能的“互聯(lián)網(wǎng)+教育”過程中，引入思政元素，將建模素質與思政建設有機結合，對提高學生數(shù)學水平，提升學生思政覺悟有著共同的促進作用，對確保模型方法的正確運用，發(fā)揮模型本身的應有功效能夠帶來事半功倍的效果。加強數(shù)學建模課程建設，不僅能夠為新理科專業(yè)建設提供重要依據(jù)，而且也可為其他課程進行改革提供有益借鑒，有助于全面地提升學生的學習能力。