數(shù)學(xué)建模教學(xué)法思想在應(yīng)用數(shù)學(xué)畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))教學(xué)中的實(shí)踐

【摘要】畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）是實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)的一個(gè)重要實(shí)踐環(huán)節(jié).在畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）中應(yīng)用數(shù)學(xué)建模教學(xué)法是一個(gè)有效手段.可通過畢業(yè)論文選題、數(shù)學(xué)建模教學(xué)思想在數(shù)學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)課程中的應(yīng)用，在實(shí)踐教學(xué)體系中滲透數(shù)學(xué)建模思想，建設(shè)一支有應(yīng)用數(shù)學(xué)意識(shí)及創(chuàng)新能力的指導(dǎo)教師隊(duì)伍等手段來現(xiàn)實(shí).

【關(guān)鍵詞】應(yīng)用數(shù)學(xué)；畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）；數(shù)學(xué)建模教學(xué)法

【基金項(xiàng)目】2012年度百色學(xué)院教學(xué)研究立項(xiàng)，項(xiàng)目編號(hào)：2012獼G16オ

一、前 言

數(shù)學(xué)與統(tǒng)計(jì)學(xué)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)在2005年作的數(shù)學(xué)學(xué)科專業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究報(bào)告中指出:今后五年和五年以后,以數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)為主要工具的、國民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域所需要的應(yīng)用型人才的需求數(shù)量很大,這一類數(shù)學(xué)人才的需求估計(jì)將占總需求的一半左右,五年以后,將占總需求的一半以上.可見，培養(yǎng)具有應(yīng)用數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)來解決實(shí)際問題能力的應(yīng)用型人才，對社會(huì)的發(fā)展具有重要意義，而畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）是實(shí)現(xiàn)應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)的一個(gè)重要實(shí)踐環(huán)節(jié).本文就如何將數(shù)學(xué)建模教學(xué)法思想貫穿于應(yīng)用數(shù)學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）教學(xué)中進(jìn)行了研究.

二、應(yīng)用型人才須要有數(shù)學(xué)建模意識(shí)和能力

應(yīng)用型人才指的是在一線工作崗位上，能把理論付諸實(shí)踐，能承擔(dān)轉(zhuǎn)化應(yīng)用、實(shí)際生產(chǎn)和創(chuàng)造實(shí)際價(jià)值的任務(wù)，為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展服務(wù).應(yīng)用型人才的基本素質(zhì)為綜合應(yīng)用知識(shí)、創(chuàng)新應(yīng)用與開拓創(chuàng)業(yè)的精神.

對于應(yīng)用數(shù)學(xué)的應(yīng)用型人才來說，要求具備從現(xiàn)實(shí)問題中抽象出數(shù)學(xué)規(guī)律，應(yīng)用已知的數(shù)學(xué)規(guī)律來解決實(shí)際問題的能力.學(xué)生應(yīng)受到嚴(yán)格的科學(xué)思維訓(xùn)練，具有比較扎實(shí)的基礎(chǔ)理論知識(shí),初步掌握科學(xué)研究的方法，能應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)去解決實(shí)際問題.

而數(shù)學(xué)建模是應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的重要實(shí)踐手段，它要求學(xué)生能把實(shí)際問題轉(zhuǎn)化成用公式、圖表、程序來描述的數(shù)學(xué)模型,然后利用數(shù)學(xué)理論、計(jì)算機(jī)求解建模,并對結(jié)果進(jìn)行解釋,達(dá)到解決實(shí)際問題的目的.數(shù)學(xué)建模是強(qiáng)化應(yīng)用數(shù)學(xué)意識(shí)、提高應(yīng)用數(shù)學(xué)能力的重要手段.因而，數(shù)學(xué)建模對培養(yǎng)數(shù)學(xué)應(yīng)用型人才具有重要意義.

三、數(shù)學(xué)建模教學(xué)法思想在應(yīng)用數(shù)學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）教學(xué)中的實(shí)踐

1.在畢業(yè)論文選題中增加應(yīng)用型題目的比例

應(yīng)用數(shù)學(xué)專業(yè)畢業(yè)論文的題目一般從基礎(chǔ)數(shù)學(xué)、應(yīng)用數(shù)學(xué)和數(shù)學(xué)教育等方面去選擇.學(xué)生根據(jù)自己的興趣、工作的意向、所具備的能力選擇大小、深淺、適度的課題.通常從以下三個(gè)方面去選題：聯(lián)系數(shù)學(xué)教學(xué)實(shí)踐有關(guān)的課題；結(jié)合所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，進(jìn)行某一專業(yè)方向上的學(xué)術(shù)探討；結(jié)合自己所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，聯(lián)系實(shí)際解決一些應(yīng)用問題.

目前多數(shù)院校都由指導(dǎo)教師擬定題目.這些題目中，大多數(shù)題目與現(xiàn)實(shí)生活脫節(jié)，能給學(xué)生進(jìn)入社會(huì)做準(zhǔn)備的題目并不多.要實(shí)現(xiàn)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)，指導(dǎo)教師的選題應(yīng)盡可能貼近生產(chǎn)實(shí)際、生活實(shí)際.指導(dǎo)教師可以考慮一些校企合作的項(xiàng)目，選取最適合教學(xué)內(nèi)容又貼近生產(chǎn)實(shí)際的課題，如以一些企業(yè)的生產(chǎn)任務(wù)為課題，共同開發(fā)一些有實(shí)用價(jià)值、適合學(xué)生設(shè)計(jì)的課題.

同時(shí)，由于近幾年在校外完成畢業(yè)論文的學(xué)生越來越多，我們應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生承擔(dān)實(shí)習(xí)單位的部分科研項(xiàng)目,并結(jié)合實(shí)習(xí)單位的實(shí)際，自行選題.在指導(dǎo)教師擬題或?qū)W生自行選題時(shí)，應(yīng)盡量從以下幾個(gè)方面去考慮：將與生產(chǎn)實(shí)際密切相關(guān)的數(shù)學(xué)課程進(jìn)行延伸.應(yīng)用數(shù)學(xué)專業(yè)中，概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)、最優(yōu)化方法、運(yùn)籌學(xué)等課程,可以將其應(yīng)用到生活實(shí)際中.如利用運(yùn)籌學(xué)，讓學(xué)生設(shè)計(jì)學(xué)生干部選拔方案、設(shè)計(jì)生產(chǎn)的最優(yōu)方案及運(yùn)輸?shù)淖罴崖肪€，等等.

此外，全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽也給畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）選題提供了豐富的資源.近十年來的全國大學(xué)生數(shù)學(xué)模型競賽題目涉及各個(gè)領(lǐng)域，包括工業(yè)、生物、醫(yī)學(xué)、工程設(shè)計(jì)、交通運(yùn)輸、農(nóng)業(yè)、經(jīng)濟(jì)管理和社會(huì)事業(yè)等內(nèi)容.這些賽題對學(xué)生學(xué)習(xí)使用數(shù)學(xué)知識(shí)，解決以前他們沒有接觸過的新領(lǐng)域中的問題，起到很好的鍛煉作用，能比較好地模擬學(xué)生走上社會(huì)后，利用數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的情景.部分學(xué)生參加過數(shù)學(xué)建模競賽，也取得不俗的成績，但由于時(shí)間有限，一些問題并沒有得到很好的解決，可以考慮進(jìn)一步進(jìn)行完善；另外，對這些題目，還可以改變一些條件，進(jìn)行進(jìn)一步深入研究.

2.將數(shù)學(xué)建模教學(xué)思想貫穿于數(shù)學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)課程中

畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）是學(xué)生綜合幾年所學(xué)知識(shí)，將數(shù)學(xué)建模思想融入選題的極好的鍛煉機(jī)會(huì)，是對學(xué)生在幾年本科專業(yè)學(xué)習(xí)期間，建模能力和建模意識(shí)的綜合反映.在畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）這個(gè)環(huán)節(jié)中，為了能讓學(xué)生更好地將建模思想應(yīng)用于較為復(fù)雜的實(shí)際問題，在數(shù)學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)學(xué)習(xí)階段，就應(yīng)注意使用數(shù)學(xué)建模的教學(xué)方法，將數(shù)學(xué)建模思想貫穿于數(shù)學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)課程的教學(xué).

在教學(xué)手段上，教師應(yīng)注重使用數(shù)學(xué)建模教學(xué)法，通過使用實(shí)踐——理論——實(shí)踐的循環(huán)教學(xué)手段,使學(xué)生在基礎(chǔ)學(xué)習(xí)階段，就能夠初步了解數(shù)學(xué)建模的思想.在教學(xué)中,結(jié)合基本的數(shù)學(xué)概念與原理,引導(dǎo)學(xué)生使用數(shù)學(xué)語言和工具,對現(xiàn)實(shí)生活中的問題用數(shù)學(xué)語言進(jìn)行翻譯，轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)上的問題，建立模型，求解,給出數(shù)學(xué)上的解釋與方案.

如在《數(shù)學(xué)分析》教學(xué)中，可以考慮從基本概念上、定理證明中、應(yīng)用問題上、習(xí)題課上及考試中滲透數(shù)學(xué)建模的思想.

3.構(gòu)建實(shí)踐教學(xué)體系，為畢業(yè)論文設(shè)計(jì)打下良好基礎(chǔ)

實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，主要包括實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)、調(diào)查、實(shí)踐、畢業(yè)論文設(shè)計(jì)等.通過實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，可以培養(yǎng)學(xué)生善于發(fā)現(xiàn)問題、分析問題并綜合使用所學(xué)理論知識(shí)解決問題的能力.我們應(yīng)構(gòu)建良好的實(shí)踐教學(xué)體系，將實(shí)踐教學(xué)貫穿在本科學(xué)習(xí)的幾年中.數(shù)學(xué)建模是利用數(shù)學(xué)這個(gè)工具，通過調(diào)查收集數(shù)據(jù)，歸納研究對象的內(nèi)在規(guī)律，建立反映現(xiàn)實(shí)問題的數(shù)量關(guān)系，最后利用數(shù)學(xué)知識(shí)去分析和解決問題.在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中，能夠很好地鍛煉學(xué)生的數(shù)學(xué)建模意識(shí)與能力，因而，在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中，應(yīng)注重?cái)?shù)學(xué)建模思想的滲透及數(shù)學(xué)建模方法的應(yīng)用.

在社會(huì)實(shí)踐或社會(huì)調(diào)查這個(gè)環(huán)節(jié)，可要求學(xué)生對社會(huì)熱點(diǎn)問題進(jìn)行調(diào)查，使用數(shù)學(xué)建模方法，提出初步解決方案.例如，可以讓學(xué)生對學(xué)校食堂進(jìn)行調(diào)查，提出合理的管理及收費(fèi)方案；對教育收費(fèi)問題進(jìn)行調(diào)查，分析現(xiàn)狀，給出一個(gè)調(diào)整的建議等等.

在數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)這個(gè)環(huán)節(jié)，能讓學(xué)生了解知識(shí)發(fā)生的過程，概念變得形象直觀，復(fù)雜的運(yùn)算用計(jì)算機(jī)迎刃而解.學(xué)生能學(xué)習(xí)到如何使用計(jì)算機(jī)處理大量的數(shù)據(jù)，體會(huì)到計(jì)算機(jī)與傳統(tǒng)數(shù)學(xué)完美的結(jié)合.

4.建立一支有數(shù)學(xué)應(yīng)用意識(shí)及創(chuàng)新能力的指導(dǎo)教師隊(duì)伍

目前大部分指導(dǎo)教師不夠重視學(xué)生數(shù)學(xué)應(yīng)用能力的培養(yǎng)，在課程上滲透數(shù)學(xué)建模思想的意識(shí)比較淡薄，加上其自身知識(shí)、能力有限，因而在日常教學(xué)及畢業(yè)論文設(shè)計(jì)指導(dǎo)中，較少去挖掘與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的實(shí)際例子，采用的還是傳統(tǒng)的教學(xué)方法，沒有很好地實(shí)施數(shù)學(xué)建模教學(xué)方法.我們應(yīng)采取各種措施，加強(qiáng)師資隊(duì)伍的建設(shè).可以開設(shè)數(shù)學(xué)建模研討班，選派教師參加各種數(shù)學(xué)建模學(xué)習(xí)班與會(huì)議，選派老師參加各類職業(yè)技能的培訓(xùn)，開展骨干教師的技能培訓(xùn)班，使教師了解工程技術(shù)、生產(chǎn)新方法、新技術(shù)對數(shù)學(xué)的要求等.增強(qiáng)教師應(yīng)用數(shù)學(xué)的意識(shí).

我們要培養(yǎng)一批有高度的責(zé)任感、事業(yè)心，有奉獻(xiàn)精神及良好師德師風(fēng)的創(chuàng)新型指導(dǎo)教師.他們知識(shí)廣博，善于學(xué)習(xí)新知識(shí)，積極進(jìn)行教學(xué)改革，有先進(jìn)的教育理念、教學(xué)水平、科研能力及綜合應(yīng)用能力.在日常教學(xué)及畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))指導(dǎo)中，使用數(shù)學(xué)建模教學(xué)法，引導(dǎo)學(xué)生使用數(shù)學(xué)解決實(shí)際問題，增強(qiáng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)的意識(shí)與能力.

【參考文獻(xiàn)】オ

［1］劉延喜,王世祥.數(shù)學(xué)類應(yīng)用型人才培養(yǎng)方案的研究與實(shí)踐［J］.長春大學(xué)學(xué)報(bào),2010,20(6):103-105.

［2］張維亞,嚴(yán)偉.基于就業(yè)導(dǎo)向的應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)模式研究［J］.金陵科技學(xué)院學(xué)報(bào),2008,22(2):77-81.

［3］向日光,吳柏森.對本科應(yīng)用數(shù)學(xué)專業(yè)定位的思考及人才培養(yǎng)探究［J］.高等理科教育,2007(5):61-64.

［4］羅朝暉.關(guān)于數(shù)學(xué)建模思想滲入數(shù)學(xué)分析教學(xué)的思考［J］.教育與職業(yè)，2007(20):114-115.

［5］馮娟.地方院校師范類數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)初探［J］.教育與職業(yè)，2009(17):178-179.