数学建模教学与高职高专学生创新能力的培养

朴林

（辽宁民族师范高等专科学校，辽宁沈阳110032）



数学建模教学与高职高专学生创新能力的培养

朴林

（辽宁民族师范高等专科学校，辽宁沈阳110032）

摘要：数学建模是一种数学的思考方法，对培养学生的创新能力有重要的作用。通过数学建模教学，可以培养学生的问题意识、自学能力以及团队合作能力。高职高专院校应将数学建模教学应用于教育教学过程中，不断更新教学观念，优化教材，并适当增加数学建模的内容，应用计算机软件技术，采用启发引导式教学，提高学生的创新能力。

关键词：数学建模教学；高职高专学生；创新能力

我国经济发展正处于转型时期，亟需大量的技术技能型人才，而高职高专院校是培养此种类型人才的主阵地。创新能力是知识经济时代社会生产对人才培养的基本要求，因此广大高职高专院校要积极主动适应人才培养的新常态，着重培养具有实践能力、创造能力、创业能力的新时代人才。在高职高专院校开设的众多课程当中，数学课程是一门重要的基础课程，

1　数学建模的内涵及其重要意义

数学建模是一种数学的思考方法，是指运用数学的思想及语言来联系、抽象、简化实际生产生活中遇到的问题，即把实际问题转化为数学模型，进而解决问题。数学建模在生产实际的诸多领域中发挥着越来越重要的作用和角色，例如运用数学建模知识确定三级火箭的推进发射、模拟发射卫星，洗衣机的节水程序设计，等等。数学建模要求习得者具有敏锐的观察力、丰富的想象力、良好的抽象思维能力和创新意识，能够把数学知识转变成解决实际问题。因此开展数学建模教学是培养高职高专学生创新能力的有效手段。

数学建模的基本指导思想是以问题为导向，以学生为主体，以实验为基础，以培养实践应用能力为目标。开展面向高职高专院校学生的数学建模教学具有重要意义，能够使学生学到的知识迅速转化为技能，培养学生正确的数学观，锻炼和培养学生应用数学进行分析、推理的逻辑思维能力，培养学生使用数学软件以及操作计算机的能力，培养学生组织、协调、合作的团队意识。

2　数学建模与学生创新能力培养的关系

2.1数学建模有助于培养学生的问题意识

数学建模作为一种积极主动的思维活动方式，一般分为四个步骤：发现问题、建立模型、求解模型和检验模型，这一过程需要经过分析、抽象、概括、综合、类比等一系列的逻辑思维过程，蕴含着强烈的问题意识在其中，可以培养了学生的问题意识。

2.2数学建模有助于提高学生的自学能力

自主学习能力是学生走向成才、成功的必要因素，也是获取更多新知识的关键。数学建模教学大多采用的是启发式教学方法，教师主要通过讲解某一种思想方法来启发、引导学生，既调动了学生学习的积极性和主动性，又能够极大限度地挖掘学生的潜能，使其获得成功感、喜悦感，产生继续学习的动力、创造的欲望。数学建模教学的开展，可以很大程度地增强学生的自学能力。

2.3数学建模有助于增强学生的团队合作能力

学生在数学建模的学习过程中，有大量的模型是需要跨学科、跨专业的知识来解决的，这就需要具有不同知识结构的人聚集在一起，通过“头脑风暴法”展开讨论、相互启迪。参加数学建模的学生通过学习、集训、竞赛的过程彼此交流、团队合作，共同解决问题，取长补短。因此，数学建模教学有助于培养学生的团队合作能力。

3　基于数学建模教学培养高职高专学生创新能力的路径

高职高专院校的数学教学不是简单的数学理论知识传授，而是提高学生的综合素质，尤其是培养学生的创新能力、可持续发展能力。因此，应积极探索数学建模教学培养高职高专学生创新能力的路径。

3.1更新教学理念，融入数学建模思想

教学理念和教学策略的创新是教学创新的根本之所在。教师应摒弃传统的教学观念，摒弃一支粉笔、一块黑板、一本教材的教学模式，应在日常的教学中、在教材的改革中、在实践应用中有效、合理融入数学建模的思想。传统的数学教学中，教师一般都是根据教材安排的章节顺序对数学理论知识及原理证明过程等展开讲解，而数学建模教学，则是首先对实际问题简化、数学化，找出变量及其相互的关系，其次是采用数学工具来科学合理地处理所建立的模型，并进行模型求解和验证模型。这就需要教师通过创设实际问题情境，激发学生的求知欲来渗透建模的思想，使学生将表层的数学知识和实际问题之间建立起有效的关联，进而抽象出模型。

3.2优化数学教材，适当增加数学建模内容

高职高专的毕业生从事的是生产一线的工作，需要较强的动手操作能力。因此，必须对传统的高等数学教学内容进行改革，学习数学的目的不在于定理和公式，要删除其中一些陈旧的深奥的内容以及一些复杂的定理公式、推导过程，取而代之的是对数学结果的直观解释、举例应用，增加一些开放性的、无固定答案的习题，力求教材的应用价值。例如，结合微分方程介绍人口预测模型，结合函数内容介绍金融领域的单利模型，结合二元函数极值介绍存贮模型等。这些内容的增加不但能使学生学会运用数学知识解决实际问题，还能初步培养起数学模型的思想和方法，让学生懂建模、会建模，提高学生的建模能力，培养其创新意识。

3.3改革教学模式，强调启发引导式教学

将数学建模引入到数学教学中是数学教学体系一项创造性的改革。结合高职高专院校的特点，引入数学建模，推广其在实际生活中的应用，会充分调动起学生学习数学的主动性、积极性。数学建模强调的是教师与学生的双向互动，在与学生的交流、启发中教师发现学生学习的不足，采用探究、答辩、合作的方式让学生提出想法，让学生增强自我转化知识的能力。教师要改变“一言堂”的授课模式，进行开放式的教学，展开课堂讨论，布置课外阅读，设置模型实验，吸引学生主动参与，提高教学效果。

3.4引入软件教学，提高学生动手操作能力

各种软件的应用技能也是学生在走向工作岗位之后必需的技能之一。当下，数学软件以其强大的图形处理与快速计算功能为学生学习数学提供了便利的条件。教师在课堂教学中，只需要用较少的时间把建模过程中涉及到的重要数学思想、基本概念、公式原理、计算方法做一讲解即可。结合建模内容把数学软件传授给学生，让学生用数学软件解决复杂的数学计算过程，从而达到课堂教学与课后实验操作的有机结合，这大大增强了学生面向“互联网+”时代所应具备的信息处理能力。如讲授了极限、裴波那奇数列和黄金分割点后学生就会分析和研究兔子的繁殖模型，再如难度较大的定积分也可让学生用数学软件求解。

综上所述，通过数学建模课程的学习，学生能够得到书本上和课堂中无法获得的经验、感受，创新能力能得到很大提高，同时能够拓展学生自然科学方面的知识，使他们在情感、能力、知识、素质等多方面协同发展。因此，高职高专院校应将数学建模的思想和课程应用到高职高专院校的数学教育中，从而促进数学教学改革。

参考文献：

［1］颜筱红，苏坚，梁东颖.加强高职数学建模教学，提高学生创新素质［J］.职业时空，2012（11）:100-101.

［2］吴羽萍，毕雁.提高数学建模能力培养高职学生创新意识探讨［J］.赤峰学院学报（自然科学版），2014（11）:5-6.

［3］杭红霞.巧用数学建模注重高职学生能力培养［J］.无锡职业技术学院学报，2014（2）:48-50.

［4］吕靖，谢珊.论数学建模对高职学生的有益影响［J］.数学学习与研究，2015（15）:6-7.

［5］潘燕，李其钒.谈数学建模对高职高专学生能力的培养［J］.职业教育研究，2011（S1）:154-155.

［责任编辑：秦锦文］

中图分类号：G712

文献标识码：A

文章编号：2095-5928（2016）03-19-03

DOI:10.16850/j.cnki.21-1590/g4.2016.03.006

收稿日期：2016-03-21

作者简介：朴林（1983-），男，辽宁沈阳人，讲师，学士，研究方向：高职数学教学与研究。其中数学建模教学对培养学生的创新能力有重要作用。

Math Modeling Teaching and Higher Vocational Students'Innovation Ability Cultivation

PIAO Lin
（Liaoning National Normal College，Shenyang 110032，China）

Abstract:Math modeling is a kind of math thinking method，which plays an important role in cultivating students'innovation ability.Through math modeling teaching，teachers can cultivate students'problem awareness，self-learning ability and team cooperation ability.Higher vocational college should apply math modeling teaching to the process of education and teaching.Higher vocational college can train students' innovation ability by the means of updating the teaching idea，optimizing the teaching materials，increasing properly the content of math modeling，adopting the teaching methods of enlightening and guiding，applying the computer software technology，etc.

Key words:math modeling teaching；higher vocational student；innovation ability