數學(xué)建模獲獎?wù)撐呐c學(xué)生應用數學(xué)素質(zhì)論文
結合高職院校數學(xué)建模教學(xué)的現狀，分析了制約高職數學(xué)建模教學(xué)發(fā)展的問(wèn)題，針對這些問(wèn)題提出了推動(dòng)數學(xué)建模教學(xué)、加強學(xué)生應用數學(xué)素質(zhì)培養的措施。
眾所周知，21世紀是知識經(jīng)濟的時(shí)代。所謂知識經(jīng)濟，是以現代科學(xué)技術(shù)為核心，建立在知識和信息的生產(chǎn)、存儲、使用和消費之上的經(jīng)濟；是以智力資源為第一生產(chǎn)力要素的經(jīng)濟；是以高科技產(chǎn)業(yè)為支柱產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟。知識創(chuàng )新和技術(shù)創(chuàng )新是知識經(jīng)濟的基本要求和內在動(dòng)力，培養高素質(zhì)、復合型的創(chuàng )新人才是時(shí)代發(fā)展的需要。創(chuàng )新型人才是指具有較強的創(chuàng )新精神、創(chuàng )新意識和創(chuàng )新能力，并能夠將創(chuàng )造能力轉化為創(chuàng )造性成果的高素質(zhì)人才。而數學(xué)建�；顒�(dòng)則旨在培養學(xué)生的創(chuàng )新意識和創(chuàng )新能力、應用意識和應用能力。[1]為此，國外在20世紀80年代就開(kāi)始舉辦數學(xué)建模競賽，我國也于1994年開(kāi)始由中國工業(yè)與應用數學(xué)學(xué)會(huì )和教育部高教司聯(lián)合舉辦一年一次的全國大學(xué)生數學(xué)建模競賽，極大地推動(dòng)了高校數學(xué)教學(xué)的改革。隨著(zhù)全國大學(xué)生建模競賽進(jìn)入二十個(gè)年頭，參賽學(xué)校越來(lái)越多。到2011年，有來(lái)自全國33個(gè)省/市/自治區（包括香港和澳門(mén)特區）及新加坡、美國、伊朗的1251所院校、19490個(gè)隊（其中本科組16008隊、專(zhuān)科組3482隊）、58000多名大學(xué)生報名參加本項競賽。在組織和培訓學(xué)生參賽過(guò)程中，積累了一些經(jīng)驗，但還存在許多問(wèn)題，特別是數學(xué)建模教學(xué)的目標與短期利益要求不一致的問(wèn)題，需要相關(guān)人員繼續努力，推動(dòng)數學(xué)建模教學(xué)，提高學(xué)生應用數學(xué)解決實(shí)際問(wèn)題的能力和素質(zhì)。
一、高職院校數學(xué)建模教學(xué)現狀
2003年，湖北省數學(xué)建模競賽組委會(huì )在襄樊職業(yè)技術(shù)學(xué)院召開(kāi)全國大學(xué)生數學(xué)建模研討會(huì )，各高職院校派教師參加了會(huì )議。會(huì )后，經(jīng)過(guò)學(xué)院領(lǐng)導的批準，湖北職業(yè)技術(shù)學(xué)院（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“我院”）選派了兩個(gè)代表隊參加全國數學(xué)建模競賽，以后每年都自己組織選拔學(xué)生參加這項競賽。開(kāi)始的幾年，數學(xué)建模教學(xué)實(shí)際上只停留在賽前培訓上。由于硬件原因，培訓過(guò)程仍然是上理論課多，學(xué)生實(shí)際動(dòng)手的少，加之每年參賽隊數的限制，使得數學(xué)建模教學(xué)變成只是為競賽培訓而進(jìn)行，學(xué)生受益面很有限，在學(xué)生中的影響也很小。參加競賽開(kāi)始的幾年，由于領(lǐng)導重視，指導教師的努力，同時(shí)我院在2005年投資建立了應用數學(xué)實(shí)驗室，為數學(xué)建模提供了一定的硬件基礎，使得數學(xué)建模教學(xué)能夠實(shí)現培養學(xué)生動(dòng)手能力的目標。再加上學(xué)生的勤奮，因此，在2005年前取得了四個(gè)全國二等獎和三個(gè)湖北省一等獎、一個(gè)湖北省二等獎的好成績(jì)；但是隨著(zhù)我院工作重心的轉移，數學(xué)課程教學(xué)時(shí)數的大幅壓縮，招收學(xué)生的數學(xué)素質(zhì)的逐步下降，加之數學(xué)建模競賽實(shí)際上賽的是學(xué)生的應用數學(xué)的能力和素質(zhì)，僅靠短期的培訓往往收效不大，所以近幾年競賽成績(jì)都不太理想，和同類(lèi)院校相差較大，也直接影響到數學(xué)建模教學(xué)的發(fā)展。
為了改變這種不利的局面，根據專(zhuān)業(yè)計劃的調整進(jìn)行數學(xué)教學(xué)改革，進(jìn)一步推動(dòng)數學(xué)建模教學(xué)，在相關(guān)專(zhuān)業(yè)開(kāi)設數學(xué)建模與數學(xué)實(shí)驗選修課程，實(shí)現真正意義上的數學(xué)建模教學(xué)。為了進(jìn)一步擴大影響和學(xué)生的受益面，鼓勵學(xué)生成立數學(xué)建模協(xié)會(huì )，我院每年舉辦一次應用數學(xué)知識校內競賽，使得數學(xué)建模教學(xué)大大地前進(jìn)了一步。
二、高職院校數學(xué)建模教學(xué)中存在的問(wèn)題
隨著(zhù)高職院校參加各種專(zhuān)業(yè)技能競賽的增加，數學(xué)建模競賽在高職學(xué)生中的影響漸漸下降，學(xué)生參加數學(xué)建模競賽的積極性也逐漸下降。同時(shí)，數學(xué)建模教學(xué)存在的問(wèn)題仍然很多。首先是競賽成績(jì)與數學(xué)建模教學(xué)目標之間存在的矛盾。如前所述，數學(xué)建模競賽賽的是學(xué)生應用數學(xué)的綜合素質(zhì)，而且舉辦數學(xué)建模競賽的初衷是推動(dòng)數學(xué)教學(xué)改革，只有把數學(xué)建模的思想方法融入到高職數學(xué)課程的整個(gè)教學(xué)中，才能實(shí)現數學(xué)建模教學(xué)的目標。隨著(zhù)參加數學(xué)建模學(xué)生的增加，各高職院校在數學(xué)建模實(shí)踐設備的投資嚴重不足，設備老化沒(méi)有更新，不能滿(mǎn)足競賽隊員的培訓，在很大程度上制約了數學(xué)建模教學(xué)的發(fā)展。
其次，對數學(xué)建模缺乏應有的宣傳，直接影響了學(xué)生參與熱情，因而降低了應有的受益面。相對其它活動(dòng)，數學(xué)建模的相關(guān)信息在各高職院校的新聞報道中很少聽(tīng)到、見(jiàn)到，也沒(méi)有場(chǎng)地用來(lái)開(kāi)展數學(xué)建模協(xié)會(huì )的活動(dòng)，即使是教師進(jìn)行數學(xué)建模的講座場(chǎng)地，也要經(jīng)過(guò)多方審批。多年來(lái)，高職院校經(jīng)常將獲獎學(xué)生的獎勵包括獎金直接發(fā)給學(xué)生，沒(méi)有舉行頒獎儀式，重視程度也大大不及學(xué)生的專(zhuān)業(yè)競賽和文體活動(dòng)，這說(shuō)明這方面的工作確實(shí)有較大的問(wèn)題。
第三，學(xué)校的政策層面也對教師進(jìn)行數學(xué)建模教學(xué)鼓勵不夠，甚至有些政策直接減少了教師在數學(xué)建模教學(xué)上的投入。追求科研項目、科研論文，使得教師沒(méi)有足夠的.精力投入到數學(xué)建模教學(xué)中，有的純粹是應付差事、對付數學(xué)建模競賽，根本達不到通過(guò)數學(xué)建模教學(xué)提高學(xué)生應用素質(zhì)的效果。急功近利的短視行為，很大程度上影響著(zhù)數學(xué)建模競賽和數學(xué)建模教育的健康發(fā)展。把目標僅僅放在獲獎上，而忽略了數學(xué)建模教學(xué)和學(xué)習的規律，不在開(kāi)發(fā)思路與培養能力上下工夫，只在注重歷年建模題型、所用工具的訓練上做文章，到真正遇到實(shí)際問(wèn)題或者沒(méi)見(jiàn)過(guò)的類(lèi)型時(shí)，就會(huì )一籌莫展。制約數學(xué)建模教學(xué)的根本問(wèn)題還在于高等數學(xué)基礎課程開(kāi)設不夠，甚至很多專(zhuān)業(yè)根本就沒(méi)有開(kāi)設，即使開(kāi)設高等數學(xué)的專(zhuān)業(yè)也只開(kāi)設了一個(gè)學(xué)期的微積分，只靠一個(gè)學(xué)期的高等數學(xué)課和一個(gè)多月數學(xué)建模培訓，想要提高學(xué)生的應用數學(xué)素質(zhì)實(shí)非易事。
三、推動(dòng)數學(xué)建模教學(xué)，培養學(xué)生應用數學(xué)素質(zhì)的措施
為了數學(xué)建模教學(xué)健康發(fā)展，提高學(xué)生應用數學(xué)素質(zhì)，一方面需要好的政策和領(lǐng)導的重視，更重要的是數學(xué)教師自己的努力。因此，可以采取以下措施來(lái)推動(dòng)數學(xué)建模教學(xué)，培養高職學(xué)生的應用數學(xué)素質(zhì)。
首先，根據制約數學(xué)建模教學(xué)的根本問(wèn)題，鼓勵和要求從事數學(xué)建模教學(xué)的教師利用高等數學(xué)課程的教學(xué)，改造學(xué)生的數學(xué)知識結構，培養學(xué)生的數學(xué)思維。由于高職學(xué)生普遍缺少足夠的數學(xué)建模能力和相應的數學(xué)建模教育，導致他們難以體驗到數學(xué)應用性的特點(diǎn)，因而數學(xué)學(xué)習興趣不高。數學(xué)在實(shí)際生活中的運用，往往需要經(jīng)過(guò)數學(xué)建模的過(guò)程。數學(xué)建模能力不足，學(xué)生難以體驗數學(xué)的運用，從而感覺(jué)不到數學(xué)的應用性，導致學(xué)生數學(xué)學(xué)習興趣不高。因此在高等數學(xué)的教學(xué)內容中增加與生活實(shí)際和專(zhuān)業(yè)相關(guān)的實(shí)際問(wèn)題，鼓勵和要求從事數學(xué)課程教學(xué)的教師把數學(xué)建模的思想方法融入到整個(gè)教學(xué)活動(dòng)中，使學(xué)生能更好地進(jìn)行數學(xué)建模的學(xué)習和實(shí)踐，進(jìn)而提高分析問(wèn)題、建立數學(xué)建模、求解模型、解決實(shí)際問(wèn)題的能力。[2]
其次，可以在高等數學(xué)的教學(xué)中，開(kāi)展數學(xué)建模周活動(dòng)，拿出一到二周時(shí)間進(jìn)行數學(xué)建模的教學(xué)，主要講述數學(xué)建模的一般原理和建模方法，布置與生活實(shí)際和專(zhuān)業(yè)相關(guān)的問(wèn)題，讓學(xué)生用數學(xué)建模的方法去解決，并寫(xiě)出論文報告，作為學(xué)生的高等數學(xué)學(xué)業(yè)成績(jì)的一部分。
第三，繼續開(kāi)設數學(xué)實(shí)驗課程，讓學(xué)生體會(huì )到數學(xué)也可以這樣學(xué)，數學(xué)也可以解決身邊的實(shí)際問(wèn)題，體會(huì )到數學(xué)的應用價(jià)值，同時(shí)結合計算機的操作以提高學(xué)生學(xué)習數學(xué)的積極性。
第四，加強數學(xué)建模的宣傳力度，利用新聞廣播、報紙、宣傳櫥窗、電子網(wǎng)絡(luò )學(xué)習平臺進(jìn)行數學(xué)建模的相關(guān)報道，向數學(xué)建模教學(xué)開(kāi)展好的學(xué)校學(xué)習，通過(guò)數學(xué)建模協(xié)會(huì )舉辦數學(xué)建�；顒�(dòng)，并在舉辦形式上有所改進(jìn)，不斷提高活動(dòng)的檔次，把每年一屆的應用數學(xué)知識競賽提高到學(xué)校層面上，爭取有領(lǐng)導掛帥，使活動(dòng)的影響力顯著(zhù)增加。
第五，繼續加強數學(xué)建模教學(xué)環(huán)節，給學(xué)生灌輸正確的學(xué)習觀(guān)念與目標，把參加數學(xué)建模競賽獲獎作為參加數學(xué)建模學(xué)習的副產(chǎn)品，而通過(guò)學(xué)習和參與的過(guò)程，把培養應用數學(xué)的素質(zhì)和解決問(wèn)題的能力作為真正的目標，真正實(shí)現全國大學(xué)生數學(xué)建模競賽的宗旨：培養學(xué)生“創(chuàng )新意識、團隊精神、重在參與、公平競爭”。
數學(xué)建模教學(xué)是培養學(xué)生綜合素質(zhì)和能力的教學(xué)，不能停留在理論學(xué)習上，只有讓學(xué)生真正參加到通過(guò)建立數學(xué)模型解決實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程中，才能真正體會(huì )到其中的苦與樂(lè )，才能真正有所收獲。教師的任務(wù)在于創(chuàng )造機會(huì )和條件，讓盡可能多的學(xué)生參加到數學(xué)建模的學(xué)習和活動(dòng)中來(lái)。只有這樣，才能使學(xué)生學(xué)好數學(xué)，學(xué)到有用的數學(xué)，數學(xué)教學(xué)改革才能落到實(shí)處。
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