高职院开展数学建模活动的意义与发展方向

田忠

（南京化工职业技术学院，江苏 南京 210048）

高职院开展数学建模活动的意义与发展方向

田忠

（南京化工职业技术学院，江苏 南京 210048）

在高职院开展数学建模活动有四个意义：优秀学生的科学技术研究启蒙课程；数学建模能促进职业核心能力的全面提升；数学建模活动能促进数学教师科研能力的提升；数学建模活动对数学课程的改革有很好的推动作用。因而，高职院开展数学建模活动应从三个方向发展：课程与竞赛一体化；数学建模与专业建设一体化；数学建模与校园生活一体化。

高职院；数学建模；意义；发展；一体化

数学建模就是把实际问题用数学语言转化成数学问题，然后利用计算机软件或程序加以解决，从而解决实际问题的这样一种过程。目前，在高校中开展数学建模活动的主要形式是参加一年一度的大学生数学建模竞赛，开设《数学建模》课程以及建立数学建模课外科技社团。大学生数学建模竞赛从1992年开始已经发展成为规模最大、有重要影响力的课外科技活动，《数学建模》课程也在国家精品课程的评审中占据数学类相当的席位，数学建模社团也在各大院校如雨后春笋般地发展了起来。目前数学建模已经成为一项得到国家教育部高教司重点支持，受到广大高校师生热烈欢迎并积极参与的科技活动。高等职业技术学院作为高等教育的重要组成部分，在数学建模的开展方面积极开拓，投入了极大的热情，并结合高职院自身的培养目标找到了数学建模在高职院中的定位。笔者作为高职院数学教师，自2002年以来一直参与和负责学院的数学建模活动，经过近十年的实践与研究，笔者和数学建模一起发展，看着一批又一批的同学在数学建模中得到锻炼与成长。为了更好地在高职院校中把数学建模开展下去，笔者觉得有必要再次明晰数学建模在高职院中开展的意义与发展方向。

一、在高职院开展数学建模活动的意义

1.优秀学生的科学技术研究启蒙课程

数学建模是一个带有科研性质的大学生课外科技活动，其学习需要学生本身具备较好的数学思维能力和问题解决能力，其形式是把实际问题转化成数学问题，通过解决数学问题从而解决实际问题的这样一个过程。在大学生中开展数学建模的目的是培养大学生初步的科研能力，那么，对于培养一线产业工人的高职院有价值吗？对于高职院的多数同学，由于其基础和未来职业定位的限制可能是不适合的。但对于高职院的部分优秀同学来说，他们是有这个学习要求的，他们不仅仅满足于做一名普通的操作工，更希望在实践的过程中对工艺流程或者工作过程能有所研究、有所改进，使自己得到更大的发展，对企业、对社会有更大的贡献。数学建模活动对这些优秀同学来说，是非常好的科学技术研究启蒙课程。由于参加数学建模的同学都是相对优秀的，所以自然营造了一种很好的科学研究氛围，数学建模的过程强调问题假设的合理性、问题解决的创造性、准确性和科学表述的清晰度，更重要的需要进行科研所必须的团队分工与协作。实践证明，通过一段时间高强度的数学建模训练，能够使得这些优秀同学在原来的基础上向上跨一大步，特别是在研究方面，他们能够掌握基本的研究问题的方法和形式，并初步形成一些良好的研究问题的习惯，这些东西为他们以后从一线操作工人上升到产业技术工作者打下了很好的基础。

2.数学建模能促进职业核心能力的全面提升

数学建模的过程其本质是解决事情的过程，只不过比我们解决普通问题要求更具科学性，所以，进行数学建模活动就是对其解决事情的能力进行训练，对八大职业核心能力有全面的提升。在建模过程中，学生需要在团队内进行充分的沟通，需要与指导教师有深入的沟通，这样的过程提高了他们与人的交流能力；建模的过程往往不是靠个人的力量可以完成的，它更强调团队的协作，不管是数学建模竞赛还是平时的建模活动基本都是以团队的形式开展的，这样他们在不断的团队解决问题的过程中提高了与人合作的能力；建模所涉及的问题范围比较广，涵盖了各个方面的信息，需要学生通过各种途径去获取信息、消化信息和应用信息，这样的训练提高了他们对信息的处理能力；建模的过程一般是要把实际问题抽象成数学问题加以解决的，在这个过程中，他们需要不断地把实际问题符号化、抽象化，然后还需要应用各种数学软件甚至是自己编程加以解决，这些极大地提高了他们的数字应用能力；建模的过程本质上就是对问题分析并创新性解决的过程，通过不断的任务训练，自然会提高他们解决问题的能力；建模最关键的问题就是要不断学习，虽然你可以掌握建模的一般步骤，但建模的对象是面向大千世界、万事万物的，我们需要面对实际问题学习天文地理知识、社会科学知识甚至是文学知识，这就是一个自我学习能力不断提高的过程；数学建模好坏的评判标准之一就是问题解决的创新性，建模中需要极开放的思维模式，因为面对的问题一般是现实生活中待解决的问题，没有创新就没有突破，就不可能解决别人解决不了的问题，其实这就是一个借助数学工具的创新训练，因此提高学生创新革新能力也就是必然的结果了；建模过程中为了获得更充分的信息，需要我们浏览英文网站，我们使用的是英文版本的软件，参加国际建模竞赛就更是全英文的，这对学生提高外语应用能力的效果是非常好的。

3.数学建模活动能促进数学教师科研能力的提升

在高职院校，数学专业教师想进行科研活动是比较尴尬的，仅就纯数学知识进行科研活动，一对学院专业没有应用价值，二没学术研究氛围。若想和专业结合进行科研活动，又受自身专业知识缺乏的限制，同时也不会有很好的机会。但数学建模为我们参与学院的科研活动提供了可能。通过多年开展数学建模活动的积累，教师一般都能熟练应用多种数学软件，如MATLAB、LINGO、SAS等，甚至部分教师已经能够应用计算机语言编制复杂的程序，这些都极大地提高了数学教师自身的科研能力，也会吸引专业教师主动和我们合作进行科研活动。同时建模的过程也是教师不断学习的过程，有些时候就会遇到一些专业比较强的问题，在解决问题的过程中，我们有的教师就会深入研究下去，有的时候达到的高度可能是连一些专业教师也无法企及的，这就在建模过程中自然实现了和专业的对接，服务了专业，也打开了个人的科研道路。另外，多年的建模活动也增强了数学教师之间进行学术研究的氛围，大家自然会有一些竞争，当然更多的是合作，这在无形中就会形成一个好的科研团队，使数学教师的科研能力得到极大的提升。

4.数学建模活动对数学课程的改革有很好的推动作用

现在高职院首推的就是项目化教学模式，以能力为目标、以项目为载体、以学生为主体的模式在某些课程上确实取得了非常好的效果，但应用于《高等数学》课程的教学目前还处于摸索阶段。数学建模的教学或辅导天生就和项目教学模式是一致的，开展数学建模活动的初衷就是提高学生的职业核心能力和初步的科学研究能力。我们研究的载体是历年的数学建模竞赛案例，其实这些竞赛案例不管从内涵还是外延上来说都是很广的，都是专家花费大量时间从现实生活中提炼而成的，其本质与我们现在强调的项目是一致的，并且数学建模一直以三人一组的学生团队为基础，强调团队的自我学习，强调开放式的思考，这本身就是以学生为主体的。所以，我们可以在数学建模辅导中实行全面的项目化教学模式，在教师熟练掌握项目化教学模式后，结合学科特点把项目化教学理念应用于《高等数学》教学，摸索出更好的适合高职院的数学教学体系。

二、在高职院开展数学建模活动发展和完善方向

现在在高职院开展数学建模活动，常见的有办数学建模竞赛辅导班、开设《数学建模》选修课、举办校内数学建模竞赛、创建学生社团进行数学建模活动。尽管我们采取了多种方式，但在数学建模中得到提高锻炼的学生的比例还是比较低，数学建模的实际应用价值没有真正体现出来，对学生对专业没有发挥它应有的影响力。在这里，笔者根据我院的实际情况提出几条拙见，和各位专家共同交流探讨。

1.课程与竞赛一体化

现在一般学校多是采取办数学建模辅导班的模式对学生进行数学建模辅导，但受限于师资力量和教学条件，规模都很有限，整个辅导过程的随意性也较大。我们已经尝试把课程与竞赛一体化，开设《数学建模》修选课程直接替代竞赛辅导班，此选修课程是面向学院全体同学，选修前一个学期进行长期的宣传报名工作保证了参与的人数，扩大了建模活动规模。同时，对有意愿的同学我们也有一定的限制条件，要求其期末考试的数学成绩不低于80分，这样在有规模的同时保证了课程质量。该选修课程课时、内容、教学方式以竞猜辅导班的模式设置，它的最终目标是培养学生的综合能力并且参加大学生数学建模竞赛，通过平时表现和数学建模竞赛的获奖情况综合评定其成绩，给予其学分。从学生的角度来看，可以让更多的同学参与进来，受益于数学建模，又可以取得学分，受到了学生的极大欢迎。从教学管理来看，既然是课程自然也纳入了学院教学管理与评价体系，当然由于其课程的特殊性，学院也派出了专人督导，这样从学院的角度来说，既完善了管理也丰富了课程体系。对于教师来说，本来额外的辅导工作变成了一项常规的教学工作，给教师的常规教学工作量提供了一定的保证，激励了更多的教师参与进来，也使教师有更多的精力投入到数学建模的研究中去。

2.数学建模与专业建设一体化

在数学建模的过程中，数学教师团队的科研能力在实践中得到锻炼提高，再加上数学教师团队本身就具备比较高的抽象思维能力，通过多年的积累，应该说相当一部分数学教师具备了进行科学研究的能力和条件。数学建模的研究对象是万事万物，而高职院是以专业建设为核心的，自然把数学建模的重心移到专业上来，就变成了高职院数学教师的责任。我们尝试数学建模教师和专业教师或者专业教师团队进行深度的合作，共同进行部分专业的建设，目前主要是共同撰写论文和申请课题。从专业教师来说，往往一些专业的高尖精部分都会涉及到复杂的数学建模和数学计算问题，数学教师的加入为他们提供了有力的保证，大大提高了解决问题的可能性。从数学教师的角度来说，和专业教师一起合作进行科技研发，既给自己提供了很好的科研平台，又可以在专业方面有一个很好的提升，这样在开拓了自己的同时又充分地服务了专业。较多的合作和互相了解，一方面可以提升专业的高度，同时也有助于基础课教师与专业课教师在教学上的合作，使课程衔接到位，从而在科研和课程教学两个方面共同促进专业的建设。

3.数学建模与校园生活一体化

数学建模的问题都是来源于实践，但和我们的学生生活联系得还不是太紧密，对于高职院的学生来说，这些问题的研究其现实意义不大。为了更好地提高我院同学参与数学建模的积极性，同时也为了符合高职院强调数学应用的培养方面，我们在数学建模社团中开展了以校园生活为对象的数学建模活动。主要关注两块内容，一是校园学习、生活、娱乐各项数据调查与分析。二是校园各种活动方案设计，其中重点是校园大型活动安排与创业计划设计。通过这种实践，学生在兴趣比较大的前提下，能更主动地去学习数学建模方法，同时能给学院和自身的发展提供很多有意义的参考信息，这种方式起到了很好的建模辅导效果，也体现了数学建模的实际应用价值。

［1］戴士弘.职业教育课程教学改革［M］.北京：清华大学出版社，2007.

［2］张楚廷.大学教育学［M］.长沙：湖南师范大学，2002.

［3］冯杰等.数学建模原理与案例［M］.北京：科学出版社，2007.

G718.5

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1673-0046（2011）11-0031-02