数学建模对高校教师的教学和科研能力的影响

郭健 郭建萍 贾进涛

【摘 要】数学建模是以实际生活为背景的课程，将数学建模融入高等数学和专业课程的教学，对高校教师的教学水平和科研能力的提高有非常大的帮助，能很好的激发学生的学习兴趣，最终促进教学改革和科研工作的发展。

【关键词】数学建模;教学改革;科研能力

Effect of Mathematical Modeling on University Teachers Teaching and Scientific Research Ability

GUO Jian  GUO Jian-ping  JIA Jin-tao

（Jiangsu Building Vocational and Technical College，Department of Basic Course Teaching，Xuzhou Jiangsu 221116， China）

【Abstract】Mathematical modeling is a course which takes real life as its reaching material. Connecting mathematical modeling course with high math and other core courses is of great help for teachers teaching and scientific research ability. Besides， it can stimulate and improve students learning interests. Then it promotes both teaching and research development at last.

【Key words】Mathematical modeling; Teaching reform; Scientific research ability

數学建模课程以实际生活和专业背景为题材的一门数学应用课程，在理工科专业领域应用广泛。将数学建模融入高等数学和专业课程的教学，使学生能看到数学的作用，学会将数学知识转化应用到专业领域的能力;对教师的教学和科研能力有很大促进和提高作用。

1 传统的数学教学的弊端

传统的数学教学内容大多以概念、性质、公式、定理的形式给出，偏重于理论教学，对于数学的应用在课堂上体现较少，使学生学起来兴趣不高，也不易调动学生学习的积极性，学生参与问题的讨论少，让教师感觉如何教好学生来学好数学比较吃力。

传统的数学教学方式大多以教师课堂讲理论做例题示范为主，学生听并模拟做习题为辅，学生被动地学习，缺乏兴趣和积极性。

学生在学习数学课程时，没有发现数学有趣，没有发现数学有用。对于数学思想和方法对人的思维的影响，大部分学生几乎不知。传统数学主要是传数学之道、授数学之业、解数学之惑，这是学生只学会了定义、公式、计算。而其实数学的本质是来源于生活、应用于生活的，我们应该在数学的讲授中融入生活，学生才能有切身体会数学的意义。

随着社会的发展，数学教学弊端也慢慢暴露出来。传统的数学课程比较重视培养学生归纳总结、演绎推理、准确计算的能力，而忽视了应用数学能力的培养，而数学建模是对传统的数学课程的有效补充，提高学生数学应用的素质是数学教育的重要目标之一。“数学建模”作为数学应用课程的典范，是实现这一目标的最佳途径。

2 高校中数学教学的作用

高校中开设的高等数学、工程数学等课程是理工类专业的所必需的基础课。

通过对大学数学严密的理论体系的学习，是大学生综合素质得以提升，具体有：（1）从学习规则问题转变为不规则问题，提高了人对事物的认识;（2）逻辑思维能力更强;（3）有更好的思维和做事习惯，不丢三落四，培养学生严谨的作风;（4）数学上最优化思想，使学生在今后的工作和生活中做事精炼，还能达到最优的效果;（5）学会了应用数序于工作和生活;（6）增强了人的刻苦钻研的精神和顽强的意志力。

3 数学建模课程的特点

数学建模课程的内容特点是以利用数学的方法解决生活中和专业上的问题。这样学生学习起来感觉数学就在身边，而且发现了数学在专业的作用，调动了学生的学习积极性和主动性，也使课堂气氛活跃了，这对后续专业课程的学习也将产生重要的影响。

数学建模涉及到数学上的多个领域和几乎所有的专业领域，如用excel处理数据、计算机进行数值计算、作图或计算机模拟、matlab软件应用、物理学、生物学、工程学、医学等众多技能和领域，这样要求学生和教师要自学很多其他领域的知识，养成不断学习不断创新的好习惯。

4 数学建模对数学教师特别是专业教师教学的促进作用

4.1 数学建模对数学教师教学的促进作用

将数学建模内容和思想引入数学教学，让学生不仅学会了数学理论方法，还能看到数学的实际应用价值，让教师感觉教起来更容易，使学生感觉学起来有意思，这样教与学就完美结合为一了。

教师通过数学建模教学，理论联系了实际，丰富了教师在高等数学等课程教学中素材，拉近了数学与生活和专业之间的距离，更拉近了数学和学生间的距离，是学生感觉数学不再枯燥，而是发现数学有用数学好玩，数学建模培养了学生的团结合作解决问题的能力。学生在学习过程中，能发现自己专业上有更多数学知识应用的实例，这样学生不仅对数学知识有深刻的理解，也对整个数学的文化有一个初步的了解，更让他们学会应用数学于专业知识。

4.2 数学建模对专业教师教学的促进作用

高校教师应将数学教学和专业教学结合起来，这样数学才能更好的为专业服务，专业教师在教学中才能更加轻松自如。随着高职教育的发展，各个专业都对数学教学提出了更高的要求，数学教学内容与专业结合的也越来越密切。

专业教师在教学过程中，既要将专业知识讲解透彻，也应使学生最大限度的了解数学在专业上的应用。例如，针对建筑施工专业的教学内容上可以引入最优土石方的运输问题、抗弯梁的最大承受力模型，针对供暖与通风专业可以引入双层玻璃保温功效模型，针对经济管理专业可以引入利润最大化模型，针对矿建专业可以引入煤层瓦斯浓度控制模型等等，这样以实例为载体，将数学知识、数学思想方法与专业问题相结合，专业与数学相互借力，就能达到最好的教学效果。高职数学与专业的教学内容不仅要吐故纳新，而且应课程间有机结合、相互渗透，将数学思想方法整合到相关专业的实际问题解决中，使专业能更广泛的利用数学工具，这样更能激发学生学习和应用数学与专业知识的欲望和激情，使数学和专业溶入人的整體素质，成为世界观的一部分。

5 数学建模对高校学生、教师科研能力的促进作用

5.1 数学建模促进了科研能力的提高

数学建模教学主要有数学方法讲解、数学软件的使用、专业资料的搜索和自学讨论、利用软件进行数据处理、组织学生参加全国大学生数学建模竞赛等环节。通过数学建模的教学，使教师和学生解决实际问题的能力有较大提升，也拓宽了教师的科研领域，特别是专业教师利用数学建模的方法在自己的专业领域进行研究，形成的科研成果都是比较先进的。可见，数学建模对高校科研工作的提升大有益处。

5.2 数学建模也提高了大学生研究问题的能力。大学生在数学建模的学习过程中，不仅需要自己专业的知识，涉及更多的往往是其他学科的专业知识，这就大大提升了学生利用图书馆和网络资源查找资料的能力，更锻炼了学生将实际问题转化成数学模型的能力，另外在建模过程中经常需要利用计算机和软件进行编程，这对学生的计算机水平也有很大提高。学生通过数学建模的学习，受益匪浅，特别是学生在做毕业论文和毕业设计时往往能有特别突出的表现，也对今后走上工作岗位进行科学研究打下扎实的基础。

5.3 数学建模对高校教师特别是专业教师科研能力的促进作用

数学建模与科研之间是相辅相成的，科研利用数学建模，数学建模对教师的科研工作有很好的促进作用。

数学建模的内容均来自于实际问题，往往会涉及到各个学科的知识，这就要求教师具备一定的知识面或者具体查阅掌握较多其他学科知识的能力。通过掌握最新的科学技术和创新成果，才能更好的应用于高校的教学和科研。数学建模的过程中，教师间、学生间的相互讨论，对彼此都是一个很好的激发灵感的机会，也是相互学习先进思想和新鲜事物的过程，这对巩固教师的知识水平和科研能力有重要意义。

数学建模极大地推动了高校的教学改革和科研的质量。数学建模是不断摸索新的教学方法和思路的过程，在这个过程中，产生了对高等数学教学的改革，也对各专业与数学的结合体现的淋漓尽致。在高校中各专业的科研和教研项目中，有相当大的比重都是直接或间接的用到数学建模的方法去进行研究。

数学建模将综合应用多个学科专业领域的知识来研究一个新问题，在多门学科之间进行交叉探索研究，构建新的知识架构联系，形成新的研究方法;数学建模能揭示各学科之间的辩证关系，有利于促进学科创新发展或创建新学科等，对科学的发展产生重大意义。

6 结束语

数学建模已是当今科技高速发展时代的所需，随着数学建模内容和教育理念的不断完善，在高职数学教学和专业教学中发挥的作用也将越来越重要，可以提高数学课程的教学效果和质量，更能丰富学生的数学学习和生活，促进高职数学教学的改革，同时也能够更好的为专业建设服务。随着高校教学改革的不断深入，将数学建模的思想和方法融入高等数学和专业课程的教学与改革，是必由之路。

数学建模有利于教师提升自身能力、提高教学水平，更好地完成教学目标，同时又能更好的促进高校教师在交叉学科领域进行科学研究，开拓出新课题新项目，让专业学科更丰富完善，学科更有生命力。这样才能培养出更多更优秀的高技能型人才，做出高校应有的贡献。

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[责任编辑：张涛]