数学建模思想与大学数学类课程教学融合的探讨

李浩

摘 要 随着社会的不断发展和科学技术的进步，数学在现实生活中的应用越来越广泛，尤其是计算机技术的发展及广泛应用，使数学建模思想在解决社会各个领域中的实际问题的应用越来越深入。本文笔者简要谈谈数学建模思想融入大学数学类课程的意义和方法。

关键词 数学建模思想 大学数学课程 融合

中图分类号：G424文献标识码：A

Discussion on Integration of Mathematical Modeling Teaching

Thoughts and University Mathematics Courses

LI Hao

（Baoding Radio & Television University， Baoding， Hebei 0710000）

Abstract With the continuous development of society and the progress of science and technology， especially the development of computer technology and extensive application of the idea of mathematical modeling are used in solving the practical problems in various fields of the society more deeply， mathematics is applied more and more widely in real life. In this paper， the author briefly talks about the significance and methods of the idea of mathematical modeling into university mathematics courses.

Key words mathematical modeling teaching thoughts; university mathematics courses; integration

1 什么是數学建模思想

所谓数学建模就是指构造数学模型的过程，也就是说用公式、符号和图表等数学语言来刻画和描述一个实际问题，再经过计算、迭代等数学处理得到定量的结果，从而供人们分析、预报、决策与控制。那么数学模型就是利用数学术语对一部分现实世界的描述。数学建模思想是指理论联系实际，将实际的事物抽象成数学模型，然后利用所学的理论来解决问题的一种思想。

在新形势下，传统的数学教学方法已经无法适应现在大学数学教育改革的需求，数学建模思想与大学数学类课程教育融合成为目前高等院校数学教学改革的突破口。

2 数学建模思想融入大学数学类课程的意义

（1）数学知识在各个领域的应用越来越广泛。如今数学知识在各个领域的应用越来越广泛，尤其是在经济学中的应用最为显著。自从1969年创设诺贝尔经济学奖以来，就有不少理论成果来自利用数学工具分析经济问题。事实上，从1969年到2003年这35年中，一共产生了53位获奖者，其中拥有数学学位的共有19人，所占比例为35.8%;其中拥有理工学位的有9人，所占比例为17%;二者共计占52.8%;其中共有29位诺贝尔经济学奖的获得者是以数学方法为主要的研究方法，约占总人数的63.1%。然而几乎所有的诺贝尔经济学奖获得者都运用了数学方法来研究经济学理论。除了在经济领域，数学建模思想也广泛应用于生物医学，包括超声波、电磁诊断等方面。同时数学建模还将数学与生物学融合进了基因科学，例如基因表达的定型、基因组测序、基因分类等等，在生物学领域需要建立大规模的模拟以及复杂的数学模型。可见数学建模思想的应用是非常广泛的，并对其他领域的发展起着重要的推动作用。

（2）有利于激发学生的学习热情，丰富大学数学课程。一般的数学课，通常只是重视理论知识的讲解和传授，对知识点的推理和思想方法的分析较少。而且多数学生为了应付考试，也只是以“类型题”的方式去复习知识点。这样的方式虽然能够让学生掌握一部分数学知识，可是却不能提高学生的数学素质，不能提高学生对大学数学的学习兴趣。而数学建模思想运用数学知识来解决生活中的实际问题，这样就使数学活了起来，而不是死的理论知识。运用数学建模思想能够让学生在数学中感悟生活，在生活中体会数学的价值，更容易吸引学生的学习兴趣。而兴趣是学习最有效的动力，让学生主动参与学习而非被动学习，取得的教学效果会更好。

（3）是加强数学教学改革，适应时代发展的需要。在大学数学教学活动中，许多学生常常陷入这样的困惑之中：花费了大量的精力，做了很多习题，但是却感受不到数学的作用和价值。而教师在教学中也总是告诉学生数学是一门很有用的课程，但是却举不出现实的例子。并且传统的教学方式也只是教会学生掌握简单的理论知识，并不能提高学生的数学素养和数学意识。而将数学建模思想融入到大学的数学类课程之中就能很好地解决这些问题。因为将数学建模思想运用到数学类课程中，就能够让学生在独立思考和探索中感受到数学在现实生活中的实用价值，提高学生运用数学的眼光去观察、分析以及表示各种事物的空间关系、数量关系和数学信息的能力，提高学生的创造能力和创新意识。

3 高校在应用数学建模思想中出现的问题

（1）教师在教学过程中较少渗入数学建模思想。目前在高校数学教学中数学建模的思想应用得仍然较少，重视程度不够。不少高校的教师在开展大学数学类课程时，仍然只是停留在数学知识的教学方面，并没有对学生进行研究性学习探索。据调查，大多数高校教师对日常的教学工作能够认真完成规定的教学任务，但能够真正创造性地把数学建模思想融入到数学教学任务中的教师较少。大多数高校数学老师都意识到探索式的数学建模教学很重要，但真正将数学建模思想与数学教学融合的尝试和探索却很少。可见多数高校教师虽然明白数学建模思想的重要性，但是由于缺乏足够的数学建模教学的相关知识及经验，在实际教学中数学建模思想仍未得到充分的运用。

（2）开设的有关数学建模的课程和活动较少。虽然数学建模思想得到了越来越广泛的应用，但是在高校中实际开设的有关数学建模的课程并不多，尤其是应用数学、数学实验以及计算机应用等一些需要渗入数学建模思想的课程在实际的教学过程中并没有创造性地运用数学建模思想。另一方面，校内自主开展的有关数学建模竞赛和活动并不多，宣传力度也不够，无法让更多的学生了解数学建模的意义和价值，更无法参与到数学建模活动中去。

（3）学生对数学的态度和观念还未改变，对数学建模缺乏深入的了解。大学数学是一门较为抽象的学科，其概念、定理和性质都不容易掌握，由于其具有一定的难度，所以不少学生对大学数学类课程以及数学建模没有兴趣。并且这些学生在初中和高中阶段也学习数学，但是不少学生是为了应付考试，并没有见识到数学的应用性，觉得数学是一门纯理论的课程，没有实用价值。同时很多学生对数学建模思想的运用并不够了解，不知道如何将数学知识和数学方法应用到实际的生活中去，觉得数学没有用，也没有深入学习的意义。

4 如何加强数学建模思想和大学数学类课程的融合

（1）提高课堂教学质量，创造性地运用数学建模思想。大学的数学类课程主要有“线性代数”、“高等数学”、“运筹学”、“数学建模”、“概率论与数理统计”等，这些课程的核心部分都跟高等数学有关，所以要注重提高数学类课程的教学质量关键就在于高等数学，而要提高高等数学的教学质量就必须在教学过程中创造性地应用数学建模思想。对于主修数学的学生，要加强对计算机软件和语言的学习，系统性地对数学原理进行剖解和分析，合理运用数学知识和数学方法解决社会实际问题。在教学中多引导、启发学生利用对生活问题和科学问题的深入研究，主动结合自己的课程理论知识和数学建模，使数学建模思想融入到学生的整个学习过程中去。对于非数学领域的问题，要启发学生运用计算机软件建模，从而解决不同领域中的数学建模问题。

（2）多开设跟数学建模有关的数学类课程。例如除了开设跟数学建模有关的必修课，还可以开设一些跟数学建模有关的选修课，为其他专业的学生提供接触和了解数学建模思想的机会，为学生拓展知识领域，为其解决该领域的问题提供有效的方法。例如，经济学有关专业的学生就可以通过选修跟数学建模有关的课程，解决其在经济学中遇到的问题，因为很多跟经济学有关的问题仅仅靠经济学的知识是无法解决的，像贷款计算这样的问题就要将数学与经济学联系起来才能解决实际问题。

（3）广泛宣传，让学生了解数学建模的意义和价值。学生是教学过程中的主体，目前，大学数学建模课程开设效果不佳，学生参与度低的主要原因就是学生缺乏对数学建模的深入了解。那么，要提高学生的参与性，促进数学建模思想与大学数学类课程的融合就必须加强宣传，让学生深入了解什么是数学建模。同时，在课堂上就是也要转变传统枯燥的教学方式，多使用启发式教学和探索式教学，吸引学生的学习兴趣，让他们发现数学对社会实际生活的重要作用，轉变他们对数学的态度，并引导学生对数学建模和数学课程感兴趣。

（4）转变数学教育理念及教育方式。要转变传统的教育方式，将教学的重点放在数学知识在生活中的应用问题上，而不是将知识与实际生活割裂开来。同时在教学中要注重证明和推理，加强学生对数学方法的掌握注重培养学生对实际问题的逻辑分析、简化、抽象并运用数学语言表达的能力。也就是说教学的重点在于提高学生的数学学习能力和加强数学意识和数学方法的应用，这样才能够培养出具有创新能力和创新意识的人才。

（5）多开展数学建模活动和竞赛，提高学生参与性。在高校内部要多开展跟数学有关的活动和竞赛以及专家讲座等，一方面加强学生对数学建模的认识，另一方面也提高了学生的参与性。通过专家讲座，不仅可以让学生更深入地了解数学建模的价值，也加强了学术交流，提高学生的数学建模应用能力。通过数学建模竞赛，为学生提供展示自己智慧、充分发挥其能力的平台。同时，竞赛也可以让学生在竞赛中发现自己的不足，在交流中不断完善自己的缺陷，拓展学生的思维。而且，在数学建模比赛中，通过让学生探究跟生活实际有关的例子，提高学生对数学建模的兴趣，加强学生对模型应用的直观性认识，促进学校应用型人才的培养。

5 结束语

总之，数学建模思想和高校数学类课程的融合，对于高等数学教学改革具有非常重要的意义。把数学建模思想融入到高等数学教学中，可以更好地提高学生的数学学习能力，提高他们运用数学思想和数学方法分析问题、解决问题和抽象思维的能力。高校教师要加强数学建模思想的应用，让学生初步掌握从实际问题中总结数学内涵的方法，提高学生的数学学习兴趣，为高校学生专业课的学习奠定坚实的数学基础。

参考文献

[1] 陈亚丽.将数学建模思想浸透于高数教学中[J].中国数学教育，2005（5）.

[2] 姜启源.数学建模[M].北京：高等教育出版社，2002.