大学生数学建模能力培养途径探讨

宋丽雅

（长治学院师范分院，长治 046000）

大学生数学建模能力培养途径探讨

宋丽雅

（长治学院师范分院，长治 046000）

数学建模是一种解决现实问题的量化手段，是一种创造性活动。对于高校而言，若想提高大学生的数学建模能力，不仅需要培养他们敏锐的洞察力与抽象思维能力，还需要培养他们灵活的应用能力与实践能力。本文介绍了大学生数学建模能力培养的必要性，从平台建设等方面对大学生数学建模能力培养途径进行了探讨。

大学生；数学建模；能力培养

进入新时期以来，我国社会经济与文化事业迅速发展，市场对大学毕业生的要求越来越高，而数学建模能力作为用数学知识解决实际问题的一项重要能力，也受到众多企业的重视。在此背景下，如何培养大学生的数学建模能力，使其满足企业“高要求、高标准”的要求，成为当代高校数学建模教育的一个重要问题。大学生数学建模能力培养是一个长期的、逐步的过程，它需要高校领导与教师从多方面寻求突破口去培养大学生的数学建模能力。

1　大学生数学建模能力培养的必要性

1.1培养大学生灵活的想象力

数学建模要解决的实际问题往往都需要大学生掌握多学科的知识与多种不同的方法。因此，从这个角度来说，能否将多学科知识融入数学建模过程中、能否选择合适的方法进行数学建模，就需要大学生具有灵活的想象力。在实际教育活动中，教师应当多给大学生安排一些具有启发性与探索性的问题，多问他们“这个问题涉及哪个学科的知识？”“要解决这个问题是用理论分析法好还是测试建模法好？”等去培养大学生的想象力［1］。

1.2培养大学生的抽象思维及其对抽象思维的简化能力

实际问题通常是非常复杂的，数学建模的过程就是将这些复杂的问题抽象化，然后再进行简化为数学问题。因此，培养大学生的抽象思维及其对抽象思维的简化能力是培养他们数学建模能力的重要内容。在实际教育活动中，教师应加强通过数学对大学生进行抽象思维训练，尤其是加强高等数学中的函数、微积分、立体几何等内容与数学建模知识的融合与训练。

1.3培养大学生敏锐的洞察力

洞察力是行为主体从不完整信息中通过感应来作出完整信息的能力，或者对事件进行审视、解读，能够从不同关系中得出结论。简单来说，洞察力就是“一眼看穿”的能力。这种能力对于数学建模非常重要。在实际教育活动中，教师用来培养大学生洞察力的方式有很多，例如让大学生通过观察其他同学之间的谈话来判断他们的性格差异以及心理活动，以此培养大学生敏锐的洞察力。

1.4培养大学生的创新能力

数学建模要解决的实际问题是多种多样的。随着近年来科学技术的进步和发展，这些实际问题也变得更加复杂多变，这就需要大学生必须具有足够的创新能力才能运用数学知识更加科学、有效地解决实际问题。因此，在实际教育活动中，教师应当给大学生提出一些前沿性的问题，并以论文形式考察学生的创新能力（题目由教师指定，学生根据兴趣自选）［2-3］。

1.5培养大学生的计算机能力

数学建模要求大学生必须熟练掌握计算机的操作、相关建模软件的使用和计算编程等知识。究其原因，是因为数学建模对实际问题进行分析时以及建立数学模型后的求解都有大量的推理运算、数位计算等，大学生只有在计算机上才能完成这些计算工作。在实际教育中，教师应当注重数学建模课程与计算机课程的融合，有必要专门安排课时对大学生的计算机能力进行培训。

1.6培养大学生的综合能力

数学建模解决实际问题时所需要的知识和方法是综合性的。因此，教师在培养大学生数学建模能力时，也要培养大学生的综合能力。否则，大学生在运用数学知识解决实际问题时会非常容易犯以偏概全的错误。在实际教育活动中，教师可以采取三个方法培养大学生的综合能力：一是优化数学建模课堂教学，促使大学生主动参与，并通过查找资料、探索研究、归纳观点、总结疑问、发表意见、讨论交流；二是给大学生创造数学建模方面的实习机会；三是鼓励大学生积极参与社会实践，让大学生走向社会、学以致用。

2　实现大学生数学建模的“生活化”

2.1数学建模解决的问题“生活化”

教师应当选择一些与大学生日常生活密切相关的问题让他们进行数学建模研究。例如，大学生减肥问题、大学图书馆占座问题、大学生手机使用问题等。这些问题大多是大学生经常遇到的，容易引起大学生的共鸣，他们对这些问题进行数学建模分析与研究也更有热情，作出的结果也更有现实意义［4］。

2.2数学建模的教育方法“生活化”

当前，我国绝大多数高校的教师在开展数学建模课程教学时都普遍采用讲授分析法。这种方法注重对数学建模基本原理的讲解，理论性非常强，教学特点比较严谨、客观。然而，数学建模本身大量的图形、公式以及模型就已经让大学生“头疼不已”，再加上这些枯燥无味的原理，更容易引起大学生在心理上产生对数学建模的障碍。为此，教师在教学过程中应多采用案例法教学，用真实出现过的各类案例激发大学生参与数学建模教学活动的积极性［5-6］。值得说明的是，教师采用的案例可以是大学生身边发生过的，也可以是校外（国内与国外）发生过的。

3　搭建大学生数学建模能力培养平台

3.1搭建高等数学课堂教学与数学建模融合平台

在高等数学教学中，教师有必要将数学建模思想融入到高等数学课程教学中。首先，教师要在原有高等数学内容中体现数学建模思想的引领作用；其次，教师要主张“模块式”地嵌入数学建模内容，避免学生对数学理论与方法产生干扰；再次，教师应给大学生一定的思维时间与空间，鼓励他们亲自动手应用多方面的数学知识解决实际问题；最后，教师要避免在高等数学课堂教学中花费太多的精力与时间介绍数学建模，应当简明扼要，点到妙处即可。在融合过程中，教师要积极转变高等数学教育观念，加大高数教育教学改革力度，充分发挥数学的归纳性与演绎性，提高大学生驾驭数学知识的能力。

3.2搭建数学建模网络教育平台

近年来，互联网技术已经广泛应用到我们社会生活的方方面面，给人们的生活、学习、工作与娱乐带来了极大的便利。而对于高校数学建模教育而言，互联网技术的应用给数学建模教学带来了新的活力。由于数学建模课程本身就有非常重要的实验教学内容，如MATLAB、LINGO、LINDO等软件的教学必须在计算机上进行。同时，学生也只有通过网络才能将完成的数学建模报告发送给教师，供教师检查与评价。因此，数学建模课程离不开网络［7］。另外，高校通过建立数学建模网络化教学平台，定时更新学校或全国高校数学建模竞赛活动与成果、优秀数学建模网络资源（如CAI课件与数学建模教案）等，供学生随时随地学习。总体来说，借助网络工具开展数学建模教学是非常必要的，它不仅便于大学生学习活动的开展，还为大学生数学建模创新能力的培养提供了一个网络交流平台。

3.3搭建数学建模集中性学习平台

集中性学习平台包括学习小组与学习协会（或称为学习社团）。学习小组人数较少，它的辐射范围一般仅限于班级，而学习协会人数较多，它的辐射范围往往是整个学校。对于高校而言，若想有效培养大学生数学建模能力，有必要构建数学建模学习协会（通常被称为数学建模协会）。高校以数学建模协会为平台激发大学生学习数学建模的自主性与积极性，提高他们的数学建模能力。在建立协会的过程中，高校应安排数学建模教师对协会的整体规划与具体活动进行指导，如制定章程、面试新成员、安排竞赛活动等。另外，高校领导应在人力、财力、物力方面对协会开展活动给予支持。例如，若协会在数学建模竞赛中取得优异成绩，学校要及时对表现优异的教师与学生进行物质奖励或精神奖励。

3.4搭建数学建模实验平台

数学建模实验能力是大学生数学建模能力中一项非常重要的内容。纵观当前我国高校在数学建模实验室的建设情况，虽然在实验室场地大小、器材配置等方面有了很大提升，但是依然不能满足大学生日益增长的数学建模实验需要。为此，高校应当积极建立数学建模创新实验室，吸纳更多的大学生参与进来。只有这样，大学生所学的数学建模知识才能通过实验得到有效验证，才能指导他们解决更多的实际问题。

［1］朱晓星，袁 泉.数学建模的思维培养［J］.亚太教育，2016（3）：54-58.

［2］金旭霞.浅谈数学建模能力的培养和提高［J］.考试周刊，2016（18）：103-105.

［3］裘 璐，张玉芳.加强数学建模课程建设，促进创新人才培养［J］.科学中国人，2016（8）：：8-9.

［4］杨艳琦.基于数学建模培养大学生创新能力［J］.产业与科技论坛，2016（4）：46-48.

［5］夏 冰，丛瑞雪.提高大学生数学建模能力的方法研究［J］.金融理论与教学，2016（1）：18-22.

［6］张丽莉.关于大学生数学建模能力培养的思考［J］.信息系统工程，2011（3）：35-38.

［7］谢海.培养大学生数学建模能力的实践与思考［J］.广西教育，2010（3）：44-46.

责任编辑：建德锋

Discussion on the Ways of Cultivating College Students’Mathematical Modeling Ability

SONG Liya
（Normal School of Changzhi University，Changzhi 046000）

Mathematical modeling is a quantitative method to solve the problem of reality，is a kind of creative activity.For colleges and universities，to improve students’ability of mathematical modeling，not only need to develop their keen insight and abstract thinking ability，also need to cultivate their flexible application ability and practice ability.This paper first introduces the necessity of cultivating the ability of college students’mathematical modeling，then from the platform construction of college students’mathematical modeling ability training methods are discussed in this paper.

college students；mathematical modeling；ability training

O1-4

A

2016-04-12

宋丽雅（1973-），女，山西省黎城县人，讲师，研究方向：数学教育。