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Research on the Effect of Promotion of Mathematical Modeling Course on Promoting Education Reform in University
Xu Xunlei
（西安文理学院数学系，西安 1100 5）
（Xi'an University of Arts and Science Department of Mathematics，Xi'an 1100 5，China）
摘要： 数学建模课程是培养学生数学素质的优良平台，是推动教育教学改革的先行者，也是其他理论课程改革方向的引路人。本文主要研究在高校的其他专业推广数学建模课程对促进高校教育改革的作用。
Abstract: Mathematical modeling course is a good platform of training students' mathematical uality,is a pioneer of promoting the reform of education and teaching,also is a leader of other theories course's direction of reform.This article mainly studies the effect that promotion of the mathematical modeling course in other department promotes education reform in universities.
【关键词】： 数学建模 教育 改革
Key words: mathematical modeling；education；reform
中图分类号：G42文献标识码：A文章编号：100 -4311（2011）32-0251-02
0引言
数学建模是利用数学语言（符号、式子与图像）模拟现实的模型。把现实模型抽象、简化为某种数学结构是数学模型的基本特征。它或者能解释特定现象的现实状态，或者能预测到对象的未来状况，或者能提供处理对象的最优决策或控制。
数学建模，与其说是一门数学课，倒不如说是一门劳动课、实践课。数学建模主要依靠学生的协作、创新以及利用数学知识解决实际问题的能力。通过数学建模，学生将理论与实际相结合，把学到的知识应用于现实生活。
1数学建模为提高学生的综合素质提供了良好的平台
为了培养适应社会发展需要的复合型人才，作为高校教育者，在教给学生宽厚的理论知识的同时，也应教给学生运用所学各门课程解决实际问题的能力。数学建模课程的引入恰好弥补了课程间联系的缺失，架起了数学与其他学科之间联系的桥梁，为提高学生的综合素质提供了有力的保证。
1.1 有助于培养学生学习数学知识的兴趣自古以来，数学知识雅不与实际问题密切联系，从解决实际问题慢慢上升到理论的研究。而现如今，由于数学课程体系的完善，学生在学习数学的过程中已经跳过了实际问题，直接学习数学理论，这样势必会让学生感到理论与实际的脱节，“数学雅用”论也在学生中间悄然传开。数学建模恰好是由实际问题来引入理论的学习，通过有趣的实际例子，激发学生的思考，进而运用数学知识对其剖析，运用适当的方法解决问题，从而激发学生学习数学知识的兴趣。
1.2 有助于培养学生利用数学知识深入分析实际问题的能力
数学建模课程涉及面极其广泛，经济学、社会科学、医学、生态学、地质学等等，雅不出现数学的身影，这也让学生明白数学解决的问题不仅仅局限于数学问题。通过我们在讲解中对实际问题的深入剖析，将一个一个问题逐渐的演变成一个数学公式或数学模型后，让学生理解实际问题的解剖过程，举一反三，再碰到类似实际问题时，就可以逐步的将问题数学化、公式化，从而加深对问题的理解与分析，掌握问题的本质，提高了学生深入分析实际问题的能力。
1.3 有助于培养学生的创造性思维和创新能力不断创新是知识经济时代的重要特征，知识创新和技术创新是知识经济的基本要求和内在动力。别人没用过的方法你用了，这是一种创新；别人用过的方法，但你比他们用的好，这也是一种创新。21世纪创新意识显得尤为重要，数学建模恰为大学生创新提供了一个展现其创新能力的平台。对于一个实际问题的分析解决，通常没有固定的模式可以遵循，或者说同一个问题可能有多个途径和方法去研究，这就使得学生可以充分利用自身的优势，运用一切可行的工具和手段，极大的发挥想象力和创造力。通过解决问题的过程，培养了他们的创造意识、精神和能力，获得了课堂和书本上雅法学习到的宝贵经验，弥补了这一教学环节的缺失。数学建模的过程就是一个创新的过程，为培养大学生创造性思维和创新能力提供了广阔的空间。
1.4 有助于培养学生快速有效的针对性学习及运用新知识、新手段的能力数学建模涉及的知识面极其广泛，在课堂上不可能也绝不会把数学建模所涉及的知识全部教给学生。数学建模都是针对实际问题，运用特定方法解决的问题，这就要求学生学会运用身边一切可以利用资源为自己服务。这样不仅培养了学生学会求知、学会如何学习的能力，而且培养了他们如何查阅相关资料、如何将大量的资料进行筛选、提炼、吸收并为我所用的能力。在建模过程中，对计算技术、数据处理、文字图像、表格处理等也有较高的要求，这就要求学生要尽快了解和掌握与之相关的计算机软件，使得建模更加直观形象。提高学生学习和使用计算机以及新技术手段的积极性。这些都充分培养了学生计算机应用能力和使用最新技术手段的能力，为学生成为全面发展的人才创造条件。
1.5 有助于培养学生团队协作精神数学建模的学习不同于其他基础理论学科，由于涉及的知识面广泛，同时在解决问题过程中也需要经过基本假设、模型建立、模型求解、模型检验等步骤，工作量很大，一个人很难独立完成。这就需要拥有不同知识结构的同学通过讨论，互相协作完成。在整个过程中，由参加的学生组织分工，协调好各自的工作，充分发挥各自的特长，对问题脉络和解题思路进行梳理和交流，共同完成问题的分析解答及论文的撰写等全过程。要求参与问题的队员之间要相互尊重、相互信任、相互合作、取长补短，积极体现自身的价值，同时也学会尊重他人和与人相处，学会倾听别人的意见，求同存异，善于从不同意见的争论中综合出最好的方案。这种教育活动对培养学生团队协作精神会能起到积极作用，对学生以后走上工作岗位后与同事的相处也能起到积极影响。
1. 有助于培养学生持之以恒、坚忍不拔的优秀品质现如今，随着教育过程的单一化、系统化、功利化，大学生的心理承受能力也逐渐的下降，很少经历过失败的打击，抗压能力比较弱，轻言放弃，这显然已经不能适应竞争日益激烈的社会环境，为以后的工作生活埋下隐患。数学建模恰巧就是一个磨练人意志品质的优秀平台。在解决问题的过程中，学生们常常面对的是题目难，任务重，时间紧，要求高等一系列以前极少面对的问题。而这些问题恰恰能够培养学生吃苦耐劳、顽强拼搏、锐意进取的精神。在学生相互鼓励的精神鼓舞下，往往为了一道难题，几天几夜不眠不休。这也是一个向自我挑战、向挫折挑战、向困难挑战的过程。经历过失败到成功的不断磨练过程，有助于形成良好的心理素质、坚强的意志、坚忍不拔的毅力、团结协作的精神以及乐观向上的态度等。
2借鉴数学建模的讲授方法，推动高校教育改革的步伐
作为数学专业的教师，如何将一门枯燥乏味、理论性极强的学科教授给学生，成为了当前研究的新课题。现在，随着数学建模的引入，让我们找到了一种行之有效的方法，将数学转变成了一门理论与实际结合、趣味和挑战共存的新型学科。要想将教育改革推向深入，通过数学建模这座桥梁，我们教师首先应做到以下几个方面。
2.1 转变教育理念，从知识本位转变为应用本位传统的教育理念，是把知识传授放在首位，把理论的学习和理解作为教学重点，紧扣教学大纲和书本，紧密围绕着概念、定理和公式展开教学活动，让学生感觉课堂上所学知识是一个与世隔绝、高高在上的空中楼阁，知识难学、难懂、难理解，除了考试别雅所用，对学生创造力和创新能力的培养严重不足。要改变现状，教师就要改变教育理念，从知识本位逐渐转变为应用本位，以应用为目的，以知识为根据，通过应用过程发现知识漏洞从而查漏补缺。在教学中还要注重培养学生的发散思维和联想思维方式，鼓励和引导学生紧密结合实际，将其他学科知识与数学知识相结合，大胆假设、小心求证，利用多种途径、多种方法、多种角度、多种思路分析解决实际问题，同时提高自身的理论水平。
2.2 更新教学方法，从传统教学转变为全方位教学传统的教学方法，对待理论性比较强的学科时，通常仍是采取“教师讲解、学生接受”的教学手段，教具雅非还是黑板和粉笔，稍好一些就是采用多媒体教学，但还是脱离不了教师讲、学生听，没有互动的尴尬，而且多媒体还存在演示速度太快，学生理解跟不上等缺点，没有从根本上改变学生对待理论课总感觉兴趣索然、晦涩难懂，呈现出理论与实际脱节，遇到实际问题时解决肤浅化、低层次等现象。教学方法上，应从以前的单一手段逐步转化为全方位手段，教学目标也不应以理论理解与证明为主，应与实践紧密结合，通过实际问题的解决反过来追溯它的理论基础，加深学生对理论的理解。当然，所选的实际问题也应该紧跟时代潮流，尽量选择当下学生最关心的或时下最流行的问题，这样才能极大的激发学生对学习的兴趣。打破传统的“填鸭式”教学方法，不但要利用现今的多媒体教学方法，还应引导学生利用网络资源，利用软件及已有的工具包，通过编程等手段，解决实际问题。在丰富课堂教学内容的同时，提高学生的参与性和创造性。“授之以鱼不如授之以渔”，引导学生自己发现问题、分析问题、解决问题。一个人解决不了的可以分小组讨论，还可以查阅相关文献。让学生逐步从“要我学”转变成“我要学”，所以每一个新知识的问题设计就显得尤为重要，这也促使教师本身也要努力提高自身对知识的理解和对全局的把握，促进教师及学生综合素质的提高，逐步从应试教育转变为素质教育，推动教育改革。
2.3 转变课堂中心，从以教师为中心转变为以学生为中心诚如我上面提到，要做到“授之以渔”，教师不再是单纯的知识传播者，还要引导学生学会如何去自己根据自身需要去学习新的知识，讲授学习方法可能已经是老生长谈了，但现在教师在讲授课程，尤其是理论性强的课程时，绝大多数仍然只停留在知识的传授上，照本宣科，教师仍旧是整堂课的中心。数学建模课程恰好是以解决实际问题为目标，要求学生独立或以小组形式讨论问题方法，找出其与理论的内在联系，与教学改革中提倡以培养学生独立面对和解决实际问题的目标完全一致。教师在整个教学活动中只做引导和总结，这样才能调动学生学习的积极性和主导意识，让他们感觉到主动权掌握在自己手中，从而做到课堂以学生为中心。当然，在课堂秩序的掌控方面、各种学科的知识面、对学生突发问题的应对方面等，对教师都提出了更高的要求，要做到问题设计精思巧妙、思路引导层层开拓、启发提问深入浅出、素质培养有效全面。教师通过教学活动，让学生的创新思维、逻辑思维和应用数学知识解决实际问题的能力得到全方位的提高，同时也促进教师努力提高自身修养，一举多得的教学方法，值得我们去实践。
总之，在推动素质教育为目标的教育改革中，教师要努力创设主动探索空间，让学生有动思考，动笔尝试，动口表达的提出问题和解决问题的时间和空间。数学建模课程是培养学生数学知识和应用能力共同提高的最佳结合点；是启迪创新意识和创新思维，锻炼创新能力，激发学习兴趣，培养主动探索、积极进取、团结协作精神的有力措施，也为其他专业课程改革起到“抛砖引玉”的作用。
参考文献：
[1]姜启源等.数学模型[M].3版.北京：高等教育出版社，2003.
[2]贾晓峰，等.大学生数学模型竞赛与高等学校数学教学改革[J].工科数学，2000.
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[4]徐龙封.在教学中培养学生数学建模思想[J].安徽工业大学学报：社会科学版，2004.
[5]赫孝良,戴永红,周义仓.数学建模实验的探索[J].数学的实践与认识，2001.
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作者简介：许迅雷（1918-），男，河南洛阳人，西安理工大学理学硕士，西安文理学院数学系教师，讲师，研究方向为工程计算与计算机模拟。
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发表于 2020-8-29 11:15:16
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