數學建模對提高大學生數學素質的作用

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【摘要】隨著科學技術的迅速發展，對于數學的要求變的越來越高，數學的應用成為數學自身發展的一個共同目標。應用數學知識來解決實際問題是數學教育實踐活動的重要環節，數學建模活動反映了大學生數學的應用水平、創新能力和團隊精神，數學建模對于提高當代大學生數學素質起著至關重要的作用，培養具有良好數學素質的大學生是高等院校數學工作者正在努力的。

【關鍵詞】數學建模競賽;數學素質;數學建模教學

近年來，國際和國內數學界對于應用數學知識解決實際問題的能力培養給予了廣泛的關注和高度的重視，數學建模競賽和教學活動的開展以學生在實際應用中運用數學、獲取數學知識、體會數學文化之美為目的，極大的提高了我國高等教育的水平、課程體系和教學模式改革。我國每年9月份進行的全國大學生數學建模競賽，由1994年的196所高等院校的867個參賽隊逐漸擴大到超過1000支隊伍參加，并且以每年25%的平均增速快速發展，參賽隊員數以萬計。然而，數學應用能力的培養是高等院校數學課堂所缺少的，提高學生的實踐動手能力和創新能力是開展數學建模活動的重點。數學學習的目標不僅是培養學生的計算能力和邏輯思維能力，更重要的是提高學生解決實際問題的能力。20年來，參加數學建模競賽和開展數學建模課程的高等院校越來越多，使得數學建模的影響力越來越大，優秀的創新型人才層出不窮。國家之間的競爭實質上就是創新人才的競爭，因此培養創新人才是各個高等院校提高教育質量的重要著力點。作為全國最大的課外科技活動，數學建模是培養創新型人才的一個有效途徑，可以激發學生的創新思維、培養學生創新意識。與此同時，數學教學內容、教學方法、教學形式、教學目的等都面臨著重要的改革。隨著計算機技術的快速發展，使得數學建模活動能夠廣泛而深入的運用到自然科學、社會科學等越來越多的研究領域。數學建模能力的強弱是衡量一個現代數學科學工作者創新能力的重要指標。數學建模反映了學生數學的應用水平，也是學生數學素質教育的重要環節。近20年來，國際數學界對于數學應用能力培養的關注愈發強烈。美國數學聯合會把數學應用與建模的內容結合進中學教材作為1981年至1990年數學教育改革最需要的項目。在我國，1992年張莫宙先生強烈呼吁數學的應用在中學教學的重要性。為了適應科學技術快速發展的需要和高素質科技人才的培養需要，數學建模正在高等院校中逐漸展開。國內外越來越多的高等院校開展了數學建模的課程和校內數學建模競賽以及數學建模競賽的培訓工作，數學建模活動逐漸成為高等院校教育教學改革和培養高質量科技人才的重要方面。目前，部分高等院校正在將數學建模教學與競賽活動將教學改革結合到一起，力求探索出更有效的數學建模教學方法和培養新世紀創新型人才的新思路。受應試教育的影響，在我國有部分人認為數學就是嚴密的計算和邏輯推理，學習數學目的就是為了考試獲得好的分數，或者知識和技能的培養，對于實際應用能力、創新能力沒有得到足夠的重視，數學之美沒有通過解決實際生活中遇到的問題得到體會。清華大學姜啟源教授認為，數學教育的本質就是素質教育，數學教學工作不能完全和外界隔離開來。把數學建模引入素質教育過程就是將來的趨勢。在我國，約有超過500所高等院校開設了數學建模課程，越來越多的大學教師正在將數學建模的思想和方法融入數學的日常教學當中，這無疑是對數學教學改革的有益嘗試。應用能力和基礎知識缺一不可、同樣重要，通過數學建模教學活動提高當代大學生的數學素質具有重要的意義。

1數學素質的重要性

素質教育包含了基本品質和素養等因素，數學素質教育對于學生的素質教育的總體提高具有至關重要的意義。數學是人類文明的重要組成部分，數學素質教育對于提高全民素質起著至關重要的作用。作為一種先進的文化，數學對于人類文明的發展進步起著積極的推動作用，是人類文明的重要支柱。數學素質教育是時展的需要，尤其對于當前環境變化、資源緊缺和疾病等越來越多的社會問題突出顯現，信息和知識快速發展、產品技術更新換代周期越來越短。智力資源和創新競爭的出現，正在逐步改變我們對于“應試教育”的轉變，“素質教育”將受到更高的重視。素質教育對于教師提出了更高的要求，數學不再知識書本知識的傳授，而需要生動活潑的邏輯思維觸動學生的心理和智能，激發學生內在的潛能。大學課堂上，數學教學要利用數學的文化和美感導引學生。數學課堂要激發學生的學習興趣，激發學生的創造激情，不能夠培養只會做題的書呆子。數學素質教育是學生在先天遺傳因素基礎之上，通過自身不斷實踐和總結經驗過程中不斷體會數學文化知識和數學之美，利用逐漸建立起來自身的數學思維去觀察世界、認識世界從而改變世界，在改變自身認識的實踐中建立起來的人文精神。學習數學的過程不只是解決一道題目、解決一個具體問題，而是潛移默化的培養其一種審美的情操，一種理性的思維模式。在學生的素質教育培養過程中，各方面的教育都很重要，而數學教育在這其中必定是重中之重。在自然科學和社會科學的教學和研究中，人們會愈發認識到數學對于全面提高學生的綜合素質是非常重要的。在當前，對于青少年思想品質的提高，人生觀、價值觀和世界觀的正確培養以及建立良好的學習態度尤其重要。中國數學的成就輝煌，在青少年的愛國主義教育過程中需要體現。數學之美需要在高等院校的課堂上呈現出來，和學生之間要產生情感上的共鳴。法國數學家伽森狄曾經說過:“誰能從小受數學熏陶到那樣一種程度，即已經習慣于數學的那種不容置辯的證明，誰就能養成認識真理的能力，從而不會放過虛偽和假象”數學素質教育的根本就是教育學生要客觀的認識世界、追求真理，培養誠實守信的道德情操。德育教育是高等院校教育的首要任務，“品質”是做人的根本，知識少一些能力差一點可以逐漸學習，作為一個人首先需要品質達標。培養學生理性的思維、獨立的思考能力、堅忍不拔的性格和井然有序的生活規律是數學素質教育的方向。數學素質教育與人文教育并不沖突，而是相輔相成、不可分割、交相輝映的。我國數學家陳省身曾說:“數學是一種活的學問，它在不斷變化，不斷發展，不斷的提供新的概念和新的方法，它促使著人們理性思維的飛躍。”智育是高等院校教育的核心內容，數學素質教育是在鍛煉學生邏輯思維、形象思維、直覺思維和空間想象能力的過程中傳授數學之美，數學思維能力的培養是大學生創新能力培養的重要一環。哲人云:“人之道，文化之道也”。數學是人類文化的重要組成部分，數學文化是一門充滿人文精神的重要學問，它不僅是關于數的世界和形的科學，不只是數學自身。數學文化具備一切想象力、邏輯思維能力、美學和哲學的特點。高等院校需要重視數學文化氛圍的培養，注重數學思維體系的構建、數學家創新精神的學習，提高當代大學生的數學文化素質。數學來源于生活，應用于生活，如何讓數學走進生活、融入生活，我們需要從多方面進行實踐探索。數學與生活的密切聯系，才是真正的數學文化價值，才是真正能夠提高當代大學生的數學素質的關鍵。

2數學建模對提高學生數學素質的作用

近年來，數學建模工作對于全面提高高等院校學生的綜合素質，提高學生的創新和實踐能力，培養創新思維模式作用明顯。數學建模以實際問題為導向，培養學生在分析和討論解決問題過程中的獨立思考能力和解決問題的能力。目前數學建模競賽類型越來越豐富，每年有全國大學生數學建模競賽、數學中國數學建模網絡挑戰賽、國際賽(小美賽)、全國統計建模大賽等類型，很多高等院校還自行組織校內數學建模競賽。在校與校和校內競賽的方法激勵學生的創新能力，培養學生數學學習興趣和團隊協作精神，全面提高學生的數學素質。在數學建模競賽和日常教學過程中，要結合數學科學與人類社會進步的相互影響，探索數學文化的歷史，注重數學文化的熏陶。利用數學建模教學活動，將數學知識與實際生活相結合，令學生意識到生活中的數學，體會數學在客觀世界的廣泛應用，課堂上需要將數學知識生活化。學生在數學建模過程中通過觀察題目、了解問題背景、團隊協作并最終解決實際問題，感受數學之美，體會數學的價值。素質教育要符合社會發展的需要，以調動學生主觀能動性為目標，開發學生潛能、健全學生整體素質。事實上，數學本身就是刻畫一切客觀事實的模型。在數學發展的歷史長河中，物理學、天文學、化學、生態學等多學科都和數學形影不離。數學建模的實踐性很強，在建模競賽和教學活動中運用多學科的知識作為背景，使用數學方法進行分析建模，充分利用了數學思想和計算機的技術手段。在建模過程中，充分尊重學生的個體特征，鼓勵學生自主思考、尋求適當的數學方法并嘗試建立不同的數學模型，使用不同的數學建模方法探索解決問題的途徑。數學建模充分發揮了數學建模在多學科中的作用以及數學對于現實世界的一直存在的建模作用。總之，隨著國民經濟的飛速發展，人們對于教育改革提出了更高的要求。探索數學建模對于提高學生的數學素質是一種有效的途徑。數學建模是數學在解決實際問題中行之有效的方法，通過組織學生參加數學建模競賽活動、積極開展數學建模日常教學工作可以有效培養學生數學知識和專業知識的學習興趣、進取精神、團隊精神和創新精神。提升大學生的數學素養是高等院校數學工作者正在努力的。數學建模是對現實世界中既復雜有抽象的問題進行總結、歸納、統計分析和預測。數學建模需要對現實問題進行建立模型和驗證模型，最后還需使用最優模型進行現實世界的解釋和預測。學習數學建模不僅要鍛煉大學生理解實際問題、解決實際問題的能力，培養大學生的創新精神、團隊精神，還要樹立正確的數學觀，即培養具有高數學素質的人才。

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作者:張艷波 康順光 廖鵬泰 單位:新疆塔里木大學信息工程學院