高职数学教学中数学建模的重要性
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【摘要】数学在高职教育教学中占据重要的地位，数学建模是一种很好的教学方式，学生通过数学建模，能够快速解决数学问题。基于此，本文将从高职数学学习思想、数学建模教学特点以及高职数学教学现状出发，探究高职教育中数学建模对数学教学的重要性，希望能够帮助教师纠正学生对数学建模的认知，让学生认识到数学建模对学习数学的重要意义，使得学生能够通过数学建模，解决数学问题，实现学生数学问题解决能力的提升。
【关键词】数学建模；高职学校；数学教学
早在80年代初期，我国就已经将数学建模引入到了对数学的教学课堂中，并取得了较好的教学效果。随着教育的不断改革，数学建模的重要意义不断体现出来。如今，世界各地都在举行数学建模比赛，由此可知数学建模对社会的影响力巨大。在高职数学教学中，数学教师要充分意识到数学建模对教学的重要意义，合理使用数学建模开展数学教学，有效提升数学教学课堂质量。
一、高职数学学习思想
对于高职数学教学而言，要想提升数学教学质量，数学教师要帮助学生科学构建数学学习框架，同时还需要对学生的数学思维能力进行培养，使得在长时间的数学学习中，学生的数学学习能力能够得到一定程度的提升。高职学校学生的文化程度和学习能力普遍较低，大学数学又是一个比较难的科目，因此学生会对数学产生一种畏惧的心理，有的学生甚至会直接逃避数学，不进行数学学习。针对这种情况，高职数学教师可适当引入数学建模的思想，将数学问题生活化，帮助学生理解和数学问题相关对数学知识，提高学生对数学的认知，有效激发学生学习数学的兴趣，保证学生充分参与到对数学的学习过程中。为提高学生对数学的认知，高职数学教师首先要为学生开展一个数学知识讲座，让学生慢慢的了解数学建模的思想。在讲座上，高职教师可以引入一些生活中存在的数学问题，并进行数学建模，让学生认识到数学具有广泛的应用范围和广阔的思维开放性，改变学生不正确的数学认知。其次，高职数学教师可以在数学课本每一个章节的开端，以一个案例的方式将章节数学概念引入，帮助学生有效学习数学知识，提高学生运用数学软件的能力。通过数学案例教学，高职教师能够增加学生对数学知识的理解能力和把握，不断提升学生的数学建模能力。最后，高职教学可将学生组合成不同小组，各小组成员之间通过合作交流，能够快速完成对数学问题的数学建模，有效解决数学问题。在小组成员合作过程中，高职数学教师可以在旁边进行指导，学生之间通过合作，能够体会到学习数学的巨大乐趣。与此同时，通过小组成员之间合作的方式，能够激发学生学习数学的兴趣，改变学生在长期的数学学习过程中形成的数学认知，让学生真正的认识到数学学习的意义，可有效促进学生形成正确的数学学习思想，同时还能协调学生之间的关系。
二、数学建模教学特点
所谓数学建模，就是根据数学问题的相关数据，进行模型建立并对模型进行不断的优化，根据模型求解结果解决实际问题的过程。数学建模是开展数学教学活动的重要方法，在高职数学教学中，数学教师通过使用数学建模的教学方式，能够有效提升学生的学习效果。在数学的学习过程中，当学生使用常用的解决方法无法解决数学问题时，可以进行数学建模，最终将能够解决比较困难的数学问题。数学模型建立的过程为将令人头疼、难以解决的问题通过分析和简化，并转化为数学问题的过程。对实际问题进行数学建模，首先需要对问题进行调查，收集和问题相关的数据，建立反映问题和数据的数量关系，然后利用相关的数学理论和方法，最终实现对复杂数学问题的解决。使用数学建模的方式，能够将复杂的数学问题简单化，使得问题各因素之间的关系更加明确，通过对各要素的深思熟虑和进一步优化分析，最终可得到问题最有效的结论。数学建模具有很多的优点，使用数学建模能够快速解决日常方式不能解决的复杂问题，因此在高职数学教学中，数学教师要积极使用数学建模的教学方法，引导学生进行数学学习，有效提高教师的数学教学质量。
三、高职数学教学现状
就目前而言，虽然很多高职院校均意识到了数学教学的重要性，并将数学建模应用到数学教学过程中。但是总的来说，大部分高职院校存在忽视数学教学的情况，而且不能很好的将数学建模教学方式引用到数学教学中，导致数学教学质量达不到教育要求。很多高职院校依旧使用传统的教学理念和教学模式开展数学教学活动，数学教师的数学教学内容主要以教材内容为主，没有一定的创新性。数学课本包含的数学知识不多，内容不够全面，单独使用数学课本无法对学生的数学知识内容进行拓展。在大学数学课本中，微积分、概率论、数理统计等为课本重要内容，学好这些内容对学生以后的发展具有很重要的意义。但是这些内容缺少实践性，大多为纯理论内容，不具备实践操作的基础条件，如果教师不能对这些内容进行拓展，将导致学生没有缺乏实践能力，且无法对数学产生浓厚的兴趣。另外，当下很多高职院校的数学课堂教学方法比较传统，导致数学教学课堂质量不高，一节课下来，学生并没有多少收获。很多教师开展数学教学活动，只是为了告知学生期末的考试范围，并将考试知识点透露给学生，让学生通过简单的学习就能通过考试。使用这种方式对学生进行教育，增加了学生对教师的依赖性，如果教师不给学生考试范围，那么学生将无从着手。因此这种教学方式失去了数学教学模式创新的意义，无法提升学生数学能力。与此同时，高职院校的学生并没有较好的数学基础，学生对数学知识的学习和掌握能力较差。在实际的数学教学中，学生总会将数学知识点搞混淆，无法充分掌握数学知识点。因此，在这个过程中，如果数学教师不能进行教学方式创新，将加大学生学习数学的难度。
四、数学建模对高职数学教学的重要性
1.充分了解数学建模
建立数学模型的简称为数学建模，数学建模为学习数学的一个重要思维方式。使用数学原理、数学公式以及数学语言，就可以实现对数学问题的模型建立，从而可得到和实际数据相近的结果，实现对困难数学问题的解决。在高职院校中，几乎每个专业都要学习数学，因此可以看出数学对高职院校学生的重要性。在高职院校的数学教学过程中，数学教师通过开展数学建模教学活动，将数学语言应用到实际的数学问题中，结合相关数据建立数学模型，能够快速解决数学问题。教师演示完毕后，可以对学生提出数学建模问题。学生根据数学教师的教学过程，通过测量数据、建立数学模型，最终能够在教师的指导下完成对数学问题的解决。在这个过程中，高中院校的学生能够看到数学与自己专业、数学与社会各行业以及数学与日常生活之间存在紧密联系的关系，因此学生会领会到数学的重要价值。同时，使用数学建模的方法解决数学问题后，学生能够加深对数学建模的认识，并意识到数学在日常生活中的重要作用，此时学生学习积极性将得到有效增强，数学学习质量将得到一定程度的提高。
2.促进数学教学改革
随着教育的深化改革，传统的教学方式已经不能满足当下教学需求，对于高职院校而言，提升教学水平能够有效提升高校的地位，促进高校的快速发展。因此，为保证高职院校的可持续发展，学校需要对教学方式进行改革创新，避免沿用传统的教学方式，不利于提高教学质量。对于数学教学而言，高职院校需要正确认识到数学建模的重要意义，数学教师要在日常的数学教学中合理应用数学建模的教学方法，不断进行数学教学改革，促进数学教学质量的快速提升。例如，高职院校可以通过开展数学建模比赛的方式，并鼓励学生参加比赛。通过这种方式，不仅可以扩大数学建模的影响范围，还能让学生意识到数学建模的重要性，最主要的是通过开展数学建模比赛的方式，高职院校通过比赛结果能够了解学生对数学建模的掌握程度，从而便于采取具体的措施，对数学教学进行整顿，促进数学教学的改革，不断提升学生进行数学建模、解决数学问题的能力。
3.提高学生学习能力
目前我国高职院校的数学教学情况并不乐观，主要存在两方面的问题。一方面，高职院校中的高等数学教学内容较少，并且课时存在严重缩水的情况。在实际的数学教学中，教师只注重对学生数学理论知识的传授，并没有意识到实践的重要性，忽视了知识的有效应用和学科之间的联系，因此导致高职院校教学质量较低，学生通过三年的学习后，数学能力依旧没有提高。另一方面，20世纪90年代以后，我国各大院校开始扩招学生，在这种情况下，高职院校学生的数学基础逐渐下降，因此导致教师开展数学教学困难，无法全面提高学生的学习能力。数学建模教学方式普及后，高职院校数学教师通过使用数学建模教学方式，能够有效提高学生的数学能力。在数学过程中，数学教师通过创设教学情境，将数学与实际生活结合在一起，并通过计算的辅助，能够激发学生的学习兴趣，保证学生充分参与到教师的课堂之中，和教师一同解决数学问题。通过这种教学方式，高职技术可以对学生的学习能力进行提高，不断增强学生的建模能力，培养学生的创新精神。例如，在数学教学过程中，高职院校的数学老师可以使用数学建模的方式，开展数学教学活动。首先由于大学的数学问题具有较高的复杂性，因此教师可以给学生每个人配备一台电脑，并教授学生相关数学软件的使用技巧，例如Matlab、Lingo以及Excel等。学生掌握了这些数学软件的使用技巧后，就能够轻松将数学问题进行建模，通过数学软件精确的计算能力，最终可获得贴近于实际答案的数学结果。在这个过程中，学生建模能力将得到一定程度的提升，数学学习能力也会得到增强。
4.推动教学观念转变
高职院校不同于一般的大学，对学生的学习要求并不高。但是随着社会经济的快速发展，学生进入社会后所面临的挑战将越来越多。在这种情况下，高职院校必须重视对学生的教育。和其他院校的教学目标一样，高职院校的教学目的也是为了提高学生处理问题的能力以及创新能力。通过采用合适的教学手段对学生进行教育，高职院校能够将学生培养成具有实践意识、操作能力强以及创新能力强的复合型人才，使得学生进入社会后不会因能力不足而被淘汰掉。新时期，高职院校为了提高数学教学质量，可以将数学建模引入到数学教学中，对学生的数学建模能力进行培养，有效提升学生数学问题的解决能力。数学建模教学方式突破了传统的教学方式和教学理念，着手于提升学生解决实际问题的能力。高职教学通过数学建模方式的有效运用，能够转变传统的教学观念，使得学生能够意识到数学对以后生活的重要性，实现数学教师教学质量的快速提升。
5.促进学生科技创新
可以负责任的说，我国各大高校的数学建模竞赛项目均来自于社会实践生活，例如工业生产问题、化工企业效益研究问题等。高校将这些项目收集后，可开展数学建模竞赛，让学生用学到过的知识，建立数学模型，为项目提供最优的建设方案。根据这几年的数学建模比赛情况，可以得知高职院校参与数学建模比赛的人数并不多。但是随着时间的推移，高职院校参与数学建模比赛的人数有一定的增加，由此可知数学建模已经深入我国各大院校。通过采访可知，参与数学建模比赛后，大部分学生都会有很大的收获，某些学生甚至对数学建模产生了浓厚的兴趣。参赛过后，几乎所有学生都具有一定的科研意识和创新意识。因此，高职院校的数学教师要将数学建模深入到各个方面，学校可以定期组织开展数学建模比赛活动，检测学生的数学建模能力，不断提高学生的科研能力和创新能力，促进高职院校的教育改革，提升高职院校的教学实力。
6.推动教学团队构建
高职院校将数学建模教学方式运用到数学教学中后，能够获得较好的教学效果。同时，数学教师们为保证数学建模方法的有效应用，各教师之间会进行教学探讨，探讨将数学建模应用到数学教学中的最佳方案。长期下来，高职院校数学教师之间会自动形成一个数学建模教学团队，当某个教师的教学出现问题时，其他教师可以给出参考建议。通过这种方式，高职院校数学教师的教学能力将得到不断的提升，学生的学习质量也会因教师教学能力的提升而提升。例如，某高职院校为了推动数学教学活动的开展，将所有数学教师聚集到一起，让各教师之间寻找各自教学中存在的不足。通过这种方式，数学教师们均发现了自己教学过程中存在的缺点。如王老师发现自己不注重对学生的引导，不能及时解决学生的问题，因此导致学生学习质量低下。而王老师则认为自己对数学建模教学方法的使用不恰当，没有将建模技巧教授给学生，学生数学建模能力存在较大的不足。发现不足后，该高职院校所有数学教师组成了一个团队，对数学建模教学方式开展了研究，并充分关注其他教师的教学情况，发现问题及时提出来，然后一起解决。长期下来，该高职院校的数学教学状况有了很大的改善。因此，高职院校要重视对数学建模教学方式的运用，通过使用给学生配备电脑、培训教师教学能力的方式，有效促进数学建模教学活动的开展，促进学生数学建模能力的提升，保证学生能够实现全方位发展，将来做起一个对社会有用的复合型人才。
结语
总的来说，数学建模已经深入各大高校以及社会数学研究领域，对世界的意义重大。我国部分人才来自于高职学校，为保证高职学校能够为社会源源不断的输送人才，高职数学教师要将数学建模运用到数学教学课堂中，培养学生使用数学建模解决数学问题的能力，保证学生学习能力能够得到有效提升，促进学生成为复合型的人才，将来可以造福于社会。
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作者：王加斌 单位：阿坝职业学院
