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【摘要】隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，對于數(shù)學(xué)的要求變的越來越高，數(shù)學(xué)的應(yīng)用成為數(shù)學(xué)自身發(fā)展的一個(gè)共同目標(biāo)。應(yīng)用數(shù)學(xué)知識來解決實(shí)際問題是數(shù)學(xué)教育實(shí)踐活動的重要環(huán)節(jié)，數(shù)學(xué)建模活動反映了大學(xué)生數(shù)學(xué)的應(yīng)用水平、創(chuàng)新能力和團(tuán)隊(duì)精神，數(shù)學(xué)建模對于提高當(dāng)代大學(xué)生數(shù)學(xué)素質(zhì)起著至關(guān)重要的作用，培養(yǎng)具有良好數(shù)學(xué)素質(zhì)的大學(xué)生是高等院校數(shù)學(xué)工作者正在努力的。

【關(guān)鍵詞】數(shù)學(xué)建模競賽;數(shù)學(xué)素質(zhì);數(shù)學(xué)建模教學(xué)

近年來，國際和國內(nèi)數(shù)學(xué)界對于應(yīng)用數(shù)學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力培養(yǎng)給予了廣泛的關(guān)注和高度的重視，數(shù)學(xué)建模競賽和教學(xué)活動的開展以學(xué)生在實(shí)際應(yīng)用中運(yùn)用數(shù)學(xué)、獲取數(shù)學(xué)知識、體會數(shù)學(xué)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(xué)模式改革。我國每年9月份進(jìn)行的全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽，由1994年的196所高等院校的867個(gè)參賽隊(duì)逐漸擴(kuò)大到超過1000支隊(duì)伍參加，并且以每年25%的平均增速快速發(fā)展，參賽隊(duì)員數(shù)以萬計(jì)。然而，數(shù)學(xué)應(yīng)用能力的培養(yǎng)是高等院校數(shù)學(xué)課堂所缺少的，提高學(xué)生的實(shí)踐動手能力和創(chuàng)新能力是開展數(shù)學(xué)建?；顒拥闹攸c(diǎn)。數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的目標(biāo)不僅是培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算能力和邏輯思維能力，更重要的是提高學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。20年來，參加數(shù)學(xué)建模競賽和開展數(shù)學(xué)建模課程的高等院校越來越多，使得數(shù)學(xué)建模的影響力越來越大，優(yōu)秀的創(chuàng)新型人才層出不窮。國家之間的競爭實(shí)質(zhì)上就是創(chuàng)新人才的競爭，因此培養(yǎng)創(chuàng)新人才是各個(gè)高等院校提高教育質(zhì)量的重要著力點(diǎn)。作為全國最大的課外科技活動，數(shù)學(xué)建模是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的一個(gè)有效途徑，可以激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識。與此同時(shí)，數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)形式、教學(xué)目的等都面臨著重要的改革。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，使得數(shù)學(xué)建?；顒幽軌驈V泛而深入的運(yùn)用到自然科學(xué)、社會科學(xué)等越來越多的研究領(lǐng)域。數(shù)學(xué)建模能力的強(qiáng)弱是衡量一個(gè)現(xiàn)代數(shù)學(xué)科學(xué)工作者創(chuàng)新能力的重要指標(biāo)。數(shù)學(xué)建模反映了學(xué)生數(shù)學(xué)的應(yīng)用水平，也是學(xué)生數(shù)學(xué)素質(zhì)教育的重要環(huán)節(jié)。近20年來，國際數(shù)學(xué)界對于數(shù)學(xué)應(yīng)用能力培養(yǎng)的關(guān)注愈發(fā)強(qiáng)烈。美國數(shù)學(xué)聯(lián)合會把數(shù)學(xué)應(yīng)用與建模的內(nèi)容結(jié)合進(jìn)中學(xué)教材作為1981年至1990年數(shù)學(xué)教育改革最需要的項(xiàng)目。在我國，1992年張莫宙先生強(qiáng)烈呼吁數(shù)學(xué)的應(yīng)用在中學(xué)教學(xué)的重要性。為了適應(yīng)科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的需要和高素質(zhì)科技人才的培養(yǎng)需要，數(shù)學(xué)建模正在高等院校中逐漸展開。國內(nèi)外越來越多的高等院校開展了數(shù)學(xué)建模的課程和校內(nèi)數(shù)學(xué)建模競賽以及數(shù)學(xué)建模競賽的培訓(xùn)工作，數(shù)學(xué)建?；顒又饾u成為高等院校教育教學(xué)改革和培養(yǎng)高質(zhì)量科技人才的重要方面。目前，部分高等院校正在將數(shù)學(xué)建模教學(xué)與競賽活動將教學(xué)改革結(jié)合到一起，力求探索出更有效的數(shù)學(xué)建模教學(xué)方法和培養(yǎng)新世紀(jì)創(chuàng)新型人才的新思路。受應(yīng)試教育的影響，在我國有部分人認(rèn)為數(shù)學(xué)就是嚴(yán)密的計(jì)算和邏輯推理，學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)目的就是為了考試獲得好的分?jǐn)?shù)，或者知識和技能的培養(yǎng)，對于實(shí)際應(yīng)用能力、創(chuàng)新能力沒有得到足夠的重視，數(shù)學(xué)之美沒有通過解決實(shí)際生活中遇到的問題得到體會。清華大學(xué)姜啟源教授認(rèn)為，數(shù)學(xué)教育的本質(zhì)就是素質(zhì)教育，數(shù)學(xué)教學(xué)工作不能完全和外界隔離開來。把數(shù)學(xué)建模引入素質(zhì)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(shè)了數(shù)學(xué)建模課程，越來越多的大學(xué)教師正在將數(shù)學(xué)建模的思想和方法融入數(shù)學(xué)的日常教學(xué)當(dāng)中，這無疑是對數(shù)學(xué)教學(xué)改革的有益嘗試。應(yīng)用能力和基礎(chǔ)知識缺一不可、同樣重要，通過數(shù)學(xué)建模教學(xué)活動提高當(dāng)代大學(xué)生的數(shù)學(xué)素質(zhì)具有重要的意義。

1數(shù)學(xué)素質(zhì)的重要性

素質(zhì)教育包含了基本品質(zhì)和素養(yǎng)等因素，數(shù)學(xué)素質(zhì)教育對于學(xué)生的素質(zhì)教育的總體提高具有至關(guān)重要的意義。數(shù)學(xué)是人類文明的重要組成部分，數(shù)學(xué)素質(zhì)教育對于提高全民素質(zhì)起著至關(guān)重要的作用。作為一種先進(jìn)的文化，數(shù)學(xué)對于人類文明的發(fā)展進(jìn)步起著積極的推動作用，是人類文明的重要支柱。數(shù)學(xué)素質(zhì)教育是時(shí)展的需要，尤其對于當(dāng)前環(huán)境變化、資源緊缺和疾病等越來越多的社會問題突出顯現(xiàn)，信息和知識快速發(fā)展、產(chǎn)品技術(shù)更新?lián)Q代周期越來越短。智力資源和創(chuàng)新競爭的出現(xiàn)，正在逐步改變我們對于“應(yīng)試教育”的轉(zhuǎn)變，“素質(zhì)教育”將受到更高的重視。素質(zhì)教育對于教師提出了更高的要求，數(shù)學(xué)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(xué)生的心理和智能，激發(fā)學(xué)生內(nèi)在的潛能。大學(xué)課堂上，數(shù)學(xué)教學(xué)要利用數(shù)學(xué)的文化和美感導(dǎo)引學(xué)生。數(shù)學(xué)課堂要激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造激情，不能夠培養(yǎng)只會做題的書呆子。數(shù)學(xué)素質(zhì)教育是學(xué)生在先天遺傳因素基礎(chǔ)之上，通過自身不斷實(shí)踐和總結(jié)經(jīng)驗(yàn)過程中不斷體會數(shù)學(xué)文化知識和數(shù)學(xué)之美，利用逐漸建立起來自身的數(shù)學(xué)思維去觀察世界、認(rèn)識世界從而改變世界，在改變自身認(rèn)識的實(shí)踐中建立起來的人文精神。學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的過程不只是解決一道題目、解決一個(gè)具體問題，而是潛移默化的培養(yǎng)其一種審美的情操，一種理性的思維模式。在學(xué)生的素質(zhì)教育培養(yǎng)過程中，各方面的教育都很重要，而數(shù)學(xué)教育在這其中必定是重中之重。在自然科學(xué)和社會科學(xué)的教學(xué)和研究中，人們會愈發(fā)認(rèn)識到數(shù)學(xué)對于全面提高學(xué)生的綜合素質(zhì)是非常重要的。在當(dāng)前，對于青少年思想品質(zhì)的提高，人生觀、價(jià)值觀和世界觀的正確培養(yǎng)以及建立良好的學(xué)習(xí)態(tài)度尤其重要。中國數(shù)學(xué)的成就輝煌，在青少年的愛國主義教育過程中需要體現(xiàn)。數(shù)學(xué)之美需要在高等院校的課堂上呈現(xiàn)出來，和學(xué)生之間要產(chǎn)生情感上的共鳴。法國數(shù)學(xué)家伽森狄曾經(jīng)說過:“誰能從小受數(shù)學(xué)熏陶到那樣一種程度，即已經(jīng)習(xí)慣于數(shù)學(xué)的那種不容置辯的證明，誰就能養(yǎng)成認(rèn)識真理的能力，從而不會放過虛偽和假象”數(shù)學(xué)素質(zhì)教育的根本就是教育學(xué)生要客觀的認(rèn)識世界、追求真理，培養(yǎng)誠實(shí)守信的道德情操。德育教育是高等院校教育的首要任務(wù)，“品質(zhì)”是做人的根本，知識少一些能力差一點(diǎn)可以逐漸學(xué)習(xí)，作為一個(gè)人首先需要品質(zhì)達(dá)標(biāo)。培養(yǎng)學(xué)生理性的思維、獨(dú)立的思考能力、堅(jiān)忍不拔的性格和井然有序的生活規(guī)律是數(shù)學(xué)素質(zhì)教育的方向。數(shù)學(xué)素質(zhì)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(shù)學(xué)家陳省身曾說:“數(shù)學(xué)是一種活的學(xué)問，它在不斷變化，不斷發(fā)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?！敝怯歉叩仍盒＝逃暮诵膬?nèi)容，數(shù)學(xué)素質(zhì)教育是在鍛煉學(xué)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(shù)學(xué)之美，數(shù)學(xué)思維能力的培養(yǎng)是大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重要一環(huán)。哲人云:“人之道，文化之道也”。數(shù)學(xué)是人類文化的重要組成部分，數(shù)學(xué)文化是一門充滿人文精神的重要學(xué)問，它不僅是關(guān)于數(shù)的世界和形的科學(xué)，不只是數(shù)學(xué)自身。數(shù)學(xué)文化具備一切想象力、邏輯思維能力、美學(xué)和哲學(xué)的特點(diǎn)。高等院校需要重視數(shù)學(xué)文化氛圍的培養(yǎng)，注重?cái)?shù)學(xué)思維體系的構(gòu)建、數(shù)學(xué)家創(chuàng)新精神的學(xué)習(xí)，提高當(dāng)代大學(xué)生的數(shù)學(xué)文化素質(zhì)。數(shù)學(xué)來源于生活，應(yīng)用于生活，如何讓數(shù)學(xué)走進(jìn)生活、融入生活，我們需要從多方面進(jìn)行實(shí)踐探索。數(shù)學(xué)與生活的密切聯(lián)系，才是真正的數(shù)學(xué)文化價(jià)值，才是真正能夠提高當(dāng)代大學(xué)生的數(shù)學(xué)素質(zhì)的關(guān)鍵。

2數(shù)學(xué)建模對提高學(xué)生數(shù)學(xué)素質(zhì)的作用

近年來，數(shù)學(xué)建模工作對于全面提高高等院校學(xué)生的綜合素質(zhì)，提高學(xué)生的創(chuàng)新和實(shí)踐能力，培養(yǎng)創(chuàng)新思維模式作用明顯。數(shù)學(xué)建模以實(shí)際問題為導(dǎo)向，培養(yǎng)學(xué)生在分析和討論解決問題過程中的獨(dú)立思考能力和解決問題的能力。目前數(shù)學(xué)建模競賽類型越來越豐富，每年有全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽、數(shù)學(xué)中國數(shù)學(xué)建模網(wǎng)絡(luò)挑戰(zhàn)賽、國際賽(小美賽)、全國統(tǒng)計(jì)建模大賽等類型，很多高等院校還自行組織校內(nèi)數(shù)學(xué)建模競賽。在校與校和校內(nèi)競賽的方法激勵學(xué)生的創(chuàng)新能力，培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，全面提高學(xué)生的數(shù)學(xué)素質(zhì)。在數(shù)學(xué)建模競賽和日常教學(xué)過程中，要結(jié)合數(shù)學(xué)科學(xué)與人類社會進(jìn)步的相互影響，探索數(shù)學(xué)文化的歷史，注重?cái)?shù)學(xué)文化的熏陶。利用數(shù)學(xué)建模教學(xué)活動，將數(shù)學(xué)知識與實(shí)際生活相結(jié)合，令學(xué)生意識到生活中的數(shù)學(xué)，體會數(shù)學(xué)在客觀世界的廣泛應(yīng)用，課堂上需要將數(shù)學(xué)知識生活化。學(xué)生在數(shù)學(xué)建模過程中通過觀察題目、了解問題背景、團(tuán)隊(duì)協(xié)作并最終解決實(shí)際問題，感受數(shù)學(xué)之美，體會數(shù)學(xué)的價(jià)值。素質(zhì)教育要符合社會發(fā)展的需要，以調(diào)動學(xué)生主觀能動性為目標(biāo)，開發(fā)學(xué)生潛能、健全學(xué)生整體素質(zhì)。事實(shí)上，數(shù)學(xué)本身就是刻畫一切客觀事實(shí)的模型。在數(shù)學(xué)發(fā)展的歷史長河中，物理學(xué)、天文學(xué)、化學(xué)、生態(tài)學(xué)等多學(xué)科都和數(shù)學(xué)形影不離。數(shù)學(xué)建模的實(shí)踐性很強(qiáng)，在建模競賽和教學(xué)活動中運(yùn)用多學(xué)科的知識作為背景，使用數(shù)學(xué)方法進(jìn)行分析建模，充分利用了數(shù)學(xué)思想和計(jì)算機(jī)的技術(shù)手段。在建模過程中，充分尊重學(xué)生的個(gè)體特征，鼓勵學(xué)生自主思考、尋求適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)方法并嘗試建立不同的數(shù)學(xué)模型，使用不同的數(shù)學(xué)建模方法探索解決問題的途徑。數(shù)學(xué)建模充分發(fā)揮了數(shù)學(xué)建模在多學(xué)科中的作用以及數(shù)學(xué)對于現(xiàn)實(shí)世界的一直存在的建模作用?？傊?，隨著國民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，人們對于教育改革提出了更高的要求。探索數(shù)學(xué)建模對于提高學(xué)生的數(shù)學(xué)素質(zhì)是一種有效的途徑。數(shù)學(xué)建模是數(shù)學(xué)在解決實(shí)際問題中行之有效的方法，通過組織學(xué)生參加數(shù)學(xué)建模競賽活動、積極開展數(shù)學(xué)建模日常教學(xué)工作可以有效培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)知識和專業(yè)知識的學(xué)習(xí)興趣、進(jìn)取精神、團(tuán)隊(duì)精神和創(chuàng)新精神。提升大學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)是高等院校數(shù)學(xué)工作者正在努力的。數(shù)學(xué)建模是對現(xiàn)實(shí)世界中既復(fù)雜有抽象的問題進(jìn)行總結(jié)、歸納、統(tǒng)計(jì)分析和預(yù)測。數(shù)學(xué)建模需要對現(xiàn)實(shí)問題進(jìn)行建立模型和驗(yàn)證模型，最后還需使用最優(yōu)模型進(jìn)行現(xiàn)實(shí)世界的解釋和預(yù)測。學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)建模不僅要鍛煉大學(xué)生理解實(shí)際問題、解決實(shí)際問題的能力，培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新精神、團(tuán)隊(duì)精神，還要樹立正確的數(shù)學(xué)觀，即培養(yǎng)具有高數(shù)學(xué)素質(zhì)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(xué)信息工程學(xué)院