高职院校数学建模教学模式论文

【摘要】数学教育不仅是知识教育，更是素质教育。数学建模能有效地将高等数学与职业教育结合在一起，以传授和学习数学知识为载体，通过严格认真的数学学习和训练，可以使学生具备一些特有的素质和能力，终生受用不尽。MATLAB、SAS和LINGO等数学软件能够有效地帮助学生完成专业课程中数学的分析和计算，必将成为高职院校数学教学改革的大势所趋。

一、高职院校高等数学教学现状

1.大部分高职院校高等数学教学模式与本科院校一样，采用传统讲授式。可高职院校学生与本科院校存在很大差距，大多学生听不懂，学习兴致也不高，教学很难进行下去。现在有部分本科院校采用对分课堂和混合教学以及翻转课堂等比较先进的教学方法，但大都对学生基础和学习主动性要求较高，不太适合高职院校学生。2.高职院校培养的是职业人才，以就业为导向，专业学科为主，基础学科为辅。近年来，高职院校专业学科都在搞项目驱动教学，开展校企合作模式，这将是未来高职院校的发展趋势。高等数学如何为专业服务，解决的方式绝不是一味的摒弃，值得思考。3.教育部指出：“未来职业教育要培养学生的工匠精神”，也就是说职业教育不单单是就业教育，更是职业水准教育。未来高职培养的人才应该是高素质、高水平以及创新性人才。职业教育如果只停留在就业上，那么学生未来的职业发展很快将遭遇瓶颈。

二、高职院校高等数学教学模式的探索

怎样将一门高深而又乏味的高数教给一群不爱学习且数学底子差的学生们，甚至要对他们以后的职业发展提供一些帮助呢？我觉得数学建模是一个好的方向，主要基于以下几点：职业教育是应用教育，数学建模就是用数学方法解决各种实际问题，包括大量数学科学、运筹学、工程、管理和生命科学等诸多学术领域中常见的有意义的和实际问题，二者相得益彰。数学建模可以贴近学生专业方向，让学生充分感受其实用性、直观性。区别于传统讲授讲学，团队合作、亲身实践、主动查找以及研讨交流的行动导向教学方式将数学思维贯穿于数学建模中，不仅有利于培养学生解决实际问题的能力和创新精神，而且会使学生对数学有更深理解，从而增强他们学好数学积极性和主动性，其结果必然是大大增强他们面对21世纪严峻挑战的竞争力。数学建模可以培养个性发展的专业人才，提升学生职业价值感。学生要研究一个特定领域以获得对某些行为（性态）的更深入的理解，仅有高等数学的知识已远远不够。建模课程将激励学生去学习诸如线性代数、微分方程、最优化和线性规划、数值分析、概率论和统计学这样更高深的课程。人才培养更注重个性化发展，更加关注学生的职业生涯发展。

三、高职院校高等数学教学实施策略

当然，数学建模课程的实施应该首先具备建模素养。并不是说，数学建模好、有用，就可以直接进行数学建模了，那显然是行不通的。我们应当遵从以下几个步骤：第一步，以人才培养定位、专业设置和目标确定对课程构建。不同的人才培养方案，不同的专业，不同的培养目标，确定不同的课程教学。下面以包头铁道职业技术学院为例。学院是专门培养铁路专业人才的高等职业技术院校，除了基础教学部，还设有铁道工程系、建筑工程系、机械工程系、铁道交通运输系、机车车辆系、通信信号系6个系。这6个系又涵盖了20个专业方向。针对三年制高职，第一学年主要是理论教学部分的学习，包含基础课程和面向专业课程。第二学年便可以开始数学建模实验课程的学习了。学生先要掌握极限、导数、微积分的思维方法，我把它们称为基础课程，还要懂得微分方程、线性代数以及概率论与数理统计等面向专业的课程，我把它们称为面向专业课程。1.基础课程（必修）：开设时间：第一学年第一学期总课时：20周×4学时/周=80学时其中：极限（20学时）导数（30学时）积分（30学时）考核方式：考试课。考试50%，平时50%。教学目标：高等数学三大核心思想：“极限、导数、微积分”，要求学生会进行简单计算，熟练掌握三大思想的本质含义。2.面向专业课程（选修，结合本专业需求，任选其一）：开设时间：第一学年第二学期总课时：18周×2学时/周=36学时线性代数（36学时）面向机车车辆、通信信号专业；统计学（36学时）面向铁道交通运输专业；微分方程（36学时）面向铁道工程、建筑工程、机械工程专业。考核方式：考察课教学目标：根据专业需求，以及学生个人的人生规划，选择适合自己的专业数学课程，以便在这些方面进行深入研究和创新突破。3.数学实验课程（选修）：开设时间：第二学年第一学期总课时：20周×2学时/周=40学时考核方式：考察课教学目标：希望大家能理解数学软件功能实现的数学背景与算法原理，掌握利用数学软件进行问题求解的基本规律，能够使用数学软件作为专业应用的.工具，能从繁杂的计算事务中解放出来，促进计算机和专业应用的结合，促进计算机应用水平提高和对专业知识的掌握。对应课程：科学计算与MATLAB语言、统计分析与SAS、优化与LINGO。第二步，以团队合作、亲身实践、主动查找以及研讨交流的行动导向教学方式。柏林大学的校长洪堡认为：大学教授的主要任务并不是“教”，大学学生的任务也不是“学”。大学学生必须独立地自己去从事“研究”，至于大学教授的工作，则在引导学生“研究”的兴趣，再进一步去指导并帮助学生去做研究工作。以“学生为中心，教师是关键，将数学建模思想和方法融入专业学科中”是我们教学方式改变的核心。传统的教学中，教师照本宣科，学生死啃课本，教学内容千篇一律，缺少变化，缺乏创新，再加上高职的学生基础差、意志力薄弱，上课不是玩手机就是睡倒一片，学期末考试更是惨不忍睹。针对于这种情况，我认为应该先在教学计划上，应该摘掉枝叶，直奔主题，突出主题，突出数学的应用性和实用性，这就将本科教育和职业教育区分开来。对于理论部分的教学，多年来，我一直秉承“小组合作”方式，效果非常好。只要掌握四点原则：“学、展、点、练”。“学”：自主学习，合作学习；“展”：展示交流，分享共赢；“点”：精讲点拨，点评升华；“练”：有效训练，知识落实。以每个班40人为例，将学生分成8个小组，每组一名小组长。每节课教师讲授时间不超过15分钟，之后布置本节课的学习任务，学生在小组长的带领下自主学习、合作学习。然后小组长将学习效果向教师反馈，教学根据反馈情况将学生作品向全班同学展示交流，让学生自行评判哪些是正确的，哪些是错误的，为什么？再接着，教师进行总结反思，升华主题。最后，为了巩固课堂效果，教师要适当布置课后作业。实验教学比理论教学要容易得多，因为学生本身对电脑和应用性知识就要感兴趣，教起来很轻松。而且，我发现在与学生的交流中经常收到意想不到的效果，有些学生能够解决教师都感到头疼的编程问题。这就到达了师生共同研究，教学相长的效果。每学期制定几个研究课题，诸如构建各种情景的模型，完成UMAP的教学单元或研究教材、课堂中的一个作为例子讲述的模型等。对每个学生来说，在整个课程中接受模型构建、模型分析或模型研究的多样性研究课题的组合，并建立起信心是重要的。学生可能会选择一个特别感兴趣的情景研制模型，或分析在另一门课程中的模型，在典型的建模课程中推荐5到8个短小的研究课题。第三步，教学资源库建设。不同专业面对的问题、学习的课程以及解决的方案不同，这就需要教本专业的教师对该专业的数学模型有一定的积累。资源库建设有助于数学建模教学的可持续发展，不断积累的模型和经验不仅使教学更加容易，而且能加深对实际问题的认识和优化，真正到达数学服务专业的目的。第四步，师资队伍建设。如果没有教师自身和集体的钻研和实践，以及结合学生实际情况的因材施教，也不可能完成上述任务。数学建模教学是一项长期而繁重的任务，因为涉及的数学方向多，应用计算机软件也很多，单靠几个教师是无法独立完成的。这就需要精细分工和团队合作。教同一专业的几个教师最好长期从事该学科的教学和研究，并经常出去参加培训以及交流学习，这样才能保证走在本专业学科的最前沿，传授的知识才能适应社会的发展。第五步，监控、评价等管理制度建设。合理的考核评价体系有利于建模的有序推进，否则，改革则半途而废。

【参考文献】

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[4]于泽元,王丹艺.核心素养对课程意味着什么[J].现代远程教育研究,2017(05). 作者：高黎明 单位：包头铁道职业技术学院基础教学部

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