高職院校數學建模教學模式論文
【摘要】數學教育不僅是知識教育，更是素質教育。數學建模能有效地將高等數學與職業教育結合在一起，以傳授和學習數學知識為載體，透過嚴格認真的數學學習和訓練，可以使學生具備一些特有的素質和能力，終生受用不盡。MATLAB、SAS和LINGO等數學軟體能夠有效地幫助學生完成專業課程中數學的分析和計算，必將成為高職院校數學教學改革的大勢所趨。
一、高職院校高等數學教學現狀
1.大部分高職院校高等數學教學模式與本科院校一樣，採用傳統講授式。可高職院校學生與本科院校存在很大差距，大多學生聽不懂，學習興致也不高，教學很難進行下去。現在有部分本科院校採用對分課堂和混合教學以及翻轉課堂等比較先進的教學方法，但大都對學生基礎和學習主動性要求較高，不太適合高職院校學生。2.高職院校培養的是職業人才，以就業為導向，專業學科為主，基礎學科為輔。近年來，高職院校專業學科都在搞專案驅動教學，開展校企合作模式，這將是未來高職院校的發展趨勢。高等數學如何為專業服務，解決的方式絕不是一味的摒棄，值得思考。3.教育部指出：“未來職業教育要培養學生的工匠精神”，也就是說職業教育不單單是就業教育，更是職業水準教育。未來高職培養的人才應該是高素質、高水平以及創新性人才。職業教育如果只停留在就業上，那麼學生未來的職業發展很快將遭遇瓶頸。
二、高職院校高等數學教學模式的探索
怎樣將一門高深而又乏味的高數教給一群不愛學習且數學底子差的學生們，甚至要對他們以後的職業發展提供一些幫助呢？我覺得數學建模是一個好的方向，主要基於以下幾點：職業教育是應用教育，數學建模就是用數學方法解決各種實際問題，包括大量數學科學、運籌學、工程、管理和生命科學等諸多學術領域中常見的有意義的和實際問題，二者相得益彰。數學建模可以貼近學生專業方向，讓學生充分感受其實用性、直觀性。區別於傳統講授講學，團隊合作、親身實踐、主動查詢以及研討交流的行動導向教學方式將數學思維貫穿於數學建模中，不僅有利於培養學生解決實際問題的能力和創新精神，而且會使學生對數學有更深理解，從而增強他們學好數學積極性和主動性，其結果必然是大大增強他們面對21世紀嚴峻挑戰的競爭力。數學建模可以培養個性發展的專業人才，提升學生職業價值感。學生要研究一個特定領域以獲得對某些行為（性態）的更深入的理解，僅有高等數學的知識已遠遠不夠。建模課程將激勵學生去學習諸如線性代數、微分方程、最最佳化和線性規劃、數值分析、機率論和統計學這樣更高深的課程。人才培養更注重個性化發展，更加關注學生的職業生涯發展。
三、高職院校高等數學教學實施策略
當然，數學建模課程的實施應該首先具備建模素養。並不是說，數學建模好、有用，就可以直接進行數學建模了，那顯然是行不通的。我們應當遵從以下幾個步驟：第一步，以人才培養定位、專業設定和目標確定對課程構建。不同的人才培養方案，不同的專業，不同的培養目標，確定不同的課程教學。下面以包頭鐵道職業技術學院為例。學院是專門培養鐵路專業人才的高等職業技術院校，除了基礎教學部，還設有鐵道工程系、建築工程系、機械工程系、鐵道交通運輸系、機車車輛系、通訊訊號系6個系。這6個系又涵蓋了20個專業方向。針對三年制高職，第一學年主要是理論教學部分的學習，包含基礎課程和麵向專業課程。第二學年便可以開始數學建模實驗課程的學習了。學生先要掌握極限、導數、微積分的思維方法，我把它們稱為基礎課程，還要懂得微分方程、線性代數以及機率論與數理統計等面向專業的課程，我把它們稱為面向專業課程。1.基礎課程（必修）：開設時間：第一學年第一學期總課時：20周×4學時/周=80學時其中：極限（20學時）導數（30學時）積分（30學時）考核方式：考試課。考試50%，平時50%。教學目標：高等數學三大核心思想：“極限、導數、微積分”，要求學生會進行簡單計算，熟練掌握三大思想的本質含義。2.面向專業課程（選修，結合本專業需求，任選其一）：開設時間：第一學年第二學期總課時：18周×2學時/周=36學時線性代數（36學時）面向機車車輛、通訊訊號專業；統計學（36學時）面向鐵道交通運輸專業；微分方程（36學時）面向鐵道工程、建築工程、機械工程專業。考核方式：考察課教學目標：根據專業需求，以及學生個人的人生規劃，選擇適合自己的專業數學課程，以便在這些方面進行深入研究和創新突破。3.數學實驗課程（選修）：開設時間：第二學年第一學期總課時：20周×2學時/周=40學時考核方式：考察課教學目標：希望大家能理解數學軟體功能實現的數學背景與演算法原理，掌握利用數學軟體進行問題求解的基本規律，能夠使用數學軟體作為專業應用的工具，能從繁雜的計算事務中解放出來，促進計算機和專業應用的結合，促進計算機應用水平提高和對專業知識的掌握。對應課程：科學計算與MATLAB語言、統計分析與SAS、最佳化與LINGO。第二步，以團隊合作、親身實踐、主動查詢以及研討交流的行動導向教學方式。柏林大學的校長洪堡認為：大學教授的主要任務並不是“教”，大學學生的.任務也不是“學”。大學學生必須獨立地自己去從事“研究”，至於大學教授的工作，則在引導學生“研究”的興趣，再進一步去指導並幫助學生去做研究工作。以“學生為中心，教師是關鍵，將數學建模思想和方法融入專業學科中”是我們教學方式改變的核心。傳統的教學中，教師照本宣科，學生死啃課本，教學內容千篇一律，缺少變化，缺乏創新，再加上高職的學生基礎差、意志力薄弱，上課不是玩手機就是睡倒一片，學期末考試更是慘不忍睹。針對於這種情況，我認為應該先在教學計劃上，應該摘掉枝葉，直奔主題，突出主題，突出數學的應用性和實用性，這就將本科教育和職業教育區分開來。對於理論部分的教學，多年來，我一直秉承“小組合作”方式，效果非常好。只要掌握四點原則：“學、展、點、練”。“學”：自主學習，合作學習；“展”：展示交流，分享共贏；“點”：精講點撥，點評昇華；“練”：有效訓練，知識落實。以每個班40人為例，將學生分成8個小組，每組一名小組長。每節課教師講授時間不超過15分鐘，之後佈置本節課的學習任務，學生在小組長的帶領下自主學習、合作學習。然後小組長將學習效果向教師反饋，教學根據反饋情況將學生作品向全班同學展示交流，讓學生自行評判哪些是正確的，哪些是錯誤的，為什麼？再接著，教師進行總結反思，昇華主題。最後，為了鞏固課堂效果，教師要適當佈置課後作業。實驗教學比理論教學要容易得多，因為學生本身對電腦和應用性知識就要感興趣，教起來很輕鬆。而且，我發現在與學生的交流中經常收到意想不到的效果，有些學生能夠解決教師都感到頭疼的程式設計問題。這就到達了師生共同研究，教學相長的效果。每學期制定幾個研究課題，諸如構建各種情景的模型，完成UMAP的教學單元或研究教材、課堂中的一個作為例子講述的模型等。對每個學生來說，在整個課程中接受模型構建、模型分析或模型研究的多樣性研究課題的組合，並建立起信心是重要的。學生可能會選擇一個特別感興趣的情景研製模型，或分析在另一門課程中的模型，在典型的建模課程中推薦5到8個短小的研究課題。第三步，教學資源庫建設。不同專業面對的問題、學習的課程以及解決的方案不同，這就需要教本專業的教師對該專業的數學模型有一定的積累。資源庫建設有助於數學建模教學的可持續發展，不斷積累的模型和經驗不僅使教學更加容易，而且能加深對實際問題的認識和最佳化，真正到達數學服務專業的目的。第四步，師資隊伍建設。如果沒有教師自身和集體的鑽研和實踐，以及結合學生實際情況的因材施教，也不可能完成上述任務。數學建模教學是一項長期而繁重的任務，因為涉及的數學方向多，應用計算機軟體也很多，單靠幾個教師是無法獨立完成的。這就需要精細分工和團隊合作。教同一專業的幾個教師最好長期從事該學科的教學和研究，並經常出去參加培訓以及交流學習，這樣才能保證走在本專業學科的最前沿，傳授的知識才能適應社會的發展。第五步，監控、評價等管理制度建設。合理的考核評價體系有利於建模的有序推進，否則，改革則半途而廢。
【參考文獻】
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