基于数学建模的高职学生创新能力的培养

摘 要：对于高职院校的学生，传统的教学方式方法难以激发学生的创新精神，在数学教学中树立创新教育观，构建一个基于数学建模培养学生创新能力为核心的教学体系是十分重要的。本文探讨了如何在数学教学中发挥数学建模的思想方法，以学生为主体，激发学生的创新精神，培养学生的创新能力。

关键词：数学建模；创新能力

【课题项目】本文系河北省教育厅人文社会科学研究项目《基于数学建模的高职学生创新能力的培养》（课题编号：SZ123022）的研究成果。

高职院校数学教学改革作为整个教育改革的一部分，是一项庞大而复杂的工程。大学生数学建模竞赛是我国高等教育改革的一次成功的实践，它为高等学校应该培养什么人、怎样培养人，做出了重要的探索，并为提高学生综合素质，培养学生创新能力提供了有效的途径。在数学教学中增加数学建模的内容与方法，开设数学建模与数学实验课是大学数学教学改革的重要方法，也同样是高职院校进行数学教学改革的重要手段。高职院校的数学教学应结合学生实际情况和专业需求，以数学建模课为突破口，构建适合高职院校实际情况的教学模式，激发学生的创新精神，培养学生的创新能力。

一、数学建模与创新能力

数学建模是一种数学的思考方法，是通过运用数学的语言和方法去抽象和简化实际问题，建立能够近似刻画实际问题的数学模型，进而解决实际问题的一种强有力的数学手段。可以说，数学建模能够让一个只懂得数学理论的人变成一个能在生活中灵活应用数学知识解决实际问题的人。应用数学理论与方法去解决各类实际问题时，就需要要把错综复杂的实际问题进行简化，抽象为合理的数学形式，这个过程必须要通过调查收集数据资料，观察研究实际问题的特征与规律，建立起反映实际问题的数量关系，做到这些不仅需要必备的数学知识，更需要敏锐的洞察力和想象力，以及广博的思维与创新能力。

创新是人类所特有的一种意识和能力的表现，主要是指人类对原有的理论知识及行为方式进行突破或者改变，并且把这种突破或改变以前所未有的形式表现出来，这就是一种全新的创造发明。创新能力包括深刻的认识能力、敏锐的观察能力、丰富的想象能力和创造性的思维能力。数学是研究各种科学技术不可缺少的工具，也是最能激发人的创新本能的学科，数学的思想方法是人类进行创造性思维的基础。

通过近几年组织学生参加全国大学生数学建模竞赛，以及对数学建模和数学实验的进一步的研究，我们发现在高职院校的数学教学中加入数学建模，就可以利用现有的课时使学生尽可能多地了解数学的思想方法，提高利用数学解决实际问题的能力。学生通过数学建模的学习与锻炼，创造性思维与创新能力得到了极大的发展与进步。

二、通过数学建模培养高职学生创新能力

高职院校的数学课必须要围绕数学建模，以培养学生的创新能力为出发点，在理论上以“必需、够用”为度，这种培养学生应用数学知识解决实际问题的能力。高职院校教育的终极目标不是简单地实现学生的“就业”，而应该是对学生“就业能力“的培养，创新能力也是学生就业中所必须具备的条件。数学作为高职院校工科和经济类的一门重要的基础课程，对学生后继课程的学习和思维素质的培养起着重要的作用，对于学生创新能力的培养有着不可替代的重要地位。

数学教育本质上是一种素质教育，学习数学可以使学生树立明确的数量观念，提高逻辑思维能力，有助于培养学生认真细致、一丝不苟的作风，形成精益求精的风格，提高学生运用数学知识处理现实世界中各种复杂问题的意识、信念和能力，调动学生的探索精神和创造力。在高职院校中，数学不仅要为学生学习专业课提供必要的数学知识，同时还要培养学生的数学思维，培养他们勇于创新、团结协作解决问题的能力。开设数学建模课程，展开数学建模活动能够提高学生在数学学习中的兴趣与主动性，使学生能做到边学边用，活学活用，进而提高学生利用所学知识解决实际问题的能力，为培养高质量、高层次复合型人才提供有力的帮助。

改革高职院校中数学的教学内容与课程体系，把数学实验与数学建模引入到课堂教学中去，有利于培养学生发现问题、解决问题、合作协调等多方面的应用能力及创新能力。近年来在数学建模竞赛的推动下，许多高校包括高职院校都相继开设了数学建模课程以及与此密切相关的数学实验课程，高校的数学教师也都正在积极探索将数学建模的思想和方法融入数学主干课程的研究和试验。尤其在高职院校，数学教学在向学生传授数学知识的同时，必须重视学生创新能力的训练和培养，给学生亲自参加创新实践的机会。数学建模的教学过程是创造一个环境去诱导学生的学习欲望、培养他们的自学能力，增强他们的数学素质和创新能力，教学中更加注重的是获取新知识的能力，是解决问题的过程，而不仅仅是知识与结果。

三、改革高职数学教学，培养学生创新能力

高职院校的数学教学改革，首先要优化教学模式，提高学生学习数学的主动性。把数学建模引入数学教学中是数学教学体系、内容和方法改革的一项创造性的尝试。结合高职院校的特点，改革以课堂讲授为主的传统教学模式，把数学建模引入课堂教学，推广在实际应用中学数学，在学数学时用数学的教学模式。这种教学模式能够引发学生的学习兴趣，激发学生的创新思维。

其次，高职院校数学教学还要优化内容与教学方法，培养学生创新能力。高职院校的教育目标是培养合格的高等工程技术应用性人才，这就需要我们的学生具有较高的工程设计和建模能力。通过数学建模的教学使学生了解利用数学理论和方法去分析和解决问题的全过程，提高他们分析问题和解决问题的能力；提高他们学习数学的兴趣和应用数学的意识与能力，使他们在以后的工作中能经常性地想到用数学去解决问题，将数学、计算机有机地结合起来去解决实际问题。

最后，高职数学教学必须要优化教学队伍，把创新能力的培养融入到教学之中。教学创新的最根本内容是教学理念和教学策略的创新，这集中体现于教师从观念到行为的变化。数学建模的教学创新方案也必须通过教师的具体工作去实现。教师必须把握通过数学建模的教与练，达到培养学生创新能力的目标，达到教学内容与自身素质的双重协调，才能使得高职院校中数学教学创新上升到一个新的层次。

面向高职院校的学生开设数学建模课有助于提高学生的数学素质，培养学生的创新能力，使学生逐步将所学数学知识转化为技能，这是高职院校中数学教学改革的重点。数学建模课建设的指导思想是以实验为基础、以学生为主体、以问题为导向，以培养能力为目标。在高职数学教学改革的进程中，数学建模课对于培养学生的创新能力有着巨大的作用。

参考文献

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[2] 李祖平. 在数学建模中提高学生创新能力的方法研究[J]. 潍坊高等职业教育，2010，1.

[3] 张凤琪. 高职院校《高等数学》课程改革的新思路[J]. 邢台职业技术学院学报，2008，5.

作者简介：

郑丽（1974-），女，河北邯郸人，邯郸职业技术学院，副教授，研究方向为数学教育。