1、論述高等學(xué)校開展數(shù)學(xué)建模的重要性和具體措施            近幾年來,越來越多的新建本科院校將自己的發(fā)展目標(biāo)定位于開展應(yīng)用型本科教育、 培養(yǎng)應(yīng)用型本科人才,我們稱這類普通高校為應(yīng)用型本科院校。在我國高教法中對(duì)本科教育的學(xué)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)有明確的規(guī)定:“應(yīng)當(dāng)使學(xué)生比較系統(tǒng)地掌握本專業(yè)必需的基礎(chǔ)理論、基礎(chǔ)知識(shí),掌握本專業(yè)必需的基本技能、方法及相關(guān)知識(shí),具有從事本專業(yè)實(shí)際工作和研究工作的初步能力?！睆倪@一規(guī)定看,我國工科專業(yè)培養(yǎng)的其實(shí)都是應(yīng)用型人才,但從培養(yǎng)目標(biāo)的內(nèi)涵上說,可

2、分為三類:  一為工程研究型人才。主要由研究型和教學(xué)研究型高校培養(yǎng),其培養(yǎng)目標(biāo)是:培養(yǎng)能夠?qū)l(fā)現(xiàn)的一般自然規(guī)律轉(zhuǎn)換為應(yīng)用成果的橋梁性人才。  二為技術(shù)應(yīng)用型人才。主要由教學(xué)型地方本科院校培養(yǎng),其培養(yǎng)目標(biāo)是:能在生產(chǎn)第一線解決實(shí)際問題、保證產(chǎn)品質(zhì)量和性能,屬于使研究開發(fā)的成果轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的人才。定位為技術(shù)工程師。  三為技能應(yīng)用型人才。主要由高職類院校培養(yǎng)。其特點(diǎn)為:突出應(yīng)用性、實(shí)踐性,有較強(qiáng)的操作技能和解決實(shí)際問題的能力。  上海電機(jī)學(xué)院是2004年9月經(jīng)上海市人民政府批準(zhǔn), 在原上海電機(jī)技術(shù)高等專科學(xué)校的基礎(chǔ)上建立的以實(shí)施本科教育為主的全日制普

3、通高等院校。其定位在培養(yǎng)技術(shù)應(yīng)用型本科人才的教學(xué)型院校。技術(shù)應(yīng)用型本科人才學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的目的在于應(yīng)用數(shù)學(xué)。這就要求他們?cè)趯W(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的同時(shí),不斷提高應(yīng)用數(shù)學(xué)的意識(shí)、興趣和能力。數(shù)學(xué)建模是數(shù)學(xué)知識(shí)和應(yīng)用能力共同提高的最佳結(jié)合點(diǎn);是啟迪創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新思維、鍛煉創(chuàng)新能力、培養(yǎng)技術(shù)應(yīng)用型本科人才的一條重要途徑。    1 數(shù)學(xué)建模的發(fā)展歷程  近幾十年來,數(shù)學(xué)迅速向自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域滲透,在工程技術(shù)、經(jīng)濟(jì)建設(shè)及金融管理等各方面發(fā)揮著越來越重要的作用,并在很多情況下起著舉足輕重,甚至決定性的影響。數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合,已經(jīng)形成了一種普遍的,可以實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)數(shù)

4、學(xué)技術(shù),并已成為當(dāng)代高新技術(shù)的一個(gè)重要組成部分。用數(shù)學(xué)方法解決各類問題或?qū)嵤?shù)學(xué)技術(shù),首先要求將所考慮的問題數(shù)學(xué)化,即通過對(duì)復(fù)雜的實(shí)際問題進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)其中可以用數(shù)學(xué)語言來描述的關(guān)系或規(guī)律,將之構(gòu)建成一個(gè)數(shù)學(xué)問題,再利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行解決,這就是數(shù)學(xué)建模。數(shù)學(xué)建模日益顯示其關(guān)鍵的作用,并已成為現(xiàn)代應(yīng)用數(shù)學(xué)的一個(gè)重要領(lǐng)域。  為培養(yǎng)大學(xué)生的數(shù)學(xué)建模能力,國外較早地經(jīng)常舉辦大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽。1989年我國大學(xué)生開始參加美國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽(MCM),從1992年開始,教育部高教司和中國工業(yè)與應(yīng)用數(shù)學(xué)學(xué)會(huì)每年主辦一次全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽,至今已經(jīng)舉辦了16屆,參賽隊(duì)伍每年都不斷增長,在競

5、賽過程中,大學(xué)生的聰明才智和創(chuàng)造得到了充分的發(fā)揮,提交了不少出色的答卷,涌現(xiàn)了一批優(yōu)秀的參賽隊(duì)伍,同時(shí),有力地促進(jìn)了高等院校的數(shù)學(xué)教學(xué)改革,充分顯示了數(shù)學(xué)建模競賽活動(dòng)的強(qiáng)大生命力。舉辦大學(xué)數(shù)模競賽,已造成一種氛圍,推動(dòng)了培養(yǎng)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模能力的工作。    2 數(shù)學(xué)建模在創(chuàng)新技術(shù)應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)中的意義  數(shù)學(xué)建模是對(duì)人的數(shù)學(xué)知識(shí),實(shí)際知識(shí)的擁有量和靈活運(yùn)用程度,邏輯推理能力,直覺、想象和洞察能力,計(jì)算機(jī)使用能力等的全面檢驗(yàn),最能反映出創(chuàng)新精神?！翱茖W(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力”。每年的工科大學(xué)畢業(yè)生是科技戰(zhàn)線的生力軍,他們要出科技成果,并且“千方百計(jì)促進(jìn)科技成

6、果在生產(chǎn)實(shí)踐中得到廣泛應(yīng)用”,“加速科技成果轉(zhuǎn)化”,數(shù)學(xué)建模能力對(duì)他們是必不可少的。  數(shù)學(xué)建模是對(duì)傳統(tǒng)教育的一個(gè)挑戰(zhàn),它強(qiáng)調(diào)怎樣利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)工具來解決數(shù)學(xué)問題。學(xué)生參加數(shù)學(xué)模型的研究,參加全國大學(xué)生建模競賽,是將以前的“做練習(xí)”改為現(xiàn)在的“做問題”,將生活變成數(shù)學(xué),將問題實(shí)際解決。數(shù)學(xué)建模是對(duì)學(xué)生創(chuàng)新精神的培養(yǎng),是學(xué)生時(shí)代的第一次科研訓(xùn)練,是一個(gè)向?qū)嶋H負(fù)責(zé)的任務(wù)書,是對(duì)學(xué)生適應(yīng)社會(huì)、服務(wù)于社會(huì)的鍛煉與挑戰(zhàn)?；谝陨系闹匾?許多高校對(duì)學(xué)生的數(shù)學(xué)建模能力越來越重視,我校也不例外。 3 提高我校學(xué)生數(shù)學(xué)建模能力的具體措施  為了提高我校學(xué)生的數(shù)學(xué)建模能力,我們可

7、在高等數(shù)學(xué)的教學(xué)中溶入數(shù)學(xué)建模,并開設(shè)創(chuàng)新系列課程:數(shù)學(xué)建模系列課程。系列課程中除設(shè)置了數(shù)學(xué)建模理論課外,還設(shè)置數(shù)學(xué)建模實(shí)驗(yàn)課、數(shù)學(xué)建模集訓(xùn)和數(shù)學(xué)建模競賽等任選課。 1 2 下一頁         (1)在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中,融入數(shù)學(xué)建模:高等數(shù)學(xué)是工科大學(xué)本科學(xué)生的一門必修課程,也是學(xué)習(xí)其它技術(shù)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的必要基礎(chǔ)課程,無論學(xué)生和教師都非常重視這門課程的教學(xué)。從工科應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)的各專業(yè)教學(xué)序列上講,高等數(shù)學(xué)處于龍頭地位,它不但對(duì)后續(xù)課程產(chǎn)生影響,更對(duì)學(xué)生的思維習(xí)慣和學(xué)習(xí)方法產(chǎn)生

8、深刻、持久的影響,因此,有著其它課程所不可替代的作用。但是現(xiàn)在的高等數(shù)學(xué)教材,多數(shù)只注重理論和計(jì)算,對(duì)應(yīng)用性不夠重視,即使有個(gè)別的應(yīng)用也是限于較少的物理方面的簡單應(yīng)用。很多高年級(jí)大學(xué)生和已畢業(yè)的大學(xué)生都有這樣的認(rèn)識(shí):高等數(shù)學(xué)很重要,但很枯燥,學(xué)了半天除了知道能在物理上應(yīng)用外,不知道還能有什么用,但又不得不學(xué)。學(xué)生學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)的目的不明確、缺少自覺學(xué)習(xí)的動(dòng)力。歸于一點(diǎn),就是學(xué)生不知道學(xué)了高等數(shù)學(xué)有什么用。在今后的學(xué)習(xí)和工作中高等數(shù)學(xué)到底有什么作用呢？學(xué)生很茫然,但高等數(shù)學(xué)又是非常重要的課程。因此,很多學(xué)生都是懷著不得不學(xué)的態(tài)度來學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)的,缺乏自覺學(xué)習(xí)的動(dòng)力。這就要求我們數(shù)學(xué)教師進(jìn)行課程內(nèi)容

9、和教學(xué)方法的大膽改革,讓學(xué)生明白高等數(shù)學(xué)除了在物理上應(yīng)用以外,還有很多用處,可以說我們的生活中、工作中無時(shí)無刻充滿著數(shù)學(xué),只是你沒有認(rèn)識(shí)它,不知道該怎樣用它。由于數(shù)學(xué)建模中的例子來源于社會(huì)和生活中的實(shí)際問題,會(huì)使學(xué)生感到數(shù)學(xué)無處不在,數(shù)學(xué)思想無所不能。讓學(xué)生切實(shí)領(lǐng)悟到高等數(shù)學(xué)課程與實(shí)際問題以及專業(yè)課學(xué)習(xí)的緊密聯(lián)系。在額定課時(shí)內(nèi),在保證完成教學(xué)大綱內(nèi)容講授前提下,教師根據(jù)各專業(yè)的特點(diǎn)和需要,有目的的挑選、設(shè)計(jì)和重點(diǎn)細(xì)致的講解與所學(xué)專業(yè)相關(guān)的數(shù)學(xué)模型,如電氣專業(yè)的學(xué)生,對(duì)引力、流量、環(huán)流量、通量與散度、梯度場應(yīng)是重點(diǎn),機(jī)械類專業(yè)應(yīng)偏重在變力沿直線作功、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、付里葉級(jí)數(shù)上。這樣就會(huì)使學(xué)生既獲得了

10、數(shù)學(xué)建模的基本訓(xùn)練,又調(diào)動(dòng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的熱情,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)的興趣。 (2)在全校開設(shè)數(shù)學(xué)建模公選課:繼本科生高等數(shù)學(xué)、工程數(shù)學(xué)之后,為了進(jìn)一步提高學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題,培育和訓(xùn)練綜合能力在全校開設(shè)數(shù)學(xué)建模公選課。通過具體實(shí)例引入使學(xué)生掌握數(shù)學(xué)建?；舅枷?、基本方法、基本類型。學(xué)會(huì)進(jìn)行科學(xué)研究的一般過程,并能進(jìn)入一個(gè)實(shí)際操作的狀態(tài)。通過數(shù)學(xué)模型有關(guān)的概念、特征的學(xué)習(xí)和數(shù)學(xué)模型應(yīng)用實(shí)例的介紹,培養(yǎng)學(xué)生雙向翻譯能力,數(shù)學(xué)推導(dǎo)計(jì)算和簡化分析能力,熟練運(yùn)用計(jì)算機(jī)能力;培養(yǎng)學(xué)生聯(lián)想、洞察能力、綜合分析能力;培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)解決實(shí)際問題的能力。  (3)在

11、全校開設(shè)數(shù)學(xué)建模實(shí)驗(yàn)公選課,加強(qiáng)數(shù)學(xué)建模實(shí)驗(yàn)課教學(xué),提高學(xué)生的建模能力和科學(xué)計(jì)算能力:數(shù)學(xué)建模實(shí)驗(yàn)是將數(shù)學(xué)方法和計(jì)算機(jī)知識(shí)結(jié)合起來,用于解決實(shí)際生活中存在問題的一門方法實(shí)驗(yàn)課;是繼本科生在掌握了高等數(shù)學(xué)、工程數(shù)學(xué)、數(shù)學(xué)建模理論部分等基本數(shù)學(xué)理論和基本建模方法后,使用主流數(shù)學(xué)軟件,通過較其它流行語言更為方便的計(jì)算機(jī)編程求解眾多領(lǐng)域數(shù)學(xué)建模問題的計(jì)算機(jī)實(shí)踐課。通過數(shù)學(xué)建模實(shí)驗(yàn)課的學(xué)習(xí),可使學(xué)生將所學(xué)的數(shù)學(xué)知識(shí)和其它專業(yè)知識(shí)很好地應(yīng)用到解決實(shí)際問題中去,強(qiáng)調(diào)利用計(jì)算機(jī)及各種資料解決實(shí)際問題動(dòng)手能力的培養(yǎng),增加受益面。為學(xué)生所學(xué)專業(yè)服務(wù),給課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)論文提供強(qiáng)有力的方法論指導(dǎo),提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。  (4)開設(shè)數(shù)學(xué)建模集訓(xùn)課:在數(shù)學(xué)建模理論、數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課結(jié)束后,開設(shè)數(shù)學(xué)建模集訓(xùn)課。針對(duì)數(shù)學(xué)建模競賽從數(shù)學(xué)模型理論到計(jì)算機(jī)能力都有不同程度提高的要求,根據(jù)學(xué)生掌握的知識(shí)層次、深度,補(bǔ)充相關(guān)知識(shí)。通過數(shù)學(xué)模型有關(guān)知識(shí)、方法的學(xué)習(xí)和數(shù)學(xué)模型應(yīng)用實(shí)例的介紹,培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)解決實(shí)際問題的綜合能力,參加一年一次的全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽。  近年來的研究表明提高大學(xué)生的數(shù)學(xué)建模能力是一個(gè)需要長期努力、集體參與的系統(tǒng)工程。作為高等學(xué)校的數(shù)學(xué)教育工作者,我們需要針對(duì)當(dāng)前大學(xué)生數(shù)學(xué)建模能力的培養(yǎng)存在的問題進(jìn)行認(rèn)真研究、深入探析。隨著上海電