数学建模思想总结(精品十篇)

以“图形中的规律”为例谈起

【内容摘要】

2011版的《义务教育数学课程标准》课程总体目标进一步明确了“四基”，即在原有的“基础知识”和“基本技能”上，增加了“基本思想”和“基本活动经验”， 同时《数学课程标准》还新增加了一个核心概念——模型思想。如何在数学课堂教学实践中帮助学生积累基本的活动经验和建构模型思维？这是广大一线数学教师孜孜以求的过程。

笔者有幸参加了浙江省北师大第四版新教材培训，并在全市“教研员风采展示活动”中执教原北师大版四年级下册《图形中的规律》一课。本文结合新旧教材对比及课堂教学实际，以《图形中的规律》一课为例谈谈如何真正从积累学生的数学活动经验出发，构建模型思想。

【关键词】数学活动经验积累模式构想

《图形中的规律》原是北师大四年级下册“认识方程”这一单元的最后一课，许多教师在上这一课时，往往不自觉的就要引导学生用“字母关系式表示出小棒根数与三角形个数之间的关系”。但是因为没有“多项式化简计算”的基础，教师最后一定要把几种不同摆法归结为同一个表达式，其实许多学生的心里是不予认可的！

笔者当初在上这一课时就摒弃了“一定要出函数表达式的想法”。结合学生的心理发展特点及认知发展水平,最终决定退而求其次:不出表达式，只从“摆图形”的过程中积累经验，形成具体“摆图形”的模型思想，从而进一步迁移。

同时对比新版教材，新教材也将此课移至五年级上册“数学好玩”单元。改变班级位置，进入下一年级；教材内容虽然放入了下一个年级，但教参安排还是没有体现用字母关系式表示规律，反而比四年级更降低了教学要求。所有这些变化都应证明，在开始时作者所设定的教学目标的方向没有偏差。

如何在课堂教学中让学生积累数学活动的经验，形成肤浅的数学思维？笔者在执教过程中，着力从以下几点去体现：

一、在“做”中积累操作、**经验——建模起点

“智慧自动作发端”，动手操作是学生学习数学的重要途径和方法。动手操作可以把抽象的知识变成看得见、清晰的现象。学生经历动手、动脑、动口参与获取知识的全过程，能使操作、思维、语言等有机结合，从而获得的体验才会深刻、牢固。

在本课中，笔者以让学生经历动手操作、感受规律为出发点，让学生通过“课堂学习单”（如下）画一画，利用小棒摆一摆，在操作、观察、思考、列式的过程中感受到摆三角形的规律。

学生“摆”三角形的过程，不仅丰富了感觉、知觉的经验，而且也为相互之间的思维碰撞提供了丰富的资源。在自主**的环节中，引导学生“摆一摆”“看一看”“想一想”“列一列”。这一系列过程实现了操作经验、思维经验和战略经验的有机结合，在数学活动中积累了丰富的经验。

同样笔者所提的**经验不是通过简单的活动和思考就可以完成，它更强调的是一种真实的情境，对数学思想方法的学习和体验。因此，教学中笔者没有把摆三角形的规律相关的知识直接告诉学生，“牵”着学生走，而是精心创设问题情境：摆10个这样的三角形要几根小棒？

让学生在操作过程中找到相关规律。

这样适度开放的**活动，不仅让学生亲身经历了实践过程，获得了最具数学本质的、最具价值的数学活动经验，而且这样的**活动，进一步启发拓宽了学生的思路，让学生从多方位、多角度地获取信息，从而使学生积累了丰富的经验，奠定了初步建立模型的起点。

二、在“议”中积累思维、问题经验——初建模型

数学活动经验是属于学生自己的，带有明显的个性特征，就学习群体而言，数学活动经验又具有多样性，因此，数学活动经验的积累需要与同伴展开积极的交流，在交流中使思维呈现更加清晰，有条理。在教学中，笔者引导学生在**操作的基础上进行自己的思想交流，促进思维体验和问题体验的形成。

教学片断：交流自己的公式和想法

师：摆10个三角形要21根小棒，谁愿意与大家分享你的想法

学生1：展示图1公式1:3+2×9=21（根）

学生2：图2公式2:3×10-9=21（根）

学生3：图3：公式3:1+2×10=21（根）

老师：很好。从三个不同的角度，你可以列出三个不同的想法。大家结合他们的图及算式，能看明白每个数的意思吗？不明白的问一问。

学生1：公式3 + 2×9，您怎么知道乘9？

生2：总共摆10个减去第一个，那还剩9个喽。

学生3：公式3×10-9，这里为什么要减9？

生：你们可以从我摆的图中发现，我是一个一个分开摆的，那摆10个就要30根小棒，但要拼成老师一样的图，就要叠起来，就会重叠9根，就要减9。

师：（课件演示）摆2个三角形重叠1根，摆3个三角形重叠2根，摆4个重叠3根……如果一直摆下去，摆15个，会重叠几根？30个呢？50个呢？你有什么发现？

学生一：我发现减法会少一个。

s2：重叠条数将比三角形数少1个。

学生3：我已经知道公式1+2×10是什么意思了！他2根2根地摆，摆10个

需要20，看第一个三角形差1，最后加1。

生1：那1指什么呢？2呢？

学生2:1表示比第一个三角形小的一个，2表示放在后面的每个三角形

小棒。老师：通过你的提问和回答，我相信我们找到了法律。那像这样摆100个三角形要

几根小棒，你能表示吗？

在这个教学片断中，学生借助三角形磁图边摆边说，适时进行数学化，表达所列算式的意义，所获得的经验不仅仅是动手操作、直接性的，也是借助直观材料进行数学思维操作而获得的经验。

片断中笔者让学生经历发现问题、提出问题以及分析问题、解决问题的全过程，在提问、解决过程中对数据进行分析：各个数分别表示什么意思？同时也对未知的结果进行推理：

十个三角形重叠九个。 15个三角形重叠多少个？ 那50呢？从而提高了数学思维，获得了直接和间接的经验。

在这些数学思维操作活动中，学生可以获得归纳、数据分析和推理的经验。其实，在整个过程中，学生可以了解很多东西，逐步积累数学活动的经验，并初步建立起模型。

三、在“变”中提升抽象、概括经验——得到模型

抽象概括是形成概念和规律的重要手段，也是建立数学模型最重要的思维方法。学生学习数学，需要充分地经历观察、思考、比较的过程，获取丰富的感性经验，再从许多数学事实或数学现象中舍去个别的、非本质的属性，抽象出共同的本质属性。

本课《图形中的规律》没有仅仅停留在摆三角形这一图形中，还从摆不同图形出发寻找相同方法，真正得到数学模型。因此，笔者在初步建立三角形模型的基础上，引导学生在头脑中放上正方形，把自己的想法写在黑板上。

教学片断：区别比较、求同存异

除了三角形，我们还可以放正方形。像这样

摆12个正方形要几根小棒？请闭上眼睛，在脑子里想一想。你打算先摆什么？摆好了吗？再接着你打算怎么摆？摆多少？摆好了吗？

老师：睁开眼睛，找到平方法则？列出你的公式，用**来解释你的想法。

1： 4+3×11=37（根）

2： 4×12-11=37（根）

生3：1+3×12＝37（根）

师：咦，也有三种方法哦。谁能来结合**释它们分别是怎么摆的？

生：……

师：通过刚才动手摆三角形与摆正方形，你们有没有发现它们之间有相同与不同的地方？

生1：摆三角形是3根小棒，摆正方形要4根小棒

学生2：在三角形中每增加一个，就会增加两根木棍。 对于一个正方形，每增加一个，将增加三个棍棒。

生3：不过好像摆三角形与摆正方形所用的方法都是一样的，都有三种。

师：的确，在研究数学图形中的规律时，同一种图形可以从不同的角度去观察找到不同的方法，不同的图形也能用相同的方法去解决，这就是数学的奥秘。一旦找到规律，不管放多少个数字，都能轻松解决。

师：摆三角形、正方形如此，那摆六边形、八边形呢？

生：……

不难发现，许多数学问题在看似不同的数学情景背后有着相同的思维模式。笔者在学生初步建立摆三角形的数学模型基础上，采用变一变图形，让学生在头脑中摆一摆正方形,列出算式，并用摆图形解释所列算式的意义。

这一过程使学生脱离具体的实际操作，进行抽象的空间想象能力。

通过比较三角形和正方形的异同，让学生感受到解决数学问题的本质。经历了抽象与概括规律的数学活动经验之后，呈现五边形、六边形可以加深学生对事物本质的把握，形成一般化的认识，积累了具体问题抽象化、形式化的经验，而摆图形的规律其本质的数学模型已完全建立在孩子的头脑之中，没有渗透字母关系式的教学反而让学生理得清、抓得着。

教学中学生通过“摆一摆”，摆出两种不同图形的相同方法：

方法1 3+2×9=21（根）

4+3×11 =37（根）

方法2 3×10-9=21（根

4×12-11=37（根）

方法3 1+2×10=21（根）

1+3×12＝37（根）

在观察、对比中，学生不难得出“摆图形”的规律，也能从直接的操作经验中发现数学直观现象背后的本质：同一种图形可以从不同角度去观察，不同的图形能用相同的方法去解决。笔者有理由相信在经历以上数学活动后，学生不需要理解2n+1的数学函数思想，也能更好的建立起具体完整的数学模型。

当然，如果后续要教学2n+1的数学函数思想，那么我们更有理由确信，在经历过上述的具体操作活动并形成数学经验后，出一个2n+1的表达式也是水到渠成之事了！

同样，对比第四版新教材，该内容移至五年级上册“数学好玩”，不做教学评价考核的内容，则意味着更加注重数学实践活动。新教材中的三道题串是从思维结构到思维方式的排列过程。但从内容上删除了摆正方形这一环节，是不是就意味着仅仅摆三角形足矣？

笔者认为非也。五年级的学生虽比四年级的学生心智发育更成熟，但在函数思想上仍是欠缺懵懂的，仅凭用字母表示数、等量关系相关知识链条很难理解小棒根数与三角形个数之间的字母关系式，因此仍需要让学生经历实践活动，积累经验找到规律，建立数学模型才是一佳径。

⬒ 数学建模思想总结 ⬒

建模是一种重要的数学思想，是数学认知活动的重要内容。一切数学概念、公式与定理以及各种议程等等，都可以称为数学模型。在数学认知活动中，教师要注重引导学生通过分析、猜想、提取与概括等来自主地构建数学模型。这样，学生不仅能够深刻地理解与掌握基本的数学知识，更为重要的是可以掌握建模这一重要数学思想，从而有利于学生知识与素养的全面提升。让学生学会建模这是小学数学教学的重要课题。笔者现结合具体的教学实践对数学建模策略浅谈如下几点体会。

一、激发兴趣，趣味教学

兴趣是一切认知活动的基础，是教学成功的秘诀。只有激起学生对认知对象浓厚的兴趣，学生才能产生积极的学习行为，把学习当做一种精神上的享受，这样才能取得事半功倍的效果，而且还可以让学生养成良好的学习习惯，形成持久的学习兴趣。因此，培养学生建模能力的一个有效策略就是要激发学生对数学学科兴趣，对建模的热情。因此在具体的教学中，要避免无视学生学情的照本宣科，而是要将数学学习与现实生活结合起来，以学生所熟悉的生活事物与生活实例来引入新知，渗透建模思想，这样可以大大增强教学的亲切感与形象性，自然可以激起学生参与的激情与思考的积极性。如在学习加法交换律时，教师就可以以朝三暮四的成语故事来引入，将原本抽象的理论知识寓于富有趣味的生活故事之中，这样可以避免以往机械的讲述， 实现寓教于乐，自然就可以激起学生强烈的学习热情与学习动机，从而引导学生展开主动而快乐的学习。

二、巧妙设问，主动探究

学起于思，思源于疑。疑问是思维的开端， 创新的基石， 是打开学生探究之门的钥匙。在建模教学中同样如此， 一个巧妙的问题，不仅可以激发学生的学习热情，诱发学生探究动机，还可以将学生的思维引向深处，从而使学生的探究更有深度与广度， 在学生的积极思考与主动探究来圆满地完成教学任务。为此在教学中，要尽量避免没有悬念的教学，而是要善于运用提问艺术，抛出富有启发性与探索性的问题，一石激起千层浪，这样更能引导学生展开主动探究。如在学习平均数时，我首先让学生思考，班内两个小组参加学校的比赛，其中第一小组5个人，第二小组8个人， 哪个小组的水平高一些呢? 这样的问题与学生的现实生活密切相关， 与教学内容紧密相连，具有很强的趣味性与针对性，更能引发学生的学习热情与主动思考。通过思考后，学生提出了一些解决方法，比较总分的高低，看最高分在哪个小组等。但随后学生又发现这些方法存在一定的局限性， 并不能客观反映各小组的实际情况。学生初步建模失败，此时就需要教师因势利导，给予必要的启发与诱导，进而引入平均数的建模，这样就可以实现学生的有效探究， 更加利于学生对此知识点的本质性理解。

三、深入本质，深化理解

学生的认知规律是由形象到抽象再到形象，这一特点决定了在学生建模的过程中，要加强引导，深入本质。如植树问题是小学数学教学的一个重点也是难点， 而要突出重点突破难点，就必须要让学生深入本质的理解，这样学生才能灵活地加以运用， 才能掌握数学建模这一重要的数学思想。经过师生之间的互动探究得出不封闭路的植树棵数=间隔数+1后，再次提出问题引导学生思考：(1)道路长度是100米，每隔5米种1棵树，有多少个间隔?可以种多少棵树? (2)如果间隔数是30个，可种多少棵树? 间隔数是n个， 可种多少棵树?(3)如果路的长度改变，而其他条件不变，植树棵数=间隔数+1这个公式是否成立? (4)思考为什么植树棵数不等于间隔数而是等于间隔数+1? 这样的几个问题层层递进，由特殊到一般，由抽象到弄错，步步深入，可以将学生的认知由形象引向抽象再到形象， 从而达到学生对知识的深刻理解与灵活掌握， 亲历数学建模全过程， 实现对这一基本数学思想的真正内化。

四、回归生活，提升能力

数学学科源于生活，同时又服务于生活，与生活有着千丝万缕的联系。这一学科特征决定了在数学建模教学中不仅要重视从现实生活中来提炼与抽象出数学模型，同时还要注重将数学模型运用于生活实践中，回归生活，指导实践，这样才能真正实现学以致用，促进学生数学素养与能力的整体提高。如关于植树问题，在学生抽象出数学模型，总结出公式以后，为了提升学生的认知，促进学生将知识转化为能力，我们还要引导学生能够运用抽象出的模型来解决现实问题。如广场上的大钟6点敲响6下，所用时间是10秒，那么12点时敲响l2下所用的时间是多少? 这样将学生所总结出的模型运用于现实生活问题的解决之中，将学生思维的全过程展现出来。这样就可以避免学生对模型的机械套用，而是遵循了学生从现实生活提取数学素材抽象出数学模型再到将数学模型还原于具体的生活问题。这样更能加深学生对数学模型的理解与认知，使学生已经建立的数学模型得以不断扩展与延伸，才能促进学生对模型的内化，实现学生的真正理解与灵活运用，提升学生的能力;更为重要的是可以让学生真切地感受到数学建模的实用性与必要性，促进学生掌握建模这一最基本、最重要的数学思想。

总之，数学建模是数学学习的重要方法，这是新课改的必要要求， 是数学学科学习的内在规律， 同时也是由学生学习特点所决定的。在具体的教学中，教师要重视培养学生数学建模能力，不断增强学生的应用意识，让学生亲身参与到概念与定理的形成过程中，提高学生分析问题与解决问题的能力， 激活学生的思维，激励学生创新，从而让学生在主动思考与探究中来掌握建模这一重要数学思想与方法，促进学生数学知识、素养与综合能力的整体提高。

⬒ 数学建模思想总结 ⬒

数学建模是指利用数学符号对数学实践问题以公式形式表述出来，再通过相关计算解决实际问题。数学建模可以为学生创设适宜的学习条件，让学生在假设、研究、分析、比对中形成学习结论。教师要借助教学内容展开渗透操作，利用实际问题为学生创设实践机会，根据教法改进渗透建模思想，从而促进建模思想的全面渗透，提升学生的数学核心素养。

在数学教学过程中，教师要对教材内容进行筛选和剖析，找到文本思维和生本思维的对接点，让学生顺利介入数理讨论学习之中。教师利用教学内容对学生渗透数学建模思想，利用教辅手段创设教学环境，可以有效唤醒学生的数学思维。利用多媒体创设教学情境，运用数学公式进行数学推演操作，都涉及数学建模思想的渗透。因此，教师要积极整合教学内容。借助教学内容渗透建模思想时，教师要结合多种教学调查情况展开相关操作。筛选教学内容时，教师需要观照不同群体学生的不同学力基础。如解读定积分概念时，教师可以通过推导曲边梯形的面积公式，鼓励学生对曲边梯形进行分割、归类、求和、取极限等实际操作，建立定积分数学模型，并让学生在实际操作中完成对物体体积和质量的具体计算。这些数学模型具有广泛性，学生在实践中再遇到类似情境时，也会运用相关模型进行实际操作。推演数学公式时，教师可引入建模思想，让学生参与问题的设计、推演、验证，并利用推演结果反过来解决实际问题，给学生带去全新的学习体验。教师根据教学内容渗透数学建模思想，能够为学生提供更清晰的学习渠道，能够促使学生运用现成的数学模型来解决数学问题，进而加深对知识的理解。

教师在数学建模教学实施过程中，需要有接轨生活的意识。数学来源于生活，教师结合生活实际问题渗透建模思想，可以有效提升学生的数学概念意识，并使学生在假设、推理、验证过程中形成数学能力。利用生活实际问题渗透数学建模思想，符合学生数学认知成长的`实际需要，教师要结合学生的数学知识掌握情况展开设计，让学生利用已知数学等量关系解决实际问题，这势必能促使学生形成数理认知基础。高职数学教学中，教师不妨鼓励学生展开质疑活动，让学生列举疑惑问题，对这些问题进行整合优化处理，并结合数理知识进行实践探索。这些也属于数学建模思想的渗透。如教学“假设检验”时，教师可让学生展开假设创设，并通过多重操作实践进行检验。另外，教师设计课外作业时，也可渗透数学建模思想，让学生运用建模思想解决实际问题，以提升学生的数学综合素质。数学建模思想不仅是一种数学认知理论，还是一种解决数学问题的方法和措施。学生结合生活实际和学习认知基础展开相关操作，自然能够促进数学基本技能的提升。高职数学具有较强的抽象性，教师要针对学生的学力基础，为学生布设适宜的学习任务。结合学生生活实际提出问题，利用建模思想解决问题，需要关涉很多专业理论，教师应该进行示范操作，让学生有学习的榜样，这样才能提升数学课堂教学效度。

教师要重视数学学法的传授，增加教学的灵活性、针对性和实践性。由于高职学生学力基础、学习悟性、学习习惯等存在差距，所以教师需要做好学情调查，降低数学学习难度，运用简单通俗的语言解读抽象的数学概念。这样，学生才能听得明白、学得好。渗透建模思想时，教师需要鼓励学生主动参与数理讨论互动，这不仅能引导学生展开质疑、释疑活动，还有利于学生树立数学建模理念，形成良性学习认知。教师打破传统教法束缚，采用先进的计算工具、数学软件、多媒体等教学辅助手段，或者利用网络搜集平台展开教学设计，都可以为学生提供难得的学习契机。高职学生通常拥有一定的信息技术应用能力，教师可借助信息媒体展开教学设计，与学生的生活认知接轨。如翻转课堂的适时介入，便属于数学建模典范设计。多数学生都有智能手机，可以随时随地参与网络信息共享活动，因此，教师应具备信息共享和网络互动意识，为学生布设相关学习任务，让学生在多元互动操作中逐渐达成学习共识，进而建立数理综合认知体系。将数学建模思想渗透到教学过程之中，每一个环节都有可能，教师要做好全面考量，针对学生实际进行科学设计。教师要加强对数学建模思想方法的研究，并将这些方法与学生学习实践相结合，从而调动学生的数理学习思维，提升学生的数学应用品质。总之，高职数学教学中渗透建模思想时，教师需要具备整合意识，对建模资源信息展开搜集整理，对学生学力基础进行全面判断，为建模思想的顺利渗透创造良好条件。数学教学设计应不断更新，教师教学水平也亟待提升，而建模思想的全面渗透，给教师的教学带来了全新契机。教师要根据教学实际展开创新设计，有效提升数学课堂教学效率。

参考文献：

[1]李建杰.数学建模思想与高职数学教学[J].河北师范大学学报,(06).

[2]刘学才.高职数学建模教学的现状及对策[J].湖北职业技术学院学报,(07).

⬒ 数学建模思想总结 ⬒

随着社会进步、科技创新和经济产业结构的不断调整，我国对高素质高技能应用型人才的需求正在不断扩大，高等职业教育的高规格人才培养显得尤其重要。社会上各行各业的工作人员，需要善于运用数学知识和数学思维方法来解决实际问题，方能为公司赢得经济效益和社会效益。面临新教育态势的压力，面对数学基础薄弱的学生，如何在有限教学期限内快速提升高职数学课的教学品质，成为高职高等数学教学改革的焦点。

一、高等职业教育数学课教学现状与分析

经过查阅大量文献资料、学生学情调研和教师座谈研讨，可以将目前高等职业教育数学课教学现状归因为课程特点、教师和学生三个方面。

1.数学课的特点。数学是一门与现实世界紧密联系的科学语言和基础的自然学科，其形式极为抽象。学生学到数学概念、方法和结论，并未掌握数学学科精髓，未使数学成为解决实际问题的利器。

2.教师方面。课堂上，教师卖力的教授“有用”的理论和方法，但学生学得吃力且效果不佳。现在，部分教师将实际生活中的鲜活例子融入数学课的教授，打破了数学教学体系和内容自我封闭的僵局，但有些教师将“数学教育是一种素质教育”阻碍为抽象、深奥的课程，严重挫伤了学生学习的积极性。

3.学生方面。就高职生学情而言，生源大多来自高考第五批等录取批次，普遍不晓得数学理性思维对人思维能力培养的重要性，高职生学习目标不明确，学习习惯尚未养成，学习动力不足。此外，面对大量抽象符号和逻辑推理，形象思维强的高职生极易产生抵触心理。上述分析表明，要想实现“数学教育本质上是一种素质教育，数学的教学不能完全和外部世界隔离开来”，就需要改变数学教育按部就班的静态教学现状，创新教学模式，激发学生的主体参与意识，方能形成生动、活泼、有趣的数学课堂。

二、数学建模在高等职业教育人才培养过程中的意义和作用

从公元前3世纪的欧几里得几何，开普勒的行星运动三大规律到近代的流体力学等重要方程，数学建模的悠久历史可见一斑。

1.数学建模的桥梁作用。随着大数据时代的到来，大量数据爆炸性的涌入银行、超市、宾馆、机场的计算机系统，都需要进行归纳整理、去伪存真、分析和汇总。因此，需要在实际问题和数学方法两者之间架设一个桥梁，这个桥梁就是数学模型。

2.数学建模思想融入高职数学课堂的意义。鉴于高等职业教育数学课教学现状与分析，结合数学建模进入高等院校数学课堂时机的日渐成熟，以及高等职业教育旨在培养高职生如何“用数学”而非“算数学”的目标，将数学建模思想融入高职数学课堂有着积极肯定的意义。

(1)时机成熟。随着大型快速计算机技术及数学软件的快速发展，早期大型水坝的应力计算、航空发动机的涡轮叶片设计等数学模型中的数学问题迎刃而解，数学建模与科学计算的完美结合成为数学科学技术转化的主要途径。计量经济学、人口控制论等新兴的交叉学科为数学建模提供了广阔的应用新天地。

(2)目标明确。数学建模的切入搭建了数学和外部世界的桥梁，解开了数学课堂教学的困境，让高职生以数学为工具去分析、解决现实生活中实际问题的目标切实可行。面对工程技术、经济管理和社会生活等领域中的实际问题，拥有敏锐洞察力的高职生面对现实问题的挑战，主动好奇的参与到资料收集、调查研究过程中来，能够摆脱惯性思维模式，敢于向传统知识挑战，尝试多样解题方式，不仅激发了学习动机，提升了数学知识水平，更有助于学生创新精神和能力的培养，让其在体会数学建模魅力和实用性的同时，渗透数学应用能力。

三、数学建模在高等数学教学中的应用实践

学生走上工作岗位后，无形中会利用数学建模思想来解决实际问题。那么，如何有效的将数学建模“植入”高数课程教学，则需要一系列科学合理有序的教学改革方可取得成效。

(1)融入数学建模思想的高职特色教材。作为教学载体，高职数学教材应从应用性职业岗位需求出发，以专业为服务对象，以实践操作为重点，以能力培养为本位，以素质培养为目的撰写情境式案例驱动的高职特色教材。

(2)构建服务专业的高职数学教学模式。以学校专业需求为服务出发点，制定专业特色鲜明的数学课程教学新体系，搭建课程的“公有”模块和“选学”模块，加强专业针对性。与服务专业类似，对于不同年级、不同数学基础学生的需求，提供个性化、分层化、系列化的教学内容，显得尤为关键。

(3)培养数学应用意识的案例教学方法。历届全国大学生数学建模竞赛参赛数量和规模的扩张使我们懂得：以热点案例出发，能够激发学生的求知欲，在求解过程中自然引出系列数学知识点，通过数学建模，让学生体会数学是刻画现实世界的数学模型，品味数学乐趣，趣化学习过程，强化数学知识应用意识，树立学生主体意识并培养学生创新意识和能力。

(4)营造数学应用意识的数学实验氛围。利用数学软件，通过寥寥数行代码解决曾经无从下手的复杂问题，必会吸引学生从耗费时间的复杂计算转移到数学建模思想、数学方法的理解和应用，培养以数学和计算机分析和解决实际问题的能力，提高数学应用意识。

(5)指导学生参加全国大学生数学建模竞赛。历届数学建模竞赛从内容到形式，都是一场与真实工作环境接近的真刀真枪的历练，要求学生团队综合运用数学及其他学科知识、使用计算机技术通过数学建模来分析、解决现实问题。从“乘公交，看奥运”、“世博会影响力的定量评估”到“SARS的传播”、“饮酒驾车”，这些开放、挑战性问题，必然会提高学生的洞察力、想象力、创造力和协作精神。

四、数学建模在高等数学教学中的实践效果

自20xx伊始，将数学建模和数学实验引入高职数学课程教学中以来，学生主动学习意愿增强，学习效果显著提升。效果主要表现实际问题求解的多样性和开放性使得学生思维得以激活和解放，解题的自由使得互联网应用达到最优化。学院连续多年组织学生参加北京市高职高专大学生数学竞赛多次获得一、二、三等奖，在全国大学生数学建模竞赛中获得多项北京市一等奖，近两年获得国家二等奖2项、国家一等奖1项的佳绩。经过共同努力，应用数学基础获批为国家精品资源共享课。需要强调三点：首先，案例教学中要科学合理的训练学生的“双向翻译”能力，要培养学生应用数学语言把实际问题翻译为明确的数学问题，再把数学问题的解翻译成常人能理解的语言。其次，所有教学活动要以学生为中心，并且离不开教师煞费苦心精心设计的教学活动，因为数学建模、指导数学实验和辅导学生参加竞赛需要教师掌握算法、优化、统计、数学软件、计算机编程等综合能力，因而教师尤为关键。再者，学院领导对数学建模、数学实验在人才培养过程中的重要性要有清晰充分的认识，才会有力度的支持数学教学改革。

五、结语

将数学建模思想和方法融入高职数学课程教学是一种先进的教育教学改革理念，是提升高职数学教学品质的关键，需要广大教师踏踏实实的钻研和工作，真正讲好每一个案例，为培养具备数学应用意识的高规格人才而努力。

⬒ 数学建模思想总结 ⬒

摘要：数学作为很多学科的计算工具，可以说是现代科学的基础，要想利用数学来解决实际问题，首先要建立相应的数学模型，本文在数学建模思想概念和特点的基础上，从计算机软件、实际生活中的应用等方面，对其应用的发展进行了分析，最后从分析问题、建立模型、校验模型三个阶段，对数学建模的方法，进行了深入的研究。

关键词：数学建模;思想;应用;方法;分析

引言

随着自然科学的发展，利用数学等思想来解决实际问题，越来越受到人们的重视，数学作为一门历史悠久的自然科学，是在实际应用的基础上发展起来，但是随着理论研究的深入，现在数学理论已经非常先进，很多理论都无法付诸实践，在这种背景下，如何利用现有的数学理论来解决实际问题，成为了很多专家和学者研究的问题。通过实际的调查发现，要想利用数学来解决实际问题，首先要建立相应的数学模型，将实际的问题转化成数学符号的表达方式，这样才能够通过数学计算，来解决一些实际问题，从某种意义上来说，计算机就是由若干个数学模型组成的，计算机软件之所以能够解决实际问题，就是根据实际应用的需要，建立了一个相应的数学模型，这样才能够让计算机来解决。

1数学建模思想分析

1.1数学建模思想的概念

数学是一门历史悠久的自然科学，在古时候，由于实际应用的需要，人们就已经开始使用数学来解决实际问题，但是受到当时技术条件的限制，数学理论的水平比较低，只是利用数学来进行计数等，随着经济和科技水平的提高，尤其是在工业革命之后，自然科学得到了极大的发展，对于利用自然科学来解决实际问题，也成为了人们研究的重点，在市场经济的推动下，人们将这些理论知识转化成为产品。计算机就是在这种背景下产生的，在数学理论的基础上，将电路的通和不通两种状态，与数学的二进制相结合，这样就能够让计算机来处理实际问题，从本质上来说，这就是数学建模思想的范畴，但是在计算机出现的早期，数学建模的理论还没有形成，随着计算机软件技术的发展，人们逐渐的意识到数学建模的重要性，发现利用数学建模思想，可以解决很多实际的问题，而数学建模的概念，就是将遇到的实际问题，利用特定的数学符号进行描述，这样实际问题就转化为数学问题，可以利用数学的计算方法来解决。

1.2数学建模思想的特点

如何解决实际问题，从有人类文明开始，就成为了人们研究的重点，随着自然科学的发展，出现了很多具体的学科，利用这些不同的学科，可以解决不同的实际问题，而数学就是其中最重要的一门学科，而且是其他学科的基础，如物理学科中，数学就是一个计算的工具，由此可以看出数学的重要性，进入到信息时代后，计算机得到了普及应用，无论是日常生活中还是工作中，计算机都有非常重要的应用，而在信息时代，注重的是解决问题的效率。与其他解决问题的方式相比，数学建模显然更加科学，现在数学建模已经成为了一门独立的学科，很多高校中都开设了这门课程，为了培养学生们利用数学解决实际问题的能力，我国每年都会举办全国性的数学建模大赛，采用开放式的参赛方式，对学生们的数学建模能力进行考验，而大赛的题目，很多都是一些实际问题，对于比赛的结果，每个参赛队伍的建模方式都有一定的差异，其中选出一个最有效的方式成为冠军。由此可以看出，对于一个实际的问题，可以建立多个数学模型进行解决，但是执行的效率具有一定的差异，如有些计算的步骤较少，而有些计算的过程比较简单，而如何评价一个模型的效率，必须从各个方面进行综合的考虑。

2数学建模思想的应用

2.1计算机软件中数学建模思想的应用

通过深入的分析可以知道，计算机之所以能够解决实际问题，很大程度上依赖与计算机软件，而计算机软件自身就是一个或几个数学模型，在软件开发的过程中，首先要进行需求的分析，这其实就是数学建模的第一个环节，对问题进行分析，在了解到问题之后，就要通过计算机语言，对问题进行描述，而计算机语言是人与计算机进行沟通的语言，最终这些语言都要转化成0和1二进制的方式，这样计算机才能够进行具体的计算。由此可以看出，计算机就是依靠数学来解决实际问题，而每个计算机软件，都可以认为是一个数学模型，如在早期的计算机程序设计中，受到当时计算机技术水平的限制，采用的还是低级语言，由于低级语言人们很难理解，因此在程序编写之前，都会先建立一个数学模型，然后将这个模型转化成相应的计算机语言，这样计算机就可以解决实际的问题，由于计算机能够自行计算的特点，只要输入相应的参数后，就可以直接得到结果，不再需要人为的计算。

2.2数学建模思想直接解决实际问题

经过了多年的发展，现在数学建模自身已经非常完善，为了培养我国的数学建模人才，从1992年开始，每年我国都会举办一届全国数学建模大赛，所有的高校学生都可以参加，大赛采用了开放性的参赛方式，通常情况下，对于题目设置的也比较灵活，会有多个题目提供给队员选择，学生可以根据自己的实际情况，来选择一个最适合自己的问题。而数学建模大赛举办的主要目的，就是让学生们掌握如何利用数学理论，来解决实际问题，在学习数学知识的过程中，很多学生会认为，数学与实践的距离很远，学习的都是纯理论的知识，学习的兴趣很低，与一些实践密切相关的学科相比，选择数学专业的学生很少，而数学建模的出现，在很大程度上改善了这种情况，让人们真正的了解数学，并利用数学来解决复杂的问题。受到特殊的历史因素影响，我国自然科学发展的起步较晚，在建国后经历了很长一段时间封，闭发展，与西方发达国家之间的交流比较少，因此对于数学建模等现代科学，研究的时间比较短，导致目前我国很少会利用数学建模来解决实际问题，相比之下，发达国家在很多领域中，经常会用到数学建模的知识，如在企业日常运营中，需要进行市场调研等工作，而对于这些调研工作的处理，在进行之前都会建立一个数学模型，然后按照这个建立的模型来处理。

2.3数学建模思想应用的发展

从本质上来说，数学是在实际应用的基础上，逐渐形成的一门学科，但是受到当时技术水平的限制，虽然人们已经懂得去计算，却并知道自己使用的是数学知识，随着自然科学的发展，对数学的应用越来越多，而数学自身理论的发展速度很快，远远超过了实际应用的范围，同时随着其他学科的发展，数学变成了一种计算的工具，因此数学应用的第一个阶段中，主要是作为一种工具。随着电子计算机的出现，对数学的应用达到了一个极限，人们在数学和物理的基础上，制作出了能够自动计算的机器，在计算机出现的早期，受到性能和体积上的限制，只能进行一些简单的数学计算，还不能解决实际的问题，但是计算机语言和软件技术的发展，使其在很多领域得到了应用，在计算的基础上，能够解决很多问题，而软件程序的开发，其实就是建立数学模型的过程，由此可以看出，数学建模思想应用的第二阶段中，主要是以现代计算机等电子设备的方式，来解决实际的问题。

3数学建模思想应用的方法

3.1分析问题

数学模型的应用都是为了解决实际问题，虽然很多问题都可以通过建模的方式来解决，但是并不是所有的问题，因此在遇到实际问题时，首先要对问题进行具体的分析，首先就是看是否能够转化成数学符号，如果能够直接用数学语言来进行描述，那么就可以容易的建立相应的数学模型，但是通过实际的调查发现，随着经济和科技的发展，遇到的问题越来越复杂，其中很多都无法直接用数学语言来描述，这就增加了数学建模的难度。由此可以看出，分析问题作为数学建模的第一个环节，也是最重要的一个环节，如果问题分析的不够具体，那么将无法建立出数学模型，同时对数学模型的建立也具有非常重要的影响，通过实际的调查发现，能够建立高效率的数学模型，都是对问题分析的比较彻底，甚至有些独特的理解，只有这样才能够采用建立一个最简单的模型，而随着数学建模自身的发展，现在建立模型的过程中，对于一个实际的问题，经常需要建立多个模型，这样通过多个数学模型协同来解决一个问题。

3.2数学模型的建立

在分析实际问题后，就要用数学符号来描述要解决的问题，这是建立数学模型的准备环节，要想利用数学来解决实际问题，无论采用哪种方式，都要转化成数学语言，然后才能够通过计算的方式解决，而数学模型的过程，就是在描述完成后，建立相应的数学表达式，通常情况下，在分析问题时，都能够发现某种内在的规律，这个规律是数学建模的基础。如果无法找到这个规律，显然就不能利用现有的一些数学定律，从而建立相应的表达式，最后解决相应的问题，由此可以看出，分析问题的内在规律，是影响数学建模的重要因素，而这个规律的发现，除了在现有的数学知识外，也可以结合其他学科的知识，尤其是现在遇到的问题越来越复杂，对于以往简单的问题，只需要建立一个简单的模型即可解决，而现在复杂的问题，经常需要建立多个模型。因此现在数学建模的难度越来越大，从近些年全国数学建模大赛的题目就可以看出，对于问题的描述越来越模糊，甚至出现了一些历史上的难题，而不同学生根据自己的理解，建立的模型也具有很大的差异，其中一些模型非常新颖，为实际问题的解决提供了良好的参考，目前我国对数学建模的研究有限，尤其是与西方发达国家相比，实践的机会还比较少。

3.3数学模型的校验

在数学模型建立之后，对于这个模型是否能够解决实际问题，具体的执行效率如何，都需要进行校验，因此检验是数学模型建立最后的一个环节，也是非常重要的一个步骤，通常情况下，经过校验都能够发现模型中存在的一些问题，从而进行完善，这样才能够保证严谨性，在实际校验的过程中，要对数学模型的每个部分进行验证，通过输入特定的数据，看得到的结果是否符合理论值，如果没有问题，就说明该模型可以解决实际问题。除了检验模型的准确外，校验还有另外一个作用，就是优化模型，在选定数据后，能够看到数学模型计算的整个过程，这时就可以对具体的细节进行优化，如哪部分可以减少计算的步骤，或者简化计算的方式等，这样可以使整个模型更加科学、合理，由此可以看出，校验工作对于数学模型的建立，具有非常重要的意义。

4 结语

通过全文的分析可以知道，对于数学理论的应用，从很久之前就已经开始了，但是数学建模思想的出现，却是随着计算机技术的发展，逐渐形成的一门学科，电子计算机的出现，在很大程度上改变了处理事情的方式，利用计算机软件，只要输入相应的参数，就可以直接得到结果，这正是数学模型完成的任务，只是计算机的出现，省略了中间的计算过程，因此计算机软件的方式，是数学建模思想最好的应用方法，要想解决不同的问题，只要建立不同的模型，然后编写相应的程序。

⬒ 数学建模思想总结 ⬒

摘要:数学建模是衔接数学与应用问题的桥梁，该课程主要培养学生的综合素质要求。本文针对于数学建模的课程考核问题进行探讨，分析数学建模课程考核存在问题，改革思路，并提出多层次综合考核方式，应用于数学建模的课程考核，效果良好。

关键词:数学建模;课程考核;创新能力

数学建模是一门介绍数学知识应用于解决实际问题的方法课程，该课程主要讲授如何针对日常生活中的实际问题，做假设简化并进行抽象提取，然后用数学表达式或者数学公式等将该问题表达出来，并求解该问题，从而达到解决实际问题的目的。数学建模的教学内容包含常见数学模型的介绍、数学软件编程和处理实际问题的数学方法。即数学建模是一门衔接数学与实际问题的应用型课程，其教学、考核等都与其他数学课程不同。中共中央国务院《关于深化教育改革全面推进素质教育的决定》明确指出：“高等教育要重视培养大学生的创新能力、实践能力和创业精神，普遍提高大学生的人文素养和科学素质。”特别对于当前处于经济结构调整期，“中国制造”向“中国创造”转型，国家需要大量的高素质创新型人才。而高校是培养高素质创新型人才的重要基地，需要改变原有的人才培养模式，提高学生的动手能力和综合素质，培养适合经济发展需要的高素质创新型人才。因此，本科教学中越来越重视培养学生收集处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力、语言文字表达能力以及团结协作和社会活动的能力。数学建模竞赛是利用数学知识解决实际问题的竞赛活动，要求参赛学生利用三天三夜的时间完成数学建模竞赛，整个竞赛过程中学生需要分析问题、查找资料、建立模型、编程求解、撰写建模论文等步骤。这些步骤要求参赛学生具有较强的信息收集、知识获取、分析、编程、论文撰写、团队协作等能力。因此，数学建模竞赛活动是培养学生各方面能力的竞赛，也是全国参与人数最多、受益面最广、举办时间最长的竞赛活动之一。数学建模是信息与计算科学和应用数学专业的专业必修课，参加数学建模竞赛的必须培训课程，数学建模的考核不仅仅是给出该课程的成绩，更重要的承担为数学建模竞赛选拔参赛人员的任务。本文针对数学建模的考核问题进行讨论。

1数学建模考核存在问题

（1）考核手段和目的存在误区。传统的考核方法注重于理论知识的检验，忽略了对学生创新意识、实践能力的培养。同时，教育主管部门对于该课程的考核要求与其他课程类似，仅仅考核知识点的掌握，忽视了该课程的开设目地，从而使得部分学生的利用数学方法解决实际问题的能力未能提高，没有达到学习此课程的目的。（2）考核重结果，轻过程。目前，数学建模是考查课程，该课程的考核存在两个极端：简单根据学生的数学建模论文给予成绩或试卷考试成绩。考核结果忽略了对学生的各方面能力的考察，导致开卷考试变成了学生的简单应付了事；而且部分考核只看最后的结果，而忽略了数学建模的整个训练过程。（3）考核方式单一。数学建模课程牵涉数学方法、编程能力、论文的写作能力、及其综合动手能力等。单纯从试卷或最终数学建模论文不能体现学生的各种能力。导致学生的某一种能力掩盖了其他能力的展现，导致数学建模竞赛学生选拔过程中存在一种现象：通过各种方式选拔的“优秀”学生，真正参加数学建模竞赛时，根本无法动手。（4）教学改革需要。随着大数据、人工智能、深度学习等领域的兴起，数学知识是解决此类实际问题的必须工具，解决该类问题的过程其实就是数学建模的过程。随着“新工科”培养计划的兴起，数学、编程、写作能力成为衡量人才的重要指标。数学建模是衔接数学和实际问题的桥梁，设置合理的考核方式，体现学生多方面能力是数学建模课程考核改革的动力。

2考核改革理念

（1）转变教育观念，树立科学考核。数学建模是一门利用数学方法、计算机编程、论文写作等方面知识解决实际问题的课程。该课程主要培养学生利用数学建模方法解决实际问题的能力。因此，任课教师改变课程考核等同于考试的观念，将考核过程贯穿学生的学习阶段，学习阶段融入整个考核过程。从而避免教、考脱节的现象，形成教考相互融合，提高学生的积极性。（2）实施多元化考核，提高学生的动手能力。数学建模课程是综合利用各种能力解决实际问题的方法论型课程，该课程的最终目的是培养学生的各种能力及其解决实际问题的综合能力。包含多个知识点的试卷测试是应试教育的体现，不足以反映学生的动手能力。多元化的考核方式能促进教学过程逐步向以训练学生的解决实际问题能力为导向，激发学生的创新意识、锻炼学生的实践能力。（3）实施多元化考核，促进学生学风。多元化考核将教学和考核的过程相互融合，学生的学习和考核交替进行，能够促使学生、自我反省，发现自己学习的不足，及时改进。同时，教考融合能够促使学生自发学习，调到学生的学习积极性，避免出现“平时送、考前紧、考后忘”的现象。

3考核方案

鉴于数学建模是利用计算机、数学解决实际问题的方法论文课程。该课程的教学过程包含介绍数学建模所用知识点和综合利用各个知识点解决实际问题两个阶段。该课程考核改革主要训练学生综合利用知识解决实际问题的能力，过程的训练是教学的重点。考试改革需贯穿于该课程的具体教学过程，因此将考核分为阶段考核、综合考核、结课考核、参赛考核四种方式。（1）阶段考核。数学建模的教学内容包括编程语言介绍、数学建模方法介绍和数学论文写作介绍几个主要的方面。相应地，编程能力、应用数学建模能力和论文写作能力的训练是数学建模的根本目的。因此，本项目拟根据数学建模的教学大纲安排，对每种能力进行单独考核，结合每种能力的特点，设置不同的题目，考核每种能力的得分。根据教学进度发布测试题目，初步拟定每种能力的测试成绩各占总成绩的10%，共占总成绩的30%。（2）综合考核。数学建模是综合运用各种能力的解决实际问题。在各种能力训练的基础上，强化训练学生的综合运用各种知识的能力。在此阶段，从历年数学建模题目和日常生活中挑出2~3个题目，进行适当简化处理，促使学生利用3~5天的时间完成一篇论文，进行点评评分，挑选部分典型论文进行讲解；然后要求学生继续完善论文，再次点评评分，如此循环多次。每个题目的成绩约占总成绩的10%，该阶段共占总成绩的30%。（3）结课考核。针对数学建模授课期间的知识点训练和综合训练，最后仿照数学建模的参赛组织形式，从实际生活中挑选2个侧重点不同的题目；同时，建议选课学生自由组合，3人一组，共同完成数学建模论文。该阶段对前期训练的检测，同时考核学生的团队精神，最终论文的成绩占总成绩的40%。（4）参赛考核。数学建模课程可作为数学建模竞赛的前期培训，从选课选手中选取部分成绩优秀的学生，组织他们参加全国大学生数学建模竞赛，竞赛获国家级奖，最终成绩直接评为优秀；广西区级奖最终成绩可直接评为良好。

4实施效果

该考核方案在信息与计算科学专业的数学建模课程试用。教学中将考核过程融入教学过程，教学过程穿插考核，这样能够防止“考核型学习现象”，促使学生逐步向“学习型考核”转变。同时，数学建模是应用型课程，多元化考试能够训练学生的应用数学、计算机编程和论文书写能力，单一考核不再适应，多元化考核能够发现学生的优点，促进教学过程转变为“以能力为导向”，符合当前的教育改革理念。数学建模讲授的内容有：线性规划模型、非线性规划模型、图论模型（最短路模型、生成树模型、网络图模型）、微分方程模型、差分方程模型、插值模型、拟合模型、回归分析模型、因子分析模型、统计检验模型、综合评价模型、模拟仿真模型等模型及其相关算法的软件编程。在教学安排中，对于数学模型部分尽可能讲解数学建模中常见模型的建模方法、模型特点及其适应范围、该模型的求解算法等。对于涉及模型求解算法的理论及其具体的求解步骤略讲或者不讲解，对于调用软件的算法集成命令及其调用方法等详细介绍。对于数学建模论文写作方面，通过阅读优秀论文，特别是我校20xx年的“MATLAB创新奖”论文。同时，选取部分简单例题，根据完整数学建模论文的章节要求布置任务，要求完成相应论文。然后根据学生的完成情况，进行详细点评，特别数学建模论文的写作及其注意事项。学生主动完成平时练习的积极性高，80%的同学能够按时完成布置的任务。剩下部分同学再经过多次提醒之后也补交了布置的任务。从提交的作业发现，大部分同学的作业都是自己认真完成，少数同学是在参考他人的基础之上完成。在课程结束后，参照数学建模的形式，要求同学们可以自由组队，队员人数为1~3人，根据人数的多少，设置不同的评价标准。为考查学生的学习情况，本人给出几道历年真题或类真题，这些题目是根据当前的热点新闻等经过加工而提出。从学生提交的结课论文来看，已经达到了预期效果，大部分同学具备了数学建模的基本素质，掌握了数学建模技巧，能够完成数学建模论文。通过两年的试用，信息与计算科学专业参加数学建模竞赛的人数比往年增加20%，而获得省（区）级奖以上的奖项比往年增加40%。因此，说明数学建模考核方案对学生的评价具备一定的准确性。

5问卷调查情况

为配合考核方案的实施，特拟定考核改革调查问卷，本人共做了两次问卷调查，共收到近八十分问卷。问卷包括数学学习兴趣、参加数学建模的积极性、考核严厉与否、考核方案认同度等内容。统计调查问卷发现，学生对数学知识的学习兴趣明显提高，参加数学建模竞赛的积极性也大幅度提高。并且大部分学生认同考核方案，也赞成将考核过程与教学过程相结合。从调查问卷的统计结果看：有近70%的学生认为该课程应该严格考核；76%的学生认同该考核方案。由此可见，数学建模考核方式改革具有一定的推广和实施价值（见图1）。

6总结

根据实施《数学建模》考核改革方案的学生反馈情况，总的来看，学生对考核方案比较认同，也同意严格考核。从学生的参赛人数和获奖比例也说明了该考核方案能有效提升学生的学习兴趣，提高学生的各方面能力。

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⬒ 数学建模思想总结 ⬒