浅谈数学建模课程与学生创新能力的培养

曹军

摘要：在教育新课改背景下，对学生创新能力的培养至关重要，本文针对数学建模课程与学生创新能力的培养进行分析，提出一些建议和方法。

关键词：数学建模；学生；创新能力；培养

21世纪，对经济知识带来极大的挑战，我国的高等教育的改革也有了很好的成效，不管是从教育思想的转变、还是教学方法、内容、手段都有了很大的改变，但是，社会在不断的发展，工业经济的时代的过去，我们迎来了知识经济时代，如何让高等教育适应时代的发展，并且与时俱进，培养更适合时代进步的创新能力人才，这是我们目前要思考的重要问题。

一、满足时代需求，培养创新能力人才

工业经济时代已经成为了过去式，我们现今面临的是知识经济时代，现代科学技术是知识经济时代的核心，21世纪是知识经济时代，经济旨在建立在知识和信息的生产、使用、存储以及消费之上，知识经济的内在动力和基本要求是知识的创新和技术的创新，在生产模式上工业经济追求批量化生产，知识经济追求多样化、少量化的柔性生产，创新更是知识经济的重要特征及灵魂。如今社会对于劳动者的要求也越来越高，必须具有专业的知识去适应时代影响下的创新产品的问世，以及宽厚的基础知识。因此，知识经济时代需要的人才，必须要有很强的自学能力和思维能力，通过对不同知识信息的学习和理解，并且进行新的组合，创造出新的思路、方法、手段，有新的创意、设计以及新的模型，能够迅速的适应时代的发展、综合素质高、技术操作熟练的优秀人才，所以，知识经济时代对人才的培养的要求核心就是创新能力，这也是时代的需要。

二、数学建模和创新能力

数学建模是什么？就是用数学的方法、手段、思想通过计算机等现代化设备抽象的合理假设实际问题，对数学模型以创造性的得以求解，然后在对实际问题进行解释、分析，经过验证并且对不足进行修改，让数学模型能够不断的完善，这样能够有效的帮助人们解决实际问题，数学建模是解决实际问题的科学依据和手段，通过数学进行思考的方法，对数学世界和现实世界的沟通起到桥梁的作用，数学建模能够合理的抽象和量化现象和过程，实验和模拟主要运用数学公式，再通过计算机对数值进行模拟和计算，也对数学在社会和科学发展中起到非常重要的意义，是为国家创造数学领域的创新人才的必然条件。

通過对自己所掌握的知识和经验，能够提出新颖的问题、解决方法、并且能够生产出有价值的成果就是创新能力。创新能力是一种综合形式，创新能力不仅仅表现在智力方面，还表现在对知识的应用、改装，对新方法、新思路的发明，这是一种创新的意识，能够善于发现问题，更能敏感的把握机会，更是改变环境、改变自己的应变能力。知识的掌握、经验以及创造性思维是创新能力的基础。数学建模就是需要学生通过创造性思维和创新能力对实际问题进行解决，利用数学建模课程教学，就是为了训练学生通过自己所学的知识和经验能够创造性的对实际问题进行解决，对于学生的创造性思维及创新能力的培养和训练最有效的方法就是数学建模。

创新能力需要对数学模型进行建立、需要选择方法以及使用软件，并且要对数据进行处理，当然了，新的思路和理论的提出也很重要，在这些基础上新的产品、技术也就产生了。培养和训练学生的数学建模能力，不仅可以提高学生逻辑思维的严谨性，还能够对学生的形象思维及直觉思维有一个更好的激发，让学生能够更加细致、敏锐的感受和领悟实际问题，更利于培养和提高学生的创新能力和应用能力。

三、数学建模课程能够提高学生创新能力和综合素质

数学建模课程的教学当中，多会利用典型的案例训练，让学生能够对数学和实际问题联系在一起，以问题需要为依据，引导学生接受和学习新知识、新思路、新方法，利于学生对数学建模能力的培养，以及自我开拓能力和快速反应能力的培养。对于学生应用数学的意识和创新能力的培养起到重要的作用。数学建模能够让各种应用问题更加科学化、严密化、精确化，能够有效的发现问题、解决问题、探索真理，为国家培养高素质创新人才最直接有效的方法。

第一，数学建模课程在激发学生的兴趣、热情上主要是利用大量生动有趣的实例，这样学生对新知识、新技术和新方法的使用有着引导性的作用，学生创新能力和创新意识的培养就是通过分析问题、获取知识、提出思路以及解决问题的过程。

第二，培养学生分析问题，解决实际问题能力是数学建模课程教学的主要目标。以学生和实际为中心，师生共同对生动有趣的典型事例进行探讨，例如，用1000辆自行车在某个城市开三家出租店，分别是1店、2店、3店。出于顾客方便，可以从三家店任一家租车以及还车，通过调查得出表1的结果。

教师针对案例提出问题“三个店分别建多少车位合适？”、“每辆车最先放在1、2、3店的车，一段时间后需修理应到哪个店去寻找？”这样的实际问题能够激发学生对问题的思考，教师引导学生将问题和所学的知识、方法联系起来进行分析得出答案，并引导学生了解基础知识和经验，这整个过程以解决实际问题为目的。

第三，对数学建模课程的训练和教学实践说明，数学建模课程教学能够培养和提高学生创新能力有以下几点：（1）善于对实际工作者所提供的原型中，能够有效的抓住其数学本质的洞察能力。（2）将实际问题抽象和简化为数学问题的能力，解释、分析问题通过数学方法推导或计算得到的结果进行应用的双向翻译能力。（3）在数学建模课程当中，对于实际领域的联系更为宽广、实际案例的应用更为丰富，教科书和无例可循的参考文献。以资料查询、文献检索等手段对学生进行训练，让学生能够了解问题的实际意义和背景，能够对新知识和经验迅速的把握，在解决实际问题中能够将获得的新知识和经验进行创新，这凸显出对新知识摄取与应用能力的作用。（4）数学建模课程就类似于在开设一个小型的科研活动，这需要师生互相理解、支持、协调以及集思广益的解决问题，它更是一个群体合作的过程，只有这样才能获得成功。

四、结束语

就我国目前来看，最大规模的学生科技活动就是大学生数学建模竞赛，而且这项活动已经被社会各界的人士所关注，数学建模课程及竞赛的发展是一个好的开始，更是为学生提高创新能力和综合素质的有效手段，不断的对教学进行改革、创新，更利于教学质量的提高，以及学生未来道路的发展。

参考文献：

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