淺談高職數學(xué)教育與數學(xué)建模聯(lián)系的探討

　　當前，高職教育成為社會(huì )關(guān)注的熱點(diǎn)，面臨大好的發(fā)展機遇，同時(shí)，經(jīng)濟、科技和社會(huì )發(fā)展也對高職教育人才培養工作提出了許多新的、更高的要求。這就決定了高職教育中各種課程的設計必須以實(shí)際需要和培養學(xué)生能力為主，而對于一些理論的要求則可以相應降低。

　　以筆者從事的數學(xué)及高等數學(xué)課程為例，傳統的教學(xué)方式仍然是相對比較偏向解題應試的。而對于高等職業(yè)院校的各專(zhuān)業(yè)學(xué)生來(lái)講，除了一小部分學(xué)生有專(zhuān)升本的意愿之外，大部分學(xué)生并不存在諸如升學(xué)考試之類(lèi)的壓力，這樣使得學(xué)生在數學(xué)這種基礎課的學(xué)習上就缺乏相應的壓力和動(dòng)力。很多學(xué)生除了認為數學(xué)課比較枯燥難懂無(wú)趣之外，還認為其用處不大，無(wú)法與其專(zhuān)業(yè)課程的學(xué)習甚至是社會(huì )生產(chǎn)實(shí)際相聯(lián)系。在這樣的情況下，高等職業(yè)院校的數學(xué)教學(xué)就陷入了某種困境。教學(xué)傳統理念的陳舊落后和無(wú)法快速的聯(lián)系實(shí)際也使很多院校在數學(xué)課的取舍上選擇了后者，包括筆者所在的學(xué)院也有部分系部和專(zhuān)業(yè)壓縮甚至砍掉了數學(xué)課程。完全砍掉數學(xué)課程的做法，筆者認為并不是最好的方式方法。這樣使得部分有意愿學(xué)習高等數學(xué)的同學(xué)無(wú)從下手，也使得他們的專(zhuān)升本考試變得困難重重。一刀切過(guò)于武斷，那么如何才能有效的使數學(xué)教學(xué)與專(zhuān)業(yè)課程的學(xué)習和社會(huì )生產(chǎn)實(shí)際相聯(lián)系，并在培養學(xué)生能力方面有所進(jìn)展呢？引入模塊化的數學(xué)建模教學(xué)應該不失為一種值得探討的方法。

　　隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，數學(xué)模型這個(gè)詞匯越來(lái)越多地出現在現代人的生產(chǎn)、工作和社會(huì )活動(dòng)中。電氣工程師必須建立所要控制的生產(chǎn)過(guò)程的數學(xué)模型，用這個(gè)模型對控制裝置作出相應的設計和計算，才能實(shí)現有效的過(guò)程控制。氣象工作者為了得到準確的天氣預報，一刻也離不開(kāi)根據氣象站、氣象衛星匯集的氣壓、雨量、風(fēng)速等資料建立的數學(xué)模型。生理醫學(xué)專(zhuān)家有了藥物濃度在人體內隨時(shí)間和空間變化的數學(xué)模型，就可以分析藥物的療效，有效的指導臨床用藥。城市規劃者工作者需要建立一個(gè)包括人口、經(jīng)濟、交通、環(huán)境等大系統的數學(xué)模型，為領(lǐng)導層對城市發(fā)展規劃的決策提供科學(xué)依據。廠(chǎng)長(cháng)經(jīng)理們要是能夠根據產(chǎn)品的需求狀況、生產(chǎn)條件和成本、儲存費用等信息，籌劃出一個(gè)合理安排生產(chǎn)和銷(xiāo)售的數學(xué)模型，一定可以在市場(chǎng)的千變萬(wàn)化中把握住最好的商機，獲得更大的經(jīng)濟效益。即便是在日常的外出訪(fǎng)友或者采購中，用一個(gè)數學(xué)模型也可以?xún)?yōu)化出行的路線(xiàn)。顯然數學(xué)模型的建立在諸多的自然科學(xué)研究和社會(huì )生產(chǎn)實(shí)踐中都有著(zhù)廣泛而且意義重大的應用，那么對于更加注重能力培養的高等職業(yè)院校的教學(xué)來(lái)講，學(xué)習建立數學(xué)模型即數學(xué)建模的能力便是“授之以漁”，這比單純地學(xué)習一些枯燥的概念來(lái)講要有意義得多。

　　分析與設計：例如描述藥物濃度在人體內的變化規律以分析藥物的療效；建立跨音速流和激波的數學(xué)模型，用數值模擬設計新的飛機翼型。

　　預報與決策：生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)品質(zhì)量指標的預報、氣象預報、人口預報、經(jīng)濟增長(cháng)預報等等，都要有預報模型；使經(jīng)濟效益最大的價(jià)格策略、使費用最少的設備維修方案，是決策模型的例子。

　　控制與優(yōu)化：電力、化工生產(chǎn)過(guò)程的最優(yōu)控制、零件設計中的參數最優(yōu)化，要以數學(xué)模型為前提。建立大系統控制與優(yōu)化的數學(xué)模型，是迫切需要和十分棘手的課題。

　　另一方面，數學(xué)建模與計算機技術(shù)的關(guān)系密不可分。比如在設計領(lǐng)域中廣泛應用的CAD技術(shù)，就是建立在數學(xué)模型和計算機模擬基礎上的。一些大型的設計和數據處理問(wèn)題如新型飛機的研發(fā)設計、石油勘探數據的分析當然離不開(kāi)巨型計算機，而微型電腦的普及更使數學(xué)模型逐步進(jìn)入了人們的日�；顒�(dòng)。比如當一位公司經(jīng)理根據客戶(hù)提出的產(chǎn)品數量、質(zhì)量、交貨期等要求，用手提電腦與客戶(hù)進(jìn)行價(jià)格談判時(shí)，您不會(huì )懷疑他的電腦中貯存了由公司的各種資源、產(chǎn)品工藝流程及客戶(hù)需求等數據研制的數學(xué)模型――快速保價(jià)系統和生產(chǎn)計劃系統。另外，以數字化為特征的信息正以爆炸之勢涌入計算機，去偽存真、歸納整理、分析現象……，計算機需要人們給它以思維的能力，這些當然要求助于數學(xué)模型。

　　由此可見(jiàn)，數學(xué)建模對于培養學(xué)生解決問(wèn)題的宏觀(guān)思考和設計能力是有極大的益處的，而且可以使得數學(xué)教學(xué)更加有針對性，學(xué)生也能夠有更大的動(dòng)力和興趣。利用各種數學(xué)軟件如Matlab等，可以將最基本的建模問(wèn)題搬進(jìn)實(shí)驗室，數學(xué)課也可以上的豐富多彩。當然，這種新型的教學(xué)模式還需要數學(xué)教師在實(shí)際教學(xué)的設計當中發(fā)揮更大的主觀(guān)能動(dòng)性，精心安排，才能達到較好的效果。

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