数学建模在培养学生能力中的作用

数学建模在培养学生能力中的作用

[摘要]本文主要讨论了数学建模在培养学生各方面能力方面起到的不可替代的作用，在参与数学建模的过程中学生各方面能力的不断提升。

[关键词]数学建模培养能力提升

数学建模是联系数学与实际问题的桥梁，是数学在各个领域广泛应用的媒介，是数学科学技术转化的主要途径。数学建模在科学技术发展中的重要作用越来越受到数学界和工程界的普遍重视，它成为体现现代科技工作者必备的重要能力之一。

所谓数学建模，就是利用数学方法解决实际问题的一种实践。即通过抽象、简化、假设、引进变量等处理过程后，将实际问题用数学方式表达，建立起数学模型，然后运用先进的数学方法及计算机技术进行求解。数学建模将各种知识综合应用于解决实际问题中，是培养和提高人们应用所学知识分析问题、解决问题的能力的必备手段之一。正因如此数学建模被引入到课堂中它向学生展示各种应用领域中的数学问题和数学建模方法，培养学生应用术知识解决实际问题的能力。

一、培养学生的团队协作能力

数学建模是一个团队协作的过程。数学建模竞赛是由三名学生组成一队，在三天时间内共同完成一个竞赛题目。它是一个集体项目，需要参加比赛的三个人积极配合，协同作战，要发挥每个人的长处，互相弥补短处，力争释放出三个人的最大能量。这种比赛模式，对现在在学校里的学生来说是一个弥补他们自身缺乏团队合作训练的一个极好的机会。因为现在的学生通常是自己一个人读书、做题已经习惯于独自完成考试或竞赛，几个人在一起活动的机会不多，特别是不同专业的学生在一起研究讨论问题的机会就更不多了。而在完成数学建模竞赛的过程实际上是“打造团队精神”的过程。队员的知识结构、思维方式、性格特点等构成了团队的总体实力，如何发挥团队的最大效用，需要参赛组成人员通力合作，合理分工，充分发挥每个人的潜力，同时还要集思广益，密切协作，形成合力，相互协调，求同存异，互相弥补对方的不足，力争释放出团队的最大能量。这样，在不知不觉中，队员们的团队协作能力明显提升了，他们学会了如何更好地与他人相处与合作，这种能力在当今社会尤为重要，它对队员们日后的发展也起着举足轻重的作用。

二、培养学生自学与搜集信息的能力

由于数学建模竞赛题目来源于工程技术和管理学科等方面的实际问题，题目对象涉及日常生活、科学技术、经济管理等各个领域，具有多样性、复杂性、综

合性的特点。因此，只有掌握了丰富的知识，在建模过程中才能灵活地找到解决问题的方法。这就要求学生在掌握数学理论的基础上继续拓宽知识面，接触并学习其他学科的相关内容。而大量的知识与领域是学生设有学过和涉及到的，这些内容也不可能全由教师来教授，所以只能通过学生自学来获得，这对学生的自学能力提出了很高的要求。学生们要会通过相关书籍、期刊论文、互联网计算机等方式搜集相关信息。这在无形中又锻炼和提高了学生搜集信息的能力以及整合信息的能力。这种能力在当今信息社会是必须要具备的，只有能充分掌握并利用好各种有用信息的人才能获得成功。

三、培养学生运用计算机的能力

数学建模问题的来源各种各样，学会比较全面而细致地考虑各种实际问题并给予十分恰当的处理，不仅要掌握较多的数学知识，而且更有赖于计算机技术。在建模求解过程中，需要一定的计算机知识。因为对复杂的实际问题，在建模之前往往需要先计算一些东西或直观地考察一些图像，以便以此作出判断或想象来确定模型。计算机在数学建模中扮演了越来越重要的角色，在求解模型时，往往需要较大计算量，包括符合运算、数值计算和图形处理，以及大量的数学推理运算、计算都需要靠相应的数学软件包的帮助才能完成。这就要求队员们能熟悉并会运用相关的数学软件包去解决实际问题。在数学建模中学生的运用计算机的能力也得到了提升。

四、培养学生分析问题、解决问题的能力

数学建模实际上是用有关数学知识解决实际问题的过程，它为学生传设了一个学数学用数学的环境。在建立模型中关键是如何把实际问题抽象为数学问题。首先，通过观察分析，提炼出实际问题的数学模型，然后再把数学模型纳入到某知识系统中去处理。这不但要求学生有一定的抽象能力，而且要有很强的观察、分析、综合、类比能力。数学建模正是一个提出问题、分析问题和解决问题的过程，需要分析正确而且有一定解决问题额策略。在数学建模中，当面对新问题时，需要在很短时间内加以解决，首先必须准确快速地分析问题，在分析问题的基础上建立模型，最终解决问题。在这个过程中学生体验到了亲自参与探究、发现、分析、求解、检验这一解决问题的全过程。增强了观察分析身边事物和现象的数学应用意识。从而在数学建模中提高了学生分析和解决问题的能力。

五、培养学生论文写作能力

数学建模的最终结果要求学生用建模论文的形式准确地陈述研究的方法、步骤、自己的观点、结果以及对模型的检验。这就要求队员根据题目要求撰写一篇包括摘要、问题提出、模型假设、问题分析、模型假设、模型建立、模型求解、结果分析、模型的评价与推广、参考文献、附录等方面的论文。学生在写作论文时要清晰性、合理性等评出不同等级的奖项。所以数学建模成绩的好坏与论文的撰写有着重要的关系，这就要求学生要有一定的文字功底和一定的写作水平。它体现了学生的基本功是否扎实，思维是否缜密。所以，学生在参加数学建模的过程中，论文的写作能力也在不断提高，这种能力在日后的工作中无论从事何种职

业都会从中受益。

数学建模给学生提供了一个自我学习、独立思考、认真探索的实践过程，学生在建立模型的过程中，学会学习、学会求知、学会做事、学会合作、学会交流，从中也培养了学生的团队协作能力、自学与搜集信息的能力、运用计算机的能力、分析问题与解决问题的能力以及论文的写作能力等等。数学建模在教学中所起到的作用已远远超出了课程本身的意义，可以说数学建模对学生综合素质以及各方面的能力提升有着深远的意义。

参考文献

[1] 姜启源.数学建模[M].北京：高等教育出版社，2001.

[2] 韩中庚.数学建模方法及其应用[M].北京：高等教育出版社，2004.

[3] 陈佩沛.浅谈大学生数学建模竞赛与当代大学生能力培养的关系[J]. 教育论坛2009年02期20¬—21

作者单位：装甲兵技术学院基础部数学室