[摘 要] 21世紀(jì)人才培養(yǎng)的一個核心問題是“如何培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新型人才”。經(jīng)濟數(shù)學(xué)建模教學(xué)有利于推動經(jīng)濟數(shù)學(xué)的教學(xué)改革,是改革的突破口、切入點,是增加學(xué)生實踐能力的有效方法。教師在教學(xué)過程中將數(shù)學(xué)建模的思想和方法融入數(shù)學(xué)主干課程,有利于提高學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的積極性和綜合索質(zhì),是啟迪創(chuàng)新意識和創(chuàng)新思維、培養(yǎng)主動探索、鍛煉創(chuàng)新能力,培養(yǎng)高層次的經(jīng)濟管理人才的一條重要途徑。
[關(guān)鍵詞] 數(shù)學(xué)建模 創(chuàng)新意識 創(chuàng)新思維 創(chuàng)新能力
數(shù)學(xué)建模是用數(shù)學(xué)的語言、方法去近似地刻劃一個實際問題,這種刻劃的數(shù)學(xué)表述就是數(shù)學(xué)模型,其過程就是數(shù)學(xué)建模(Mathematical Modeling)這并不是什么新東西,而數(shù)學(xué)建模競賽與數(shù)學(xué)教育則是新事物。數(shù)學(xué)模型不僅可以用來描述自然科學(xué)中的許多現(xiàn)象,還可以用來探討社會科學(xué)中的一些問題。在建立和完善社會主義市場經(jīng)濟體制的過程中,會出現(xiàn)各種各樣的新問題,每時每刻都對經(jīng)濟的發(fā)展產(chǎn)生著重大影響。通過建立數(shù)學(xué)模型可以研究一個國家、地區(qū)或一個城市經(jīng)濟均衡增長的最佳速度及最佳經(jīng)濟結(jié)構(gòu)等問題,因此,數(shù)學(xué)建模在國民經(jīng)濟中有著重要的應(yīng)用。早在二千多年前中國古人就開始使用數(shù)學(xué)模型方法,秦漢時期的數(shù)學(xué)名著《九章算術(shù)》是在總結(jié)前人經(jīng)驗的基礎(chǔ)上而著的。它的每一章都是在大量的實際問題中選擇具有典型性的現(xiàn)實原型,然后再通過“術(shù)”(即算法)轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)模型。而有些章(如“勾股”、“方程”等章)就是探討某種數(shù)學(xué)模型的應(yīng)用的。近代的意大利科學(xué)家伽利略于1604年建立著名的自由落體運動的數(shù)學(xué)模型,開創(chuàng)了數(shù)學(xué)建模的新時代,使數(shù)學(xué)模型方法成為各門學(xué)科中極其重要的方法,并成為和其它學(xué)科共同發(fā)展的連接點。從17世紀(jì)起,經(jīng)濟學(xué)家就開始把數(shù)學(xué)模型方法應(yīng)用于經(jīng)濟領(lǐng)域,用數(shù)學(xué)公式來表達經(jīng)濟理論,如著名的道格拉斯生產(chǎn)函數(shù)的形式在1896年威克賽爾的《財政理論的探索》一書中就己提及過。如今不少獲得諾貝爾經(jīng)濟學(xué)獎的經(jīng)濟學(xué)家,就是因成功地開創(chuàng)性地建立了經(jīng)濟數(shù)學(xué)模型而獲此殊榮。如第一屆諾貝爾經(jīng)濟學(xué)獎獲得者挪威經(jīng)濟學(xué)家R·費瑞希和荷蘭經(jīng)濟學(xué)家J·丁伯根是經(jīng)濟計量學(xué)的創(chuàng)立者.以后獲諾貝爾經(jīng)濟學(xué)獎的美國經(jīng)濟學(xué)家P·薩繆爾森、K·阿羅、W·列昂惕夫、T·庫普曼、L·克菜因、G·德布魯,英國經(jīng)濟學(xué)家J·??怂埂⑻K聯(lián)經(jīng)濟學(xué)家L·康托洛維奇等人,也都把數(shù)學(xué)模型方法應(yīng)用于經(jīng)濟領(lǐng)域,在經(jīng)濟學(xué)數(shù)學(xué)化方面做出了重要貢獻。
如今數(shù)學(xué)建模教育和競賽已作為各院校數(shù)學(xué)教學(xué)改革和培養(yǎng)高層次人才的一個重要方面。尤其是隨著計算機的普及和計算機技術(shù)的發(fā)展,以往只有數(shù)學(xué)家才能求解計算的一些問題,如今一般科技人員也能完成,這將使得數(shù)學(xué)模型的應(yīng)用得以普及。數(shù)學(xué)模型在經(jīng)濟領(lǐng)域中的應(yīng)用也隨之具有更廣闊的前景。因此對經(jīng)濟類院校培養(yǎng)的人才應(yīng)用數(shù)學(xué)知識,解決實際問題的能力的要求也日益提高。
一、數(shù)學(xué)建模激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識,彌補傳統(tǒng)教學(xué)的不足
由于歷史的原因,經(jīng)濟類院校以招收文科生為主,對數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)持消極態(tài)度的現(xiàn)象較為普遍,因此已嚴(yán)重制約和影響了學(xué)生今后的發(fā)展。不僅如此傳統(tǒng)的教學(xué)方式也存在很大的局限性:由于受課時限制,教學(xué)內(nèi)容較多,加之學(xué)生數(shù)學(xué)基礎(chǔ)的薄弱,在經(jīng)濟數(shù)學(xué)的教學(xué)過程中,往往為了趕進度,只好犧牲了許多方面的應(yīng)用和計算,使學(xué)生缺乏數(shù)學(xué)建模的初步訓(xùn)練,導(dǎo)致學(xué)生對數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)提不起興趣,進而喪失對數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的積極性和主動性;教學(xué)思維模式陳舊,片面強調(diào)數(shù)學(xué)的嚴(yán)格思維訓(xùn)練和邏輯思維培養(yǎng),缺乏從具體現(xiàn)象到數(shù)學(xué)的一般抽象和將一般結(jié)論應(yīng)用到具體情況的思維訓(xùn)練,容易使學(xué)生形成呆板的思維習(xí)慣。與現(xiàn)代化生產(chǎn)實踐和科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展相比,教師的教學(xué)手段多數(shù)仍停留在一支粉筆、一塊黑板階段,學(xué)生做題答案標(biāo)準(zhǔn)惟一,沒有任何供學(xué)生發(fā)揮其聰明才智和創(chuàng)造精神的余地.
而實踐性強是數(shù)學(xué)建模教育的一大特點。由于學(xué)生通過數(shù)學(xué)建?;顒訉W(xué)習(xí)的數(shù)學(xué)知識和方法與周圍的現(xiàn)實世界聯(lián)系起來,與實際需要和實際應(yīng)用聯(lián)系起來,親身體會數(shù)學(xué)模型的解釋、判斷和預(yù)見兩大功能在經(jīng)濟分析和研究中起的巨大作用。一個個生動的案例使學(xué)生看到數(shù)學(xué)建模給經(jīng)濟管理帶來的巨大經(jīng)濟效益,從而極大激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的積極性。又因數(shù)學(xué)建模往往是數(shù)學(xué)與計算機、經(jīng)濟學(xué)、管理學(xué)、生物、物理等多學(xué)科知識的交叉應(yīng)用,因此需要建模者對不懂的知識能邊學(xué)邊用,或與不同專業(yè)的人士共同協(xié)作。另一方而,建模成果不僅僅是建模者自己應(yīng)用,還需要把它寫成論文介紹給更多的需要用它的人。為考核和鍛煉學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)來解決問題的能力,我們以建模實踐方式作為數(shù)學(xué)建模的考核。我們讓學(xué)生自選實際問題建模,并以論文形式交卷。因此,開展數(shù)學(xué)建模教育,不僅培養(yǎng)了學(xué)生團結(jié)協(xié)作精神,也培養(yǎng)了學(xué)生科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度。
二、加強對數(shù)學(xué)建模教學(xué)的認(rèn)識,開展經(jīng)濟數(shù)學(xué)建模教學(xué)
開展數(shù)學(xué)建模教學(xué)有利于推動經(jīng)濟數(shù)學(xué)的教學(xué)改革。一方面,數(shù)學(xué)建模的課題都是一些實際問題,許多還是經(jīng)濟問題。這些問題為數(shù)學(xué)的應(yīng)用提供了很好的實例。通過這些實例,首先使學(xué)生認(rèn)識到數(shù)學(xué)如何有用,進而深入了解數(shù)學(xué)應(yīng)用的方法和技巧;另一方面,通過開展建模教學(xué),使學(xué)生對所學(xué)的數(shù)學(xué)知識有一個綜合運用,這充分調(diào)動了同學(xué)們的積極性,也充分發(fā)揮了同學(xué)們的潛能。
發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力必須要有計劃、有目的地增設(shè)以數(shù)學(xué)解決問題為特征的數(shù)學(xué)建模教育模式。以數(shù)學(xué)建模為載體可以全面激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維,培養(yǎng)學(xué)生提出問題和解決問題的能力。在教學(xué)中要積極創(chuàng)設(shè)“學(xué)”數(shù)學(xué)、“用”數(shù)學(xué)、“做”數(shù)學(xué)的環(huán)境,使學(xué)生在“做”數(shù)學(xué)中“學(xué)”數(shù)學(xué),使創(chuàng)造性思維在數(shù)學(xué)建模中找到一個切入點,吸引教師和學(xué)生進一步探索和研究。
經(jīng)濟數(shù)學(xué)建模教學(xué)在人才培養(yǎng)的過程中,特別是在人才的創(chuàng)新意識、實踐能力方而發(fā)揮著非常積極的作用;經(jīng)濟數(shù)學(xué)建模教學(xué)又是經(jīng)濟數(shù)學(xué)課程教學(xué)的改革的突破口、切入點,通過建模數(shù)學(xué)使我們認(rèn)識到深奧的數(shù)學(xué)知識與實際生活的緊密聯(lián)系,認(rèn)識到數(shù)學(xué)的思想方法、數(shù)學(xué)的概念、教學(xué)的公式在解決實際問題中的所發(fā)揮的巨大作用。
三、數(shù)學(xué)建模教育是啟迪創(chuàng)新意識和創(chuàng)新思維,提高主動探索、積極創(chuàng)新能力,培養(yǎng)高層次人才的一條重要途徑
從某種意義上說數(shù)學(xué)建模就是科研活動的小小縮影,其價值就在于它是在己有的基礎(chǔ)上有所創(chuàng)造。我們而對的需要建模的問題千差萬別,因此數(shù)學(xué)建模總是在不斷的創(chuàng)新過程中發(fā)展。提高主動探索,積極創(chuàng)新能力便成為數(shù)學(xué)建模教育的一大特色。實踐證明,通過數(shù)學(xué)建模教育后學(xué)生的素質(zhì)都有不同程度的提高。
從1994年以來,我國每年都要舉辦一次大學(xué)生建模競賽活動,十幾年來這項活動的規(guī)模逐年增大,這項活動目前以成為我國高等院校中規(guī)模最大的學(xué)生課外科技活動,數(shù)學(xué)建模競賽的開展,促進了數(shù)學(xué)建模的教學(xué),實踐證明,數(shù)學(xué)建模教育培養(yǎng)學(xué)生的基本素質(zhì)可歸納為如下幾方面:能把實際問題用數(shù)學(xué)語言來描述,再把數(shù)學(xué)結(jié)果用生活語言來解釋——生活語言與數(shù)學(xué)語言的相互“翻譯”能力;進行綜合分析和綜合應(yīng)用的能力;創(chuàng)新意識和創(chuàng)新的能力;再學(xué)習(xí)的意識和通過學(xué)習(xí)或查閱使用各種資料不斷獲取新知識的能力;使用計算機及應(yīng)用數(shù)學(xué)軟件包的能力;團結(jié)合作、交流表達的能力;撰寫論文的能力。這七條基本素質(zhì)正是如今高素質(zhì)經(jīng)濟管理人才應(yīng)具備的,所以經(jīng)濟類院校開展數(shù)學(xué)建模教育有利于提高學(xué)生素質(zhì),是培養(yǎng)高層次的經(jīng)濟管理人才的一條重要途徑。
數(shù)學(xué)教學(xué)過程融入模型化的思想,除了給學(xué)生以一種直觀的感受外,更重要的是讓學(xué)生能自主思考,自行運用建模的方法解決實際問題,逐步培養(yǎng)用數(shù)學(xué)進行分析,推理和計算的能力,培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)造力、想象力和洞察力,培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生熟練運用計算機和各種數(shù)學(xué)軟件的能力,使數(shù)學(xué)在手中真正變成一個有力的工具。
21世紀(jì)人才培養(yǎng)的一個核心問題是“如何培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新型人才’。創(chuàng)新是知識經(jīng)濟發(fā)展的靈魂,早在1999年全國技術(shù)創(chuàng)新大會上江澤民總書記就指出:“當(dāng)今世界各國綜合國力競爭的核心是知識創(chuàng)新,技術(shù)創(chuàng)新和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化”。數(shù)學(xué)建模教育無疑是經(jīng)濟類院校對目前設(shè)置的較為有限的幾門傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課的必要補充和拓展。在更為廣泛的領(lǐng)域開展“教”和“學(xué)”,改變舊的教育觀念、教育模式,在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力等方面,數(shù)學(xué)建模教育都能發(fā)揮其獨特的作用。
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