创新是知识经济的灵魂，创新能力培养是本科教育的根本目的之一、大学数学作为本科基础教学课程，在培养学生创新思维和创新能力方面具有举足轻重的作用，而数学建模能力的培养正是实现这一目的的最好途径。

2.数学教学中渗透数学建模

思想是大学数学教学的必然要求。目前，高校中高等数学教学普遍存在内容多、课时少的问题，教师在教学中往往只注重理论知识的教学，忽视了知识的应用；只注重数学学科本身知识的讲解，不注重学科之间的结合，这样使学生体会不到数学的真正用处。为了克服这一教学中的不足，应将数学建模思想融入大学数学教学中去，使学生具备扎实的数学理论基本功和数学技能的同时，更具备运用数学思想解决实际问题的创新能力和应用能力。

3.数学建模有助于提高学生的多方面能力

数学建模是将数学知识应用到实际问题中的一种创造性实践活动，它能增强学生将数学理论应用到实际问题中的社会实践意识。数学建模具有思维的灵活性和结论的不确定性，在解决实际问题时可以从不同的角度，采用不同的数学方法建立数学模型，因此，可以激发学生的想象力、观察力和创造力。另外,在建模时往往需要查阅相关文献资料，从中吸取有用的信息用于建模，这无形之中拓宽了学生的知识面，培养了学生的科研能力。

二、大学数学教学中渗透数学建模思想的主要措施

在教学中渗入数学建模思想，必须改进原有的大学数学教学，从教学内容、教学方法、教学手段、教育观点、考核方式等各个方面做调整，以适应新下大学数学教学要求和人才培养目标。

1.从教学内容上改进

以促进数学建模思想的普及和深入。科学合理地修订教学大纲和调整教学内容，适当增加数学建模以及数学实验的教学环节势在必行。为了让学生了解数学和数学建模的思想和理念，我校主要从课堂上和课外两方面采取了一些措施，并取得了一定的成效。

（1）在不改变现行课程主体结构下，教师从概念引入、定理证明、例题编排、课后练习各个教学环节都融入数学建模的思想和方法，这需要教师挖掘数学课程中能通过构建数学模型来解决的数学问题，合理地将数学建模的思想方法穿去，从而展示数学思想的形成过程。通过增加这样的教学内容，使学生真切感受到数学知识的应用过程，并学会用数学思维解决实际问题。

（2）不能忽视数学实验课在大学数学教学中的重要作用。通过增加实验课的教学，来增强学生的数学建模能力、数学实践能力和基本数算能力。例如，教师可以在教会学生数学理论算法的同时，结合数学建模的教学案例用Mathematica或Matlab数学软件进行相应的数算和图形绘制。

（3）为了加强学生在数学应用环节的实践，更好地普及数学建模的思想，我们举办了不同形式的课外实践活动。其中实施效果比较好的有：开设数学建模和数学实验公共选修课，开设数学建模兴趣小组讨论班，成立数学建模协会，开展数学建模校内竞赛等。

2.从教学方法和教学手段上改进

实现数学理论知识与数学建模思想的良好结合。将数学建模思想融入大学数学教学中，就要在教学中努力打破传统的教学方法和教学手段，实现教学观念由“以教师为中心，讲授为主”向“以学生为主体，主动探索”的转变，教学目的由“传授知识”向“培养能力”的转变，授课方式由“单一型”向“多样化”的转变。主要体现以下几个方面：

（1）教学过程中以学生为主体，有意识地引导学生发现问题、探索问题、解决问题。如在数学定理、公式的讲解中，教师可以先不给出结论，而是以问题为出发点，引导学生自行观察、分析、猜想、探索、归纳，以协作的方式解决问题，最终实现学生学以致用的教学目的。

（2）多采用案例教学，以实际问题引出概念，让概念结合实际。教师在课堂教学时，精选出源于实际问题的典型案例，让学生亲身体验用数学思想方法解决实际问题的过程。例如，在引入定积分定义时，可以先提出问题“怎样计算变速直线运动的路程”，然后引导学生建立模型，解决问题，同时引出定积分的概念，给学生归纳出“大化小，常代变，近似和，取极限”的思想，并告诉学生利用这种思想还可以去解决其他问题，也就是定积分的应用，如计算不规则的平面图形的面积、旋转体的体积等。

（3）由于教学学时有限，为了提高教学效率，在教学时需做到现代多媒体教学手段与传统板书教学的有机结合，取长补短。例如，在讲解空间曲线的图形、二次曲面相交得到的立体图形等内容时，使用PowerPoint课件讲解不仅大大提高课堂教学效率，而且内容会更生动逼真。

3.考核评价方式的改进是推动这种教学模式的重要环节

也是增强学生数学应用意识的有效途径。传统的考试方法一般都是闭卷考试，考试侧重理论知识的考查，并且以学生成绩的高低来衡量学生数学水平的好坏。这种考试制度已经不能顺应大学数学教学的要求，的主要目的是培养学生创新能力和数学知识应用能力，因此，考试方法也应由单一的闭卷形式转化为多样化形式。具体措施：

二、数学模型融入数学课堂教学的必要性

（一）人才培养创新的需要

（二）高校教学的需要

当今社会信息高度发达，竞争日益激烈，必须具备一定的创新意识和创新能力，否则很难适应社会信息时代的要求。传统的教学模式是以课堂理论讲授为主，学生绝大部分时间都集中学习书本知识，很少有机会接触社会，也难做到学以致用。绝大多数课程都是教师的一言堂，考试也是以教师讲课内容为主。学生忙于记录和背诵而闲置其聪慧的头脑。长期的灌输式教学导致学生明显缺乏学习的主动性，会听从而不会质疑，更不会形成开创性的观点，很难适应企事业单位动态的工作环境。数学作为一门传统基础学科,对学院的学生来说，学习上有一定的难度。我们的教学应以“必需，够用”为度。数学建模从形式到内容，都与毕业后工作时的条件非常相近，是一次非常好的锻炼，学生通过自主的学习，把实际的问题转化为数学理论解决，有助于学生创新能力的培养动手能力的提高，这也正是学院院校应用型本科人才培养的方向。

（三）学生参加数学建模竞赛的需要

学院学生思维活跃，且比较注重个人能力素质的提高。很多学生愿意在学校参加一些竞赛来提高自己。全国大学生数学建模竞赛尤其受学生重视，但仍有很多大学生不了解这类竞赛，因此，在数学课堂上引入数学建模思想，学生既了解了数学建模，又对数学公式提起了兴趣，还有助于学院学生在全国大学生数学建模竞赛中取得优异成绩。

那么当前我国高中学生的数学建模意识和建模能力如何呢？下面是节自有关人士对次竞赛中的一道建模题目学生的作答情况所作的抽样调查。题目内容如下：

市教育局组织了一项竞赛，聘请了来自不同学校的数名教师做评委组成评判组。本次竞赛制定四条评分规则，内容如下：

（1）评委对本校选手不打分。

（2）每位评委对每位参赛选手（除本校选手外）都必须打分，且所打分数不相同。

（3）评委打分方法为：倒数第一名记1分，倒数第二名记2分，依次类推。

（4）比赛结束后，求出各选手的平均分，按平均分从高到低排序，依此确定本次竞赛的名次，以平均分最高者为第一名，依次类推。

本次比赛中，选手甲所在学校有一名评委，这位评委将不参加对选手甲的评分，其他选手所在学校无人担任评委。

（Ⅰ）公布评分规则后，其他选手觉得这种评分规则对甲更有利，请问这种看法是否有道理？（请说明理由）

（Ⅱ）能否给这次比赛制定更公平的评分规则？若能，请你给出一个更公平的评分规则，并说明理由。

本题是一道开放性很强的好题，给学生留有很大的发挥空间，不少学生都有精彩的表现，例如关于评分规则的修正，就有下列几种方案：

方案1：将选手甲所在学校评委的评分方法改为倒数第一名记1+分，倒数第二名记2+，…依次类推；（评分标准）

方案2：将选手甲所在学校评委的评分方法改为在原来的基础上乘以；

方案3：对甲评分时，用其他评委的平均分计做甲所在学校评委的打分；

然而也有不少学生为空白，究其原因可能除了时间因素，学生对于较长的文字表述产生畏惧心理、不能正确阅读是重要因素。同时，一些学生由于不能正确理解规则（3），得出选手甲的平均得分为，其他选手的平均得分为，从而得出错误结论.不少学生出现“甲所在学校的评委会故意压低其他选手的分数，因而对甲有利”的解释，而没有意识到作出必要的假设是数学建模方法中的重要且必要的一环。有些学生在正确理解题意的基础上，提出了“规则对甲有利”的理由，例如：排名在甲前的同学少得了1分；甲所在学校的评委不给其他选手最高分（n分），所以甲得最高分的概率比其他选手高；相当于甲所在学校的评委把最高分给了甲；甲少拿一个分数，若少拿最低分，则有利；若少拿最高分，则不利；等等。以上各种想法都有道理，遗憾的是大部分学生仅仅停留在这些感性认识和文字说明上，没能进一步引进数学模型和数学符号去进行理性的分析。如何衡量规则的公平性是本题的关键，也是建模的原则。很少有学生能够明确提出这个原则，有些学生在第2问评分规则的修正中，提出“将甲所在学校的评委从评判组中剔除掉”，这种办法违背实际的要求。有些学生被生活中一些现象误导，提出“去掉最高分和最低分”的评分规则修正方法，而不去从数学的角度分析和研究。

通过对这道高中数学知识应用竞赛题解答情况的分析，我们了解到学生数学建模意识和建模能力的现状不容乐观。学生在数学应用能力上存在的一些问题：（1）数学阅读能力差，误解题意。（2）数学建模方法需要提高。（3）数学应用意识不尽人意数学建模意识很有待加强。新课程标准给数学建模提出了更高的要求，也为中学数学建模的发展提供了很好的契机，相信随着新课程的实施，我们高中生的数学建模意识和建模能力会有大的提高！

那么高中的数学建模教学应如何进行呢？数学建模的教学本身是一个不断探索、不断创新、不断完善和提高的过程。不同于传统的教学模式，数学建模课程指导思想是：以实验室为基础、以学生为中心、以问题为主线、以培养能力为目标来组织教学工作。通过教学使学生了解利用数学理论和方法去分折和解决问题的全过程，提高他们分折问题和解决问题的能力；提高他们学习数学的兴趣和应用数学的意识与能力。数学建模以学生为主，教师利用一些事先设计好的问题，引导学生主动查阅文献资料和学习新知识，鼓励学生积极开展讨论和辩论，主动探索解决之法。教学过程的重点是创造一个环境去诱导学生的学习欲望、培养他们的自学能力，增强他们的数学素质和创新能力，强调的是获取新知识的能力，是解决问题的过程，而不是知识与结果。

（一）在教学中传授学生初步的数学建模知识。

中学数学建模的目的旨在培养学生的数学应用意识，掌握数学建模的方法，为将来的学习、工作打下坚实的基础。在教学时将数学建模中最基本的过程教给学生：利用现行的数学教材，向学生介绍一些常用的、典型的数学模型。如函数模型、不等式模型、数列模型、几何模型、三角模型、方程模型等。教师应研究在各个教学章节中可引入哪些数学基本模型问题，如储蓄问题、信用贷款问题可结合在数列教学中。教师可以通过教材中一些不大复杂的应用问题，带着学生一起来完成数学化的过程，给学生一些数学应用和数学建模的初步体验。

例如在学习了二次函数的最值问题后，通过下面的应用题让学生懂得如何用数学建模的方法来解决实际问题。例：客房的定价问题。一个星级旅馆有150个客房，经过一段时间的经营实践，旅馆经理得到了一些数据：每间客房定价为160元时，住房率为55%，每间客房定价为140元时，住房率为65%，

每间客房定价为120元时，住房率为75%，每间客房定价为100元时，住房率为85%。欲使旅馆每天收入最高，每间客房应如何定价？

[简化假设]

（1）每间客房最高定价为160元；

（2）设随着房价的下降，住房率呈线性增长；

（3）设旅馆每间客房定价相等。

[建立模型]

设y表示旅馆一天的总收入，与160元相比每间客房降低的房价为x元。由假设（2）可得，每降价1元，住房率就增加。因此

由可知

于是问题转化为：当时，y的最大值是多少？

[求解模型]

[讨论与验证]

（1）容易验证此收入在各种已知定价对应的收入中是最大的。如果为了便于管理，定价为140元也是可以的，因为此时它与最高收入只差18.75元。

（2）如果定价为180元，住房率应为45%，相应的收入只有12150元，因此假设（1）是合理的。

（二）培养学生的数学应用意识，增强数学建模意识。

最后，为了培养学生的建模意识，中学数学教师应首先需要提高自己的建模意识。中学数学教师除需要了解数学科学的发展历史和发展动态之外，还需要不断地学习一些新的数学建模理论，并且努力钻研如何把中学数学知识应用于现实生活。中学教师只有通过对数学建模的系统学习和研究，才能准确地的把握数学建模问题的深度和难度，更好地推动中学数学建模教学的发展。下载本文