謝小韋　馮再勇　楊曉慧　王理峰

[摘要]根據(jù)學院深化分類培養(yǎng)，本文將高職科學素養(yǎng)的培養(yǎng)分為兩類，闡述了高職專業(yè)型科學素養(yǎng)的內(nèi)涵，然后從科學品質(zhì)的養(yǎng)成，科學知識和技能的積累，科學創(chuàng)新能力和實踐能力的提升三個方面，探討了數(shù)學建模活動對高職學生專業(yè)型科學素養(yǎng)的培養(yǎng)。

[關(guān)鍵詞]數(shù)學建模；科學素養(yǎng)；創(chuàng)新能力

[中圖分類號]G642 [文獻標識碼]A [文章編號]1671-5918（2016）13-0090-03

doi；10.3969/j.issn.1671-5918.2016.13.044 [本刊網(wǎng)址]http：∥www.hbxb.net

國務院辦公廳近日印發(fā)了《全民科學素質(zhì)行動計劃綱要實施方案（2016—2020年）》。該方案明確指出：“完善高等教育階段的科技教育，引導大學生樹立科學思想，弘揚科學精神，激發(fā)大學生創(chuàng)新創(chuàng)造創(chuàng)業(yè)熱情，提高大學生開展科學研究和就業(yè)創(chuàng)業(yè)的能力?！笨梢姟笆濉睍r期，培養(yǎng)和提升大學生的科學素養(yǎng)將成為我國重點開展的一項工作。

就高職教育而言，各高職院校學生的素質(zhì)教育和科學素養(yǎng)的培養(yǎng)已全面開展，并取得一定的成效。同時，根據(jù)部分高職院校深化分類培養(yǎng)，促進大學生多樣化成才，將優(yōu)秀高職大學生的科學素養(yǎng)提高至專業(yè)型科學素養(yǎng)水平，進一步提高教育改革的成果。本文探討數(shù)學建?；顒訉Ω呗殞W生，尤其是技術(shù)技能型人才科學素養(yǎng)的培育。

一、科學素養(yǎng)

科學素養(yǎng)即科學素質(zhì)的養(yǎng)成，通過教育、學習、實踐等方式養(yǎng)成科學素質(zhì)的過程?？茖W素養(yǎng)的培育對現(xiàn)代高職大學生具有極其重要的意義。根據(jù)層次要求的不同，科學素養(yǎng)可按不同的水平進行分類。對于高職院校而言，部分學院深化分類培養(yǎng)，促進大學生多樣化成才，將高職科學素養(yǎng)分成兩個層面，即大學生科學素養(yǎng)和專業(yè)型科學素養(yǎng)。

（一）科學素養(yǎng)的分類

1.大學生科學素養(yǎng)，面向的對象是全體大學生。大學生科學素養(yǎng)要求受到高等教育的所有高職大學生掌握基本的科學知識、科學方法和思維方式，具有分析問題和解決問題的一般能力。

2.專業(yè)型科學素養(yǎng)，是科學素養(yǎng)的高級層次要求，面向的對象是重點培養(yǎng)的優(yōu)秀高職學生。要求掌握較全面的科學知識（尤其是專業(yè)知識）、科學方法，具備創(chuàng)新思維方式，具有較強的提出問題、分析問題和解決問題的能力。

（二）專業(yè)型科學素養(yǎng)的內(nèi)涵

具備專業(yè)型科學素養(yǎng)的人，必須弘揚科學精神，熟悉全面的科學知識，掌握必備的科研方法和研究技能，能夠運用科學創(chuàng)新思維進行科學探索和實踐。

1.科學精神

科學精神是由科學性質(zhì)所決定，體現(xiàn)在科學知識中的思想或信念。是長期的科學活動中形成的理念，并貫穿于科學實踐活動之中的精神狀態(tài)和思維方式。科學精神是科學與科學活動的內(nèi)在精神和靈魂。專業(yè)型科學素養(yǎng)包括的科學精神是具備追求真理、實事求是的精神；是合理懷疑、正確批評的精神；是鍥而不舍、執(zhí)著探索的精神；是敢于突破、勇于創(chuàng)新的精神等等。

2.科學知識

對科學知識的包括基本概念、基本原理、基本規(guī)律等?？茖W素養(yǎng)的幾個要素中，知識在科學素養(yǎng)中起著基礎(chǔ)作用。科學知識主要通過學校的教育來實現(xiàn)，可以通過素質(zhì)教育來實現(xiàn)，專業(yè)型科學素養(yǎng)要求學生在課堂教學和課外活動中了解和掌握各學科的科學現(xiàn)象和事實，掌握較全面的科學知識。

3.科學方法

科學方法是人們在認識和改造世界中遵循或運用的、符合科學一般原則的各種途徑和手段，包括在理論研究、應用研究、開發(fā)推廣等科學活動過程中采用的思路、程序、規(guī)則、技巧和模式?？茖W方法是在科學技術(shù)研究的過程中，解決問題時需要掌握的科學方法。專業(yè)型科學素養(yǎng)需要掌握的科學方法包括自然科學一般方法、學科科學方法、學科學習方法等等。

4.科學實踐能力

科學實踐能力是將學到的科學知識、科學方法和技能用來解決問題的實踐能力和素質(zhì)，是運用較強的分析問題和運用科學技術(shù)解決實際問題的能力?？茖W實踐能力一般包括科學認知能力、觀察能力、思維能力、理解能力、實踐操作能力等。高職教育培養(yǎng)的是應用型人才，專業(yè)型科學素養(yǎng)要培養(yǎng)學生科學的技術(shù)研究和改革的探索精神，善于溝通和協(xié)調(diào)的社會生存能力，解決生產(chǎn)和服務實際問題的能力等等。

二、在數(shù)學建?；顒又写龠M專業(yè)型科學素養(yǎng)的培育

全國大學生數(shù)學建模競賽創(chuàng)辦于1992年，一年舉辦一次，現(xiàn)已成為全國高校中規(guī)模最大的基礎(chǔ)性學科競賽，同時是世界上規(guī)模最大的數(shù)學競賽。全國大學生數(shù)學建模競賽是全國高校規(guī)模最大的課外科技活動之一。數(shù)學建模是架設(shè)在數(shù)學知識與實際問題之間的一座橋梁，也是數(shù)學走向應用的一條必經(jīng)之路。全國大學生數(shù)學建模競賽題目來源于現(xiàn)實，具有較大的靈活性，能激發(fā)學生學習的積極性，主要的是讓學生們學會用數(shù)學的思維、數(shù)學的觀點、數(shù)學的語言描述實際問題、并學會應用所學知識解決實際問題提供方法，提高學生建立數(shù)學模型并運用計算機技術(shù)解決實際問題的綜合能力，培養(yǎng)學生的實踐能力、創(chuàng)新能力和團隊合作精神等等。

數(shù)學建?；顒涌梢耘囵B(yǎng)學生的專業(yè)型科學素養(yǎng)，數(shù)學建模過程有利于挖掘?qū)W生的潛能，有利于學生科學品質(zhì)的形成，有利于培養(yǎng)學生的自主學習能力，有利于學生問題意識和創(chuàng)新能力、實踐能力的培養(yǎng)和提升。

（一）有利于學生科學品質(zhì)的形成

科學精神與科學品質(zhì)等非智力因素是提升科學素養(yǎng)的內(nèi)在動力，是科學素養(yǎng)形成的前提和基礎(chǔ)。部分學院的數(shù)學建?；顒臃譃榕嘤栯A段和比賽階段，培訓階段分為基礎(chǔ)段、提高段、沖刺段，在數(shù)學建模培訓的階段，建模小組成員要學習的都是從未接觸過的有難度的知識和方法，每個階段都有相應的要求和目標；正式比賽階段在每年的9月，數(shù)學建模比賽是3天3夜，比賽持續(xù)時間較長，題目具有相當?shù)碾y度，任務量大。在整個培訓和比賽的過程中會遇到各種各樣的問題和困難，必須有克服困難的意志品質(zhì)，有很大的毅力和堅持，頑強拼搏的精神，才能堅持到最后一刻，交出滿意的答卷。因此，數(shù)學建?；顒优囵B(yǎng)了大學生意志力和勇于攻關(guān)的能力。

在建模活動過程中，根據(jù)選題的要求和數(shù)學嚴謹性的特點，學生必須從實際出發(fā)，科學理性地思維，認真踏實地探究，實事求是地得出結(jié)論，數(shù)學語言的精確性使得數(shù)學的結(jié)論不會模棱兩可，不允許有任何弄虛作假的行為存在。因此，數(shù)學建模活動培養(yǎng)了大學生求真務實的科學品質(zhì)，科學品質(zhì)在反復地實踐中得到增強。

在數(shù)學建模的培訓和比賽中，大學生是以3人為一建模小組。在培訓和競賽中，小組內(nèi)應做好分工合作，因各小組成員知識面的側(cè)重點或?qū)ｉL有所不同，做好合理的安排，如誰負責查找資料，論文撰寫，編寫程序等等。而對于某些問題，如高職組選題在C題和D題中選一個；選題的思路和方法；如何建立模型等，小組三人應相互交流與合作，互相啟發(fā)，才能激發(fā)出靈感。因此，數(shù)學建?；顒釉鰪妼W生的合作意識，培養(yǎng)團隊合作精神。

（二）有利于學生科學知識和技能的積累

數(shù)學建模要求學生有扎實的基本數(shù)學功底，參加數(shù)學建模競賽暑期培訓的學生還需要不停的地去學習許多數(shù)學分支的知識，諸如優(yōu)化、圖論、微分方程、計算方法、層次分析法、數(shù)理統(tǒng)計，數(shù)學軟件MATLAB、LINGO的基本知識和實際操作等等，此外，還要了解經(jīng)濟投資、保險業(yè)、房地產(chǎn)等多方面的知識，但培訓的時間有限，用的學時不多，多數(shù)是老師們啟發(fā)性的介紹一些基本的概念和方法，大部分主要需要同學們課后去消化吸收，然后進行擴充地學，在這過程中，發(fā)揮了主觀能動性，培養(yǎng)他們的自學能力，鍛煉了解和掌握新知識的技能，充分發(fā)揮同學們的潛能。

數(shù)學建模需要學生充分利用圖書館和網(wǎng)絡資源，學生在暑期培訓真題訓練中或正式建模競賽時，在確定選題以后，根據(jù)題中的主題方向，需要進行相關(guān)文獻檢索，查詢與題目相關(guān)資料和數(shù)據(jù)，盡量獲得比較全面的知識和信息，并進行整理和加工，獲取對選題有用的信息和資料。掌握文獻資料的檢索方法，并能進行加工處理，也就掌握了獲取知識的捷徑，這是現(xiàn)代人才必備的素質(zhì)。

數(shù)學建模的答卷是以書面文字表述的。在三天的時間內(nèi)把競賽的選題以一篇二十頁左右的論文呈現(xiàn)給評閱專家，論文的質(zhì)量對最終的成績至關(guān)重要。在暑期建模培訓階段，學生將學習論文的撰寫，如建模論文的基本框架結(jié)構(gòu)，寫作的步驟和規(guī)范等等。在進行往屆的真題訓練，以競賽要求的時間和方式來模擬正式建模比賽，建模論文需要結(jié)構(gòu)層次強、思路清晰、語言簡練等。所以，在建模過程中會增強學生寫作技能和撰寫論文以及文字排版的能力。

（三）有利于創(chuàng)新能力和實踐能力的培養(yǎng)

王真東認為：“創(chuàng)新精神就是一個人的問題意識，問題意識主要指學生具有自由探討，積極思考，敢于發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、闡述問題等自覺的心理活動。它是學生創(chuàng)造力的一個重要組成部分?！痹跀?shù)學建模的過程中，學生會遇到一些難以解決的理論或?qū)嶋H問題時，會產(chǎn)生一種困惑和探究的心理狀態(tài)，這種心理狀態(tài)會促使學生積極地思考一解題的思路，不斷地分析問題一建立模型，解決問題一求解模型，再分析問題一檢驗模型。問題意識是科學素質(zhì)養(yǎng)成的關(guān)鍵，因為提出問題比解決問題更為重要。數(shù)學建模過程提升了學生善于發(fā)現(xiàn)問題，提出問題的素養(yǎng)，培養(yǎng)學生積極思維、執(zhí)著追求的精神狀態(tài)。

數(shù)學建模競賽培訓涉及到一些常見實際案例應用分析，這過程提高學生分析問題和解決問題的能力，培養(yǎng)學生綜合運用知識分析實際問題的能力。數(shù)學建模競賽的賽題一般來自社會生活、工程技術(shù)和經(jīng)濟管理等方面經(jīng)過適當簡化加工的實際問題，非常具有實用性和挑戰(zhàn)性，例如，2015年D題是關(guān)于眾籌筑屋規(guī)劃方案設(shè)計，在房地產(chǎn)眾籌項目推出的背景下，建模者通過考慮諸多因素并結(jié)合國家相關(guān)規(guī)定，對眾籌項目進行分析研究，建立數(shù)學模型對眾籌筑屋項目原方案進行全面的核算；接著兼顧考慮參籌者的購買意愿和開發(fā)商的投資回報率，重新設(shè)計建設(shè)規(guī)劃方案，將原眾籌規(guī)劃方案基礎(chǔ)上作了更科學合理的優(yōu)化。在這過程中，建模者根據(jù)所選題目，積極思考，拓展思路，充分發(fā)揮創(chuàng)造力，綜合運用知識建立數(shù)學模型，并結(jié)合計算機技術(shù)解決實際問題。數(shù)學建?；顒幽芘囵B(yǎng)學生的實踐能力和創(chuàng)新能力。數(shù)學建模創(chuàng)新實踐能力的提升使學生在日后的工作和生活中能想到使用數(shù)學、利用計算機軟件及當代高新科技成果的意識，能將各項科學知識有機地結(jié)合起來去解決實際問題，提升學生的社會應用能力。

三、結(jié)語

參加數(shù)學建?；顒訉Ω呗殞W生的優(yōu)秀科學品質(zhì)的培養(yǎng)，發(fā)揮高職學生的主觀能動性和創(chuàng)造性，增強學生的科學素質(zhì)和綜合能力有很大幫助。數(shù)學建?；顒拥谋举|(zhì)不僅僅在于高職優(yōu)秀學生，而應向全體高職大學生進行科學素質(zhì)的教育，高職院校應多開展科技創(chuàng)新活動，舉辦科技創(chuàng)新活動月，并讓學生有效地參與到其中，多方位培養(yǎng)讓全體學生樹立科學思想、崇尚科學精神，了解必要的科技知識，掌握科學方法，充分挖掘?qū)W生的內(nèi)在潛力，提高學生的綜合能力，培養(yǎng)學生具備應用科學知識和科學方法去處理實際問題的實踐能力和創(chuàng)新能力，為社會培養(yǎng)一批具有優(yōu)良科學素質(zhì)的人才。

（責任編輯：封麗萍）