备注：本文系吉林省高等教育学会高教科研项目  JGJX2023D731

引言：

随着社会对创新型人才需求的不断增加，教育界也在积极探索新的教学方法以适应这一变化。数学建模作为一项跨学科的综合性活动，能够有效提高学生的创新思维与实践能力。在新工科背景下，如何将数学建模教育与学生的创新素养培养相结合，成为教育工作者亟需解决的课题。通过深入分析数学建模在教育中的意义，以及当前面临的主要问题，本文旨在提出切实可行的教学策略，为推动相关教育实践提供参考。

一、新工科背景下数学建模培养学生创新素养的意义

（一）培养综合素养

面对新工科的兴起与发展，数学建模教学对学生全面发展的促进作用不容小觑。科技进步如雨后春笋，未来职业发展对知识结构的全面性要求日益凸显，单一专业知识已显不足，数学建模体现了跨学科知识整合的综合性实践，提升学生将数学思维与实际问题相结合的水平，促进他们的逻辑分析、创新思维和批判性思考能力。学生需全面把握数学理论，需将此理论付诸实践场景，进而大幅提升了处理问题的能力，此类全面能力的培育，提升学生对未来工作环境的适应水平，这也为其终身学习打下了坚实的根基。

（二）适应社会需求

社会对创新人才的需求呈现上升趋势，教育行业正积极探索相应的教育培养模式，数学建模课程是满足这一需求的有效途径，面对新工科教育的挑战，学生不仅要通晓专业领域，必须拥有创新精神与实践技能的双重优势。涉足数学建模的实际操作，学生可在解决社会问题的实践中，锻炼创新思考的技能，提升对复杂问题的分析及处理能力，这种技能的掌握显著提升了学生的职业竞争力，为社会造就了一支推动科技创新与经济增长的骨干力量。

（三）促进学科交融

通过数学建模教学，各学科间的相互渗透与结合得到了显著提升，面对新工科的兴起与发展，诸多复杂议题往往涉及多学科领域的知识储备，仅依赖某一学科领域，无法全面解决所有难题。学生在数学建模中需综合运用数学、计算机科学及工程学的理论和方法，学科间的隔阂被打破，此类学科交叉的教育体系，显著拓宽了学生的知识版图，此活动锻炼了他们的团队协作精神与跨学科思考能力，为未来的多学科交流打下了扎实的基础。

二、新工科背景下数学建模培养学生创新素养的问题

（一）教学模式单一  

数学建模教育领域正面临教学手段单调化的挑战，此类单一性表现在对传统讲授教学形式的过度依赖现象上。一些院校正逐步采用案例解析与项目实施等新颖的教学模式，整体状况尚不理想。此类教学模式缺乏多样性，学生的自主性参与受到了管理性约束，他们因此缺乏创造性思考的能力。在此等情境里，学生普遍认为缺少实践锻炼的场合，理论知识与实际操作脱节，这导致他们的学习积极性与创新能力均有所下降。单一化的教学手段让课堂气氛变得沉闷，学生参与度不高，学生的学习过程受到了破坏，数学建模在他们心中的吸引力减弱。

（二）学生参与度不足  

在数学建模课程的学习阶段，普遍存在学生参与课堂活动的热情不足现象，这种现象无疑对教学质量造成了不小的冲击，阻碍了学生潜能的充分展现。众多学生在教学过程中显现出消极的学习心态，仅满足于完成作业和应对考试，对深入研究与自主学习热情不足。此现象的产生与课程设计及教学方法的有效性紧密相关，传统评价标准过分倚重最终成果的比重。在学习探索与创新方面，存在一定的忽视问题，学生群体在学习动机上存在明显不足。大量学生感觉数学建模难以引起共鸣，觉得这门课程与个人所学专业关联性不强，他们对学习产生了厌倦，信心也随之动摇，怎样提升学生在课堂中的互动热情，鼓励他们在数学建模学习中主动探索，是教育从业者急需克服的重大课题。这需要教师的引导，激励亦不可少，亦需着眼于整个课程架构与评估体系进行改革，塑造一个激发探索与投入的学习空间。

（三）资源配置不足

数学建模教育需要多种资源的支持，包括实验设备、软件工具和指导教师等。然而，在许多院校，相关资源的配置往往不足，影响了教学质量和学生的实践能力。教师在进行数学建模教学时，常常面临缺乏实践指导经验和相应教学工具的问题。同时，学生在参与建模实践时，也可能因为缺乏必要的工具和资源而无法深入探索。这种资源配置不足的现状，限制了数学建模教育的有效开展，亟待通过合理配置资源和优化教学环境来改善。

三、新工科背景下数学建模培养学生创新素养的策略

（一）创新教学模式

为解决当前数学建模教育中存在的单一教学模式问题，教师应积极探索创新的教学模式。例如，采用翻转课堂、项目导向学习等多样化的教学方法，可以有效提升学生的参与度和主动性。通过翻转课堂，学生可以在课前预习相关知识，课堂上则集中精力进行讨论和实践，促进深入理解和应用。

在教学过程中教师可以运用翻转课堂的教学模式。课前，学生通过在线视频学习基本的建模概念和方法。课堂上，教师组织学生进行小组讨论，分析实际案例，如交通流量模型，鼓励他们运用所学知识进行模型构建和讨论。这种互动式的学习方式不仅激发了学生的参与热情，还增强了他们对建模的理解与应用能力。

（二）增强学生参与

提升学生的参与度，教师可以通过引入真实的建模项目、开展竞赛和实践活动来激发学生的学习热情。真实的建模项目可以让学生感受到学习的意义，增强他们的内在动机。竞赛活动则可以提升学生的竞争意识和团队协作能力，通过多样的活动形式，让学生在参与中获得成就感。同时，教师应建立有效的反馈机制，及时关注学生的学习状态，鼓励他们提出问题和分享见解，进一步增强参与感。

在学习《简单的优化模型》时，教师可以引入真实的建模项目，如城市交通优化方案。通过设计一个竞赛，学生分成小组，针对特定区域的交通问题进行建模分析，提出改进方案。这样的活动让学生感受到实际问题的挑战，同时提升了他们的团队合作能力和创新意识，使学习过程更加生动和有意义。

（三）资源优化配置

为提升数学建模教学的效果，学校应加强对相关资源的配置和管理。这包括增加对建模软件、实验设备和实践指导教师的投入，为学生提供更好的学习环境。此外，学校还可以通过与企业、科研机构的合作，获得更多的实践资源和案例，丰富学生的学习体验。同时，教师应通过专业发展和培训，提升自身的指导能力，以便更好地支持学生在数学建模中的探索和实践。通过优化资源配置，能够为数学建模教育提供更为坚实的保障。

在《概率模型》课程中，学校可以与本地企业合作，获得真实的数据集供学生分析。通过提供相关建模软件和实验设备，教师能够引导学生应用这些数据进行实际的概率模型构建。这样的资源优化配置，不仅提升了学生的实际操作能力，还丰富了他们的学习体验，为数学建模教学提供了坚实的支持。

总结：数学建模教育在新工科背景下具有重要的意义，不仅为学生提供了多样化的学习体验，还提升了他们的综合素养。然而，当前教学中仍存在诸多问题，如单一的教学模式和学生参与度不足等。通过创新教学模式、激发学生的参与感和优化资源配置，可以有效改善这些问题。未来，教育者应持续关注教学方法的改革与发展，以培养更具创新能力的学生。

参考文献：

[1]周林华.数学实验与数学建模对理工科大学生素质培养的重要作用[J].新课程(上), 2013(11).DOI:10.3969/j.issn.1673-2162.2013.11.194.