通過對數(shù)學(xué)建模的實(shí)踐性和操作性的學(xué)習(xí)和運(yùn)用，將抽象的數(shù)學(xué)素質(zhì)教育具體化、形象化，從而達(dá)到對開展數(shù)學(xué)素質(zhì)教育的重要性的再認(rèn)識，為數(shù)學(xué)素質(zhì)教育提供新的認(rèn)識視角，為推動數(shù)學(xué)素質(zhì)教育作出努力。

　　素質(zhì)教育是指依據(jù)人的發(fā)展和社會發(fā)展的實(shí)際需要，以全面提高全體學(xué)生的基本素質(zhì)為根本目的，以尊重學(xué)生主體性和主動精神，注重開發(fā)人的智慧潛能，注重形成人的健全個(gè)性為根本特征的教育。
　　 數(shù)學(xué)建模是指把現(xiàn)實(shí)世界中的實(shí)際問題加以提煉，抽象為數(shù)學(xué)模型，求出模型的解，驗(yàn)證模型的合理性，并用該數(shù)學(xué)模型所提供的解答來解釋現(xiàn)實(shí)問題。
　　 全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽組委會主任李大潛院士 2002年5月18日在數(shù)學(xué)建模骨干教師培訓(xùn)班上的講話中說道： “數(shù)學(xué)教育本質(zhì)上是一種素質(zhì)教育，數(shù)學(xué)建模的教學(xué)及競賽是實(shí)施素質(zhì)教育的有效途徑。”
　　 李大潛院士的講話一語道破“天機(jī)”，一下子解決了長期以來困擾數(shù)學(xué)工作者和學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)者面臨的或者無法參悟的問題，有力地指出了數(shù)學(xué)建模與實(shí)施素質(zhì)教育的關(guān)系。李大潛院士提出的關(guān)于數(shù)學(xué)建模與實(shí)施素質(zhì)教育的關(guān)系勢必為推動素質(zhì)教育的發(fā)展提供了新的動力和方向。
　　 筆者參加工作以來，一直從事數(shù)學(xué)教學(xué)工作。從學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)到數(shù)學(xué)教學(xué)，特別是經(jīng)過多年的數(shù)學(xué)教學(xué)工作，也曾遭遇過類似的“尷尬”，多年來始終沒有對數(shù)學(xué)建模與實(shí)施素質(zhì)教育二者之間的關(guān)系形成系統(tǒng)的認(rèn)識。但在學(xué)習(xí)了李大潛院士的講話精神后，方才恍然大悟，經(jīng)過認(rèn)真整理與分析，結(jié)合自己的學(xué)習(xí)、工作實(shí)際，終于對此二者之間的關(guān)系有了進(jìn)一步的認(rèn)識。實(shí)際上，我們的工作，特別是數(shù)學(xué)教學(xué)工作，就是對學(xué)生進(jìn)行嚴(yán)格的數(shù)學(xué)訓(xùn)練，可以使學(xué)生具備一些特有的素質(zhì)，而這些素質(zhì)是其他課程的學(xué)習(xí)和其他方面的實(shí)踐所無法代替或難以達(dá)到的。這些素質(zhì)初步歸納一下，有以下幾個(gè)方面：
　　 1.通過數(shù)學(xué)的訓(xùn)練，可以使學(xué)生樹立明確的數(shù)量觀念，“胸中有數(shù)”，認(rèn)真地注意事物的數(shù)量方面及其變化規(guī)律。
　　 2.提高學(xué)生的邏輯思維能力，使他們思路清晰，條理分明，有條不紊地處理頭緒紛繁的各項(xiàng)工作。
　　 3.數(shù)學(xué)上推導(dǎo)要求的每一個(gè)正負(fù)號、每一個(gè)小數(shù)點(diǎn)都不能含糊敷衍，有助于培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)和習(xí)慣。
　　 4.數(shù)學(xué)上追求的是最有用（廣泛）的結(jié)論、最低的條件（代價(jià)）以及最簡明的證明，可以使學(xué)生形成精益求精的風(fēng)格，凡事力求盡善盡美。
　　 5.通過數(shù)學(xué)的訓(xùn)練，使學(xué)生知道數(shù)學(xué)概念、方法和理論的產(chǎn)生和發(fā)展的淵源和過程，了解和領(lǐng)會由實(shí)際需要出發(fā)、到建立數(shù)學(xué)模型、再到解決實(shí)際問題的全過程，提高他們運(yùn)用數(shù)學(xué)知識處理現(xiàn)實(shí)世界中各種復(fù)雜問題的意識、信念和能力。
　　 6.通過數(shù)學(xué)的訓(xùn)練，可以使學(xué)生增強(qiáng)拼搏精神和應(yīng)變能力，能通過不斷分析矛盾，從表面上一團(tuán)亂麻的困難局面中理出頭緒，最終解決問題。
　　 7.可以調(diào)動學(xué)生的探索精神和創(chuàng)造力，使他們更加靈活和主動，在改善所學(xué)的數(shù)學(xué)結(jié)論、改進(jìn)證明的思路和方法、發(fā)現(xiàn)不同的數(shù)學(xué)領(lǐng)域或結(jié)論之間的內(nèi)在聯(lián)系、拓展數(shù)學(xué)知識的應(yīng)用范圍以及解決現(xiàn)實(shí)問題等方面，逐步顯露出自己的聰明才智。
　　 8.使學(xué)生具有某種數(shù)學(xué)上的直覺和想象力，包括幾何直觀能力，能夠根據(jù)所面對的問題的本質(zhì)或特點(diǎn)，八九不離十地估計(jì)到可能的結(jié)論，為實(shí)際的需要提供借鑒。
　　 但是，通過數(shù)學(xué)訓(xùn)練使學(xué)生形成的這些素質(zhì)，還只是一些固定的、僵化的、概念性的東西， 仍然無助于學(xué)生對學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)重要性及數(shù)學(xué)的重大指導(dǎo)意義的進(jìn)一步認(rèn)識，無助于素質(zhì)教育的進(jìn)一步實(shí)施。
　　 “山重水復(fù)疑無路，柳暗花明又一村?！睌?shù)學(xué)建模及數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的開設(shè)，數(shù)學(xué)建模競賽活動的開展，通過發(fā)揮其獨(dú)特的作用，無疑可以為實(shí)施素質(zhì)教育作出重要的貢獻(xiàn)。正如李大潛院士所說：“數(shù)學(xué)建模的教學(xué)及競賽是實(shí)施素質(zhì)教育的有效途徑。”
　　 第一，從學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)建模的目的來看，學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)建模能夠使學(xué)達(dá)到以下幾個(gè)方面：
　　 1.體會數(shù)學(xué)的應(yīng)用價(jià)值，培養(yǎng)數(shù)學(xué)的應(yīng)用意識；
　　 2.增強(qiáng)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣，學(xué)會團(tuán)結(jié)合作，提高分析和解決問題的能力；
　　 3.知道數(shù)學(xué)知識的發(fā)生過程，培養(yǎng)數(shù)學(xué)創(chuàng)造能力。
　　 第二，從建立數(shù)學(xué)模型來看，對于現(xiàn)實(shí)中的原型，為了某個(gè)特定目的，作出一些必要的簡化和假設(shè)，運(yùn)用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)工具得到一個(gè)數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)。也可以說，數(shù)學(xué)建模是利用數(shù)學(xué)語言（符號、式子與圖象）模擬現(xiàn)實(shí)的模型。把現(xiàn)實(shí)模型抽象、簡化為某種數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)是數(shù)學(xué)模型的基本特征。它或者能解釋特定現(xiàn)象的現(xiàn)實(shí)狀態(tài)，或者能預(yù)測到對象的未來狀況，或者能提供處理對象的最優(yōu)決策或控制。
　　 第三，從數(shù)學(xué)建模的模型方法來看，有如下幾個(gè)方面：
　　 1.應(yīng)用性——學(xué)習(xí)有了目標(biāo)；
　　 2.假設(shè)——公理定義推理立足點(diǎn)；
　　 3.建立模型——分層推理過程；
　　 4.模型求解——matlab應(yīng)用 公式；
　　 5.模型檢驗(yàn)——matlab,數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)。
　　 第四，從數(shù)學(xué)建模的過程來看，有如下幾個(gè)方面：
　　 1.模型準(zhǔn)備 ：了解問題的實(shí)際背景，明確其實(shí)際意義，掌握對象的各種信息。用數(shù)學(xué)語言來描述問題。
　　 2.模型假設(shè) ：根據(jù)實(shí)際對象的特征和建模的目的，對問題進(jìn)行必要的簡化，并用精確的語言提出一些恰當(dāng)?shù)募僭O(shè)。
　　 3.模型建立 ：在假設(shè)的基礎(chǔ)上，利用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)工具來刻劃各變量之間的數(shù)學(xué)關(guān)系，建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)（盡量用簡單的數(shù)學(xué)工具）。
　　 4.模型求解 ：利用獲取的數(shù)據(jù)資料，對模型的所有參數(shù)做出計(jì)算（估計(jì)）。
　　 5.模型分析 ：對所得的結(jié)果進(jìn)行數(shù)學(xué)上的分析。
　　 6.模型檢驗(yàn) ：將模型分析結(jié)果與實(shí)際情形進(jìn)行比較，以此來驗(yàn)證模型的準(zhǔn)確性、合理性和適用性。如果模型與實(shí)際較吻合，則要對計(jì)算結(jié)果給出其實(shí)際含義，并進(jìn)行解釋。如果模型與實(shí)際吻合較差,則應(yīng)該修改假設(shè)，再次重復(fù)建模過程。
　 7.模型應(yīng)用 ：應(yīng)用方式因問題的性質(zhì)和建模的目的而異。
　　 從以上數(shù)學(xué)建模的重要作用來看，數(shù)學(xué)建模對于實(shí)施素質(zhì)教育有著重大的指導(dǎo)意義和主要的推動作用。反過來說，素質(zhì)教育也對數(shù)學(xué)建模有著必然的依賴性。
　　 第一，要充分體現(xiàn)素質(zhì)教育的要求，數(shù)學(xué)的教學(xué)還不能和其他科學(xué)以及整個(gè)外部世界隔離開來，關(guān)起門來一個(gè)勁地在數(shù)學(xué)內(nèi)部的概念、方法和理論中打圈子。這樣做，不利于學(xué)生了解數(shù)學(xué)的概念、方法和理論的來龍去脈，不利于啟發(fā)學(xué)生自覺地運(yùn)用數(shù)學(xué)工具來解決各種各樣的現(xiàn)實(shí)問題，不利于提高學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)。長期以來，數(shù)學(xué)課程往往自成體系，處于自我封閉狀態(tài)，而對于學(xué)數(shù)學(xué)的學(xué)生開設(shè)的物理、力學(xué)等課程，雖然十分必要，但效果并不理想，與數(shù)學(xué)遠(yuǎn)未有機(jī)地結(jié)合起來，未能起到相互促進(jìn)、相得益彰的作用，更談不上真正做到學(xué)用結(jié)合?？梢哉f，長期以來一直沒有找到一個(gè)有效的方式，將數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)與豐富多彩、生動活潑的現(xiàn)實(shí)生活聯(lián)系起來，以致學(xué)生在學(xué)了許多據(jù)說是非常重要、十分有用的數(shù)學(xué)知識以后，卻不會應(yīng)用或無法應(yīng)用，有些甚至還會覺得毫無用處。直到近年來強(qiáng)調(diào)了數(shù)學(xué)建模的重要性，開設(shè)了數(shù)學(xué)建模乃至數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的課程，并舉辦了數(shù)學(xué)建模競賽以后，這方面的情況才開始有了好轉(zhuǎn)，為數(shù)學(xué)與外部世界的聯(lián)系在教學(xué)過程中打開了一個(gè)通道，提供了一種有效的方式，對提高學(xué)生的數(shù)學(xué)素質(zhì)起了顯著的效果。這是數(shù)學(xué)教學(xué)改革的一個(gè)成功的嘗試，也是對素質(zhì)教育的一個(gè)重要的貢獻(xiàn)。
　　 第二，數(shù)學(xué)科學(xué)在本質(zhì)上是革命的，是不斷創(chuàng)新、發(fā)展的，是與時(shí)俱進(jìn)的，可是傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)教學(xué)過程與這種創(chuàng)新、發(fā)展的實(shí)際進(jìn)程卻不免背道而馳。從一些基本的概念或定義出發(fā)，以簡練的方式合乎邏輯地推演出所要求的結(jié)論，固然可以使學(xué)生在較短的時(shí)間內(nèi)按部就班地學(xué)到盡可能多的內(nèi)容，并體會到一種絲絲入扣、天衣無縫的美感；但是，過分強(qiáng)調(diào)這一點(diǎn)，就可能使學(xué)生誤認(rèn)為數(shù)學(xué)這樣完美無缺、無懈可擊是與生俱來、天經(jīng)地義的，反而使思想處于一種僵化狀態(tài)，在生動活潑的現(xiàn)實(shí)世界面前手足無措、一籌莫展。其實(shí)，現(xiàn)在看來美不勝收的一些重要的數(shù)學(xué)理論和方法，在一開始往往是混亂粗糙、難以理解甚至不可思議的，但由于蘊(yùn)涵著創(chuàng)造性的思想，卻又最富有生命力和發(fā)展前途，經(jīng)過許多乃至幾代數(shù)學(xué)家的努力，有時(shí)甚至經(jīng)過長期的激烈論爭，才逐步去粗取精、去偽存真，使局勢趨于明朗，最終出現(xiàn)了現(xiàn)在為大家公認(rèn)、甚至寫進(jìn)教科書里的系統(tǒng)的理論。要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神，提高學(xué)生的數(shù)學(xué)修養(yǎng)及素質(zhì)，固然要教授他們以知識，但更要緊的是使他們了解數(shù)學(xué)的創(chuàng)造過程。這不僅要有機(jī)地結(jié)合數(shù)學(xué)內(nèi)容的講授，介紹數(shù)學(xué)的思想方法和發(fā)展歷史，而且要?jiǎng)?chuàng)造一種環(huán)境，使同學(xué)身臨其境地介入數(shù)學(xué)的發(fā)現(xiàn)或創(chuàng)造過程；否則，培養(yǎng)創(chuàng)新精神，加強(qiáng)素質(zhì)教育，仍不免是一句空話。在數(shù)學(xué)教學(xué)過程中，要主動采取措施，鼓勵(lì)并推動學(xué)生解決一些理論或?qū)嶋H的問題。這些問題沒有現(xiàn)成的答案，沒有固定的方法，沒有指定的參考書，沒有規(guī)定的數(shù)學(xué)工具，甚至也沒有成型的數(shù)學(xué)問題，主要靠學(xué)生獨(dú)立思考、反復(fù)鉆研并相互切磋，去形成相應(yīng)的數(shù)學(xué)問題，進(jìn)而分析問題的特點(diǎn)，尋求解決問題的方法，得到有關(guān)的結(jié)論，并判斷結(jié)論的對錯(cuò)與優(yōu)劣?？傊寣W(xué)生親口嘗一嘗“梨子”的滋味，親身去體驗(yàn)一下數(shù)學(xué)的創(chuàng)造過程，取得在課堂里和書本上無法代替的寶貴經(jīng)驗(yàn)。毫無疑問，數(shù)學(xué)模型及數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)以及數(shù)學(xué)建模競賽的開展，在這方面應(yīng)該是一個(gè)有益的嘗試和實(shí)踐。
　　 第三，從應(yīng)用數(shù)學(xué)的發(fā)展趨勢來說，應(yīng)用數(shù)學(xué)正迅速地從傳統(tǒng)的應(yīng)用數(shù)學(xué)進(jìn)入現(xiàn)代應(yīng)用數(shù)學(xué)的階段?，F(xiàn)代應(yīng)用數(shù)學(xué)的一個(gè)突出的標(biāo)志是應(yīng)用范圍的空前擴(kuò)展，從傳統(tǒng)的力學(xué)、物理等領(lǐng)域擴(kuò)展到生物、化學(xué)、經(jīng)濟(jì)、金融、信息、材料、環(huán)境、能源等各個(gè)學(xué)科和種種高科技乃至社會領(lǐng)域。傳統(tǒng)應(yīng)用數(shù)學(xué)領(lǐng)域的數(shù)學(xué)模型大都是清楚的，且已經(jīng)是力學(xué)、物理等學(xué)科的重要內(nèi)容，而很多新領(lǐng)域的規(guī)律仍不清楚，數(shù)學(xué)建模面臨實(shí)質(zhì)性的困難。因此，數(shù)學(xué)建模不僅凸現(xiàn)出其重要性，而且已成為現(xiàn)代應(yīng)用數(shù)學(xué)的一個(gè)重要組成部分。學(xué)生接受數(shù)學(xué)建模的訓(xùn)練，和他們學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識一樣，對于今后用數(shù)學(xué)方法解決種種實(shí)際問題，是一個(gè)必要的訓(xùn)練和準(zhǔn)備，這是他們成為社會需要的優(yōu)秀人才必不可少的能力和素養(yǎng)。
　　 第四，數(shù)學(xué)建模競賽所提倡的團(tuán)隊(duì)精神，對于培養(yǎng)學(xué)生的合作意識，學(xué)會尊重他人，注意學(xué)習(xí)別人的長處，培養(yǎng)求同存異、取長補(bǔ)短、同舟共濟(jì)、團(tuán)結(jié)互助等集體主義的優(yōu)秀品質(zhì)都起到了不可忽略的作用。
　　 總之，數(shù)學(xué)建模對于實(shí)施素質(zhì)教育有著不可比擬的巨大推動作用，數(shù)學(xué)建模與素質(zhì)教育二者之間存在的這種緊密聯(lián)系，是靠我們這些從事數(shù)學(xué)工作者們挖掘的，但是必須更加清醒地認(rèn)識到，這種聯(lián)系是需要我們繼續(xù)去挖掘和發(fā)現(xiàn)，需要我們持之以恒地去努力實(shí)踐，緊密地依托數(shù)學(xué)建模，大力推進(jìn)素質(zhì)教育的實(shí)施，為培養(yǎng)新的人才作出持續(xù)、不懈的努力。