近日，第二屆廈門地區(qū)數(shù)學(xué)建模聯(lián)合研習(xí)活動答辯決賽在福建省廈門第六中學(xué)(以下簡稱“廈門六中”)舉行。本次活動由廈門市教育科學(xué)研究院和廈門六中共同舉辦，共有來自廈門市和上海市5所中學(xué)的9支隊伍入圍決賽。經(jīng)過激烈角逐，廈門六中和上海市虹口實驗學(xué)校獲得特等獎。這是廈門六中打造數(shù)學(xué)建模教育體系的成功實踐。近年來，廈門六中在數(shù)學(xué)建模教育上持續(xù)發(fā)力，學(xué)生在各類比賽中取得驕人成績的同時，也為他們的素養(yǎng)發(fā)展打下了堅實的基礎(chǔ)。現(xiàn)在，依托數(shù)學(xué)建模課程的學(xué)習(xí)，育“博雅”型科技人才，已經(jīng)成為廈門六中又一張嶄新的“名片”。

　　素養(yǎng)為本

　　課程面向全體學(xué)生

　　茶水的口感與放置的時間存在什么關(guān)系?廈門六中數(shù)學(xué)教師蘇圣奎讓學(xué)生從這個簡單的事例入手，了解利用函數(shù)模型方法來解決實際問題的基本步驟。這個問題雖然簡單，但卻涉及數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、生物等多個學(xué)科的知識。最后，學(xué)生要通過建模研究報告的撰寫和展示交流，來匯報建模學(xué)習(xí)成果，并接受考核。這是廈門六中學(xué)生進行數(shù)學(xué)建模學(xué)習(xí)的一個典型場景。

　　在廈門六中，數(shù)學(xué)建模的學(xué)習(xí)并非只針對少數(shù)數(shù)學(xué)成績優(yōu)秀的學(xué)生，其作為一種素質(zhì)教育的載體，已經(jīng)成為一門“大眾化”的課程。

　　2016年，蘇圣奎在擔任廈門六中高中段長的時候，就開始籌劃數(shù)學(xué)建模教學(xué)活動。他與邱錦泉、藍華彬、鄒玲平3名教師組成數(shù)學(xué)建模指導(dǎo)教師團隊，吸引了五六十名學(xué)生參加學(xué)習(xí)。經(jīng)過幾年發(fā)展，參與數(shù)學(xué)建模學(xué)習(xí)的學(xué)生越來越多，最近的一次培訓(xùn)會，吸引了數(shù)百名學(xué)生參加。近5年來，廈門六中參加數(shù)學(xué)建模活動的學(xué)生達到了1500多人。

　　在學(xué)校數(shù)學(xué)建模教學(xué)團隊的眼里，進行數(shù)學(xué)建模學(xué)習(xí)，不只是單純地解決數(shù)學(xué)問題，而是要進行涉及多個學(xué)科的學(xué)習(xí)，是對學(xué)生進行綜合素養(yǎng)教育的有效載體。團隊認為，“模型建構(gòu)、模型認知、模型優(yōu)化”這些建模概念，也出現(xiàn)在中學(xué)物理、化學(xué)、生物、信息技術(shù)、通用技術(shù)、美術(shù)等學(xué)科的核心素養(yǎng)體系之中，這是數(shù)學(xué)模型思想在科學(xué)(Science)、技術(shù)(Technology)、工程(Engineering)、人文藝術(shù)(Art)和數(shù)學(xué)(Mathematics)等不同學(xué)科領(lǐng)域的滲透，這也體現(xiàn)了數(shù)學(xué)建模在跨學(xué)科教學(xué)體系中的橋梁和紐帶作用。

　　其實，數(shù)學(xué)建模教學(xué)既能傳承數(shù)學(xué)文化底蘊，又跳出純數(shù)學(xué)知識背景的局限，將觸角延伸到多個學(xué)科，通過拓寬應(yīng)用數(shù)學(xué)解決現(xiàn)實問題的領(lǐng)域和渠道，成為實施STEAM教育的跨學(xué)科融通工具。

　　在大學(xué)里，數(shù)學(xué)建模活動已經(jīng)得到普及，但在中學(xué)里它還是一個新鮮事物，會“玩”數(shù)學(xué)建模的中學(xué)生不多。現(xiàn)在廈門六中從事建模學(xué)習(xí)的學(xué)生，以小組形式，共同研究現(xiàn)實生活中的熱點問題，比如交通擁堵、未來人口發(fā)展、醫(yī)療質(zhì)量評價、垃圾分類等問題，都成為學(xué)生的研究對象，他們通過建立數(shù)學(xué)模型進行分析，最終形成研究報告，實現(xiàn)學(xué)習(xí)目標。數(shù)學(xué)建模也使原本抽象的數(shù)學(xué)知識，變得現(xiàn)實有趣，學(xué)生團隊在合作中，培養(yǎng)了“異想天開”的創(chuàng)新能力，這也為他們科技素養(yǎng)的形成打下了堅實基礎(chǔ)。

　　廈門六中校長姚育青認為，數(shù)學(xué)建模教育覆蓋多個學(xué)科，涉及的領(lǐng)域包含課內(nèi)和課外，能讓學(xué)生開拓視野，也切合了學(xué)校博雅教育中“博”學(xué)的要求。姚育青說，進入信息時代，學(xué)生從中學(xué)就開始在數(shù)學(xué)建模中感悟信息技術(shù)的魅力，感悟科技的魅力，這本身也是在培養(yǎng)一種氣質(zhì)，培養(yǎng)一種感悟前沿知識的高雅氣質(zhì)。

　　如今，廈門六中構(gòu)建了“三位一體”數(shù)學(xué)建模“進階式”校本課程體系，具體是指數(shù)學(xué)建模必修課程、研究性學(xué)習(xí)課程、STEAM課程3種課程。為了讓不同層次的學(xué)生都有學(xué)習(xí)機會，廈門六中又將課程分為基礎(chǔ)、進階和高階3個階段，簡稱“數(shù)模三階課程”。課程研究成果“多元融合，協(xié)同育人——基于創(chuàng)新人才培養(yǎng)的中學(xué)數(shù)學(xué)建模課程體系構(gòu)建與實施”獲得2020年福建省基礎(chǔ)教育教學(xué)成果一等獎。

　　廈門六中副校長張斌說，之所以要區(qū)分不同難度，是為了保證普及性，如果都學(xué)高階課程，肯定會有一些學(xué)生知難而退，而保持普及性，則能實現(xiàn)面向更多學(xué)生的教育，從而真正服務(wù)于素質(zhì)教育。

　　校企合作

　　“體悟”科技創(chuàng)新

　　從20世紀80年代開始，廈門六中就開始實施科技創(chuàng)新教育，讓學(xué)生“玩”起了小發(fā)明、小創(chuàng)造。到20世紀90年代初，中青年教師的加入使學(xué)校的創(chuàng)新與創(chuàng)造教育隊伍壯大起來，活動漸成規(guī)模，再加上各種配套競賽和獎勵機制，更多學(xué)生的參與熱情被激發(fā)出來，學(xué)校將創(chuàng)新與創(chuàng)造教育引入課堂。進入新世紀到現(xiàn)在，創(chuàng)新與創(chuàng)造教育始終在廈門六中弦歌不輟，并被不斷發(fā)揚光大，而數(shù)學(xué)建模則為學(xué)校的創(chuàng)新與創(chuàng)造教育插上了騰飛的翅膀。

　　現(xiàn)在，廈門六中學(xué)生通過3個階段數(shù)學(xué)建模課程的學(xué)習(xí)，學(xué)會了在關(guān)注知識的同時，還關(guān)注技能的應(yīng)用。而學(xué)校則以激發(fā)學(xué)生興趣和創(chuàng)新潛質(zhì)為導(dǎo)向，構(gòu)建中學(xué)數(shù)學(xué)建模綜合活動平臺，包括數(shù)學(xué)建模實驗室、數(shù)學(xué)建模社團、校企合作(大學(xué)—中學(xué)—企業(yè))創(chuàng)新實踐基地等多個具體載體。這個平臺匯集教學(xué)、實驗、交流、競賽與成果展示等多樣化功能，讓學(xué)生在社團活動中交流合作，在實驗室探究實驗，在實踐基地應(yīng)用創(chuàng)新，從而滿足不同層次、不同階段、不同特點學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。

　　學(xué)校的數(shù)學(xué)建模社團，利用每周的社團活動時間，將廈門大學(xué)教授、聯(lián)想集團工程師請進校園，開設(shè)TRIZ入門、人工智能應(yīng)用、企業(yè)產(chǎn)品創(chuàng)意風(fēng)暴等內(nèi)容的系列講座。此外，廈門六中還是北京師范大學(xué)“京師數(shù)學(xué)建模教育中心實踐基地”，并在科技谷(廈門)信息技術(shù)有限公司建立“生涯規(guī)劃教育實踐基地”，通過組織學(xué)生走進高校和企業(yè)，開展數(shù)學(xué)建模實踐教學(xué)和生涯規(guī)劃教育，讓學(xué)生的奇思妙想在學(xué)校和企業(yè)的協(xié)助下轉(zhuǎn)化為創(chuàng)新成果。

　　學(xué)校與傘具生產(chǎn)企業(yè)建立校企合作創(chuàng)新實踐基地，組織數(shù)學(xué)建模社團的學(xué)生到企業(yè)開展社會實踐活動。學(xué)生在企業(yè)親身體驗傘具的組裝流程，與企業(yè)工程師交流多功能雨傘的創(chuàng)意設(shè)計，如傘巢優(yōu)化、太陽能風(fēng)扇、儲電充電、紫外線監(jiān)測、實時定位等，并融合數(shù)學(xué)、物理、信息、工程等學(xué)科知識開展綜合建模活動，并在企業(yè)的幫助下將研究成果轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品。

　　姚育青說：“讓學(xué)生在高中時代就能夠走出校門，直接‘體悟’科技創(chuàng)新、‘體悟’生產(chǎn)實踐，這對于培養(yǎng)學(xué)生的科技創(chuàng)新意識有很大的幫助。我們希望通過這種‘體悟’，能培養(yǎng)更多的未來從事科技創(chuàng)新的‘博雅’型科技人才。”

　　強學(xué)術(shù)素養(yǎng)

　　育“博雅”型人才

　　數(shù)學(xué)建模活動一般由2至4名學(xué)生組成數(shù)學(xué)建模小組，通過合作來解決問題，最終以研究報告的形式呈現(xiàn)團隊的研究成果。研究報告是對整個研究過程的學(xué)術(shù)表達，這對團隊成員的文字功底和學(xué)術(shù)規(guī)范提出了要求，需要團隊成員分工協(xié)作、取長補短，并在有限的時間內(nèi)完成既定任務(wù)。在這個過程中，學(xué)生要學(xué)會綜合運用各種知識，這就需要學(xué)生做到涉獵廣泛，這也與學(xué)校博雅教育中的“博”不謀而合。

　　學(xué)生經(jīng)過“數(shù)模三階課程”的學(xué)習(xí)和“數(shù)學(xué)建模綜合活動平臺”的磨煉，體驗了數(shù)學(xué)建模活動的全過程，成績比較優(yōu)異的學(xué)生，則可以在更大的交流平臺進行交流和展示，而這些又與學(xué)校博雅教育中的“雅”相吻合，因為學(xué)生需要在交流和展示過程中，展示出優(yōu)雅的氣質(zhì)。

　　普及與分層教育為廈門六中數(shù)學(xué)建模打下了堅實的基礎(chǔ)，學(xué)生在各類競賽中頻頻獲獎。

　　2016年，廈門六中組隊參加由清華大學(xué)主辦的第二屆“登峰杯”全國中學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽，獲得多個一等獎和二等獎，并作為福建省僅有的獲得參加全國總決賽資格的學(xué)校，代表福建省赴北京參賽。2017年，廈門六中學(xué)生再次參加第三屆“登峰杯”全國中學(xué)生學(xué)術(shù)創(chuàng)新大賽，晉級北京總決賽，并斬獲兩個一等獎、兩個二等獎及3個三等獎。

　　值得一提的是，2018年被美國哈佛大學(xué)錄取的廈門六中女生胡文芯也參加了數(shù)學(xué)建模的課程學(xué)習(xí)和比賽，并取得了不錯的成績。胡文芯認為，參加數(shù)學(xué)建模的學(xué)習(xí)，讓她的綜合素質(zhì)不斷提升，這也為她在面對哈佛大學(xué)的各種測試時，提供了實力支撐。

　　在廈門六中獲得的眾多獎項中，獲得第五屆國際數(shù)學(xué)建模挑戰(zhàn)賽(IMMC2019)大中華區(qū)決賽特等獎是較為亮眼的一個。這也標志著廈門六中的數(shù)學(xué)建模教育水平已經(jīng)達到福建省前列。

　　第五屆國際數(shù)學(xué)建模挑戰(zhàn)賽(IMMC2019)大中華區(qū)答辯決賽于2019年4月26日至27日在香港中文大學(xué)工程學(xué)院舉行。經(jīng)過答辯評審及復(fù)核，廈門六中高二學(xué)生組成的四人團隊，以“探究在網(wǎng)絡(luò)游戲中設(shè)置的自我控制機制”為參賽主題，獲得了決賽特等獎。該大賽歷時半年，并通過了嚴格的論文評審，廈門六中從586支團隊中脫穎而出，并與中國人民大學(xué)附屬中學(xué)等20支團隊共同獲獎。廈門六中也是當年福建省僅有的進入IMMC中華賽及國際賽的學(xué)校。

　　(廈門六中黨委書記、校長 姚育青)

　　(正文結(jié)束)