邵曉鋒

(黃岡職業(yè)技術(shù)學(xué)院基礎(chǔ)課部,湖北黃岡438002)

高職院校參加全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽的思考*

邵曉鋒

(黃岡職業(yè)技術(shù)學(xué)院基礎(chǔ)課部,湖北黃岡438002)

本文首先簡單介紹了我國全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽的發(fā)展歷程、參賽形式及現(xiàn)狀,然后就參加全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽的意義及條件保障等方面談了自己的幾點(diǎn)思考。

數(shù)學(xué)建模競賽;意義;條件保障

隨著社會的發(fā)展,數(shù)學(xué)在工程技術(shù)、自然科學(xué)、經(jīng)濟(jì)、生物、醫(yī)學(xué)、環(huán)境、地質(zhì)、人口、交通等各個領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。然而,社會對數(shù)學(xué)人才的需求除了需要數(shù)學(xué)家和專門從事數(shù)學(xué)研究的人才外,更大量的是需要善于運(yùn)用數(shù)學(xué)知識及數(shù)學(xué)的思維方法來解決大量的實際問題,從而獲取經(jīng)濟(jì)效益和社會效益的人。簡單地說,通過對復(fù)雜的實際問題進(jìn)行分析,把實際問題轉(zhuǎn)化成數(shù)學(xué)問題,這樣得到的數(shù)學(xué)問題就稱為數(shù)學(xué)模型,建立數(shù)學(xué)模型的過程就稱為數(shù)學(xué)建模。

一、全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽簡介

大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽最早是1985年在美國出現(xiàn)的,1989年我國大學(xué)生(北京大學(xué)、清華大學(xué)、北京理工大學(xué)共 4個隊)開始參加美國的競賽。1992年中國工業(yè)與應(yīng)用數(shù)學(xué)學(xué)會數(shù)學(xué)模型專業(yè)委員會共同組織舉辦了我國10個城市的大學(xué)生數(shù)學(xué)建模聯(lián)賽。從1994年起由教育部高教司和中國工業(yè)與應(yīng)用數(shù)學(xué)學(xué)會共同主辦全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽,并被國家教委規(guī)定為全國大學(xué)生四大競賽之一,每年一次。十幾年來這項競賽的規(guī)模發(fā)展速度平均年增長在25%以上。到2009年,全國有33個省、市、自治區(qū)(包括香港和澳門特區(qū))1137所院校的15042隊(其中本科組12272隊、?？平M2770隊)共45000多名來自各個專業(yè)的大學(xué)生參加了這項競賽,是歷年來參賽人數(shù)最多的。與2008年的1023所院校12846隊(其中本科組10384隊、?？平M2462隊),均保持了兩位數(shù)的增長。

全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽以通訊的形式進(jìn)行, 3名學(xué)生組成一隊,每個隊在3天時間內(nèi)首先選擇一個賽題,然后隊員可以自由地收集資料、調(diào)查研究,隊員之間可以相互討論,可以使用計算機(jī)、軟件和互聯(lián)網(wǎng),但不得與隊外任何人包括指導(dǎo)教師討論。最后需要完成一篇包括模型的假設(shè)、建立和求解,計算方法的設(shè)計及計算機(jī)實現(xiàn),結(jié)果的分析和檢驗,模型的改進(jìn)等方面的論文。競賽評獎以模型假設(shè)的合理性、建模的創(chuàng)造性、結(jié)果的正確性和文字表述的清晰程度為主要標(biāo)準(zhǔn)。可以看出,這項競賽從內(nèi)容到形式與傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)競賽不同,既豐富、活躍了廣大同學(xué)的課外生活,也為優(yōu)秀學(xué)生脫穎而出創(chuàng)造了條件。

筆者通過近幾年的探索與實踐,淺談以下幾點(diǎn)思考:

二、高職院校參加全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽的意義

參加數(shù)學(xué)建模競賽的主要目的在于“激起學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣,提高學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)和計算機(jī)技術(shù)解決實際問題的綜合能力,激勵學(xué)生積極參加課外科技活動,開拓學(xué)生的知識視野,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意思及合作意識,推動高等數(shù)學(xué)教學(xué)體系、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的改革”.將數(shù)學(xué)建模課程引入我院課程及參加全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽意義重大、影響深遠(yuǎn)。

(一)有利于培養(yǎng)及提高學(xué)生的綜合素質(zhì)能力

數(shù)學(xué)建模競賽是培養(yǎng)及提高學(xué)生的綜合素質(zhì)能力的一個極好載體,數(shù)學(xué)建模競賽培訓(xùn)對于學(xué)生來說,主要作用有:完善學(xué)生的知識結(jié)構(gòu),提高學(xué)生將實際問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題的能力,提高學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)知識及相關(guān)專業(yè)知識解決實際問題的能力,提高學(xué)生計算機(jī)編程及使用數(shù)學(xué)軟件包的能力,提高學(xué)生查閱資料及論文寫作的能力,提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維及團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神等。

很多參賽學(xué)生都感受到“一次參賽,終生受益”。特別是參加過競賽的學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和科研能力都得到了顯著提高,在畢業(yè)設(shè)計中表現(xiàn)得尤其突出,很受用人單位的歡迎。

(二)有利于促進(jìn)高職《高等數(shù)學(xué)》課程教學(xué)改革

在高職高專院校,除了通過數(shù)學(xué)建模必修或選修課,讓學(xué)生學(xué)習(xí)掌握一些數(shù)學(xué)建模的知識和方法,提高學(xué)生的綜合素質(zhì)外,教師在《高等數(shù)學(xué)》和其他數(shù)學(xué)課程的教學(xué)中也可引入一些生動的建模案例、數(shù)學(xué)建模的教學(xué)方式與教學(xué)手段,并注重數(shù)學(xué)建模思想的培養(yǎng),強(qiáng)化建模意識,逐步教會學(xué)生通過抽象、簡化建立數(shù)學(xué)模型,讓學(xué)生通過“用”數(shù)學(xué)認(rèn)識到“學(xué)數(shù)學(xué)是實際生活和專業(yè)學(xué)習(xí)的需要”。這樣既培養(yǎng)了學(xué)生數(shù)學(xué)應(yīng)用能力,又使學(xué)生獲取成就感,從而提高對數(shù)學(xué)重要性的認(rèn)識,提高他們學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的積極性和主動性。

所以,在教學(xué)實踐中將數(shù)學(xué)建模思想與方法融入高職數(shù)學(xué)教學(xué)中去,在課堂授課中努力做到先引入案例,提出問題,解決問題的數(shù)學(xué)建模方式,將不僅有利于學(xué)生更好地掌握知識、運(yùn)用知識,提高分析問題和解決問題的能力及創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力,而且,這種方法也最大限度地把數(shù)學(xué)與專業(yè)以及實際生活結(jié)合起來,應(yīng)該是高職院校數(shù)學(xué)教學(xué)改革的新的發(fā)展方向。

(三)有利于提高教師的綜合素質(zhì)能力

教師在數(shù)學(xué)建模教學(xué)和指導(dǎo)競賽的過程中,必須要不斷地學(xué)習(xí),從而完善了知識結(jié)構(gòu),豐富了教師的視野,拓寬了知識面,提高了教師運(yùn)用數(shù)學(xué)工具和計算機(jī)技術(shù)解決實際問題的意識和能力,也進(jìn)一步培養(yǎng)了教師不計名利、熱愛學(xué)生、獻(xiàn)身祖國教育事業(yè)的職業(yè)精神,這些對一支新型的數(shù)學(xué)教師隊伍的成長都能起到重要作用。

在現(xiàn)在的高等學(xué)校教學(xué)評估中,學(xué)生積極參加包括數(shù)學(xué)建模競賽在內(nèi)的各項課外科技活動的情況,已被列為評估指標(biāo)之一,這也說明數(shù)學(xué)建模競賽對我國高校教學(xué)改革的意義正越來越突出。

三、參加全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽的條件保障

(一)良好的資源保障

從各個部門的協(xié)調(diào)到實際活動經(jīng)費(fèi)資助,這項活動的順利開展都離不開領(lǐng)導(dǎo)的支持與幫助。因為這項活動從活動宣傳、選拔學(xué)生、進(jìn)行培訓(xùn)到參加競賽歷時需要6個多月,培訓(xùn)所需場地,教師及機(jī)房的使用等需要領(lǐng)導(dǎo)的協(xié)調(diào),同時需用的經(jīng)費(fèi)主要包括教師培訓(xùn)費(fèi)用的支付;購置學(xué)生實驗所用微機(jī)費(fèi)用;購買數(shù)學(xué)建模教材及參考書費(fèi)用;暑假期間對學(xué)生培訓(xùn)教師補(bǔ)貼費(fèi)用;數(shù)學(xué)建模競賽期間的費(fèi)用等。

(二)敬業(yè)的競賽培訓(xùn)團(tuán)隊

這項活動要求教師犧牲許多課外時間對學(xué)生進(jìn)行輔導(dǎo),同時需要教師具有較強(qiáng)的專業(yè)知識及利用數(shù)學(xué)工具和計算機(jī)技術(shù)解決實際問題的意識和能力。同時競賽培訓(xùn)教師必須形成團(tuán)隊,教師之間要能進(jìn)行良好的合作溝通,因為數(shù)學(xué)建模所涉及和用到的知識是方方面面的,既包括數(shù)學(xué)的各個方向的知識,又涉及到各個專業(yè)的知識,同時還有數(shù)學(xué)軟件的應(yīng)用。

(三)有力的競賽宣傳

我院參加競賽歷時兩年,在這兩年的時間里,學(xué)院的競賽宣傳工作取得了不少的成績,組織了數(shù)學(xué)建模協(xié)會,參加數(shù)學(xué)建?；顒拥膶W(xué)生數(shù)不斷地增加。但還很不夠,還有些學(xué)生不知道有該項賽事。應(yīng)該加大宣傳力度,使得學(xué)院學(xué)生人人都知道有該項賽事,使得大部分學(xué)生都能積極參與到數(shù)學(xué)建?；顒又衼?。宣傳的方式有很多,舉辦數(shù)學(xué)建模講座、數(shù)學(xué)建模協(xié)會的活動、學(xué)院教師特別是輔導(dǎo)員的宣傳等等。

(四)能力強(qiáng)的學(xué)生

競賽隊員的選拔對競賽來說是非常重要的,是競賽取得良好成績的關(guān)鍵。選拔的標(biāo)準(zhǔn)是被選拔學(xué)生具有扎實的數(shù)學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)知識,并將實際問題轉(zhuǎn)換成數(shù)學(xué)問題的能力;具備刻苦鉆研精神;具備一定的創(chuàng)新思維能力;具備較強(qiáng)的計算機(jī)編程能力;具備良好的合作精神;具備查閱文獻(xiàn)的能力等。選拔的原則要堅持公平公正。

(五)認(rèn)真開展競賽培訓(xùn)

競賽培訓(xùn)工作的開展情況直接關(guān)系到競賽成績的優(yōu)劣。數(shù)學(xué)建模競賽在每年9月份舉行,目前我院競賽培訓(xùn)工作主要分為兩個階段:在每年的3月至6月,我院開設(shè)數(shù)學(xué)建模選修課,在選修課中主要講授數(shù)學(xué)建模的基本概念、微分方程、線性代數(shù)、概率統(tǒng)計、線性規(guī)劃等數(shù)學(xué)建?；A(chǔ)知識以及數(shù)學(xué)軟件的簡單使用方法。同時每年的五月份還舉辦一次全院的數(shù)學(xué)建模競賽,由該次競賽成績結(jié)合選修課的成績確定下一階段的培訓(xùn)名單,進(jìn)入第二階段培訓(xùn)。培訓(xùn)的第二階段主要在暑假,我們主要對選拔出來參加數(shù)學(xué)建模競賽的預(yù)選隊員進(jìn)行培訓(xùn),培訓(xùn)內(nèi)容主要是將第一階段內(nèi)容進(jìn)行加深鞏固,然后進(jìn)入中高級模型的培訓(xùn),講授數(shù)學(xué)軟件程序設(shè)計、各種文獻(xiàn)檢索、建模論文寫作等,并進(jìn)行模擬數(shù)學(xué)建模競賽,進(jìn)一步培養(yǎng)提高學(xué)生的綜合素質(zhì)能力,選拔參加全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽的隊員。

(六)注重培訓(xùn)內(nèi)容的探索

雖然許多高職院校從事數(shù)學(xué)建模教學(xué)的教師對競賽培訓(xùn)內(nèi)容進(jìn)行了探索,但目前探索得還是很不夠,許多高職《數(shù)學(xué)建?！氛n程教學(xué)內(nèi)容主要還是沿襲本科教學(xué)內(nèi)容而來,還沒有探索出符合高職學(xué)生特點(diǎn)和參加數(shù)學(xué)建模競賽需要的教學(xué)內(nèi)容。就高職《數(shù)學(xué)建?！方滩亩?目前公開出版的只有梁煉教授主編出版的高職高?！稊?shù)學(xué)建?！方滩?所以高職《數(shù)學(xué)建模》課程的教學(xué)內(nèi)容及教材建設(shè)都有許多值得探索的地方。

我院在兩年數(shù)學(xué)建模競賽中取得了許多好的成績,在競賽組織的各個方面都有一套完整的方案,但我認(rèn)為還有許多方面丞待加強(qiáng),諸如師資力量的不足,實驗條件不夠,宣傳力度需加大等,需要我們共同努力,以期取得更好的成績。

[1]張緯民.對數(shù)學(xué)建模競賽實施的點(diǎn)滴探索與認(rèn)識[J].大學(xué)數(shù)學(xué),2004.

[2]肖兆武.高職院校參加數(shù)學(xué)建模競賽活動的探索[J].成人教育,2004.

[3]李海濤.淺談高職高專數(shù)學(xué)建模競賽的培訓(xùn)[J].科技信息,2009.

[4]葉其孝.大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽輔導(dǎo)教材(四)[M].湖南教育出版社,2002.

[5]李大潛.中國數(shù)學(xué)大學(xué)生建模競賽[M].高等教育出版社,1995.

Discussion on the Experience of College Students’Participation in the National College Mathematical Modeling Contest

SHAO Xiao-feng
(Huanggang Polytechnic University,Huanggang438002Hubei)

This paper briefly introduces the development process,participating forms and the situation of the national college mathematical modeling contest,and then talks about the author’s experience of the meaning and condition safeguards of the participation in the national college mathematical modeling contest.

National college mathematical modeling contest;Meaning;Condition safeguard

G423

A

1672-1047(2010)04-0068-03

10.3969/j.issn.1672-1047.2010.04.20

[責(zé)任審校:蔡新職]

2010-5-28

黃岡職業(yè)技術(shù)學(xué)院2009年度院級教研課題“高職《數(shù)學(xué)建?！氛n程內(nèi)容與教學(xué)實踐的探索”(2009C2042110)階段性研究成果。

邵曉鋒,女,理學(xué)碩士,副教授。E-mail:fengxiaoshao@hgpu.edu.cn.