探索數(shù)學(xué)建模活動對應(yīng)用型人才創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng)

陳朝輝

（哈爾濱師范大學(xué) 數(shù)學(xué)科學(xué)學(xué)院，黑龍江哈爾濱150025）

一、引言

我國經(jīng)濟建設(shè)的轉(zhuǎn)型需要大批應(yīng)用型人才，而應(yīng)用型人才的培養(yǎng)對高校人才培養(yǎng)提出了新的要求。為了適應(yīng)國家經(jīng)濟發(fā)展的需要，教育部提出本科院校轉(zhuǎn)型發(fā)展戰(zhàn)略，并成立了應(yīng)用技術(shù)大學(xué)聯(lián)盟，初期已確立了34個單位作為聯(lián)盟的發(fā)起單位進行試點、研究。由魯晰部長主抓，當(dāng)前發(fā)展已有一定的成效，目前已有兩百多所高校想加入聯(lián)盟中，第二批聯(lián)盟成員正在考核之中。應(yīng)用型大學(xué)的建設(shè)目標是培養(yǎng)應(yīng)用型的人才，而應(yīng)用型人才的培養(yǎng)須要教師改變傳統(tǒng)的授課方式，注重學(xué)生創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng)。數(shù)學(xué)建?；顒訛閼?yīng)用型人才的創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng)提供了比較好的范例。

數(shù)學(xué)建?；顒邮且环N不同于傳統(tǒng)授課形式的教學(xué)模式，這種授課方式顛覆了傳統(tǒng)的以講授為主的教學(xué)形式，使數(shù)學(xué)課程不再枯燥、乏味，能夠更好地調(diào)動學(xué)習(xí)者的主動性，激發(fā)學(xué)生主動探索知識、鉆研理論知識的熱情，并運用已經(jīng)掌握的理論知識解決現(xiàn)實中的實際問題。為學(xué)生架起連接理論知識與實踐操作的橋梁，同時為這一活動提供一個全國性的展示平臺，通過競爭、協(xié)作使大學(xué)生具有較強的創(chuàng)新實踐能力，更符合應(yīng)用型人才培養(yǎng)的需求。

二、數(shù)學(xué)建模競賽概述

數(shù)學(xué)建?；顒影〝?shù)學(xué)建模理論課程、數(shù)學(xué)建模試驗課程及數(shù)學(xué)建模競賽。美國從1985年開始，每年舉行一次大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽。我國從1990年開始派隊前往美國參與此競賽。1992年在部分城市進行了試點，1993年起，我國每年舉行一次全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽。數(shù)學(xué)是一門比較抽象的學(xué)科，其利用符號語言研究數(shù)量、結(jié)構(gòu)、變化及空間模型等。因此在傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)課程教學(xué)中多以基礎(chǔ)知識、數(shù)學(xué)計算、推理和空間想象教學(xué)為主，學(xué)生只是純粹的理論學(xué)習(xí)，實踐能力的培養(yǎng)和實際操作的訓(xùn)練較少，培養(yǎng)出的學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)的意識不強，創(chuàng)造能力不足。

我國的大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽是由教育部高等教育司和中國工業(yè)與應(yīng)用數(shù)學(xué)學(xué)會共同主辦的。這一競賽是面向全國大學(xué)生的活動，通過競賽不僅可以激勵學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的積極性，還能實現(xiàn)提高學(xué)生建立數(shù)學(xué)模型的能力及運用計算機科學(xué)技術(shù)解決實際問題的能力及探索能力、團隊協(xié)作能力等多方面的能力。這一競賽活動在提高大學(xué)生綜合能力的同時也推動了大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)體系、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的改革。數(shù)學(xué)建模競賽一般是在每年的9月中旬的某個周末（周五早上8 點至下周一早上8 點，連續(xù)72小時）舉行。數(shù)學(xué)建模競賽是以隊為單位，每隊3人，這3人須是同一所學(xué)校的學(xué)生，專業(yè)可以不同，比賽分本科、?？苾山M。每隊可由一名指導(dǎo)教師或教師組帶隊，進行賽前輔導(dǎo)和參賽的組織工作，但在競賽期間不得進行指導(dǎo)或參與討論，否則按違規(guī)處理。競賽期間參賽隊員可以使用各種圖書資料、計算機和軟件，但不得與隊外任何人（包括在網(wǎng)上）討論競賽內(nèi)容。競賽開始后，參賽隊須到指定的網(wǎng)址下載試題并在規(guī)定時間內(nèi)完成答卷，準時交卷。只有全體隊員們分工合作、共同努力，才能在規(guī)定的時間內(nèi)完成。

三、數(shù)學(xué)建模活動有助于培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新實踐能力

數(shù)學(xué)建?；顒涌梢院芎玫卦跀?shù)學(xué)理論和現(xiàn)實問題之間架起一座橋梁。大學(xué)生通過數(shù)學(xué)建?；顒?，運用所學(xué)習(xí)的數(shù)學(xué)理論知識分析現(xiàn)實問題，做出合理假設(shè)，構(gòu)建一個數(shù)學(xué)模型，最終使實際問題得到解決。這些實際問題涉及工程技術(shù)、農(nóng)業(yè)、政治、經(jīng)濟管理、醫(yī)學(xué)、生物學(xué)，社會生活等各個領(lǐng)域。大學(xué)生運用數(shù)學(xué)建模解決實際生產(chǎn)、生活中問題的過程中，培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新實踐能力，達到應(yīng)用型人才培養(yǎng)的目標。

（一）數(shù)學(xué)建?；顒幽軌蚣ぐl(fā)大學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣

數(shù)學(xué)建?；顒哟蠖家詫嶋H問題為驅(qū)動，避免了抽象的數(shù)學(xué)理論的講授及推演，大學(xué)生在所拋出的問題的引領(lǐng)下，能夠形成較高的學(xué)習(xí)興趣，同時成功解決問題的結(jié)果也給予大學(xué)生更高的自信心，進而更愿意去學(xué)習(xí)。

（二）數(shù)學(xué)建?；顒邮勾髮W(xué)生的學(xué)習(xí)方式呈現(xiàn)多樣化

數(shù)學(xué)建?；顒拥慕虒W(xué)不同于傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)課堂教學(xué)，不僅僅只是掌握知識，更是為了解決實際問題。同時在數(shù)學(xué)建?；顒又懈芋w現(xiàn)了“以學(xué)習(xí)者為中心”的教學(xué)理念，在活動中，教師的身份是指導(dǎo)者，小組成員須要查閱相關(guān)資料獲取解決問題的知識，再通過小組成員的研討、假設(shè)、探究、實驗驗證結(jié)論，解決實際問題，因此在學(xué)習(xí)方式上打破了傳統(tǒng)封閉、單一的模式，學(xué)習(xí)方式更加開放、更加多樣化。

（三）數(shù)學(xué)建?；顒犹岣叽髮W(xué)生獲取、整理、加工，分析信息的能力

數(shù)學(xué)建?；顒右鉀Q現(xiàn)實生活中的實際問題，因此所涉及的知識面相當(dāng)廣，包括工業(yè)、經(jīng)濟、軍事、社會、管理和信息技術(shù)等，而這些小組成員來自于某一專業(yè)的學(xué)生，面對他們不了解的行業(yè)，他們須要查閱資料、借助網(wǎng)絡(luò)獲取知識，并對知識進行加工，提取對解決實際問題有用的知識。在這一過程中，提高了大學(xué)生獲取、整理、加工、分析信息的能力。

（四）數(shù)學(xué)建?；顒优囵B(yǎng)了大學(xué)生團隊協(xié)作的意識

數(shù)學(xué)建模活動是基于現(xiàn)實問題驅(qū)動的學(xué)習(xí)活動，尤其是活動中的數(shù)學(xué)建模競賽。這種競賽通常是由3名大學(xué)生組成一個參賽隊，參賽隊須要在72小時內(nèi)完成來自于某一領(lǐng)域的現(xiàn)實問題，并且這一問題是沒有現(xiàn)成答案的，隊員們可以借助一切無生命的資源共同搜集資料、討論，形成假設(shè)模型，設(shè)計計算方法，分析、檢驗?zāi)Ｐ偷膬?yōu)缺點及改進方法，最終形成論文。這一過程需要團隊成員的共同參與，分工協(xié)作，發(fā)揮自己的長處及優(yōu)勢，相互配合才能在短時間內(nèi)解決沒有現(xiàn)場答案的難題。因此數(shù)學(xué)建模活動培養(yǎng)了大學(xué)生團隊協(xié)作的意識，為大學(xué)生畢業(yè)后參加工作、適應(yīng)社會的分工協(xié)作作好準備。

四、數(shù)學(xué)建?；顒訛閼?yīng)用型人才的培養(yǎng)提供指導(dǎo)

數(shù)學(xué)建?；顒舆@種以問題驅(qū)動為開始的教學(xué)模式不僅促進了數(shù)學(xué)教學(xué)的改革，同時對其他學(xué)科的教學(xué)活動也具有很好的借鑒。首先，這一問題是實際生活、生產(chǎn)中的問題，具有很強的真實性，能夠充分地調(diào)動大學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，提高學(xué)習(xí)興趣。在興趣的驅(qū)動下，可以達到更好的學(xué)習(xí)效果。同時，大學(xué)生通過資料的收集、整理、加工，分析不僅可以獲取到更多的知識，還能在這一過程中形成自己的學(xué)習(xí)風(fēng)格，提高學(xué)習(xí)能力，比如學(xué)習(xí)資料的收集能力、分析問題的能力、解決問題的能力。除了一些顯性的能力得到提高外，對大學(xué)生的隱性意識也具有一定的促進作用，比如分工協(xié)作的能力、將實際問題構(gòu)建成數(shù)學(xué)模型的能力及交流溝通的能力等。因此，數(shù)學(xué)建?；顒铀珜?dǎo)的人才培養(yǎng)目標可以為高校，尤其是以應(yīng)用技術(shù)大學(xué)為建設(shè)目標的高校提供指導(dǎo)。

五、結(jié)束語

我國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽自1993年開始在全國舉行至今已有二十年有余，在這二十年的教學(xué)、競賽的探索中培養(yǎng)了不少動手能力強的創(chuàng)新實踐型人才，這些人才在后來的工作中也表現(xiàn)出比較強的綜合能力，數(shù)學(xué)建?；顒硬粌H改變了數(shù)學(xué)教學(xué)的方式、方法，對其他學(xué)科也具有很好的借鑒作用。盡管我國數(shù)學(xué)建?；顒舆M行的有聲有色，但地區(qū)、校際間存在較大差異，目前很多高校都看到了數(shù)學(xué)建?；顒訉?yīng)用型人才創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)的巨大貢獻，越來越重視數(shù)學(xué)建?；顒?，并形成了一整套自己的培養(yǎng)方案及配套師資、設(shè)備，也有越來越多的學(xué)者投入到這一領(lǐng)域的研究中，希望這一較好的教學(xué)模式能夠應(yīng)用到更多的學(xué)科教學(xué)中，為經(jīng)濟轉(zhuǎn)型期的中國培養(yǎng)出更多具有創(chuàng)新實踐能力的應(yīng)用型人才。

［1］李寶萍.數(shù)學(xué)建模與大學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)［J］.長春理工大學(xué)學(xué)報，2013，（1）.

［2］姜啟源，謝金星，葉俊.數(shù)學(xué)模型［M］.第四版.北京：高等教育出版社，2010.