應(yīng)用型轉(zhuǎn)型下的數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽

周琳++陳筱

摘要：通過(guò)組織數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽的過(guò)程，找出一套適合我校實(shí)際情況的數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽培訓(xùn)方案，使學(xué)生掌握基本的建模思想和方法，在競(jìng)賽中取得好的成績(jī)。使學(xué)生的知識(shí)應(yīng)用能力和科研能力得到提高，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神，增強(qiáng)學(xué)生的數(shù)學(xué)素質(zhì)和創(chuàng)新能力，提高學(xué)生獲取新知識(shí)的能力和解決問(wèn)題的能力，為學(xué)校培養(yǎng)合格的高質(zhì)量應(yīng)用型人才。

關(guān)鍵詞：數(shù)學(xué)建模；競(jìng)賽組織；競(jìng)賽培訓(xùn)；應(yīng)用型人才培養(yǎng)

中圖分類號(hào)：G640 文獻(xiàn)識(shí)別碼：A 文章編號(hào)：1001-828X（2016）022-000-02

為了適應(yīng)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的需要和培養(yǎng)高質(zhì)量、高層次應(yīng)用型人才，數(shù)學(xué)建模在各個(gè)大學(xué)的教育中如火如荼的開(kāi)展，越來(lái)越多的大學(xué)已經(jīng)將數(shù)學(xué)建模教學(xué)和競(jìng)賽作為高等院校教學(xué)改革和培養(yǎng)高層次的應(yīng)用型人才的重要方面，2015年我校組織了四個(gè)隊(duì)參加了全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽，在學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)的關(guān)心支持下，在數(shù)學(xué)建模指導(dǎo)小組老師們積極投入、無(wú)私奉獻(xiàn)的指導(dǎo)下，在參賽選手吃苦耐勞、廢寢忘食地努力競(jìng)賽下，順利完成了今年的全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽，并取得了一定成績(jī)。

一、競(jìng)賽組織

1.數(shù)學(xué)建模的宣傳和普及

雖然我校從2007年就參加了數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽，但是發(fā)展到現(xiàn)在八年多時(shí)間，并沒(méi)有成為我校的一個(gè)成熟的賽事。究其原因，首先是有相當(dāng)多的教師對(duì)數(shù)學(xué)建模缺乏足夠的了解和認(rèn)識(shí)，主要有以下誤區(qū)：數(shù)學(xué)建模只是數(shù)學(xué)老師的事情；數(shù)學(xué)建模就是解數(shù)學(xué)題；數(shù)學(xué)建模容易獲獎(jiǎng)等等。對(duì)于數(shù)學(xué)建模這種需要全校通力合作的重要賽事，這些誤區(qū)不利于數(shù)學(xué)建模在我校的順利開(kāi)展。所以，我們充分重視與學(xué)校、學(xué)院各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)、專業(yè)課老師以及學(xué)工輔導(dǎo)員的溝通交流，定時(shí)聘請(qǐng)各個(gè)高校的建模專家做專題講座，并召開(kāi)一些關(guān)于數(shù)學(xué)建模的座談會(huì)，讓他們對(duì)數(shù)學(xué)建模的認(rèn)識(shí)有所加深，從而給予我們這些競(jìng)賽實(shí)際組織者以大力的支持，這樣為開(kāi)展數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽以及相關(guān)活動(dòng)營(yíng)造了良好的氛圍。

其次我校學(xué)生參加數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽活動(dòng)的積極性不是很高。主要是我校學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)相對(duì)不是很好，積極主動(dòng)學(xué)習(xí)鉆研的能力有待加強(qiáng)，再加上與其他競(jìng)賽相比，數(shù)學(xué)建模具有難度大、涉及面廣、形式靈活，對(duì)學(xué)生的要求是很高的。為了吸引更多的學(xué)生加入數(shù)學(xué)建模的活動(dòng)，我們想了各種辦法把學(xué)生積極鉆研學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)建模的興趣提起來(lái)：第一、我們要求各個(gè)數(shù)學(xué)老師在高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)等基礎(chǔ)數(shù)學(xué)教學(xué)過(guò)程中，適當(dāng)?shù)娜谌胍恍?shù)學(xué)建模的思想，教給學(xué)生通過(guò)對(duì)實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行抽象簡(jiǎn)化假設(shè)，應(yīng)用一些規(guī)律建立起變量參數(shù)間的數(shù)學(xué)表達(dá)式即數(shù)學(xué)模型的方法，在日常數(shù)學(xué)課程教學(xué)過(guò)程中建立起基礎(chǔ)數(shù)學(xué)知識(shí)和數(shù)學(xué)建模知識(shí)的融合，讓學(xué)生產(chǎn)生對(duì)數(shù)學(xué)建模的興趣。之后由各數(shù)學(xué)老師在任課班級(jí)挑選一些數(shù)學(xué)成績(jī)好，思維縝密，更重要的是具有努力認(rèn)真、吃苦耐勞、會(huì)自主鉆研學(xué)習(xí)的學(xué)生，推薦他們加入數(shù)學(xué)建模協(xié)會(huì)，作為將來(lái)參加數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽的儲(chǔ)備人才。第二、人才選出來(lái)了還是需要系統(tǒng)的學(xué)習(xí)才能成真正的人才，為了讓學(xué)生較為系統(tǒng)的掌握一些數(shù)學(xué)建模的知識(shí)，經(jīng)過(guò)與各個(gè)部門溝通協(xié)調(diào)，終于在2014年成功申請(qǐng)開(kāi)設(shè)了數(shù)學(xué)建模公選課，數(shù)學(xué)建模協(xié)會(huì)的同學(xué)和全校對(duì)數(shù)學(xué)建模有興趣的同學(xué)都可以選修這門課，這門課向?qū)W生比較系統(tǒng)的介紹了基本模型和求解方法，起到了普及數(shù)學(xué)建模知識(shí)，宣傳數(shù)學(xué)建模的作用。但是也有很多亟待解決的問(wèn)題，比如課時(shí)太少只有16課時(shí)，每個(gè)專題只能涉及皮毛；沒(méi)有上機(jī)實(shí)驗(yàn)的課時(shí)，學(xué)生學(xué)到的理論沒(méi)有及時(shí)的上機(jī)熟悉演練等等。對(duì)于這些問(wèn)題還需要我們繼續(xù)深入研究找到解決的辦法。第三、數(shù)學(xué)建模協(xié)會(huì)在數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽中的作用要積極發(fā)掘出來(lái)。以前我校的數(shù)學(xué)建模協(xié)會(huì)就像學(xué)校的一些娛樂(lè)社團(tuán)一樣，偶爾組織大家上機(jī)，吃飯，春游，這完全與數(shù)學(xué)建模的主要任務(wù)和目的不符，所以我們對(duì)數(shù)學(xué)建模協(xié)會(huì)進(jìn)行了大刀闊斧的整頓，首先社團(tuán)定位于學(xué)術(shù)社團(tuán)，選拔真正對(duì)數(shù)學(xué)建模有熱忱、積極鉆研學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)建模知識(shí)的學(xué)生作為協(xié)會(huì)會(huì)長(zhǎng)，以數(shù)學(xué)建模協(xié)會(huì)為依托開(kāi)設(shè)數(shù)學(xué)建模第二課堂，申請(qǐng)專門的機(jī)房供協(xié)會(huì)使用，每周一次在機(jī)房給協(xié)會(huì)學(xué)生做專題講座和練習(xí)。

前期做好競(jìng)賽的宣傳和普及，才能為競(jìng)賽的培訓(xùn)和最終的競(jìng)賽打好堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2.數(shù)學(xué)建模指導(dǎo)教師團(tuán)隊(duì)的組成

建模指導(dǎo)教師團(tuán)隊(duì)的建模水平是非常重要的，是保證培訓(xùn)效果和競(jìng)賽成功的關(guān)鍵因素。所以現(xiàn)在我校選用指導(dǎo)教師遵循以下四個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：非常了解數(shù)學(xué)建模、有指導(dǎo)競(jìng)賽獲獎(jiǎng)經(jīng)驗(yàn)、愿意花精力鉆研學(xué)習(xí)、樂(lè)于團(tuán)隊(duì)協(xié)作且有奉獻(xiàn)精神。

第一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)毋庸置疑，如果指導(dǎo)老師對(duì)數(shù)學(xué)建模只是略懂皮毛，怎么能去教學(xué)生數(shù)學(xué)建模呢？所以指導(dǎo)教師團(tuán)隊(duì)的老師，都是有多年參賽和培訓(xùn)經(jīng)驗(yàn)的老師；第二個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是有競(jìng)賽獲獎(jiǎng)經(jīng)驗(yàn)，這證明了老師指導(dǎo)學(xué)生的實(shí)力；第三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)非常重要，因?yàn)榻ＶR(shí)博大精深，數(shù)學(xué)建模的教學(xué)本身是一個(gè)不斷探索、不斷創(chuàng)新、不斷完善和提高的過(guò)程，教師也需要不斷地學(xué)習(xí)和研究提高自身水平，然后深入淺出的把建模知識(shí)傳授給學(xué)生。第四個(gè)標(biāo)準(zhǔn)太重要了，數(shù)學(xué)建模的一個(gè)重要宗旨就是團(tuán)隊(duì)協(xié)作，而且在我校經(jīng)費(fèi)有限的情況下，無(wú)私奉獻(xiàn)的精神必須具備。同時(shí)，我們還注重與其他有著豐富競(jìng)賽經(jīng)驗(yàn)的院校進(jìn)行交流，派我校指導(dǎo)老師去各個(gè)學(xué)校學(xué)習(xí)取經(jīng)。

二、競(jìng)賽培訓(xùn)

我校大部分學(xué)生的基礎(chǔ)和能力較之重點(diǎn)大學(xué)學(xué)生來(lái)說(shuō)相對(duì)較弱，所以僅僅通過(guò)幾個(gè)月短期培訓(xùn)是達(dá)不到效果的，所以我校選手的培訓(xùn)是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程，為了最大限度地發(fā)揮教學(xué)和培訓(xùn)的作用，培訓(xùn)分為五個(gè)階段：

第一階段：發(fā)揮公選課和數(shù)學(xué)建模協(xié)會(huì)講座作用，因?yàn)槲倚９x課才剛剛起步，課時(shí)很少，所以我們精選了一些使用較多的模型、通過(guò)講解相對(duì)簡(jiǎn)單的實(shí)例，讓學(xué)生掌握該類模型的基本方法，比如優(yōu)化模型、微分方程模型等。同時(shí)，建模協(xié)會(huì)是一個(gè)很好的平臺(tái)，我們?yōu)榻f(xié)會(huì)申請(qǐng)了一個(gè)專門的機(jī)房，定期由老師和協(xié)會(huì)有參賽經(jīng)驗(yàn)的高年級(jí)學(xué)生做一些專題講座，比如數(shù)學(xué)軟件（MATLAB、LINGO、EXCEL）的使用方法，讓學(xué)生了解建模、喜歡建模、培養(yǎng)學(xué)生建模的興趣。尤其是有參賽經(jīng)驗(yàn)的高年級(jí)同學(xué)，通過(guò)他們向低年級(jí)學(xué)生分享經(jīng)驗(yàn)心得，交流建模技能方法，起到了很好的承上啟下的作用。

第二階段：通過(guò)講解歷年優(yōu)秀論文、讓學(xué)生掌握如何讀懂題目繼而建立模型，在這個(gè)過(guò)程中對(duì)數(shù)學(xué)模型的主要類型和數(shù)學(xué)建模的主要方法有進(jìn)一步深入認(rèn)識(shí)，而且通過(guò)實(shí)例讓學(xué)生知道如何結(jié)合題目選用合適的數(shù)學(xué)軟件，加強(qiáng)了軟件使用的訓(xùn)練。

第三階段：通過(guò)前期培訓(xùn)，選拔出對(duì)數(shù)學(xué)建模有濃厚興趣、有創(chuàng)造力、勤于思考、數(shù)學(xué)功底較好、吃苦耐勞的建模優(yōu)秀學(xué)生去一些有著先進(jìn)競(jìng)賽經(jīng)驗(yàn)的兄弟院校，旁聽(tīng)這些學(xué)校的培訓(xùn)課程。

第四階段：組織校級(jí)數(shù)學(xué)建模比賽，參照全國(guó)比賽的賽制，讓培訓(xùn)學(xué)生身臨其境的提前感受國(guó)賽的氛圍，并做好最終參賽選手的選拔工作。

第五階段；沖刺培訓(xùn)。讓學(xué)生鞏固整個(gè)培訓(xùn)流程學(xué)到的知識(shí)，具備一定的參賽能力，比如運(yùn)用數(shù)學(xué)建模的方法和步驟分析實(shí)際問(wèn)題的能力、應(yīng)用計(jì)算機(jī)軟件求解數(shù)學(xué)模型的能力、撰寫數(shù)學(xué)建模論文和能力，順利參賽。

三、競(jìng)賽過(guò)程

經(jīng)過(guò)培訓(xùn)和選拔，最終多位同學(xué)脫穎而出組成了參賽隊(duì)，比賽開(kāi)始就立刻上網(wǎng)下載賽題，研究題目選定賽題。各隊(duì)確定好題目就開(kāi)始分工合作，查資料、研究、討論題目。因?yàn)橘愵}還是很有難度和挑戰(zhàn)性的，各組的進(jìn)度也不同。第一天大多數(shù)隊(duì)員都按時(shí)休息為后面的比賽養(yǎng)精蓄銳，第二天參賽隊(duì)員們只睡了幾個(gè)小時(shí)就開(kāi)始奮戰(zhàn)，第三天所有隊(duì)員都沒(méi)有睡覺(jué)直到比賽結(jié)束，順利提交論文。參賽隊(duì)員們都盡了自己最大的努力完成比賽。

在學(xué)生競(jìng)賽的三天三夜里，指導(dǎo)教師也毫不松懈做好競(jìng)賽指導(dǎo)工作，一是做好參賽學(xué)生心理方面的指導(dǎo)，因?yàn)檫B續(xù)進(jìn)行72小時(shí)的比賽，孩子們的身心都受到嚴(yán)酷的考驗(yàn)，指導(dǎo)老師會(huì)及時(shí)的鼓勵(lì)和關(guān)心他們；二是做好隊(duì)伍協(xié)調(diào)，不斷強(qiáng)調(diào)團(tuán)結(jié)協(xié)作的重要性；三是做好后勤保障，讓孩子們?cè)诒荣愡^(guò)程中有良好的營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)給；四是提醒學(xué)生注意論文的格式，按要求撰寫論文，尤其注意論文的摘要、關(guān)鍵詞，并注意論文是否完整等。五是督促學(xué)生按照要求正確及時(shí)提交論文。

四、競(jìng)賽體會(huì)

參加數(shù)學(xué)建模比賽獲獎(jiǎng)是我們的目標(biāo)，但是學(xué)生和指導(dǎo)老師在整個(gè)培訓(xùn)和競(jìng)賽的過(guò)程中有收獲才是最重要的，從準(zhǔn)備比賽到參加比賽，學(xué)生和老師都成長(zhǎng)了不少、積累了很多經(jīng)驗(yàn)，也發(fā)現(xiàn)了更多不足：數(shù)學(xué)建模指導(dǎo)教師們還需要花更多精力學(xué)習(xí)鉆研，提高自身的建模水平；學(xué)生數(shù)學(xué)軟件的培訓(xùn)力度還要加大；學(xué)生的論文撰寫能力還要多加訓(xùn)練；還要充分利用數(shù)學(xué)建模協(xié)會(huì)的作用，積極開(kāi)展多種多樣的數(shù)學(xué)建?；顒?dòng)。我校的數(shù)學(xué)建模還有很長(zhǎng)的一段路要走，我們也會(huì)不斷努力，爭(zhēng)取取得好成績(jī)。

參考文獻(xiàn)：

[1]王遠(yuǎn)干，龍啟平.《數(shù)學(xué)建模》課程建設(shè)及競(jìng)賽培訓(xùn)方案實(shí)踐——以欽州學(xué)院為例[J].欽州學(xué)院學(xué)報(bào)，2007（06）.

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作者簡(jiǎn)介：周 琳（1983-），女，1983，湖北武漢人，講師，武昌工學(xué)院數(shù)學(xué)教研室講師。

陳 筱（1985-），女，1985，湖北荊州人，講師，武昌工學(xué)院數(shù)學(xué)教研室講師。

基金項(xiàng)目：本文是武昌工學(xué)院2014年度校級(jí)科研項(xiàng)目《應(yīng)用型轉(zhuǎn)型下的數(shù)學(xué)建模課程建設(shè)和競(jìng)賽》（編號(hào)：2014KY02）的階段性研究成果。