大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽與創(chuàng)新能力培養(yǎng)

王聰 高宇博

摘 要：目前階段，各個(gè)大學(xué)在全國(guó)性質(zhì)的數(shù)學(xué)建模比賽中都有派遣本校優(yōu)秀的學(xué)生進(jìn)行競(jìng)賽，目的就是培養(yǎng)更多的創(chuàng)新型的人才。這不僅能促進(jìn)各個(gè)學(xué)校教學(xué)質(zhì)量的提高，同時(shí)也能增強(qiáng)學(xué)生的想象能力，從而促進(jìn)學(xué)校教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)業(yè)務(wù)水平的提高。本文根據(jù)國(guó)家性質(zhì)的數(shù)學(xué)建模比賽，總結(jié)學(xué)生在參加比賽的時(shí)候出現(xiàn)的問(wèn)題和以后在學(xué)習(xí)和試驗(yàn)的過(guò)程中需要注意的問(wèn)題，針對(duì)這些問(wèn)題對(duì)數(shù)學(xué)建模比賽中的質(zhì)量控制和創(chuàng)新能力提出重要的培訓(xùn)措施，使學(xué)生在面臨比賽時(shí)能有更好的心態(tài)和應(yīng)對(duì)辦法處理遇到的難題。

關(guān)鍵詞：數(shù)學(xué)建模比賽；培養(yǎng)創(chuàng)新能力；教學(xué)質(zhì)量；具體措施

1.引言

全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽是由國(guó)家教育部和全國(guó)公應(yīng)與應(yīng)用教學(xué)數(shù)學(xué)協(xié)會(huì)聯(lián)合主辦的，主要是由各個(gè)省份的數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽委員會(huì)主管和負(fù)責(zé)，由社會(huì)各界人士進(jìn)行資助的，主要面向全國(guó)的高等院校舉行的一項(xiàng)競(jìng)技比賽。自1992年以來(lái)，已經(jīng)有1000多支隊(duì)伍進(jìn)行比賽，到目前為止，隊(duì)伍依舊在不斷地?cái)U(kuò)大，這就意味著已經(jīng)有越來(lái)越多的學(xué)校和老師重視起數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽，對(duì)各界人士的影響也在逐漸加深。數(shù)學(xué)建模本身就是一項(xiàng)比較有意義的競(jìng)賽，對(duì)于大學(xué)生綜合素質(zhì)的考驗(yàn)，培養(yǎng)創(chuàng)新精神和團(tuán)隊(duì)合作精神，有效的促進(jìn)學(xué)校教學(xué)建設(shè)和教學(xué)模式體制的改革有著促進(jìn)作用。數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽是當(dāng)代大學(xué)生素質(zhì)教育的一種體驗(yàn)?zāi)Ｊ?，?jìng)賽的內(nèi)容涉及到學(xué)生的品德、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、邏輯思維能力、創(chuàng)新和開(kāi)發(fā)能力、獨(dú)立思考等等各個(gè)方面的能力水平。數(shù)學(xué)建模是將所學(xué)的理論知識(shí)與生活中的實(shí)踐相結(jié)合，運(yùn)用數(shù)學(xué)的方式方法和計(jì)算機(jī)編程加以分析，解決所遇到的問(wèn)題，它對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新能力的培養(yǎng)的注重已經(jīng)是眾所周知的。

2.數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

現(xiàn)階段，國(guó)家的很多產(chǎn)品的技術(shù)都是從國(guó)外引進(jìn)而來(lái)的，然后在國(guó)內(nèi)生產(chǎn)制造最終出售，這就牽扯到這些技術(shù)都是國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)，在國(guó)內(nèi)每賣(mài)出一件產(chǎn)品都要向國(guó)外擁有技術(shù)的國(guó)家支付大額的技術(shù)使用費(fèi)。因此，無(wú)論是在高等院校還是在企業(yè)，都推行科技創(chuàng)新，發(fā)明創(chuàng)造屬于我們自己的技術(shù)，這樣不但能促進(jìn)國(guó)家科技水平的不斷提高，還可以為企業(yè)家和資本家節(jié)省一大筆成本，同時(shí)也促進(jìn)了國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，推動(dòng)了社會(huì)的進(jìn)步。創(chuàng)新能力的培養(yǎng)主要是創(chuàng)新思維的培養(yǎng)，然而創(chuàng)新思維的核心就是在于個(gè)人思維的獨(dú)特性和看待問(wèn)題的角度與眾不同，有自己的想法和見(jiàn)解在內(nèi)，主要表現(xiàn)為直覺(jué)思維、邏輯思維、聯(lián)想思維、發(fā)向思維和逆向思維等等，創(chuàng)新思維在科技中的作用是不言而喻的，由此國(guó)家對(duì)創(chuàng)新能力的培養(yǎng)也是十分的重視的。

數(shù)學(xué)建模主要以解決實(shí)際的問(wèn)題為主，這些問(wèn)題具體涉及到工程設(shè)計(jì)、經(jīng)濟(jì)管理和社會(huì)生活面臨的問(wèn)題的各個(gè)方面，傳統(tǒng)的定性思維在解決這些新的問(wèn)題的時(shí)候總是會(huì)拙荊見(jiàn)肘，無(wú)法從根本上解決實(shí)際問(wèn)題。但是數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽非常具有適用性和挑戰(zhàn)性，一般數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽沒(méi)有準(zhǔn)確的答案，并且也沒(méi)有統(tǒng)一的答案，只要是說(shuō)的有道理、有科學(xué)依據(jù)都是正確的。更有者說(shuō)數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽是畢業(yè)設(shè)計(jì)論文前的一種訓(xùn)練，在一定程度上是模擬畢業(yè)設(shè)計(jì)的實(shí)踐內(nèi)容和工作情況。這樣的競(jìng)賽既豐富了大學(xué)生的課外生活，又增長(zhǎng)了學(xué)生的見(jiàn)識(shí)，受益頗多。

3.提高數(shù)學(xué)建模教學(xué)質(zhì)量的重要措施

首先，在組建數(shù)學(xué)建模教學(xué)隊(duì)伍之前需要考察老師擅長(zhǎng)的學(xué)術(shù)范圍，選擇對(duì)學(xué)生有幫助的教學(xué)隊(duì)伍，要確定一名經(jīng)驗(yàn)豐富并且各個(gè)領(lǐng)域都有接觸的總的指導(dǎo)老師，主要負(fù)責(zé)學(xué)生的研究方向做出確定和輔導(dǎo)，同時(shí)疏導(dǎo)學(xué)生平時(shí)的心理。同時(shí)再選擇不同專業(yè)、擅長(zhǎng)不同領(lǐng)域的、研究比較透徹的老師組成一支隊(duì)伍，負(fù)責(zé)學(xué)生學(xué)習(xí)、培訓(xùn)和輔導(dǎo)工作。還要設(shè)立一名文藝宣傳委員，主要負(fù)責(zé)聯(lián)絡(luò)、宣傳、安排教學(xué)等具體的工作事宜，這個(gè)位置也是不可或缺的。因?yàn)閷W(xué)生的興趣愛(ài)好，擅長(zhǎng)的方面各有不同，只是一個(gè)老師的話不可能每個(gè)學(xué)生的問(wèn)題都能分析透徹，解釋的很明白，所以師資力量的配備齊全也是必要的。

其次，要做好教學(xué)基礎(chǔ)課程、數(shù)學(xué)模型和數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)等課程的開(kāi)展，畢竟這是最接近學(xué)生競(jìng)賽項(xiàng)目的內(nèi)容，每年在校內(nèi)的舉行的數(shù)學(xué)競(jìng)賽，對(duì)學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣有更好的影響，在一定程度上也選拔了許多優(yōu)秀的學(xué)生。同時(shí)根據(jù)每個(gè)學(xué)校師資力量、教學(xué)安排和教學(xué)設(shè)備先進(jìn)程度的不同，對(duì)學(xué)生的教育教學(xué)的好壞也會(huì)有所影響。因此，在高等院校的教學(xué)安排中，應(yīng)當(dāng)積極開(kāi)設(shè)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)和數(shù)學(xué)建模等課程，初步介紹數(shù)學(xué)建模所包含的內(nèi)容，同時(shí)在大學(xué)要開(kāi)展開(kāi)放式的數(shù)學(xué)建模實(shí)驗(yàn)室，有助于學(xué)生在面臨一些問(wèn)題無(wú)法解決的時(shí)候，可以繼續(xù)進(jìn)行手動(dòng)操作實(shí)驗(yàn)，加強(qiáng)了對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解。還可以通過(guò)對(duì)數(shù)學(xué)建模的思想進(jìn)行普及和教育，引導(dǎo)學(xué)生積極思考問(wèn)題，獨(dú)立的解決某些問(wèn)題，理順數(shù)學(xué)建模的思考思路，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生從基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)起，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)。教學(xué)實(shí)驗(yàn)是數(shù)學(xué)建模實(shí)驗(yàn)的一種補(bǔ)充和鋪墊，這一般注重模型的建立和實(shí)踐問(wèn)題解決的能力。其次學(xué)生再利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算和編程解決實(shí)際的問(wèn)題，以學(xué)生的練習(xí)，老師的教學(xué)為輔，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和獨(dú)立思考的能力，從中自行發(fā)現(xiàn)解決問(wèn)題的思路，總結(jié)解決問(wèn)題的規(guī)律，探討問(wèn)題規(guī)律性的能力，在以后面臨類似的問(wèn)題的時(shí)候能夠迎刃而解。

最后，認(rèn)認(rèn)真真的對(duì)待每一場(chǎng)比賽，對(duì)自己的表現(xiàn)和競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的表現(xiàn)進(jìn)行總結(jié)。因?yàn)樵趨①惖倪^(guò)程中，根據(jù)比賽給出的題目我們要做出分析，同時(shí)結(jié)合自己所學(xué)的內(nèi)容就行總結(jié)，找出適合解決問(wèn)題的最優(yōu)方法，接著提出合理的假設(shè)，建立數(shù)學(xué)模型。根據(jù)模型的設(shè)計(jì)，進(jìn)行計(jì)算方法的設(shè)計(jì)，通過(guò)計(jì)算機(jī)的編程操作實(shí)現(xiàn)自己的計(jì)算結(jié)果，對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析和檢驗(yàn)，最后就是撰寫(xiě)論文的環(huán)節(jié)的工作，這代表的是向評(píng)委的匯報(bào)，這工作量是非常大的，挑戰(zhàn)性也是很大的，這也是很多挑戰(zhàn)者之前沒(méi)有經(jīng)歷過(guò)的。因?yàn)殛?duì)員需要認(rèn)真的對(duì)待比賽，緩解壓力等，各個(gè)隊(duì)員之間團(tuán)結(jié)一致，共同完成比賽。

4.結(jié)束語(yǔ)

總之，要想提高學(xué)生數(shù)學(xué)建模的質(zhì)量，就要從培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力開(kāi)始，加強(qiáng)數(shù)學(xué)建模教學(xué)水平的提升，保證學(xué)生在良好的學(xué)習(xí)環(huán)境中學(xué)習(xí)和進(jìn)步，同時(shí)為學(xué)生配備完整的師資力量，這需要學(xué)生和老師共同努力。培養(yǎng)學(xué)生將理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合的能力，發(fā)揮自身的綜合素養(yǎng)能力，在各個(gè)高校共同努力的情況下，不斷提升學(xué)生的綜合素質(zhì)能力，遵循國(guó)家的政策，我相信數(shù)學(xué)建模的質(zhì)量一定會(huì)越來(lái)越好。

參考文獻(xiàn)：

[1]馬元魁，張麗麗，伏文清.以大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽為牽引的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)研究與實(shí)踐[J].教育教學(xué)論壇，2019（09）：151-152.

[2]張婷.數(shù)學(xué)建模在高職學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)中的作用——以全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽賽題為例[J].科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊，2018，26（20）：160+148.

作者簡(jiǎn)介：

王聰，出生年月：1996.06.21，性別：男，民族：漢，籍貫（精確到市）：湖南益陽(yáng).