基于數(shù)學(xué)建模的計算機專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式的研究

胡海霞

摘要：本文以數(shù)學(xué)建模競賽為抓手，促進獨立學(xué)院計算機專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)。通過以賽促學(xué)，以賽促教、以賽促改、以賽促建對我校計算機專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)進行探索和研究，提升我院人才培養(yǎng)的教育模式，最終實現(xiàn)十個突破中的國家三大賽一等獎的目標(biāo)。從而實現(xiàn)學(xué)生增值，教師增值，學(xué)校增值。

關(guān)鍵詞：數(shù)學(xué)建模 ?應(yīng)用型 ?人才培養(yǎng)

1 前言

2018年9月，習(xí)近平總書記在全國教育大會上強調(diào)，要提升教育服務(wù)經(jīng)濟社會發(fā)展能力，著重培養(yǎng)創(chuàng)新型、復(fù)合型、應(yīng)用型人才。

錦城學(xué)院自2005年建校起就堅持以“跳出教育看教育”，“跳出教育版教育”等理論為指導(dǎo)，氣質(zhì)鮮明地辦應(yīng)用型大學(xué)，培養(yǎng)高素質(zhì)、復(fù)合型、經(jīng)世致用、具有較強創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的應(yīng)用型人才。

全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽始于1992年，是首批列入“高校學(xué)科競賽排行榜”的19項競賽之一，也是武書連大學(xué)排行榜評價指標(biāo)之一。該競賽每年一屆，每年9月舉行，競賽不分專業(yè)，面向全國大專院校的學(xué)生。賽前著重培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)，同時鍛煉同學(xué)們多維思考其歸納總結(jié)能力，以及創(chuàng)新能力。賽中，鍛煉學(xué)生的類比分析能力、寫作能力，計算操作能力，并在過程中體會團隊合作的重要性。鼓勵學(xué)生深入學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)建模相關(guān)知識，實現(xiàn)計算機和數(shù)學(xué)運用創(chuàng)新型人才的全方位培養(yǎng)。我院在數(shù)學(xué)建模競賽中起步相對較晚，本文基于數(shù)學(xué)建模的計算機專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式進行研究。

2 以數(shù)學(xué)建模競賽為抓手，促進獨立學(xué)院計算機專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)

2.1 以賽促學(xué)，組織學(xué)生參加數(shù)學(xué)建模競賽

2.1.1新生宣講

針對大一新生，在新生見面會中為數(shù)學(xué)建模競賽宣講，使得新生了解數(shù)學(xué)建模競賽，以及學(xué)習(xí)好基礎(chǔ)課程：通識選修課微積分，線性代數(shù)和專業(yè)必修課C語言，離散數(shù)學(xué)的重要性，為大二參加數(shù)學(xué)建模競賽打下夯實的基礎(chǔ)。

2.1.2開設(shè)通識選修課

為大一到大二的同學(xué)，開設(shè)通識選修課《算法應(yīng)用基礎(chǔ)》。選修課從什么是數(shù)學(xué)建模競賽，怎樣學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)模型，到數(shù)學(xué)模型算法分專題講解和應(yīng)用，不僅了解數(shù)學(xué)模型算法，并且能夠利用計算機語言實現(xiàn)算法，再到實際問題解決中。通識選修課可以使對數(shù)學(xué)建模感興趣的同學(xué)，更進一步了解數(shù)學(xué)建模過程和數(shù)學(xué)建模相關(guān)算法，為競賽做準備。

2.1.3參加競賽，提升技能

2019年我院第一次通過校賽選拔14支種子隊，參加校集訓(xùn)課程8個專題培訓(xùn)，以及競賽模擬。為國賽做準備。2019年9月第一次帶領(lǐng)計算機與軟件學(xué)院15支隊伍參加全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽，2支隊伍榮獲四川賽區(qū)三等獎。賽后復(fù)盤總結(jié)，向拿到結(jié)果的高校學(xué)習(xí)。在2020年走出學(xué)校建模的瓶頸，帶領(lǐng)我院學(xué)生，共31支隊伍參加“第十七屆五一數(shù)學(xué)建模競賽”，5支隊伍榮獲獎勵。榮獲?？平M：一等獎1隊，二等獎1隊，三等獎2隊。本科組：三等獎1隊。參加五一建模競賽除了本院隊伍選拔排名外，更橫向與其他高校提前較量，橫向找差距，更好的為參加2020年全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽奠定基礎(chǔ)。

2.1.4一對一個性化輔導(dǎo)

導(dǎo)師制一對一輔導(dǎo)，根據(jù)隊伍特點，成員優(yōu)勢在疫情期間組織線上輔導(dǎo)，更好的準備參加國賽。于此同時更好的磨合隊伍，增強3位隊員的合作意識，數(shù)學(xué)建模三者缺一不可。

2.2以賽促教，構(gòu)建教練團隊

2019年組建計算機與軟件學(xué)院數(shù)學(xué)建模教練組，由7位專職教師組成，教練組成員不計辛勞，全身心投入在集訓(xùn)專題準備和輔導(dǎo)隊伍中。賽后積極參加四川省數(shù)學(xué)建模協(xié)會組織的賽題分享會，總結(jié)復(fù)盤查漏補缺，為下一年做好準備。

2020年教練組成員增至9位教師，在2020年通識選修課組織實施中相互配合，不斷的學(xué)習(xí)進去，相互討論，在學(xué)生增值的同時實現(xiàn)教師增值。現(xiàn)已順利完成通識選修課課程教學(xué)，著重培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)，建模能力，以及編程能力，同時鍛煉同學(xué)們多維思考其歸納總結(jié)能力及創(chuàng)新能力。現(xiàn)階段已分配一對一輔導(dǎo)隊伍，在暑假期間給隊伍一對一輔導(dǎo)。

2.3以賽促改，對教學(xué)方法逐步進行科學(xué)合理改革

以數(shù)學(xué)建模競賽為載體，將數(shù)學(xué)建模慢慢融入我院離散數(shù)學(xué)課程教學(xué)活動中，在離散數(shù)學(xué)課程中引入數(shù)學(xué)模型和數(shù)學(xué)建模的概念，以實際生活案例為例，以反轉(zhuǎn)課堂形式，以學(xué)生為中心，鍛煉同學(xué)們數(shù)學(xué)對于離散數(shù)學(xué)知識在實際問題解決中的應(yīng)用能力以及論文寫作能力，大力發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新和應(yīng)用能力。

2.4以賽促建，建立健全的大數(shù)據(jù)，人工智能和算法方向人才培養(yǎng)方案

數(shù)學(xué)建模解決實際問題前數(shù)據(jù)清洗，解決問題中使用建立數(shù)學(xué)算法模型，使用程序?qū)崿F(xiàn)求解模型的能力，均為大數(shù)據(jù)，人工智能和算法方向?qū)W生不可或缺的基本能力。以數(shù)學(xué)建模為依托建立健全大數(shù)據(jù)，人工智能，算法方向課程體系。

3 現(xiàn)階段不足與改進

3.1學(xué)生重視度不夠，能力待提升

雖然開設(shè)了選修課，但是學(xué)生隊選修課的重視度不夠，兩級分化明顯。學(xué)生多已必修課為重。通過選修課開設(shè)，以及課程考核情況分析，我院部分學(xué)生能動性不足，主動探索知識的執(zhí)行力不足;部分學(xué)生功利心偏重，想?yún)⒓颖荣惈@獎而又不愿意過多的付出。

建議解決方案：

（1）除了選修課組件數(shù)學(xué)建模競賽協(xié)會，一方面，在協(xié)會中逐漸滲透生活中數(shù)學(xué)建模問題，如包餃子面與餃子餡的比例問題，我校54路公交車接送站點合理制定等問題。另一方面，隨著我院數(shù)學(xué)建模逐漸累積，可以采用老帶新的方式，讓學(xué)生帶學(xué)生，這樣學(xué)生更容易接受，更能激發(fā)學(xué)生的能動性和執(zhí)行力。

（2）明確更多獲獎隊伍獎勵方案，激勵學(xué)生主動參加比賽，并在比賽準備中全力以赴。

3.2教練組團隊經(jīng)驗不足

和已經(jīng)參賽十多年的高?；颡毩W(xué)院相比，我院教練組非常年輕，雖然全身心投入，全方位服務(wù)，但是在經(jīng)驗方面仍然有很長的路。

建議解決方案：

（1）向已經(jīng)拿到結(jié)果的高校學(xué)習(xí)，如：電子科技大學(xué)，西南交通大學(xué)，西華大學(xué)，電子科技大學(xué)成都學(xué)院，西南交大希望學(xué)院，四川大學(xué)錦江學(xué)院等高校取經(jīng)。請有經(jīng)驗的老師為教練組培訓(xùn)，為學(xué)生宣講。

（2）參加賽題分享會議，競賽經(jīng)驗等分享會議，更進一步了解比賽評定規(guī)則，以及增加帶隊經(jīng)驗。

（3）沒有拿到結(jié)果之前，永不言棄，砥礪前行，在帶隊磨礪中，增加教練組成員經(jīng)驗。

4 總結(jié)

全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽不僅可以鍛煉學(xué)生的文獻資料搜索，閱讀，分析能力，而且需要3位隊員配合在短時間內(nèi)通過假設(shè)將現(xiàn)實問題抽象為數(shù)學(xué)模型，再通過計算機編程語言對數(shù)學(xué)模型求解，最后再還原應(yīng)用到現(xiàn)實問題解決中，從而鍛煉學(xué)生的解決解決能力，團隊精神，以及創(chuàng)新能力，這三個能力對于應(yīng)用型人才培養(yǎng)尤為重要。本文通過以賽促學(xué)，以賽促教、以賽促改、以賽促建，提升我院人才培養(yǎng)的教育模式，最終實現(xiàn)十個突破中的國家三大賽一等獎的目標(biāo)?；跀?shù)學(xué)建模的計算機專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)可以實現(xiàn)學(xué)生增值，學(xué)生增值的同時教師也隨之增值，堅持不懈的能力拿到結(jié)果，也會實現(xiàn)學(xué)校的增值。

參考文獻

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基金項目

四川大學(xué)錦城學(xué)院校級項目“基于數(shù)學(xué)建模的計算機專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式的研究——以錦城學(xué)院為例”資助; 項目編號“2019jcky0013”。

本文第二作者：四川大學(xué)錦城學(xué)院計算機與軟件學(xué)院數(shù)學(xué)建模教練組——楊聲英、段雨梅、張桂花、郭曉丹、李欣、賀朝兵、郭昱君、陳靜。