基于數(shù)學(xué)建模競賽提升工程碩士創(chuàng)新能力探索與實踐

王曉峰 蘇盈盈 孫寶光

（重慶科技學(xué)院 重慶 401331）

應(yīng)用型改革是教育部為加快發(fā)展現(xiàn)代職業(yè)教育，建設(shè)現(xiàn)代職業(yè)教育體系，探索“產(chǎn)學(xué)研一體、教學(xué)做合一”的應(yīng)用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式。2014年，李克強(qiáng)總理提出“大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新”的號召，創(chuàng)新教育已經(jīng)提高到國家戰(zhàn)略的高度，全國各高校普遍大力開展創(chuàng)新教育和實踐工作。2017年，習(xí)近平主席在十九大報告中指出“創(chuàng)新是引領(lǐng)發(fā)展的第一動力，是建設(shè)現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)體系的戰(zhàn)略支撐”。目前，我校作為應(yīng)用型高校，進(jìn)一步貫徹和落實十九大精神，聚焦十九大的戰(zhàn)略部署，服務(wù)科教興國戰(zhàn)略、人才強(qiáng)國戰(zhàn)略和創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略，聚焦研究生教育高質(zhì)量發(fā)展的時代命題，積極推進(jìn)研究生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育[1]。

為提高研究生創(chuàng)新能力，2013年起，教育部學(xué)位與研究生教育發(fā)展中心舉辦“中國研究生創(chuàng)新實踐系列大賽”，包括中國研究生數(shù)學(xué)建模競賽、能源工程設(shè)計競賽、能源裝備創(chuàng)新設(shè)計競賽等科技競賽。這些大賽已成為在校研究生培養(yǎng)創(chuàng)新精神和創(chuàng)新意識，提高實踐能力的平臺，并逐漸發(fā)展為研究生培養(yǎng)單位提高研究生培養(yǎng)質(zhì)量、營造研究生創(chuàng)新氛圍，推動研究生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革的有力抓手[2]。

數(shù)學(xué)教育是研究生教育的基礎(chǔ)，也是創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的基礎(chǔ)，在工程碩士教育占有很重要的地位[3]。大量調(diào)查統(tǒng)計顯示，我國高校培養(yǎng)的工程碩士創(chuàng)新能力總體不足，不能很好地滿足社會對創(chuàng)新人才的需求，其根本原因之一是數(shù)學(xué)基礎(chǔ)理論知識不夠，數(shù)學(xué)基本功底過于薄弱，導(dǎo)致科技創(chuàng)新中的核心技術(shù)難以突破[4]。為提高研究生數(shù)學(xué)建模能力，中國研究生數(shù)學(xué)建模競賽在全國大力推廣。目前，中國研究生數(shù)學(xué)建模競賽已經(jīng)成為“中國研究生創(chuàng)新實踐系列大賽”影響力最廣、參賽隊伍最多、歷史最悠久的競賽之一。

1 目前現(xiàn)狀

目前，我校參加的大多國家級、省部級、校級的研究生科技競賽，以獲得優(yōu)異的競賽成績?yōu)槟繕?biāo)，以競賽內(nèi)容培訓(xùn)為主，培訓(xùn)時以應(yīng)試競賽為前提，沒有本質(zhì)上研究針對性地提高學(xué)生創(chuàng)新能力的措施，與國家、重慶市、學(xué)校工程碩士創(chuàng)新能力的要求差距甚遠(yuǎn)；也沒有考慮賽后應(yīng)用創(chuàng)新和科研需要，賽后的研究力度不夠。目前，我校工程碩士數(shù)學(xué)建模競賽主要存在以下幾個方面問題：

（1）競賽創(chuàng)新理念滯后。我校科技競賽培訓(xùn)普遍存在“重成績、輕培養(yǎng)；重賽內(nèi)培訓(xùn)、輕賽后創(chuàng)新”等問題，與國家、重慶市、學(xué)校等工程碩士的發(fā)展戰(zhàn)略不匹配。科技競賽與工程碩士創(chuàng)新的結(jié)合是模糊的、不明確的。

（2）競賽培訓(xùn)效率不足。目前，數(shù)學(xué)建模競賽培訓(xùn)繼承我校多年建模培訓(xùn)思路，主要針對應(yīng)試競賽為主，時間松散、內(nèi)容獨立、學(xué)時有限，沒有與工程碩士創(chuàng)新教育相聯(lián)系。工程碩士平時學(xué)習(xí)、科研任務(wù)繁多，如何在數(shù)學(xué)建模競賽培訓(xùn)加入創(chuàng)新內(nèi)容，高效地提高研究生培訓(xùn)內(nèi)容是需要進(jìn)一步探索的。

（3）賽后可持續(xù)性不暢。通常每年數(shù)學(xué)建模競賽賽前累計培訓(xùn)1個月，競賽時間約100小時，競賽培訓(xùn)對工程碩士的數(shù)學(xué)算法、計算機(jī)編程、科技論文寫作等創(chuàng)新基礎(chǔ)能力有較大提高。很多工程碩士連續(xù)三年參加數(shù)學(xué)建模競賽，收獲頗豐，成績斐然。然而，賽后學(xué)生和老師基本處于偶爾聯(lián)系狀態(tài)。工程碩士創(chuàng)新能力提高不應(yīng)僅是競賽期間，也應(yīng)持續(xù)性地開展賽后創(chuàng)新能力培養(yǎng)。

（4）建模創(chuàng)新資源不足。近年，我校工程碩士招生發(fā)展迅速，然而面向不同專業(yè)、不同層次的工程碩士，競賽培訓(xùn)、賽后提高、創(chuàng)新能力提升的所需相關(guān)建模資源和平臺匱乏。

2 具體實施

2.1 高效建模競賽培訓(xùn)

目前我校招收的工程碩士招生分?jǐn)?shù)略低，大多數(shù)學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和計算機(jī)編程能力不足，同時工程碩士入學(xué)后的平時課程和科研任務(wù)繁多，故我們統(tǒng)籌優(yōu)化了建模培訓(xùn)內(nèi)容及方式，加強(qiáng)了數(shù)學(xué)建模競賽培訓(xùn)的綜合性和實用性，有效地提高工程碩士創(chuàng)新能力，并普適各層次的工程碩士。

（1）梳理了教學(xué)內(nèi)容，優(yōu)化重組了數(shù)學(xué)建模競賽培訓(xùn)內(nèi)容，增設(shè)了關(guān)于創(chuàng)新能力和課程思政方面的教學(xué)及培訓(xùn)內(nèi)容。對數(shù)學(xué)建模競賽培訓(xùn)時間的安排、培訓(xùn)內(nèi)容覆蓋面、培訓(xùn)內(nèi)容銜接、各專業(yè)知識的契合度等進(jìn)行了統(tǒng)籌安排，力求克服原有數(shù)學(xué)建模競賽培訓(xùn)體系中的“重經(jīng)典、輕現(xiàn)代；重數(shù)學(xué)思想、輕計算技巧；重知識傳授、輕能力培養(yǎng)”等問題，加強(qiáng)工程碩士的應(yīng)用能力提高與創(chuàng)新意識的培養(yǎng)。

（2）加強(qiáng)數(shù)學(xué)建模算法與計算機(jī)編程能力的結(jié)合，提高工程碩士動手能力?；趯嶋H問題和案例，借助計算機(jī)和數(shù)學(xué)編程軟件，通過工程碩士的親自設(shè)計和動手編程，體驗利用數(shù)學(xué)算法并解決實際問題的過程，從實際問題中學(xué)習(xí)、探索和發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)建模的規(guī)律，使工程碩士學(xué)有所用，提高工程碩士數(shù)學(xué)創(chuàng)新能力。

2.2 持續(xù)賽后創(chuàng)新能力提高

目前，數(shù)學(xué)建模競賽僅考慮中國研究生數(shù)學(xué)建模競賽期間的培訓(xùn)和數(shù)學(xué)建模成績提高，沒有考慮服務(wù)學(xué)生的后期應(yīng)用創(chuàng)新和學(xué)生科研需要，賽后研究嚴(yán)重不足。

（1）建立數(shù)學(xué)建模賽后互動機(jī)制。以研究生數(shù)學(xué)建模指導(dǎo)教師或工程碩士導(dǎo)師牽頭，建立了興趣小組，并以QQ群、微信等形式，引導(dǎo)學(xué)生自己提出問題，從而激發(fā)工程碩士的學(xué)習(xí)、科研興趣；開展課外拓展和賽后培訓(xùn)，保證數(shù)學(xué)建?；顒拥难永m(xù)性，研究生數(shù)學(xué)建模指導(dǎo)教師及時組織學(xué)生講評和研討競賽問題，對競賽中解決不徹底的問題重新研究，引導(dǎo)學(xué)生深入思考。

（2）建立師生科研創(chuàng)新互動機(jī)制。建立互動機(jī)制，將科研涉及的數(shù)學(xué)算法及程序與建模教師交流，探索將數(shù)學(xué)建模教師的科研項目帶領(lǐng)工程碩士積極參與；以實際問題為導(dǎo)向，解決工程碩士在平時科研遇到的問題。在交流過程中注重結(jié)合實際問題，加強(qiáng)創(chuàng)造性思維的訓(xùn)練、創(chuàng)造性品格的鍛煉、創(chuàng)造能力的培養(yǎng)。

（3）搭建多渠道師生賽后交互式交流平臺。建設(shè)網(wǎng)站、QQ群等多渠道師生賽后交互式交流平臺，將數(shù)學(xué)建模競賽培訓(xùn)課件、課外教材、案例庫、歷年優(yōu)秀論文等放到交流平臺上，方便學(xué)生資料的獲?。辉黾咏涣髌脚_互動性，工程碩士在QQ群里自由提問，增加數(shù)學(xué)建模指導(dǎo)教師與工程碩士的自由互動環(huán)節(jié)，相互討論，提高工程碩士的積極性及創(chuàng)新能力。

2.3 創(chuàng)新型建模平臺及資源建設(shè)

目前現(xiàn)有平臺存在普適度不夠、支撐度不力、全面性不足、創(chuàng)新型缺乏等問題，教學(xué)實效整體上明顯偏低。建設(shè)了數(shù)學(xué)建模競賽期間和賽后創(chuàng)新培養(yǎng)建設(shè)相關(guān)平臺和資源。

（1）開發(fā)數(shù)學(xué)建模賽前培訓(xùn)和賽后拓展教學(xué)資源。收集建模案例、查閱資料，整理了建模創(chuàng)新方面最新的科研成果和技術(shù)方法，并將數(shù)學(xué)建模的工程實例引入競賽培訓(xùn)中；開發(fā)相關(guān)算法集、程序集等；編寫適合不同專業(yè)、不同層次的案例庫，適合不同領(lǐng)域和方向的學(xué)生。

（2）建設(shè)教學(xué)資源網(wǎng)站。精選適合我校工程碩士創(chuàng)新能力培養(yǎng)的創(chuàng)新實踐案例庫；基于校企合作，構(gòu)建適合我校工程碩士創(chuàng)新需求的網(wǎng)站建設(shè)，資源包括工程案例庫、常用建模算法、程序庫、相關(guān)數(shù)學(xué)軟件、歷屆各級數(shù)學(xué)建模賽題講解等；錄制數(shù)學(xué)建模算法視頻，方便學(xué)生賽后建模能力提升。

3 總結(jié)

通過數(shù)學(xué)建模競賽，提升了工程碩士創(chuàng)新能力探索與實踐。我們提高了工程碩士創(chuàng)新能力；培養(yǎng)了數(shù)學(xué)建模競賽賽后可持續(xù)培養(yǎng)創(chuàng)新能力；建立了適合工程碩士創(chuàng)新型平臺建設(shè)。