潍坊科技学院数学建模活动给力应用型人才培养

通过潍坊科技学院6年来在数学建模辅导和各种活动方面的探索,阐述数学建模活动在组织和培训方面的一些心得体会,通过数学建模活动可以培养学生的一系列能力,说明数学建模活动在应用型人才培养中的重要意义.

数学建模简单的说就是把现实问题进行检测设简化转化为数学问题后,建立一定的数学式子,然后用数学的方法,求解出基本符合该现实问题答案的过程.数学建模综合了各学科的知识,并将它们应用到解决现实问题中去,能够培养和提高学生应用所学数学知识分析现实问题、解决现实问题的能力,对于学校培养应用型人才具有重要意义.数学建模是数学理论知识与现实问题的连接桥梁,是将数学知识广泛推广到各个领域的纽带,是数学知识转化为技术的重要途径.潍坊科技学院数学建模活动的开展主要依附于参加全国大学生数学建模竞赛,对此,笔者从以下几个方面进行简单介绍.

1数学建模竞赛

全国大学生数学建模竞赛创办于1992年,每年一届,目前已成为全国高校规模最大的基础性学科竞赛,也是世界上规模最大的数学建模竞赛.而且数学建模竞赛是国内规模最大的大学生课外科技活动,通过该竞赛可以反映出学生的创新能力和解决实际问题的能力,为培养应用型人才奠定坚实的基础.每年大部分理工类院校都会派出代表队参加该项赛事,而且一年比一年参赛的队伍多,参加的学校也是每年都增加.

潍坊科技学院是从2007年开始参加全国大学生数学建模竞赛的,至今已经有5个年头了,也取得了不错的成绩：2007年,学校派出两支代表队参赛就夺得全国二等奖一项、山东省二等奖一项的好成绩；2008年,学校派出两支代表队参赛,获得全国二等奖一项、山东省二等奖一项；2009年,学校参赛队获得山东省一等奖一项、二等奖一项；2010年,学校参赛队获得山东省二等奖三项、三等奖一项；2011年,学校参赛队获得山东省一等奖两项、二等奖两项；2012年,学校参赛队获得山东省二等奖三项、三等奖一项.在参加数学建模竞赛的这几年里,比赛的组织,比赛的辅导,一直到比赛过后的总结,笔者一直参与其中,受益匪浅.职业院校教育的本质是为生产、怎么写作和管理的第一线培养合格的应用型人才,数学建模竞赛的组织与推广恰好迎合了该本质.笔者认为,参加全国大学生数学建模竞赛,积极参与数学建模活动,给力潍坊科技学院的应用型人才培养.

2数学建模活动和竞赛的组织培训

数学建模活动的过程大体包含三方面的内容：基本数学知识的讲授、学生进一步自学建立模型能力的培养、应用数学知识和数学方法建立数学模型解决现实问题能力的培养.鉴于数学建模活动的重要性,潍坊科技学院于2011年开设了数学建模选修课——数学建模与数学实验,主要讲解有关数学建模用到的相关数学知识和数学软件（以Matlab为主）.在几年的实践探索中,笔者不断总结经验,吸取教训,制定了职业院校独特的培训选拔制度,效果良好,取得一些成绩.

首先,学院领导的高度重视和各部门（特别是教务处和各系部）的大力配合.该竞赛的组织、培训和选拔,涉及各个院系的学生,还有培训的场地、所需的图书资料、用到的实验设备等.为搞好竞赛赛前辅导工作,学院领导和有关部门全力支持、积极组织,多次调研部署,解决问题,在参赛经费和比赛设备方面更是大力支持,安排专用机房用于比赛,提供必备的竞赛场所,对获奖师生给予一定的资金奖励,充分调动师生的参赛积极性.学院多年来一直把数学建模活动的组织和培训作为一件大事来抓,组建了一支稳定的、具有丰富经验的高水平教师队伍,为赛前辅导和竞赛工作创造了良好条件.

其次,根据学生的数学知识掌握情况合理安排培训内容.对学生来说,大一开设高等数学课程,所以数学建模辅导课程是以数学知识和方法为纵向,以现实问题为横向,由易到难、由浅入深安排课程内容.学校从事数学建模辅导的教师,查阅大量资料后,结合职业院校学生的特点,精选出针对性较强的内容,进行数学建模辅导和竞赛培训.基本内容主要分为四个部分：第一部分是数学建模简介,在此主要介绍数学建模的基本概念、模型建立步骤、论文写作过程和几个简单的数学建模案例；第二部分讲评一些典型的数学建模案例,让学生从类似的问题入手,体会应用数学知识的技巧,激发学习数学建模的兴趣；第三部分是数学实验,借助Matlab数学软件讲解数学建模的所有方法并学会运用计算机去求解建立的模型；第四部分是数学软件的推广,主要为学生介绍和讲解几个统计软件.

第三,成立数学建模协会,开设数学建模选修课,普及数学建模知识.学校于2008年成立潍坊科技学院数学协会建模分会,主要成员是对数学比较感兴趣的学生,有志于参加数学建模活动.同时开设数学建模选修课,由经验丰富的竞赛辅导教师主讲,每期选课人数达300多人.数学建模选修课的开设受到学生的好评,为对数学有兴趣的学生提供了舞台.此举既普及了数学建模知识,又为数学建模竞赛培养了学生.一方面,数学建模课程建设是数学建模竞赛取得优异成绩的前提；另一方面,数学建模竞赛题目都来自现实问题,需要教师积累丰富资料,在教学和辅导中不断完善,灌输新思想、新方法,促进数学建模课程的建设.

最后,合理组织参赛队伍.队员的选拔和组队,是搞好竞赛的关键.数学建模的题目来自现实问题,具有一定的背景知识.基于现实问题的多样性,要求参赛学生不但要有较好的数学和计算机基础,而且需要拥有较宽的知识面.潍坊科技学院是一所工、管、文、农等多学科院校,设有机械制造及自动化、电气工程及自动化、机电一体化、汽车、计算机科学与技术、建筑、土木、工商、会计、化学、软件工程、市场营销、财务管理等专业,学生专业知识的多样性为组建参赛队伍提供了条件,能够较好地应对和解决比赛中遇到的各种实际问题,以保证在竞赛中取得好成绩.在具体组队时,采取自愿组合和合理搭配相结合的原则,从知识、能力、性格和性别等方面科学安排.

3数学建模活动与应用型人才培养的关系

3.1数学建模活动对培养应用型人才的作用数学建模活动的基本目的在于激发学生学习数学知识的积极性,提高学生解决现实问题的能力,鼓励学生开拓知识面,培养合作意识,推动数学教学体系的改革.总之,数学建模活动有助于学生提高各方面的能力.

1）增强数学意识,提高逻辑思维能力.随着数学建模活动的推广,学生认识到数学对现代社会发展的推动作用,认识到数学意识的重要性.

2）培养学生团队协作能力.数学建模活动多以3名学生一组,自由使用计算机和互联网收集资料、调查研究,分工合作,根据现实问题,完成一篇论文,其中包括模型检测设、模型的建立与求解、结果的分析和检验、模型的改进和推广等.数学建模活动将原本不同系部不同专业的学生集聚在一起,相互学习促进,培养了学生团队协作能力.

3）培养学生的创新能力.数学建模活动没有标准的答案,是开放性思维,是对学生综合能力的考验,有利于培养学生的创新意识和创新思维.

4）培养学生解决现实问题的能力.数学建模活动一般基于工程技术和管理科学等方面经过适当简化加工的现实问题,对数学知识的要求并不深,因此要求学生要面对一些理论上或者是应用中的现实问题,而这些问题没有现成的答案和固定的求解方法,也没有已经形成的具体的数学问题,从开始就要求学生自己进行思考和研究,这让学生亲身体验数学的创造和发明过程,从而锻炼学生解决现实问题的能力.

5）锻炼查阅资料和书面表达能力.由于数学建模活动涉及领域广,需要学生收集大量信息,查阅大量资料,从而对该问题有一个全面深入的了解,将问题中获取的信息进行筛选区分,取其精华、去其糟粕,将解决问题有关的信息从解决问题无关的信息中区分出来,表达出来使问题得到正确的解决.

3.2参与数学建模活动,培养应用型人才

在职业院校中,数学建模竞赛对于应用型人才的培养具有重要意义.

1）数学建模加强职业院校学生创新意识与应用能力的培养.多年来,大部分学生认为学了数学没用,学了数学不知怎样用,缺乏应用数学知识解决现实问题的意识、方法和能力.而数学建模是培养学生应用数学知识去创新和提高应用能力的突破口.

2）开展数学建模活动,培养学生数学知识的运用能力.数学建模不是纸上谈兵,要求学生将专业内容和数学知识综合运用,建立有效的数学模型.解决这类现实问题,没有现成方法使用,而且涉及各领域的相关知识.数学建模需要扩展涉及领域的知识,可以培养学生数学知识的综合运用能力.

总之,数学建模,实际上是对学生解决一个现实问题的模拟训练,是培养学生能力的重要措施.潍坊科技学院在应用型人才培养方面大力提倡和发展数学建模活动,从而培养合格的应用型人才.

[4]唐林炜.数学建模与大学生综合素质培养[J].中国高教研究,1998（2）：9-16.

（作者单位：潍坊科技学院；鲁东大学数学与信息学院）