大學生數(shù)學建模創(chuàng)新能力與應(yīng)用型人才培養(yǎng)的探索與實踐

張亞東

摘 要 培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力和高素質(zhì)應(yīng)用型人才是地方本科高校轉(zhuǎn)型發(fā)展的人才培養(yǎng)規(guī)格。數(shù)學建模以實際問題為驅(qū)動，培養(yǎng)大學生的實踐能力，通過對大學生數(shù)學建模教學的探索與實踐，從而提升應(yīng)用型人才培養(yǎng)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞 數(shù)學建模 應(yīng)用型人才 創(chuàng)新能力 實踐能力

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A

Exploration and Practice of College Students' Mathematical

Modeling Innovative Ability and Applied Talents Training.

ZHANG Yadong

（School of Mathematics and Statistics， Xuchang University， Xuchang， He'nan 461000）Abstract Develop innovative and high-quality application-oriented talents are personnel training specification of local colleges restructuring and development. Mathematical modeling in actual problems for the driver， train college students' practice ability， through mathematical modeling of exploration and practice of teaching college students， so as to enhance the quality of personnel training applications.

Key words mathematical modeling； applied talents； innovative ability； practice ability

1 數(shù)學建模競賽介紹

全國大學生數(shù)學建模競賽（以下簡稱競賽）創(chuàng)辦于1992年，每年一屆，競賽是教育部高等教育司和中國工業(yè)與應(yīng)用數(shù)學學會共同主辦的面向全國大學生的群眾性科技活動，目的在于激勵學生學習數(shù)學的積極性，提高學生建立數(shù)學模型和運用計算機技術(shù)解決實際問題的綜合能力，鼓勵廣大學生踴躍參加課外科技活動，開拓知識面，培養(yǎng)創(chuàng)造精神及合作意識，推動大學數(shù)學教學體系、教學內(nèi)容和方法的改革。競賽題目一般來源于工程技術(shù)和管理科學等方面經(jīng)過適當簡化加工的實際問題，不要求參賽者預先掌握深入的專門知識，只需要學過高等學校的數(shù)學課程。題目有較大的靈活性供參賽者發(fā)揮其創(chuàng)造能力。參賽者應(yīng)根據(jù)題目要求，完成一篇包括模型的假設(shè)、建立和求解、計算方法的設(shè)計和計算機實現(xiàn)、結(jié)果的分析和檢驗、模型的改進等方面的論文（即答卷）。競賽評獎以假設(shè)的合理性、建模的創(chuàng)造性、結(jié)果的正確性和文字表述的清晰程度為主要標準。目前已成為全國高校規(guī)模最大的基礎(chǔ)性學科競賽，也是世界上規(guī)模最大的數(shù)學建模競賽。

2013年，來自全國33個省/市/自治區(qū)（包括香港和澳門特區(qū)）及新加坡、印度和馬來西亞的1326所院校、23339個隊（其中本科組19892隊、?？平M3447隊）、70000多名大學生報名參加本項競賽。競賽宗旨：創(chuàng)新意識，團隊精神，重在參與，公平競爭。競賽的指導原則：擴大受益面，保證公平性，推動教學改革，提高競賽質(zhì)量，擴大國際交流，促進科學研究。同時設(shè)立了“2013高教社杯全國大學生數(shù)學建模競賽Matlab創(chuàng)新獎和IBM SPSS創(chuàng)新獎”，極大地吸引大學生的參與熱情，參賽隊越來越多，受益面日益擴大。

2 數(shù)學建模與創(chuàng)新能力

創(chuàng)新能力的培養(yǎng)對開發(fā)新型應(yīng)用人才具有重要作用。以知識經(jīng)濟為主導的經(jīng)濟全球化浪潮，不僅要求個體綜合素質(zhì)的全面提高，還要求個體具備開拓創(chuàng)新的意識和精神，這決定了具有創(chuàng)新意識的人才，才能成為經(jīng)濟持續(xù)增長和社會持續(xù)發(fā)展的內(nèi)在依托，是建設(shè)創(chuàng)新型國家的關(guān)鍵所在。創(chuàng)新能力的培養(yǎng)同時對緩解大學生就業(yè)壓力具有重要作用。幫助大學生培養(yǎng)創(chuàng)新能力，激發(fā)大學生潛在的創(chuàng)新意識，變被動的求職者為能夠主動進行創(chuàng)新的就業(yè)者，這顯然是緩解大學生就業(yè)壓力、實現(xiàn)大學生就業(yè)范圍持續(xù)擴大、增強就業(yè)拉動能力的重要途徑。

數(shù)學建模對大學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。創(chuàng)新人才結(jié)構(gòu)應(yīng)該包括：創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維、創(chuàng)新精神、創(chuàng)新人格、創(chuàng)新的知識儲備、創(chuàng)新能力等六個方面。從解決具體實際問題方面來看，數(shù)學建模運用了與所學數(shù)學知識和數(shù)學歸納總結(jié)的方法，它具有結(jié)合實際、輻射面廣、依賴數(shù)學計算等特點，培養(yǎng)了大學生的創(chuàng)新能力。同時一個具體的問題可以擁有很多種解決方法，這樣使得大學生的想象力和創(chuàng)造力在問題的解決過程中有了很大的發(fā)揮空間，促進了大學生對于所學數(shù)學知識的融會貫通，養(yǎng)成了多層面思考的良好習慣，從而對大學生以后的創(chuàng)新思維培養(yǎng)提供了更好的方法。以及培養(yǎng)大學生動手實踐和總結(jié)能力、日常學習能力、未來踏入社會能力，增加學生對生活中實際問題的理解，掌握更多的分析處理問題的方法，提升綜合素質(zhì)，培養(yǎng)更多與社會接軌的應(yīng)用型人才。

意識到創(chuàng)新能力源于實踐能力，實踐能力是創(chuàng)新能力的基礎(chǔ)；創(chuàng)新能力是思維能力與實踐能力的融合與升華。數(shù)學建模方法的多樣性，奠定了創(chuàng)新能力培養(yǎng)的基礎(chǔ)；數(shù)學建模的過程鍛煉創(chuàng)新思維能力。數(shù)學建模就是運用數(shù)學的方法解決實際問題的全過程，不僅涉及數(shù)學方法的介紹，更涉及對問題的分析與簡化、對方法的運用與檢驗、對計算機軟件和算法的使用等，是培養(yǎng)學生綜合應(yīng)用的解決實際問題的過程。而學生擁有綜合分析能力的體現(xiàn)就是具有較強的創(chuàng)新能力。大學生解決具體實際問題具有創(chuàng)新意識，要把實際問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學問題，用數(shù)學的眼光角度進行定性與定量分析，把所學的數(shù)學知識應(yīng)用到實際中。從而提升學生分析問題、解決問題的能力；激發(fā)廣大學生學習熱情，拓展學生知識面，培養(yǎng)學生勇于創(chuàng)新，敢于實踐的精神。

大學生講授實際生活中各種案例模塊以及結(jié)合工程和管理科學中實際問題進行模擬訓練，使學生的各項能力和素質(zhì)得到提高：如運用學過的數(shù)學知識分析和解決實際問題的能力；利用計算機求解數(shù)學模型的能力；面對復雜事物發(fā)揮想象力、洞察力、創(chuàng)造力和獨立進行研究的能力；關(guān)心、投身國家經(jīng)濟建設(shè)的意識和理論聯(lián)系實際的學風；團結(jié)合作精神及進行協(xié)調(diào)的組織能力；勇于參與競爭意識和不怕困難、奮力攻關(guān)的頑強意志；查閱文獻、收集資料及自學的能力；撰寫科技論文的文字表達能力等。

3 數(shù)學建模在培養(yǎng)應(yīng)用型人才教學改革中的具體措施

（1）將數(shù)學建模思想逐漸滲透到大學數(shù)學教學中，通過在教學內(nèi)容中引入數(shù)學建模思想和案例，引起了學生興趣，期望取得好的教學效果。案例教學不但可以豐富教學內(nèi)容，而且可以克服傳統(tǒng)教學模式中只注重知識傳播、忽略實際應(yīng)用的弊端，進一步吸引學生學好數(shù)學、用好數(shù)學，從而提高教學質(zhì)量。（2）在數(shù)學建模實踐教學中，課堂討論、計算機輔助教學、數(shù)學軟件實踐和真實賽題模擬等環(huán)節(jié)的引入，豐富教學形式，激發(fā)學生，特別是非數(shù)學專業(yè)的學生學習數(shù)學知識的興趣，使學生從實踐中體會到打好數(shù)學基礎(chǔ)的重要性。（3）在學習過程中充分體現(xiàn)學生的主體地位。根據(jù)學生的具體情況，安排布置具有綜合性、開放性、靈活性和趣味性的實訓案例，讓學生自己進行調(diào)查研究，收集數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)和處理數(shù)據(jù)，建立模型與分析，進而體會理論分析與實際應(yīng)用之間的關(guān)系。（4）舉辦多種形式的數(shù)學建模競賽，豐富數(shù)學建模的教學內(nèi)容和教學方式。給學生提供一個展現(xiàn)才能、發(fā)揮創(chuàng)造力的平臺，通過小組團隊的集體協(xié)作，對典型案例進行建模與分析，檢驗學生的學習效果、實踐能力和創(chuàng)新能力，從而反饋教學效果，分析總結(jié)人才培養(yǎng)模式。

4 結(jié)束語

數(shù)學建模在培養(yǎng)具有創(chuàng)新實踐能力的應(yīng)用型人才過程中扮演著極其重要的角色，是本科生創(chuàng)新教育的一種有效方式。通過課程學習和參加競賽形式，增強數(shù)學建模意識、改進數(shù)學建模思想方法、提高數(shù)學建模能力，深化教育教學改革，不僅能使學生學有所用，而且能夠提高他們的科研思路和實踐創(chuàng)新能力，為他們今后的發(fā)展有重要的推動作用。

基金項目：許昌學院教學研究項目（02013074）

參考文獻

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