研究生數(shù)模競(jìng)賽與西部高校研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的研究

戴喜生++魏鋒++舒慶春

【摘 要】介紹研究生數(shù)模競(jìng)賽的背景，以及研究生數(shù)模競(jìng)賽與培養(yǎng)研究生創(chuàng)新能力的關(guān)系，指出研究生數(shù)學(xué)建模在西部高校研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)過(guò)程中的重要性；結(jié)合廣西科技大學(xué)參加研究生數(shù)模競(jìng)賽的實(shí)踐，對(duì)研究生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽與西部高校研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)進(jìn)行了探討。

【關(guān)鍵詞】創(chuàng)新能力培養(yǎng) 研究生數(shù)學(xué)建模 西部高校

【中圖分類號(hào)】G 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】0450-9889（2014）10C-0031-03

一、研究生數(shù)模競(jìng)賽與培養(yǎng)研究生創(chuàng)新能力之間的關(guān)系

（一）研究生數(shù)模競(jìng)賽的背景

全國(guó)研究生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽（簡(jiǎn)稱研究生數(shù)模競(jìng)賽）是由教育部學(xué)位與研究生教育發(fā)展中心主辦的“全國(guó)研究生創(chuàng)新實(shí)踐系列活動(dòng)”主題賽事之一。主要面向各高等學(xué)校、科研院所的廣大在讀研究生，其中參賽者既可以是碩士研究生，也可以是博士研究生，因此從層次上來(lái)講是一種科技競(jìng)賽活動(dòng)。其主要目的在于激發(fā)研究生群體的創(chuàng)新活力和學(xué)習(xí)興趣，提高研究生建立數(shù)學(xué)模型和運(yùn)用計(jì)算機(jī)解決實(shí)際問(wèn)題的綜合能力，拓寬知識(shí)面，培養(yǎng)創(chuàng)新精神和團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)，促進(jìn)研究生中優(yōu)秀人才的脫穎而出、迅速成長(zhǎng)，推動(dòng)研究生教育改革，增進(jìn)各高校之間以及高校、研究所與企業(yè)之間的交流與合作。研究生數(shù)模競(jìng)賽從2004首屆競(jìng)賽由南京師范大學(xué)承辦，就有24個(gè)省 84所高校及中國(guó)科學(xué)院的約1440名研究生參加，其中包括60名博士生，到2013年，全國(guó)30個(gè)省、市、區(qū)的332家高校和科研院所的3884個(gè)隊(duì)、11643名研究生（其中博士生573人）參加，可見(jiàn)其規(guī)模和影響力之大，在廣大研究生中打下了扎實(shí)基礎(chǔ)。不僅如此，各省或自治區(qū)也都組織了省一級(jí)的研究生數(shù)模競(jìng)賽，其目的也是為參加由教育部學(xué)位與研究生教育發(fā)展中心主辦的全國(guó)研究生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽，為培養(yǎng)創(chuàng)新人才貢獻(xiàn)力量。

（二）研究生數(shù)模競(jìng)賽的目的：培養(yǎng)研究生創(chuàng)新能力

如前所述，研究生數(shù)模競(jìng)賽的根本目的在于培養(yǎng)研究生創(chuàng)新能力。創(chuàng)新能力是運(yùn)用知識(shí)和理論，在科學(xué)、藝術(shù)、技術(shù)和各種實(shí)踐活動(dòng)領(lǐng)域中不斷提供具有價(jià)值的新思想、新理論、新方法和新發(fā)明的能力?！皠?chuàng)新是一個(gè)民族進(jìn)步的靈魂，是一個(gè)國(guó)家興旺發(fā)達(dá)的不竭動(dòng)力”，特別在目前國(guó)際形勢(shì)日益復(fù)雜，社會(huì)分工越來(lái)越細(xì)，科學(xué)技術(shù)、信息傳播速度飛快的時(shí)代，創(chuàng)新尤為重要。而創(chuàng)新的關(guān)鍵在于人才，人才的培養(yǎng)靠教育。研究生作為教育階梯中的最高層次，其創(chuàng)新能力的培養(yǎng)更是重中之重。教育部學(xué)位與研究生教育發(fā)展中心主辦研究生數(shù)模競(jìng)賽正是意識(shí)到這一點(diǎn)，在組織競(jìng)賽過(guò)程中，參與命題的不僅有教育界的專家，還有學(xué)術(shù)領(lǐng)域的甚至知名企業(yè)的工程師、專家，提出的科學(xué)問(wèn)題涉及工程領(lǐng)域的各個(gè)方面，如生物（2012年數(shù)模競(jìng)賽A題）、信息處理（2013年B題）、大氣科學(xué)、環(huán)境科學(xué)（2013年D題：PM2.5）、航空航天（2012年C題）等。同時(shí)，問(wèn)題沒(méi)有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)答案，只有更優(yōu)，沒(méi)有最優(yōu)，博士生參與答題則體現(xiàn)了問(wèn)題的難度，往往完成一份試題比寫一篇科研論文難度還大。因?yàn)樘岢龅膯?wèn)題來(lái)自于工程實(shí)踐，所以研究生數(shù)模競(jìng)賽為研究生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)提供了很大的空間。

二、研究生數(shù)學(xué)建模在西部高校研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)過(guò)程中的重要性

第一，從宏觀上講，研究生數(shù)模競(jìng)賽讓研究生深刻地體會(huì)到科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力這一科學(xué)論斷，為廣大研究生自主、自覺(jué)地培養(yǎng)創(chuàng)新能力提供了動(dòng)力源泉?！翱茖W(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力”這句話或許對(duì)還沒(méi)有進(jìn)入社會(huì)的研究生來(lái)講顯得并不具體，但研究生數(shù)模競(jìng)賽由華為公司贊助，且在2013年度的數(shù)模競(jìng)賽命題中直接給出了和華為公司產(chǎn)品具體相關(guān)的科學(xué)問(wèn)題，難度不言而喻。但正是這一舉措，讓研究生們深刻而又實(shí)在地體會(huì)到科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力這一科學(xué)論斷。其實(shí)并不僅僅如此，研究生數(shù)模競(jìng)賽的很多題目都來(lái)自于工程實(shí)際問(wèn)題，如果能夠圓滿的解答，不亞于為企業(yè)解決了科研難題，甚至可以直接產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益。有了這個(gè)前提，作為年輕而又思維活躍的在校研究生就會(huì)主動(dòng)去培養(yǎng)自己的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力，這一點(diǎn)不是某一門課程所能達(dá)到的效果。

第二，從微觀上，研究生數(shù)模競(jìng)賽的本身內(nèi)容為培養(yǎng)研究生的創(chuàng)新能力給出了一條基本道路：扎實(shí)學(xué)好基本理論——基于基本理論從實(shí)際問(wèn)題抽象出科學(xué)問(wèn)題——更高更廣層次的知識(shí)解決問(wèn)題。研究生階段所掌握的數(shù)理化等自然科學(xué)的基本理論知識(shí)往往比本科生相對(duì)要多點(diǎn)。雖然本科生也有數(shù)模競(jìng)賽，但比較起來(lái)，研究生數(shù)模競(jìng)賽所涉及的問(wèn)題難度要大得多，需要的知識(shí)更廣，理論更深。因此，其一，很多研究生在解答題目過(guò)程中發(fā)現(xiàn)自己基本理論不扎實(shí)。并不是說(shuō)考試分?jǐn)?shù)不高（能夠上研究生的往往是精英），而是實(shí)際應(yīng)用知識(shí)的能力欠缺，不能將類似于微積分的基本思想——微元法應(yīng)用到所面臨的實(shí)際問(wèn)題中，這一點(diǎn)正是建立數(shù)學(xué)模型所需要的基本技能。其二，有的數(shù)學(xué)模型問(wèn)題給出并不像考試題目那么具體的問(wèn)題，給出的僅僅只是某些數(shù)據(jù)，從大量的數(shù)據(jù)中找出問(wèn)題，建立適合于一般問(wèn)題的模型，這要求研究生有提出問(wèn)題的能力。其三，完整的解決一個(gè)數(shù)學(xué)模型問(wèn)題除了建立模型外，往往還需要通過(guò)一些專門的知識(shí)進(jìn)行分析，進(jìn)而解決問(wèn)題。這要求研究生具有更深更專業(yè)的知識(shí)。因此在研究生解答完一份數(shù)模競(jìng)賽試題后，真正體會(huì)到解決實(shí)際問(wèn)題所需要的知識(shí)。有些研究生甚至在競(jìng)賽后感言：“參加一次數(shù)模競(jìng)賽4天的時(shí)間好像經(jīng)歷了整個(gè)研究生階段。”

第三，研究生數(shù)模競(jìng)賽從整體上為培養(yǎng)研究生創(chuàng)新能力提供了一個(gè)好的平臺(tái)。教育部學(xué)位與研究生教育發(fā)展中心主辦的研究生數(shù)模競(jìng)賽，其出發(fā)點(diǎn)就是培養(yǎng)研究生創(chuàng)新能力，隨著時(shí)間的推移，實(shí)踐證明了這的確是一個(gè)好的平臺(tái)，盡管學(xué)生競(jìng)賽時(shí)間只有4天，但整個(gè)競(jìng)賽周期，包括從命題到最終給出競(jìng)賽成績(jī)，卻需要花不少時(shí)間去精心設(shè)計(jì)。相信研究生數(shù)模競(jìng)賽這一平臺(tái)會(huì)培養(yǎng)更多適應(yīng)社會(huì)的創(chuàng)新人才。

三、研究生數(shù)模競(jìng)賽促進(jìn)西部高校研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的具體措施

研究生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，需要綜合各方面的力量。研究生數(shù)模競(jìng)賽在研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)中有著重要作用，結(jié)合西部高校研究生特點(diǎn)，經(jīng)過(guò)作者的實(shí)踐與探索，下面從兩個(gè)方面來(lái)闡述利用研究生數(shù)模競(jìng)賽促進(jìn)西部高校研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的具體措施。endprint

其一，高等學(xué)校是承擔(dān)研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)這一系統(tǒng)工程實(shí)施的主體，做好兩個(gè)方面的工作。一是從頂層設(shè)計(jì)，可將研究生數(shù)模競(jìng)賽納入到研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系整體結(jié)構(gòu)中，作為一種提升創(chuàng)新能力的常規(guī)手段。研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系有許多方面，包括制度建設(shè)，基地建設(shè)，創(chuàng)新實(shí)踐平臺(tái)等。作者認(rèn)為，研究生數(shù)模競(jìng)賽可作為一個(gè)常規(guī)的創(chuàng)新實(shí)踐平臺(tái)，讓研究生通過(guò)這個(gè)平臺(tái)提升創(chuàng)新能力，這也是教育部學(xué)位與研究生教育發(fā)展中心的目的。二是作為研究生培養(yǎng)的高校，要構(gòu)建有利于參加研究生數(shù)模競(jìng)賽的環(huán)境， 從而激發(fā)研究生的創(chuàng)新思維?？陀^上，西部高校研究生創(chuàng)新能力提高需要更多的引導(dǎo)，建立一個(gè)研究生樂(lè)于參加，并從數(shù)模競(jìng)賽中獲得創(chuàng)新源泉的環(huán)境非常重要，也是激發(fā)創(chuàng)新思維基本的第一步。這方面主要手段有：建立研究生數(shù)模協(xié)會(huì)，設(shè)立網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)平臺(tái)或網(wǎng)站，在評(píng)優(yōu)或者獎(jiǎng)學(xué)金方面考慮將參加數(shù)模競(jìng)賽作為一種鼓勵(lì)，獲得獎(jiǎng)勵(lì)的予以表?yè)P(yáng)，讓獲得好成績(jī)的同學(xué)談體會(huì)等。從多方面鼓勵(lì)各學(xué)科專業(yè)研究生參加數(shù)模競(jìng)賽。

其二，充分利用數(shù)模競(jìng)賽指導(dǎo)教師，競(jìng)賽本身來(lái)全面提升研究生創(chuàng)新能力。創(chuàng)新能力包括三個(gè)方面：創(chuàng)新基本技能、創(chuàng)新思維能力，創(chuàng)新品質(zhì)。因此在通過(guò)利用研究生數(shù)模競(jìng)賽來(lái)進(jìn)行研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)中從以下三個(gè)方面進(jìn)行：

通過(guò)指導(dǎo)教師精心設(shè)計(jì)賽前培訓(xùn)，培養(yǎng)創(chuàng)新技能。創(chuàng)新基本技能是創(chuàng)新能力的基礎(chǔ)。借助指導(dǎo)教師組豐富的專業(yè)知識(shí)（一般為具有較強(qiáng)的科研能力和較好的科研實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的博士）和具體的競(jìng)賽案例，對(duì)參加數(shù)模競(jìng)賽的研究生在專業(yè)知識(shí)方面進(jìn)行補(bǔ)充和提升。比如運(yùn)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行圖像處理（2013年數(shù)模競(jìng)賽中利用數(shù)據(jù)繪制衛(wèi)星云圖），查找某一專業(yè)方向最新的研究進(jìn)展等，將有助于創(chuàng)新基本能力的提高。

注重發(fā)揮研究生數(shù)模競(jìng)賽本身的作用，提升研究生創(chuàng)新思維。創(chuàng)新思維能力是創(chuàng)新能力的核心和要點(diǎn)。數(shù)學(xué)模型競(jìng)賽是從實(shí)際問(wèn)題轉(zhuǎn)化為抽象科學(xué)問(wèn)題并分析研究的一系列過(guò)程。包括：專家們提出實(shí)際工程/科學(xué)中的問(wèn)題→通過(guò)合理假設(shè)，對(duì)提出的問(wèn)題建立符合要求的模型→綜合利用各學(xué)科知識(shí)進(jìn)行模型分析→提出解決問(wèn)題的方法→計(jì)算機(jī)仿真或?qū)嶒?yàn)室驗(yàn)證→對(duì)現(xiàn)實(shí)問(wèn)題給出指導(dǎo)性或具體解決方案。從整體上看，這一過(guò)程其實(shí)是解決一般科學(xué)問(wèn)題的思路，包括數(shù)學(xué)，物理，化學(xué)，生物工程，社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)等各方面，在面對(duì)實(shí)際問(wèn)題基本上都可以采用這一思維方法，因此，數(shù)學(xué)建模抽象的思維方法有助于培養(yǎng)各專業(yè)研究生創(chuàng)新思維能力。同時(shí)從過(guò)程中各個(gè)步驟角度看，也都能起到促進(jìn)創(chuàng)新思維能力提高的作用。比如，參賽研究生可以從專家問(wèn)題提問(wèn)角度學(xué)習(xí)到未來(lái)自己在面臨實(shí)際問(wèn)題時(shí)應(yīng)該如何提出問(wèn)題（提出問(wèn)題包含了要對(duì)問(wèn)題進(jìn)行簡(jiǎn)化和初步合理假設(shè)，同時(shí)要分清問(wèn)題主次）。盡管指導(dǎo)教師在研究生參加競(jìng)賽活動(dòng)中起輔助作用，但可以總結(jié)這一基本思維方法給學(xué)生?！笆谌艘贼~(yú)，不如授之以漁”，這里就是具體體現(xiàn)。

利用賽后反思和總結(jié)，培養(yǎng)良好的創(chuàng)新品質(zhì)。創(chuàng)新品質(zhì)是創(chuàng)新的動(dòng)力和方向。研究生有正確的創(chuàng)新品質(zhì)將會(huì)受益一生。數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽作為達(dá)到研究生培養(yǎng)目標(biāo)而采取的手段之一，要服務(wù)于研究生培養(yǎng)目標(biāo)，服從培養(yǎng)計(jì)劃。指導(dǎo)老師比賽完成后一方面要提醒學(xué)生以端正的態(tài)度面對(duì)比賽成績(jī)，讓學(xué)生正確理解“一次參賽，終身受益，不僅看成績(jī)，重在過(guò)程中，重在參與，擴(kuò)大受益面”的競(jìng)賽目的，不要為了參賽獲得好的成績(jī)而不顧學(xué)業(yè)或其他必須完成的事情。另一方面也要鼓勵(lì)研究生持續(xù)參與，不泄氣，不因?yàn)槌煽?jī)不好或者難度大而不再關(guān)心比賽。

四、研究生數(shù)學(xué)建模在西部高校研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)中的實(shí)踐

根據(jù)作者在西部高校參加省級(jí)和國(guó)家級(jí)研究生數(shù)模競(jìng)賽的實(shí)際經(jīng)歷，以廣西科技大學(xué)為例，認(rèn)為西部高校應(yīng)該在以下三個(gè)方面進(jìn)行組織，進(jìn)一步推動(dòng)研究生數(shù)模競(jìng)賽在培養(yǎng)創(chuàng)新人才中的作用。

（一）西部高校應(yīng)該更加重視研究生數(shù)學(xué)模型競(jìng)賽這一課外科技活動(dòng)，為培養(yǎng)研究生創(chuàng)新能力提供好的外部條件。根據(jù)作者所知，廣西地區(qū)研究生數(shù)模競(jìng)賽全省統(tǒng)一開(kāi)始時(shí)間為三年，且自2013年開(kāi)始由廣西區(qū)教育廳學(xué)位辦主辦。相對(duì)其他地區(qū)時(shí)間上要晚一些，參加全國(guó)研究生數(shù)模競(jìng)賽的成績(jī)到2013年有一等獎(jiǎng)獲得。實(shí)際上，作為西部地區(qū)高校，提供給研究生實(shí)踐的機(jī)會(huì)或許沒(méi)有發(fā)達(dá)地區(qū)那么多，因此，數(shù)模競(jìng)賽作為培養(yǎng)研究生創(chuàng)新能力的實(shí)踐活動(dòng)更應(yīng)該受到重視。各個(gè)具有碩士點(diǎn)的高校盡可能提供條件給研究生參加數(shù)模競(jìng)賽，如場(chǎng)地，師資力量等。這一點(diǎn)在廣西科技大學(xué)執(zhí)行比較好，成績(jī)也不錯(cuò)，僅參加第二次就獲得全國(guó)二等獎(jiǎng)。

（二）多方面鼓勵(lì)研究生參與，積極倡導(dǎo)以研究生為主體的研究生數(shù)模競(jìng)賽，營(yíng)造校園創(chuàng)新環(huán)境與創(chuàng)新氛圍。通過(guò)宣傳，鼓勵(lì)研究生參與，同時(shí)在研究生評(píng)優(yōu)中可適當(dāng)向獲得競(jìng)賽等級(jí)的研究生傾斜；在競(jìng)賽中嚴(yán)格執(zhí)行競(jìng)賽規(guī)則，倡導(dǎo)以研究生為主體的研究生數(shù)模競(jìng)賽。不限制專業(yè)，允許自由組隊(duì)。

（三）通過(guò)研究生數(shù)模競(jìng)賽，創(chuàng)新研究生培養(yǎng)模式，從研究生數(shù)模競(jìng)賽中發(fā)現(xiàn)人才，個(gè)性化培養(yǎng)。筆者作為指導(dǎo)教師參與研究生數(shù)模競(jìng)賽，體會(huì)很深的一點(diǎn)就是，從研究生數(shù)模競(jìng)賽中容易發(fā)現(xiàn)綜合能力較強(qiáng)的學(xué)生。如果在此基礎(chǔ)上加以引導(dǎo)，將有利于人才培養(yǎng)。

研究生數(shù)模競(jìng)賽既是檢驗(yàn)研究生創(chuàng)新能力的一種方式，更重要的是，通過(guò)研究生數(shù)模競(jìng)賽，可以提高研究生自主創(chuàng)新意識(shí)，是培養(yǎng)研究生創(chuàng)新人才的一個(gè)好平臺(tái)。高校在組織研究生數(shù)模競(jìng)賽的同時(shí)，也當(dāng)充分利用這一點(diǎn)，進(jìn)行廣泛宣傳，在研究生中積極營(yíng)造創(chuàng)新氛圍。西部高校資源相對(duì)落后，可以借助這一平臺(tái)，通過(guò)不斷的改革創(chuàng)新，積累經(jīng)驗(yàn)，為培養(yǎng)創(chuàng)新人才努力。

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【基金項(xiàng)目】國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（61364006），廣西研究生教育創(chuàng)新計(jì)劃項(xiàng)目（JGY2014119），廣西科技大學(xué)研究生教改項(xiàng)目資助（03100194）

【作者簡(jiǎn)介】戴喜生，廣西科技大學(xué)副教授，博士，碩士研究生導(dǎo)師。

（責(zé)編 丁 夢(mèng)）endprint