高職數(shù)學(xué)建模課程與競(jìng)賽的實(shí)踐

曹西林

[摘 要] 數(shù)學(xué)建模是聯(lián)系數(shù)學(xué)與實(shí)際問(wèn)題的橋梁，它對(duì)高職學(xué)生能力的培養(yǎng)具有積極的影響。西安鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院開(kāi)展數(shù)學(xué)建模教學(xué)、培訓(xùn)及建模競(jìng)賽活動(dòng)已9年了，以全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽為依托，形成了“五步模式”的數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽培訓(xùn)方案，“四維一體”的高職數(shù)學(xué)教學(xué)改革新體系，極大地提升了高職院校學(xué)生綜合素質(zhì)。

[關(guān) 鍵 詞] 數(shù)學(xué)建模；競(jìng)賽；五步模式；課程改革

[中圖分類(lèi)號(hào)] G712 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號(hào)] 2096-0603（2018）29-0176-01

以參加全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽為依托，以我院的數(shù)學(xué)課程改革為契機(jī)，以提升高職院校學(xué)生綜合能力為終極目標(biāo)，我院從2010年開(kāi)始研究與實(shí)踐，在過(guò)去的9年時(shí)間里參加全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽共獲全國(guó)一等獎(jiǎng)3項(xiàng)，全國(guó)二等獎(jiǎng)12項(xiàng)，陜西省一等獎(jiǎng)30項(xiàng)，陜西省二等獎(jiǎng)43項(xiàng)，尤其是2018年獲得專(zhuān)科組“高教社杯”的全國(guó)最高獎(jiǎng)項(xiàng)，填補(bǔ)了陜西的空白。

一、參賽隊(duì)員的選拔

為了循序漸進(jìn)的讓學(xué)生認(rèn)識(shí)數(shù)學(xué)建模、愛(ài)上數(shù)學(xué)建模，掌握數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽的基本技能。將數(shù)學(xué)建?；顒?dòng)內(nèi)容分為三個(gè)階段，即興趣提升、基礎(chǔ)培訓(xùn)和強(qiáng)化訓(xùn)練。興趣提升階段主要是選擇一些生活中常見(jiàn)的有趣案例，由數(shù)學(xué)建模協(xié)會(huì)在大一新生中以專(zhuān)家講座的形式舉辦，也可以聘請(qǐng)往屆取得優(yōu)異成績(jī)的師生做專(zhuān)題報(bào)告；基礎(chǔ)培訓(xùn)階段主要是利用課外時(shí)間開(kāi)設(shè)數(shù)學(xué)建模選修課，為數(shù)學(xué)建模愛(ài)好者或有興趣的學(xué)生講解數(shù)學(xué)建模的基本方法；強(qiáng)化訓(xùn)練階段主要是為校賽選拔出來(lái)的建模佼佼者做專(zhuān)題講座，在暑假集進(jìn)行模擬訓(xùn)練，賽前集中培訓(xùn)，進(jìn)行持續(xù)20天左右的高強(qiáng)度訓(xùn)練，最后確定參加全國(guó)數(shù)學(xué)建模大賽的具體人員。

二、數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽培訓(xùn)方案

形成了我院數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽特有的“五步模式”培訓(xùn)方案。

“五步模式”指的是生活中的典型案例，積極提升建模興趣；用特有的建模方法，夯實(shí)建模基礎(chǔ)；利用校賽，遴選苗子；典型賽題模擬，使隊(duì)員能力提升；在國(guó)賽戰(zhàn)場(chǎng)，露其鋒芒?！拔宀侥Ｊ健迸嘤?xùn)讓我們的隊(duì)員不知不覺(jué)間順其自然地掌握了必要的建模知識(shí)。

首先，在錄取新生中尋找數(shù)學(xué)成績(jī)優(yōu)秀的學(xué)生，并在大一新生中開(kāi)展4～5次數(shù)學(xué)建模知識(shí)講座，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)數(shù)學(xué)建模，了解數(shù)學(xué)建模，愛(ài)上數(shù)學(xué)建模，為第二學(xué)期數(shù)學(xué)建模選修課的開(kāi)展培養(yǎng)苗子，同時(shí)讓學(xué)生體會(huì)數(shù)學(xué)建模學(xué)習(xí)的價(jià)值所在，享受數(shù)學(xué)建模的學(xué)習(xí)與競(jìng)賽樂(lè)趣。

其次，對(duì)優(yōu)選出的好苗子第二學(xué)期開(kāi)展數(shù)學(xué)建模選修課，為他們積累基礎(chǔ)知識(shí)。首要任務(wù)是補(bǔ)充學(xué)生欠缺的數(shù)學(xué)知識(shí)；緊接著增加數(shù)學(xué)軟件及Office軟件的使用；利用課堂時(shí)間介紹簡(jiǎn)單數(shù)學(xué)模型的建立及求解。通過(guò)一學(xué)期對(duì)學(xué)生的了解，找出數(shù)學(xué)建模的真正擅長(zhǎng)者和愛(ài)好者。

再次，每年舉辦一次學(xué)院數(shù)學(xué)建模大賽，大概在6月份的最后一周周末。校內(nèi)賽至今已舉辦七屆，每屆學(xué)院競(jìng)賽都是由全院三個(gè)校區(qū)學(xué)生網(wǎng)上報(bào)名參賽，校內(nèi)大賽完全按國(guó)賽章程，由院領(lǐng)導(dǎo)牽頭，建模指導(dǎo)組老師出題，閱卷，評(píng)選出學(xué)院一、二、三等獎(jiǎng)和優(yōu)秀獎(jiǎng)，給獲獎(jiǎng)學(xué)生頒發(fā)榮譽(yù)證書(shū)，獲一、二、三等獎(jiǎng)的學(xué)生參加暑期建模培訓(xùn)參加國(guó)賽。

然后，每年利用暑假進(jìn)行為期20天的數(shù)學(xué)建模集訓(xùn)。集訓(xùn)內(nèi)容為經(jīng)典的、頻率高的模型分析、歷年賽題評(píng)析及相關(guān)計(jì)算機(jī)軟件學(xué)習(xí)，集訓(xùn)方式大多采用講練結(jié)合的方式，集訓(xùn)期間讓學(xué)生做模擬訓(xùn)練，最終將代表學(xué)院參加當(dāng)年的全國(guó)賽。

最后，每年9月份開(kāi)學(xué)報(bào)到，選拔出參加全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽的學(xué)生統(tǒng)一安排食宿，做好最后沖刺。

三、對(duì)高等數(shù)學(xué)教學(xué)改革新體系的貢獻(xiàn)

科技的發(fā)展日新月異，各種數(shù)學(xué)軟件隨之不斷涌現(xiàn)，通過(guò)數(shù)學(xué)建模教學(xué)大型程序的編寫(xiě)與制作，改變了原有的“一支粉筆，一塊黑板”的教學(xué)現(xiàn)狀，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的掌握。

數(shù)學(xué)軟件的不斷加強(qiáng)，致使增加數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課，讓數(shù)學(xué)基礎(chǔ)普遍差的高職學(xué)生重新愛(ài)上數(shù)學(xué)，從復(fù)雜的數(shù)學(xué)計(jì)算中解放出來(lái)；從現(xiàn)實(shí)生活中選取或編寫(xiě)典型案例，提高學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)興趣，也可以選取與專(zhuān)業(yè)相關(guān)案例，增強(qiáng)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的練習(xí)；通過(guò)數(shù)學(xué)程序的編寫(xiě)和思維方式的轉(zhuǎn)變，提升學(xué)生的思維，增強(qiáng)解決問(wèn)題的能動(dòng)性等。

經(jīng)過(guò)9年的研究與實(shí)踐，總結(jié)出了適合高職院校學(xué)生數(shù)學(xué)建模課程與競(jìng)賽的新思路，形成了科學(xué)的數(shù)學(xué)建模課程體系和數(shù)學(xué)建模培訓(xùn)、競(jìng)賽方案。在新體系的指導(dǎo)下，各二級(jí)學(xué)院和相關(guān)部門(mén)積極合作，并采用“四維一體”的教學(xué)模式，在保證學(xué)生基礎(chǔ)數(shù)學(xué)知識(shí)夠用的前提下，重點(diǎn)教學(xué)與專(zhuān)業(yè)相關(guān)的數(shù)學(xué)知識(shí)，降低了數(shù)學(xué)知識(shí)運(yùn)算難度，增加了數(shù)學(xué)知識(shí)的靈活性；數(shù)學(xué)建模的加入把數(shù)學(xué)與生活、數(shù)學(xué)與專(zhuān)業(yè)緊密聯(lián)系起來(lái)，極大地培養(yǎng)了學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力；而數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的加入，大大降低了傳統(tǒng)數(shù)學(xué)計(jì)算的難度，也加快了計(jì)算速度，培養(yǎng)了學(xué)生利用數(shù)學(xué)軟件求解數(shù)學(xué)模型解決實(shí)際問(wèn)題的能力，為高職高等數(shù)學(xué)教育教學(xué)的改革做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]肖華勇.實(shí)用數(shù)學(xué)建模與軟件應(yīng)用[M].西安：西北工業(yè)大學(xué)出版社，2008.

[2]韓中庚.數(shù)學(xué)建模方法及其應(yīng)用[M].北京：高等教育出版社，2005.

[3]李建求.中國(guó)高職教育如何回應(yīng)新型工業(yè)化[J].高教探索，2013（1）.