依托學(xué)科競(jìng)賽提高數(shù)學(xué)專業(yè)本科生創(chuàng)新能力研究

趙彥軍 姜淑珍 王增輝

【摘要】本文主要結(jié)合筆者所在院校近三年來(lái)數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)專業(yè)教學(xué)改革和全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽的經(jīng)驗(yàn)，歸納與總結(jié)出兩者的目標(biāo)均是為社會(huì)培養(yǎng)復(fù)合型、應(yīng)用型的人才.基于兩者目標(biāo)的一致性，本文探索依托學(xué)科競(jìng)賽提高數(shù)學(xué)專業(yè)本科生復(fù)合型、應(yīng)用型人才培養(yǎng)的改革之路.

【關(guān)鍵詞】建模競(jìng)賽;復(fù)合型;應(yīng)用型;人才培養(yǎng)

引 言

20世紀(jì)80年代初，為了適應(yīng)科技發(fā)展要求，加速高等教育教學(xué)改革的需要，數(shù)學(xué)建模在全國(guó)范圍內(nèi)已經(jīng)進(jìn)入多數(shù)高校的課堂教學(xué)中，成為一門實(shí)踐類的數(shù)學(xué)課程.

1990年，上海市率先揭開(kāi)了全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽的序幕.自1992年起，全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽每年舉辦一次.近三十年來(lái)，全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽在教育部和各級(jí)教育行政部門的支持下，已成為我國(guó)高校規(guī)模最大的基礎(chǔ)性學(xué)科競(jìng)賽.

數(shù)學(xué)建模包括微積分、線性代數(shù)、運(yùn)籌學(xué)、圖論、數(shù)學(xué)軟件等多個(gè)數(shù)學(xué)分支的知識(shí).全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽賽題涉及的內(nèi)容涵蓋工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)、管理等領(lǐng)域.因此，全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽能夠培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)理論與計(jì)算機(jī)軟件解決實(shí)際問(wèn)題的能力、對(duì)數(shù)學(xué)學(xué)科的宏觀駕馭能力、查閱文獻(xiàn)的能力、知識(shí)遷移的能力等.簡(jiǎn)而言之，全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽的目標(biāo)是培養(yǎng)復(fù)合型、應(yīng)用型的人才.

綜上所述，筆者發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)專業(yè)和全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽兩者的培養(yǎng)目標(biāo)在機(jī)理上一致，而且經(jīng)過(guò)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)建模培訓(xùn)和參加過(guò)全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽的大學(xué)生的確符合復(fù)合型、應(yīng)用型人才的標(biāo)準(zhǔn).為此，筆者以全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽為驅(qū)動(dòng)，推動(dòng)了對(duì)數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)專業(yè)復(fù)合型、應(yīng)用型人才培養(yǎng)的改革，開(kāi)展了一系列的研究與實(shí)踐.

一、改革的歷程

筆者所在院校數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)專業(yè)的畢業(yè)生就業(yè)難是一個(gè)不爭(zhēng)的事實(shí).在這種就業(yè)難的形勢(shì)下和在數(shù)學(xué)教育系領(lǐng)導(dǎo)班子的帶領(lǐng)下，筆者圍繞“培養(yǎng)復(fù)合型、應(yīng)用型的人才”這一課題，走進(jìn)就業(yè)市場(chǎng)，了解就業(yè)市場(chǎng)，按市場(chǎng)需求調(diào)整專業(yè)定位，為確保畢業(yè)生就業(yè)而不斷探索改革的方向.至今，我校已對(duì)人才培養(yǎng)模式進(jìn)行了三次較大幅度的改革，并且從2018年開(kāi)始探索以全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽推動(dòng)改革.

2018年，學(xué)校率先引進(jìn)企業(yè)資金，實(shí)行校企合作.為了畢業(yè)生與市場(chǎng)面對(duì)面對(duì)接，學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)系統(tǒng)地修改了數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)專業(yè)的人才培養(yǎng)方案，大幅度地刪減數(shù)學(xué)專業(yè)課的學(xué)時(shí)，增設(shè)了數(shù)學(xué)建模所需的實(shí)用軟件類課程.基于社會(huì)需求和學(xué)生的學(xué)情，學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)于2019年在數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)專業(yè)上開(kāi)始采取“訂單式”人才培養(yǎng)模式，優(yōu)先選擇全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽成績(jī)好的、動(dòng)手能力強(qiáng)的學(xué)生與企業(yè)——吉林省盛世吉軟教育科技有限公司合作，為長(zhǎng)春必捷必信息技術(shù)有限公司、東北師大理想軟件股份有限公司、上海安碩信息技術(shù)股份有限公司、長(zhǎng)春華信永道科技有限公司等公司培養(yǎng)畢業(yè)生.2020年，在學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)的大力支持下和在系領(lǐng)導(dǎo)的帶動(dòng)和宣傳下，參加大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽的人數(shù)達(dá)到建系以來(lái)的高峰，取得的成績(jī)也再創(chuàng)新高.

二、改革的內(nèi)容

針對(duì)以全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽為驅(qū)動(dòng)，推動(dòng)數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)專業(yè)復(fù)合型、應(yīng)用型人才培養(yǎng)方案，筆者進(jìn)行了一系列改革.

（一）以全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽為驅(qū)動(dòng)，優(yōu)化數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)方案

數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)專業(yè)復(fù)合型、應(yīng)用型人才的培養(yǎng)方案重新確定“強(qiáng)基礎(chǔ)、寬口徑、重應(yīng)用、創(chuàng)特色”的辦學(xué)指導(dǎo)思想，并按課程設(shè)置分層次、立體化貫徹這一指導(dǎo)思想.在此基礎(chǔ)上，近三年來(lái)，該專業(yè)的摸索特色具體為“數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽、校企合作、訂單培養(yǎng)”.

數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)專業(yè)的課程設(shè)置為：公共基礎(chǔ)課，包括思想道德修養(yǎng)與法律基礎(chǔ)、大學(xué)外語(yǔ)、大學(xué)物理等十余門課程;專業(yè)基礎(chǔ)課，包括數(shù)學(xué)分析、高等代數(shù)、解析幾何、復(fù)變函數(shù)、常微分方程、數(shù)學(xué)建模、數(shù)值分析、數(shù)學(xué)軟件、概率論、數(shù)理統(tǒng)計(jì)、運(yùn)籌學(xué)等;專業(yè)選修課，分為三個(gè)模塊，模塊一是應(yīng)用數(shù)學(xué)方向，模塊二是教師教育方向，模塊三是基礎(chǔ)數(shù)學(xué)方向.對(duì)于專業(yè)基礎(chǔ)課，筆者立足于“強(qiáng)基礎(chǔ)，重應(yīng)用”的辦學(xué)指導(dǎo)思想，優(yōu)化重組課程.例如，筆者將原來(lái)90學(xué)時(shí)的高等代數(shù)Ⅱ、數(shù)值分析Ⅲ均縮減為72學(xué)時(shí);將原來(lái)72學(xué)時(shí)的常微分方程縮減為54學(xué)時(shí);將原來(lái)36學(xué)時(shí)的數(shù)學(xué)建模、數(shù)學(xué)軟件均增加到54學(xué)時(shí);將原來(lái)只開(kāi)一學(xué)期34學(xué)時(shí)的運(yùn)籌學(xué)增加到68學(xué)時(shí)且分兩學(xué)期開(kāi)課.對(duì)于專業(yè)選修課，筆者根據(jù)“寬口徑、創(chuàng)特色”的辦學(xué)指導(dǎo)思想，允許學(xué)生根據(jù)自身的興趣愛(ài)好選擇不同模塊的課程，確定不同的專業(yè)方向，以滿足學(xué)生將來(lái)從事不同行業(yè)工作的需求.

（二）在數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)專業(yè)的數(shù)學(xué)類主干課程中引入數(shù)學(xué)建模案例

教師應(yīng)在數(shù)學(xué)類主干課程中引入數(shù)學(xué)建模案例，使學(xué)生了解他們所學(xué)的那些看起來(lái)枯燥無(wú)味而似乎天經(jīng)地義的概念、性質(zhì)、定理不是憑空想象創(chuàng)造出來(lái)的，而是有現(xiàn)實(shí)的來(lái)源和背景的.例如，在教學(xué)“數(shù)列極限”這一內(nèi)容時(shí)，教師可以引入蛛網(wǎng)模型等;在教學(xué)“矩陣”這一內(nèi)容時(shí)，教師可以引入產(chǎn)品的投入產(chǎn)出模型等.通過(guò)數(shù)學(xué)模型案例的引入，教師不僅能讓學(xué)生感受到所學(xué)數(shù)學(xué)知識(shí)的應(yīng)用，而且能活躍學(xué)生的思維.

（三）三級(jí)全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽機(jī)制促進(jìn)復(fù)合型、應(yīng)用型人才的發(fā)展

全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽為每年9月第二周的周五至周日三天舉行.吉林省省級(jí)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽于2010年創(chuàng)辦至今已有11屆的歷史，時(shí)間為每年4月末至5月初五天舉行.為了更好地迎接國(guó)家級(jí)和省級(jí)數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽，筆者所在院校近三年來(lái)都組織校級(jí)數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽.競(jìng)賽流程為在校學(xué)生參加校級(jí)數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽，校級(jí)數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽優(yōu)勝隊(duì)參加5月份的省級(jí)數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽，省級(jí)數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽優(yōu)勝隊(duì)參加9月份的全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽.經(jīng)過(guò)三級(jí)全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽機(jī)制，學(xué)生增強(qiáng)了動(dòng)手能力、主動(dòng)思考能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，教師積累了豐富的指導(dǎo)經(jīng)驗(yàn).同時(shí)，在參賽過(guò)程中，學(xué)生都會(huì)進(jìn)行將數(shù)學(xué)知識(shí)和計(jì)算機(jī)軟件相結(jié)合解決實(shí)際問(wèn)題的綜合訓(xùn)練.學(xué)生經(jīng)過(guò)大學(xué)四年數(shù)學(xué)類課程的熏陶以及全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽的錘煉，不僅增加了動(dòng)手實(shí)踐能力，而且提高了解決實(shí)際問(wèn)題的綜合能力，這些都為培養(yǎng)復(fù)合型、應(yīng)用型的人才打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ).

三、改革的成果

近三年來(lái)，筆者所在院校一直堅(jiān)持以地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求為導(dǎo)向，以培養(yǎng)復(fù)合型、應(yīng)用型的人才為目標(biāo)，不斷改革人才培養(yǎng)模式，優(yōu)化人才培養(yǎng)方案.同時(shí)，筆者借助全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽自身的特色，推動(dòng)了對(duì)數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)專業(yè)復(fù)合型、應(yīng)用型人才培養(yǎng)的改革，并取得了一系列成果.

（一）數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)專業(yè)的就業(yè)率大幅度提升

筆者所在院校自2014年以全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽為平臺(tái)、校企合作為手段、增加學(xué)生的動(dòng)手能力為目標(biāo)以來(lái)，就業(yè)率發(fā)生了很大改變：2018年的就業(yè)率為85.9%，2019年的就業(yè)率為90%，2020年的就業(yè)率為91.9%.特別是IT“訂單式”培養(yǎng)方向畢業(yè)生的就業(yè)率已連續(xù)兩年高達(dá)100%，畢業(yè)生深受用人單位的認(rèn)可和好評(píng)，就業(yè)形勢(shì)一年比一年好.

（二）數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)專業(yè)的考研率穩(wěn)步提升

近三年來(lái)，數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)專業(yè)畢業(yè)生的考研率穩(wěn)定在20%左右，而且每年呈上升趨勢(shì)，每年均有考取東北師范大學(xué)、南京師范大學(xué)、上海大學(xué)等知名高校的研究生，考研平均錄取率在全校名列前茅.

（三）參加國(guó)家級(jí)、省級(jí)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽的學(xué)生成績(jī)逐年創(chuàng)新高

近三年來(lái)，三次吉林省大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽共獲一等獎(jiǎng)13項(xiàng)，二等獎(jiǎng)34項(xiàng)，三等獎(jiǎng)7項(xiàng);三次全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽共獲吉林省賽區(qū)一等獎(jiǎng)3項(xiàng)，吉林省賽區(qū)二等獎(jiǎng)19項(xiàng)，吉林省賽區(qū)三等獎(jiǎng)9項(xiàng).特別是2015年的全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽獲得國(guó)家二等獎(jiǎng)1項(xiàng).

（四）全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽指導(dǎo)團(tuán)隊(duì)的教研、科研水平大幅提高

目前，筆者所在院校數(shù)學(xué)教育系有專任教師8人，其中，教授3人，副教授1人，講師4人.

筆者所在院校數(shù)學(xué)教育系全體教師均參與全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽的組織和指導(dǎo)工作.近三年來(lái)，他們承擔(dān)吉林省教育廳教育教學(xué)研究項(xiàng)目1項(xiàng)，已結(jié)項(xiàng);吉林省“十二五”教育科學(xué)規(guī)劃重點(diǎn)項(xiàng)目1項(xiàng)，已結(jié)項(xiàng);一般規(guī)劃項(xiàng)目2項(xiàng)，1項(xiàng)在研，1項(xiàng)已結(jié)項(xiàng);吉林省高等教育學(xué)會(huì)高教科研重點(diǎn)項(xiàng)目1項(xiàng)，在研.

全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽指導(dǎo)團(tuán)隊(duì)不僅教研水平穩(wěn)步提升，科研水平也大幅度提升.他們參與國(guó)家自然科學(xué)基金青年基金項(xiàng)目2項(xiàng);承擔(dān)吉林省教育廳科研項(xiàng)目1項(xiàng);參與吉林省科技廳項(xiàng)目1項(xiàng);發(fā)表省級(jí)及以上科研論文10余篇，其中，CSCD檢索源論文5篇，SCI/EI檢索源論文5篇.

四、改革的期望

以全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽推動(dòng)數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)專業(yè)復(fù)合型、應(yīng)用型人才的培養(yǎng)，有利于彌補(bǔ)傳統(tǒng)數(shù)學(xué)課程體系教學(xué)的不足，有利于培養(yǎng)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模的思維習(xí)慣，因此，筆者將繼續(xù)進(jìn)行一系列的改革，預(yù)計(jì)采取如下方案.

1.建立數(shù)學(xué)建模實(shí)訓(xùn)室，搭建科研實(shí)驗(yàn)平臺(tái).

2.增強(qiáng)校企合作力度，開(kāi)拓校外實(shí)踐基地.

3.實(shí)行導(dǎo)師責(zé)任制，確保培養(yǎng)各層次人才的質(zhì)量.

4.建立實(shí)踐教學(xué)監(jiān)控體系，完善教學(xué)質(zhì)量監(jiān)督體系.

結(jié) 語(yǔ)

具有良好數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和修養(yǎng)的人，將具有更大的優(yōu)勢(shì)和潛力.筆者將繼續(xù)堅(jiān)持不懈地研究數(shù)學(xué)建模的內(nèi)容和方法，探討推動(dòng)數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)專業(yè)復(fù)合型、應(yīng)用型人才培養(yǎng)的措施和方案.

【參考文獻(xiàn)】[1]李大潛.中國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽（第四版）[M].北京：高等教育出版社，2011.

[2]付軍，朱宏，王憲昌.在數(shù)學(xué)建模教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的實(shí)踐與思考[J].數(shù)學(xué)教育學(xué)報(bào)，2007（4）：93-95.

[3]高海音，祝英杰.將數(shù)學(xué)建模思想融入微分方程教學(xué)的探索與實(shí)踐[J].長(zhǎng)春大學(xué)學(xué)報(bào)，2012（12）：1543-1546.

[4]祝英杰，高海音.科學(xué)發(fā)展觀推動(dòng)數(shù)學(xué)建模課程教學(xué)改革的研究[J].長(zhǎng)春大學(xué)學(xué)報(bào)，2013（6）：782-785.

[5]褚小倩，張維忠.數(shù)學(xué)模式觀下的數(shù)學(xué)建模[J].數(shù)學(xué)教育學(xué)報(bào)，2009（5）：28-30.