依托對口支援平臺改進(jìn)數(shù)學(xué)建模競賽培訓(xùn)的探索與實(shí)踐

吳清華 郭 博

依托對口支援平臺改進(jìn)數(shù)學(xué)建模競賽培訓(xùn)的探索與實(shí)踐

吳清華 郭 博

（湖南科技學(xué)院 理學(xué)院，湖南 永州 425199）

數(shù)學(xué)建模競賽是大學(xué)生廣泛參與的一項(xiàng)重要賽事。建模競賽培訓(xùn)的關(guān)鍵部分包括培訓(xùn)內(nèi)容、教師指導(dǎo)水平、學(xué)生參賽信心等三個(gè)方面。本文結(jié)合應(yīng)用型本科院校的實(shí)際情況，探討如何依托對口支援平臺，對建模競賽培訓(xùn)的關(guān)鍵部分進(jìn)行改進(jìn)的措施。給出了發(fā)揮對口支援平臺的優(yōu)勢，提高建模競賽培訓(xùn)質(zhì)量的途徑。

數(shù)學(xué)建模；對口支援；競賽培訓(xùn)

數(shù)學(xué)建模是通過對實(shí)際問題研究分析，將實(shí)際問題抽象、簡化，為了特定的目的，利用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)工具，得到一個(gè)數(shù)學(xué)模型，并對模型進(jìn)行求解、解釋和驗(yàn)證，最終解決實(shí)際問題的過程。數(shù)學(xué)建模也是聯(lián)系數(shù)學(xué)理論與應(yīng)用的橋梁，是理論走向應(yīng)用的重要課程[1]。與該課程息息相關(guān)的一項(xiàng)賽事便是數(shù)學(xué)建模競賽。通過數(shù)學(xué)建模競賽不僅可以加深課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)，更能培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新思維，提升學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力，促進(jìn)學(xué)生知識結(jié)構(gòu)的完善[2-4]。但是數(shù)學(xué)建模競賽涉及的知識面非常寬泛，會用到許多數(shù)學(xué)知識、方法以及數(shù)學(xué)軟件[1]。對于應(yīng)用型本科院校，經(jīng)費(fèi)投入相對較少、優(yōu)質(zhì)的資源缺乏、學(xué)生基礎(chǔ)不牢、學(xué)習(xí)能力相對偏弱、師資隊(duì)伍有限、研究數(shù)學(xué)建模競賽的老師不多等問題一直以來是影響數(shù)學(xué)建模教學(xué)及競賽成績的重要因素。

2001年，為了實(shí)施西部大開發(fā)戰(zhàn)略，加快中西部地區(qū)發(fā)展，積極發(fā)展西部地區(qū)高等教育，加快培養(yǎng)急需的高級專門人才，教育部印發(fā)了“教育部關(guān)于實(shí)施‘對口支援西部地區(qū)高等學(xué)校計(jì)劃’的通知”（教高〔2001〕2號)，實(shí)施該計(jì)劃的主要目的是為整體提高西部地區(qū)高等教育辦學(xué)水平和教育質(zhì)量，加快西部高等教育改革和發(fā)展[5]。2019年為了支持邊遠(yuǎn)地區(qū)本科高校，湖南省瞄準(zhǔn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會需求加快發(fā)展，出臺了“深入開展本科高校對口支援工作的通知”。在此背景下，應(yīng)用型本科院校如何充分發(fā)揮對口支援平臺的作用，借助優(yōu)質(zhì)高校的教育資源，提升數(shù)學(xué)建模競賽培訓(xùn)的工作成效從而提高人才培養(yǎng)的質(zhì)量是一個(gè)值得深入探討和研究的問題。本文從應(yīng)用型本科院校的實(shí)際情況出發(fā)，對數(shù)學(xué)建模競賽的培訓(xùn)開展廣泛調(diào)研并深入思考，提出依托對口支援平臺進(jìn)行數(shù)學(xué)建模競賽培訓(xùn)的一些改進(jìn)思路和方法。

1　應(yīng)用型本科院校建模競賽培訓(xùn)的現(xiàn)狀及問題

目前與一些知名高校相比，應(yīng)用型本科院校在數(shù)學(xué)建模競賽中獲獎(jiǎng)的數(shù)量和層次方面還存在一定的差距，特別是國家級的獎(jiǎng)項(xiàng)較少。需要結(jié)合目前的現(xiàn)狀分析緣由，才能找到改進(jìn)的辦法[6]。競賽成績主要受“學(xué)生素質(zhì)”“競賽培訓(xùn)和教師指導(dǎo)”“學(xué)校的組織”等三個(gè)因素的影響。從這三個(gè)方面來分析目前的現(xiàn)狀及問題。1）學(xué)生素質(zhì)。應(yīng)用型本科院校的學(xué)生，有時(shí)學(xué)習(xí)主動(dòng)性不夠，理論學(xué)習(xí)不夠扎實(shí)。即使掌握了相關(guān)的知識點(diǎn)，但理論應(yīng)用于實(shí)際的能力缺乏訓(xùn)練[6]。有時(shí)學(xué)生存在畏難情緒，攻堅(jiān)克難的信心和勇氣也較缺乏。2）競賽培訓(xùn)和教師指導(dǎo)。競賽培訓(xùn)多數(shù)安排在暑假集中進(jìn)行，按照建模涉及的知識和方法模塊，由多個(gè)老師每人承擔(dān)一個(gè)模塊，共同完成。部分教師由于平時(shí)的教學(xué)任務(wù)繁重，自身對建模競賽知識的學(xué)習(xí)和研究較少，導(dǎo)致建模培訓(xùn)課程的內(nèi)容更新不及時(shí)，講解不深刻，影響到培訓(xùn)的成效。3）學(xué)校的組織。在賽前制定競賽培訓(xùn)方案，選拔學(xué)生。一方面，參賽的學(xué)生多數(shù)是數(shù)學(xué)專業(yè)的，其他專業(yè)的學(xué)生參與度不高。參賽學(xué)生基本是大二學(xué)生，一般只參加一次就不再參加了。另一方面，競賽經(jīng)費(fèi)有限，一些后勤保障和必要的關(guān)懷缺乏。

2 數(shù)學(xué)建模競賽培訓(xùn)的探討

應(yīng)用型本科院校師資和學(xué)生的特點(diǎn)與知名高校不同，需要對競賽培訓(xùn)的實(shí)施過程進(jìn)行深入分析，提出與之適宜的方法[7]。一般來說，整個(gè)競賽培訓(xùn)過程大體上分為賽前、賽中和賽后3個(gè)階段。

2.1 賽前階段

賽前階段最重要，該階段又分為2個(gè)小階段。

1）基礎(chǔ)訓(xùn)練及樹立信心。數(shù)學(xué)建模競賽需要在全校范圍內(nèi)開展選拔，把學(xué)習(xí)能力相對較強(qiáng)、基礎(chǔ)相對較好、對建模感興趣的學(xué)生組成培訓(xùn)班。需要挑選合適的培訓(xùn)內(nèi)容，培訓(xùn)內(nèi)容也包括建模的基本方法和軟件編程，利用周末或者晚上等課余時(shí)間進(jìn)行相關(guān)建模基礎(chǔ)知識的培訓(xùn)，使學(xué)生快速了解數(shù)學(xué)建模的一些基本概念和建模過程，能解決一些規(guī)模較小的問題。隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”和大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來，許多在線課程得到了蓬勃發(fā)展，優(yōu)質(zhì)的教育資源得到了共享。在此階段可以充分利用網(wǎng)絡(luò)平臺，尤其是對口支援高校的優(yōu)質(zhì)教育資源（如精品課程等）進(jìn)行學(xué)習(xí)。建模的指導(dǎo)老師主要工作是為培訓(xùn)篩選合適的課程和內(nèi)容，并進(jìn)行相應(yīng)的答疑，這樣可以適當(dāng)?shù)鼐徑饨處熃虒W(xué)工作量大的問題。對于應(yīng)用型本科院校來說，雖然不乏有個(gè)別優(yōu)秀學(xué)生，但學(xué)生基礎(chǔ)薄弱，學(xué)習(xí)能力不強(qiáng)是一個(gè)普遍的問題，再加上數(shù)學(xué)建模本身比較難，大部分學(xué)生很容易產(chǎn)生畏難情緒，覺得獲獎(jiǎng)是遙不可及的，參賽的自信心不足，最終導(dǎo)致放棄參賽。此時(shí)可以邀請對口支援高校的建模指導(dǎo)老師和優(yōu)秀學(xué)生不定期來校進(jìn)行講座交流，讓學(xué)生了解最新的動(dòng)態(tài)，親眼目睹一下國賽一等獎(jiǎng)獲得者、建模的名家大師，使學(xué)生清楚了解到獲獎(jiǎng)?wù)呤呛退麄兯鶎W(xué)的知識基本一樣的大學(xué)生，進(jìn)而樹立參賽信心。這一點(diǎn)對地方本科院校的學(xué)生非常重要。建模指導(dǎo)老師也可以和對口支援高校教師相互交流，更新相關(guān)培訓(xùn)內(nèi)容和理念，提高自身水平。

2）模擬訓(xùn)練及賽題講解。經(jīng)過了第一階段的訓(xùn)練，學(xué)生對數(shù)學(xué)建模及競賽題有了一定的了解，掌握了一些基本的建模方法和理論。但“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行”，要想真正領(lǐng)會數(shù)學(xué)建模的思想和方法，還需要自己動(dòng)手實(shí)踐，真正感受下競賽過程。此階段培訓(xùn)的效果將對最后的競賽結(jié)果產(chǎn)生重大的影響。在此過程中，需要重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、知識的融會貫通能力、計(jì)算機(jī)編程能力、論文的寫作能力，在此簡稱為建模競賽“四大能力”。然而這“四大能力”中“知識的融會貫通能力”“論文的寫作能力”的培養(yǎng)，很難有一個(gè)可供操作的模式，現(xiàn)有的一些培養(yǎng)方法也只是泛泛而談。因此只能通過大量的模擬訓(xùn)練和多寫論文。此時(shí)可以考慮參考對口支援高校的模擬訓(xùn)練題和訓(xùn)練模式進(jìn)行更有針對性地訓(xùn)練。此階段一般都安排在暑假進(jìn)行，可以考慮在第一階段的基礎(chǔ)上，選拔部分優(yōu)秀的學(xué)生到對口支援高校進(jìn)行學(xué)習(xí)，參與他們的培訓(xùn)和模擬。

2.2 賽中階段

該階段主要是為學(xué)生提供良好的競賽環(huán)境，做好后勤服務(wù)工作。競賽的三天時(shí)間里，要確保賽題準(zhǔn)時(shí)發(fā)放，網(wǎng)絡(luò)通暢，資料獲取方便，競賽的場所、電腦、打印機(jī)等設(shè)備齊全，還需要提供休息的場所，最好能提供餐飲服務(wù)，讓學(xué)生全身心地投入競賽中。此時(shí)指導(dǎo)老師雖不能參與其中，但可以提供一些人文關(guān)懷，多關(guān)心、鼓勵(lì)學(xué)生。

2.3 賽后階段

很多時(shí)候參加完比賽后，就松懈下來，缺乏賽后的總結(jié)和再研究。其實(shí)對于應(yīng)用型本科院校而言，很多學(xué)生都是大二參加第一次比賽，參加完之后很多都沒獲獎(jiǎng)。即使獲獎(jiǎng)了，到了大三，有的由于準(zhǔn)備考研，也不愿回來參加競賽，這也是影響競賽成績的重要因素之一。如果加強(qiáng)賽后的總結(jié)和講解，將這部分第一次參賽的學(xué)生再次組織起來第二次參賽，相信效果會得到很大的提高。此階段可以考慮將競賽期間的結(jié)果進(jìn)一步完善，參與其他創(chuàng)新項(xiàng)目申報(bào)或作為將來畢業(yè)論文的研究方向，對于一些做得好的論文，考慮推薦發(fā)表，從而提高學(xué)生賽后研究的動(dòng)力以及再次參賽的積極性。為了提升自身賽后總結(jié)的層次，需要與對口支援高校進(jìn)行交流。

3 近年來取得的成績

近年來湖南科技學(xué)院積極組織參加各類建模競賽，其中華中地區(qū)的建模競賽，從2017年7個(gè)三等獎(jiǎng)到2019年21個(gè)三等獎(jiǎng)，1個(gè)二等獎(jiǎng)，有了很大的進(jìn)步。由于數(shù)學(xué)建模競賽參賽隊(duì)伍數(shù)量的不斷增加，而設(shè)置的獎(jiǎng)項(xiàng)數(shù)量增幅不大，相對而言，獲獎(jiǎng)比例下降了很多，這導(dǎo)致全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽的獲獎(jiǎng)難度逐年增加，特別是國家級的獎(jiǎng)項(xiàng)數(shù)量不是根據(jù)選題人數(shù)按比例設(shè)置的。近年來，雖然全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽我們每年只有1～2個(gè)省級三等獎(jiǎng)。但是這種情況隨著與對口支援學(xué)校交流的深入，相信在不久的將來，不僅在一些局部賽事，在國賽中也會取得更好的成績。

4　結(jié) 語

本文首先分析了數(shù)學(xué)建模競賽培訓(xùn)的現(xiàn)狀和存在問題，然后結(jié)合應(yīng)用型本科院校的實(shí)際情況，對數(shù)學(xué)建模競賽培訓(xùn)進(jìn)行深入思考及探討，提出了一些改進(jìn)的思路和方法。特別是依托對口支援平臺對“培訓(xùn)內(nèi)容”“教師指導(dǎo)水平”“學(xué)生參賽信心”等建模競賽培訓(xùn)的關(guān)鍵部分進(jìn)行了分析。建模競賽的培訓(xùn)要與時(shí)俱進(jìn)，需要不斷地探索和逐步完善，在以后的培訓(xùn)過程中還有待仔細(xì)探討和研究，以便進(jìn)一步提高培訓(xùn)的效果和競賽的成績。

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1673-2219（2021）03-0086-02

2020-02-28

2018年湖南省教學(xué)改革研究項(xiàng)目；2018年湖南省大學(xué)生研究性學(xué)習(xí)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

吳清華（1982－)，男，江西貴溪人，博士，副教授，研究方向?yàn)閿?shù)學(xué)建模、高振蕩積分?jǐn)?shù)值方法。

（責(zé)任編校：宮彥軍）