高職院校參加數(shù)學(xué)建模競賽的探索和實踐

摘 要: 根據(jù)高職數(shù)學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀和發(fā)展的要求，本文提出，高職數(shù)學(xué)教學(xué)應(yīng)注重應(yīng)用能力的培養(yǎng)，開展數(shù)學(xué)建模競賽，并指出競賽對教學(xué)改革的推動作用。

關(guān)鍵詞: 高職院校 數(shù)學(xué)建模 競賽

一、數(shù)學(xué)建模及競賽介紹

數(shù)學(xué)建模是根據(jù)客觀的實際問題抽象出它的數(shù)學(xué)形式，用以分析、研究和解決實際問題的一種科學(xué)方法。它強調(diào)的是以解決實際問題為背景的數(shù)學(xué)方法和計算手段。

我國部分高校于1989年參加了國際大學(xué)生數(shù)模競賽活動，1992年舉行了第一首屆全國大賽。我國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽面向全國大專院校學(xué)生，不分專業(yè)(分甲、乙兩組，甲組競賽所有大學(xué)生均可參加，乙組競賽只有高職高專學(xué)生可以參加)。該競賽在每年9月的第3個星期五開始，歷時半天。參賽者每3人組成一隊，甲組的每個參賽隊在A、B兩道試題中選一題，乙組的每個參賽隊可在C、D兩道試題中選一題，在72小時內(nèi)合作完成所選的題目并提交一篇論文。競賽期間可查閱各種資料，組內(nèi)的隊員可以相互討論。這種新穎的開放的競賽模式受到學(xué)生的廣泛歡迎。通過競賽，學(xué)生可以鍛煉團隊合作、創(chuàng)新精神、數(shù)學(xué)應(yīng)用、科技論文寫作等科研品質(zhì)和素質(zhì)。

二、開展數(shù)學(xué)建模教學(xué)和競賽的意義

開展數(shù)學(xué)建模的教學(xué)和競賽有非常重要的意義。在建模過程中，學(xué)生能增強數(shù)學(xué)的應(yīng)用意識、創(chuàng)新意識和創(chuàng)造能力，資料檢索能力與計算機應(yīng)用能力，鍛煉領(lǐng)會和掌控新知識的技能，培養(yǎng)團隊精神、合作意識，訓(xùn)練邏輯思維和開放性思考方式。

開展數(shù)學(xué)建模教學(xué)還可以培養(yǎng)學(xué)生的主動學(xué)習(xí)能力，促進學(xué)生學(xué)習(xí)觀念的轉(zhuǎn)變，變“要我學(xué)”為“我要學(xué)”。學(xué)生通過完成建模過程，在教師的引導(dǎo)下，積極主動地探索找到解決問題的方案，真正成為學(xué)習(xí)的主體，有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)積極性，變被動接受知識為主動學(xué)習(xí)。

三、我院開展數(shù)學(xué)建模競賽的探索和實踐

高職教育是國民教育中高等教育的一個重要的組成部分，它和本科教育不同，高職教育培養(yǎng)的是面向生產(chǎn)、管理、服務(wù)等一線工作的高級技能型、應(yīng)用型人才。高職院校人才培養(yǎng)應(yīng)該具有實踐性、針對性等特點，在教學(xué)過程中注重學(xué)生的動手能力、創(chuàng)新能力和團隊合作能力的培養(yǎng)。

參加數(shù)學(xué)建模大賽的目標不能僅僅是為了得獎，為了競賽而競賽，而是通過競賽來促進數(shù)學(xué)建模在平常數(shù)學(xué)教學(xué)中的滲透，促進高職數(shù)學(xué)教學(xué)的改革，讓數(shù)學(xué)變得“實用”、“適用”。

1.常規(guī)數(shù)學(xué)教學(xué)過程中滲透數(shù)學(xué)建模思想。

開展數(shù)學(xué)建模競賽，不只是最后參賽十幾個隊員和個別指導(dǎo)老師的任務(wù)。雖然大學(xué)生數(shù)學(xué)建模現(xiàn)在我國開展得紅紅火火，但能直接參賽的人畢竟是少數(shù)，在我校學(xué)生中不到5%的比例。在日常教學(xué)中，我校首先更新了教材，采用了更適合高職高專用的大學(xué)應(yīng)用數(shù)學(xué)教材。該教材和原來的教材相比，廣泛增加了數(shù)學(xué)應(yīng)用案例，每章都會有數(shù)學(xué)應(yīng)用題。教師在每個教學(xué)模塊授課中都會滲透數(shù)學(xué)建模思想。如在常微分方程教學(xué)中，對電專業(yè)的學(xué)生講授時，會針對專業(yè)適當講些微分方程在電路中的應(yīng)用。以數(shù)學(xué)建模為契機，深化數(shù)學(xué)教學(xué)的改革，貫徹“必需、夠用”原則，刪去復(fù)雜的理論推導(dǎo)，采用案例教學(xué)引導(dǎo)學(xué)生自主探索研究新知識，改變傳統(tǒng)教學(xué)中“填鴨式”教學(xué)方式。在數(shù)學(xué)課考核中，要加大平時成績的考核力度，調(diào)動學(xué)生開動腦筋解決問題的積極性。

2.精心選拔，認真培訓(xùn)。

選拔和培訓(xùn)是數(shù)學(xué)建模競賽前期非常重要的環(huán)節(jié)，隊員的素質(zhì)直接關(guān)系到競賽成績。我院一般每年四月在全院進行一次大規(guī)模的大學(xué)生數(shù)學(xué)知識應(yīng)用大賽，參與的學(xué)生廣泛，主要為一年級學(xué)生，從中選出大約40名優(yōu)秀學(xué)生進行第一階段的培訓(xùn)。

第一階段的培訓(xùn)主要為知識性的補充。高職的數(shù)學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀是，學(xué)生整體素質(zhì)不高，教學(xué)任務(wù)重，課時少。大多數(shù)高職學(xué)生只是學(xué)習(xí)了基本的微積分知識，部分專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)了常微分方程初步，級數(shù)等，但數(shù)學(xué)建模競賽需要的一些基礎(chǔ)知識都還有所欠缺。這個階段培訓(xùn)，指導(dǎo)老師會對數(shù)學(xué)建模基礎(chǔ)及方法，線性代數(shù)，概率統(tǒng)計，線性規(guī)劃等做介紹性的知識補習(xí)。另外會讓學(xué)生了解常用數(shù)學(xué)軟件的使用，如Mathemati ca、Matlab、Lingo等。講解簡單的微分方程模型、概率模型，規(guī)劃模型等，并在這一階段培訓(xùn)結(jié)束時，優(yōu)中選優(yōu)，挑出12名學(xué)生準備參加9月的全國大賽。

3.賽前集訓(xùn)，強化培優(yōu)。

9月賽前25天左右，也就是在暑假的時候就開始對12名學(xué)生進行賽前強化集訓(xùn)。集訓(xùn)包括以下內(nèi)容:科技論文及數(shù)學(xué)建模大賽論文寫作規(guī)范;數(shù)學(xué)軟件的熟悉;文獻資料的快速檢索;往年全國數(shù)學(xué)建模大賽試題解析與點評;3人一組，團隊協(xié)作的模擬建模大賽。

在這個階段，尤其不能忽視論文規(guī)范和文獻檢索能力的訓(xùn)練。首先，因為競賽最后是以論文為最后的考核內(nèi)容的，空有好的思想而不能有理有據(jù)地體現(xiàn)在論文上是不行的。其次，在數(shù)學(xué)建模競賽過程中學(xué)生經(jīng)常會遇到從來沒有遇到過的問題，需要各種新的知識來解決，這個時候在有效時間內(nèi)快速的搜索到相關(guān)文獻顯得尤其重要，而這些能力的培養(yǎng)訓(xùn)練在常規(guī)性的教學(xué)中因為學(xué)時、學(xué)生基礎(chǔ)等各方面原因容易被忽視。

4.競賽隊員表彰，以競賽促進常規(guī)教學(xué)的改革。

對參加數(shù)學(xué)建模大賽獲獎隊員，我院都會給予精神和物質(zhì)上的獎勵。根據(jù)獲獎級別不同會給予一定的學(xué)分鼓勵，并且在學(xué)生科研獎學(xué)金評比時會給予政策性傾斜。

大賽的獲獎也激發(fā)了廣大學(xué)生和指導(dǎo)老師的熱情，進一步促進了常規(guī)教學(xué)中數(shù)學(xué)建模思想的滲透，促進了常規(guī)教學(xué)的改革。

在2009年9月的全國大學(xué)生數(shù)學(xué)競賽中，我院四個參賽隊伍取得了一個國家二等獎，一個湖北省一等獎的好成績。

參考文獻:

[1]將數(shù)學(xué)建模思想融入數(shù)學(xué)類主干課程[J].中國大學(xué)教學(xué)，2006.1.

[2]姜啟源.數(shù)學(xué)模型[M].北京:高等教育出版社，1993.6.