研究生數模競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】介紹研究生數模競賽的背景，以及研究生數模競賽與培養(yǎng)研究生創(chuàng)新能力的關系，指出研究生數學建模在西部高校研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)過程中的重要性；結合廣西科技大學參加研究生數模競賽的實踐，對研究生數學建模競賽與西部高校研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)進行了探討。

【關鍵詞】創(chuàng)新能力培養(yǎng) 研究生數學建模 西部高校

【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2014）10C-0031-03

一、研究生數模競賽與培養(yǎng)研究生創(chuàng)新能力之間的關系

（一）研究生數模競賽的背景

全國研究生數學建模競賽（簡稱研究生數模競賽）是由教育部學位與研究生教育發(fā)展中心主辦的“全國研究生創(chuàng)新實踐系列活動”主題賽事之一。主要面向各高等學校、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，因此從層次上來講是一種科技競賽活動。其主要目的在于激發(fā)研究生群體的創(chuàng)新活力和學習興趣，提高研究生建立數學模型和運用計算機解決實際問題的綜合能力，拓寬知識面，培養(yǎng)創(chuàng)新精神和團隊合作意識，促進研究生中優(yōu)秀人才的脫穎而出、迅速成長，推動研究生教育改革，增進各高校之間以及高校、研究所與企業(yè)之間的交流與合作。研究生數模競賽從2004首屆競賽由南京師范大學承辦，就有24個省 84所高校及中國科學院的約1440名研究生參加，其中包括60名博士生，到2013年，全國30個省、市、區(qū)的332家高校和科研院所的3884個隊、11643名研究生（其中博士生573人）參加，可見其規(guī)模和影響力之大，在廣大研究生中打下了扎實基礎。不僅如此，各省或自治區(qū)也都組織了省一級的研究生數模競賽，其目的也是為參加由教育部學位與研究生教育發(fā)展中心主辦的全國研究生數學建模競賽，為培養(yǎng)創(chuàng)新人才貢獻力量。

（二）研究生數模競賽的目的：培養(yǎng)研究生創(chuàng)新能力

如前所述，研究生數模競賽的根本目的在于培養(yǎng)研究生創(chuàng)新能力。創(chuàng)新能力是運用知識和理論，在科學、藝術、技術和各種實踐活動領域中不斷提供具有價值的新思想、新理論、新方法和新發(fā)明的能力。“創(chuàng)新是一個民族進步的靈魂，是一個國家興旺發(fā)達的不竭動力”，特別在目前國際形勢日益復雜，社會分工越來越細，科學技術、信息傳播速度飛快的時代，創(chuàng)新尤為重要。而創(chuàng)新的關鍵在于人才，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。教育部學位與研究生教育發(fā)展中心主辦研究生數模競賽正是意識到這一點，在組織競賽過程中，參與命題的不僅有教育界的專家，還有學術領域的甚至知名企業(yè)的工程師、專家，提出的科學問題涉及工程領域的各個方面，如生物（2012年數模競賽A題）、信息處理（2013年B題）、大氣科學、環(huán)境科學（2013年D題：PM2.5）、航空航天（2012年C題）等。同時，問題沒有統(tǒng)一標準答案，只有更優(yōu)，沒有最優(yōu)，博士生參與答題則體現(xiàn)了問題的難度，往往完成一份試題比寫一篇科研論文難度還大。因為提出的問題來自于工程實踐，所以研究生數模競賽為研究生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)提供了很大的空間。

二、研究生數學建模在西部高校研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)過程中的重要性

第一，從宏觀上講，研究生數模競賽讓研究生深刻地體會到科學技術是第一生產力這一科學論斷，為廣大研究生自主、自覺地培養(yǎng)創(chuàng)新能力提供了動力源泉。“科學技術是第一生產力”這句話或許對還沒有進入社會的研究生來講顯得并不具體，但研究生數模競賽由華為公司贊助，且在2013年度的數模競賽命題中直接給出了和華為公司產品具體相關的科學問題，難度不言而喻。但正是這一舉措，讓研究生們深刻而又實在地體會到科學技術是第一生產力這一科學論斷。其實并不僅僅如此，研究生數模競賽的很多題目都來自于工程實際問題，如果能夠圓滿的解答，不亞于為企業(yè)解決了科研難題，甚至可以直接產生經濟效益。有了這個前提，作為年輕而又思維活躍的在校研究生就會主動去培養(yǎng)自己的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，這一點不是某一門課程所能達到的效果。

第二，從微觀上，研究生數模競賽的本身內容為培養(yǎng)研究生的創(chuàng)新能力給出了一條基本道路：扎實學好基本理論——基于基本理論從實際問題抽象出科學問題——更高更廣層次的知識解決問題。研究生階段所掌握的數理化等自然科學的基本理論知識往往比本科生相對要多點。雖然本科生也有數模競賽，但比較起來，研究生數模競賽所涉及的問題難度要大得多，需要的知識更廣，理論更深。因此，其一，很多研究生在解答題目過程中發(fā)現(xiàn)自己基本理論不扎實。并不是說考試分數不高（能夠上研究生的往往是精英），而是實際應用知識的能力欠缺，不能將類似于微積分的基本思想——微元法應用到所面臨的實際問題中，這一點正是建立數學模型所需要的基本技能。其二，有的數學模型問題給出并不像考試題目那么具體的問題，給出的僅僅只是某些數據，從大量的數據中找出問題，建立適合于一般問題的模型，這要求研究生有提出問題的能力。其三，完整的解決一個數學模型問題除了建立模型外，往往還需要通過一些專門的知識進行分析，進而解決問題。這要求研究生具有更深更專業(yè)的知識。因此在研究生解答完一份數模競賽試題后，真正體會到解決實際問題所需要的知識。有些研究生甚至在競賽后感言：“參加一次數模競賽4天的時間好像經歷了整個研究生階段。”

第三，研究生數模競賽從整體上為培養(yǎng)研究生創(chuàng)新能力提供了一個好的平臺。教育部學位與研究生教育發(fā)展中心主辦的研究生數模競賽，其出發(fā)點就是培養(yǎng)研究生創(chuàng)新能力，隨著時間的推移，實踐證明了這的確是一個好的平臺，盡管學生競賽時間只有4天，但整個競賽周期，包括從命題到最終給出競賽成績，卻需要花不少時間去精心設計。相信研究生數模競賽這一平臺會培養(yǎng)更多適應社會的創(chuàng)新人才。

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

研究生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是一項系統(tǒng)工程，需要綜合各方面的力量。研究生數模競賽在研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)中有著重要作用，結合西部高校研究生特點，經過作者的實踐與探索，下面從兩個方面來闡述利用研究生數模競賽促進西部高校研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的具體措施。endprint

其一，高等學校是承擔研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)這一系統(tǒng)工程實施的主體，做好兩個方面的工作。一是從頂層設計，可將研究生數模競賽納入到研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系整體結構中，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，基地建設，創(chuàng)新實踐平臺等。作者認為，研究生數模競賽可作為一個常規(guī)的創(chuàng)新實踐平臺，讓研究生通過這個平臺提升創(chuàng)新能力，這也是教育部學位與研究生教育發(fā)展中心的目的。二是作為研究生培養(yǎng)的高校，要構建有利于參加研究生數模競賽的環(huán)境， 從而激發(fā)研究生的創(chuàng)新思維。客觀上，西部高校研究生創(chuàng)新能力提高需要更多的引導，建立一個研究生樂于參加，并從數模競賽中獲得創(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：建立研究生數模協(xié)會，設立網絡互動平臺或網站，在評優(yōu)或者獎學金方面考慮將參加數模競賽作為一種鼓勵，獲得獎勵的予以表揚，讓獲得好成績的同學談體會等。從多方面鼓勵各學科專業(yè)研究生參加數模競賽。

其二，充分利用數模競賽指導教師，競賽本身來全面提升研究生創(chuàng)新能力。創(chuàng)新能力包括三個方面：創(chuàng)新基本技能、創(chuàng)新思維能力，創(chuàng)新品質。因此在通過利用研究生數模競賽來進行研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)中從以下三個方面進行：

通過指導教師精心設計賽前培訓，培養(yǎng)創(chuàng)新技能。創(chuàng)新基本技能是創(chuàng)新能力的基礎。借助指導教師組豐富的專業(yè)知識（一般為具有較強的科研能力和較好的科研實踐經驗的博士）和具體的競賽案例，對參加數模競賽的研究生在專業(yè)知識方面進行補充和提升。比如運用計算機進行圖像處理（2013年數模競賽中利用數據繪制衛(wèi)星云圖），查找某一專業(yè)方向最新的研究進展等，將有助于創(chuàng)新基本能力的提高。

注重發(fā)揮研究生數模競賽本身的作用，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。數學模型競賽是從實際問題轉化為抽象科學問題并分析研究的一系列過程。包括：專家們提出實際工程/科學中的問題→通過合理假設，對提出的問題建立符合要求的模型→綜合利用各學科知識進行模型分析→提出解決問題的方法→計算機仿真或實驗室驗證→對現(xiàn)實問題給出指導性或具體解決方案。從整體上看，這一過程其實是解決一般科學問題的思路，包括數學，物理，化學，生物工程，社會經濟活動等各方面，在面對實際問題基本上都可以采用這一思維方法，因此，數學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。同時從過程中各個步驟角度看，也都能起到促進創(chuàng)新思維能力提高的作用。比如，參賽研究生可以從專家問題提問角度學習到未來自己在面臨實際問題時應該如何提出問題（提出問題包含了要對問題進行簡化和初步合理假設，同時要分清問題主次）。盡管指導教師在研究生參加競賽活動中起輔助作用，但可以總結這一基本思維方法給學生。“授人以魚，不如授之以漁”，這里就是具體體現(xiàn)。

利用賽后反思和總結，培養(yǎng)良好的創(chuàng)新品質。創(chuàng)新品質是創(chuàng)新的動力和方向。研究生有正確的創(chuàng)新品質將會受益一生。數學建模競賽作為達到研究生培養(yǎng)目標而采取的手段之一，要服務于研究生培養(yǎng)目標，服從培養(yǎng)計劃。指導老師比賽完成后一方面要提醒學生以端正的態(tài)度面對比賽成績，讓學生正確理解“一次參賽，終身受益，不僅看成績，重在過程中，重在參與，擴大受益面”的競賽目的，不要為了參賽獲得好的成績而不顧學業(yè)或其他必須完成的事情。另一方面也要鼓勵研究生持續(xù)參與，不泄氣，不因為成績不好或者難度大而不再關心比賽。

四、研究生數學建模在西部高校研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)中的實踐

根據作者在西部高校參加省級和國家級研究生數模競賽的實際經歷，以廣西科技大學為例，認為西部高校應該在以下三個方面進行組織，進一步推動研究生數模競賽在培養(yǎng)創(chuàng)新人才中的作用。

（一）西部高校應該更加重視研究生數學模型競賽這一課外科技活動，為培養(yǎng)研究生創(chuàng)新能力提供好的外部條件。根據作者所知，廣西地區(qū)研究生數模競賽全省統(tǒng)一開始時間為三年，且自2013年開始由廣西區(qū)教育廳學位辦主辦。相對其他地區(qū)時間上要晚一些，參加全國研究生數模競賽的成績到2013年有一等獎獲得。實際上，作為西部地區(qū)高校，提供給研究生實踐的機會或許沒有發(fā)達地區(qū)那么多，因此，數模競賽作為培養(yǎng)研究生創(chuàng)新能力的實踐活動更應該受到重視。各個具有碩士點的高校盡可能提供條件給研究生參加數模競賽，如場地，師資力量等。這一點在廣西科技大學執(zhí)行比較好，成績也不錯，僅參加第二次就獲得全國二等獎。

（二）多方面鼓勵研究生參與，積極倡導以研究生為主體的研究生數模競賽，營造校園創(chuàng)新環(huán)境與創(chuàng)新氛圍。通過宣傳，鼓勵研究生參與，同時在研究生評優(yōu)中可適當向獲得競賽等級的研究生傾斜；在競賽中嚴格執(zhí)行競賽規(guī)則，倡導以研究生為主體的研究生數模競賽。不限制專業(yè)，允許自由組隊。

（三）通過研究生數模競賽，創(chuàng)新研究生培養(yǎng)模式，從研究生數模競賽中發(fā)現(xiàn)人才，個性化培養(yǎng)。筆者作為指導教師參與研究生數模競賽，體會很深的一點就是，從研究生數模競賽中容易發(fā)現(xiàn)綜合能力較強的學生。如果在此基礎上加以引導，將有利于人才培養(yǎng)。

研究生數模競賽既是檢驗研究生創(chuàng)新能力的一種方式，更重要的是，通過研究生數模競賽，可以提高研究生自主創(chuàng)新意識，是培養(yǎng)研究生創(chuàng)新人才的一個好平臺。高校在組織研究生數模競賽的同時，也當充分利用這一點，進行廣泛宣傳，在研究生中積極營造創(chuàng)新氛圍。西部高校資源相對落后，可以借助這一平臺，通過不斷的改革創(chuàng)新，積累經驗，為培養(yǎng)創(chuàng)新人才努力。

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【基金項目】國家自然科學基金項目（61364006），廣西研究生教育創(chuàng)新計劃項目（JGY2014119），廣西科技大學研究生教改項目資助（03100194）

【作者簡介】戴喜生，廣西科技大學副教授，博士，碩士研究生導師。

（責編 丁 夢）endprint