大數據時代創新型人才培養的探索與實踐
——基于數學統計建模競賽的視角

朱德剛，蔣華松

（南京林業大學理學院，南京210037）

大數據時代創新型人才培養的探索與實踐
——基于數學統計建模競賽的視角

朱德剛，蔣華松

（南京林業大學理學院，南京210037）

創新是引領發展的第一動力，是推動一個國家和民族向前發展的重要力量。大數據、“互聯網+”時代的中國需要大量創新型人才。基于數學統計建模競賽的視角，從競賽教學平臺建設、指導教師師資隊伍建設、學生競賽管理平臺建設三個方面，對創新型人才的培養進行探討和分析。

大數據；數學統計競賽；創新；人才培養

習近平總書記指出，創新驅動實質上是人才驅動。一支規模宏大、富有創新精神、敢于承擔風險的創新型人才隊伍，能夠推動以科技創新為核心的全面創新。因此，加快建設創新型人才隊伍，是國家、民族發展的當務之急［1］。如何培養更多優秀創新型人才，是高等教育的一個重大課題。很多學者已經注意到，學科競賽在創新型人才的培養方面具有十分重要的作用，從不同角度對此進行了探討和分析［2-6］。過硬的數據處理能力，是創新型人才培養的一個重要環節。大數據時代必須對如何提高學生的數據處理能力作出相應的思考。有學者對此做過一些探討和研究［7-8］。基于大學生數學統計建模競賽的視角，從競賽教學平臺建設、指導教師隊伍建設、學生競賽管理平臺建設三個方面，對創新型人才的培養進行探討和分析。

一、數學統計建模競賽的現狀

美國數學家Halmos說，“問題是數學的心臟”。數學統計建模競賽在創新型人才培養方面發揮著重要的作用。這一點可以從競賽設置，參賽的人數、規模等多方面得到體現。

1.美國大學生數學建模競賽

早在1985年，美國就設立了大學生數學建模競賽（MCM/ICM），這是世界上最具影響力的數模競賽。當年，美國發起這項競賽活動時，一批專家就敏銳地意識到，這不僅僅是一項普通的學科競賽，更是一個培養學生綜合素質和創新能力的有效途徑。據統計，2014年共有來自美國、中國、加拿大等18個國家和地區的6 755支隊伍參加，其中包括哈佛大學、普林斯頓大學、清華大學、北京大學等眾多國內外知名高校。

2.全國大學生數學建模競賽

全國大學生數學建模競賽于1992年發起，1994年被教育部正式確定為全國大學生四大賽事之一，每年舉辦一次。據統計，2016年共有來自中國、新加坡及美國的1 326所院校的85 000多名大學生報名參賽。目前已成為全國規模最大的基礎性學科競賽，也是世界上規模最大的數模競賽。全國研究生數學建模比賽從2004年起開始舉辦，2008年初，被教育部研究生司列入研究生創新教育計劃項目。據統計，2015年全國報名參加第十二屆全國研究生數模競賽的人數達到21 768人。

3.全國大學生統計建模大賽

隨著統計學一級學科的設立，統計應用領域的日益廣泛，全國大學生統計建模大賽于2009年開始舉辦。首屆比賽共有334支隊伍約1 002人參加。到2015年第四屆大賽時，共有來自全國的167所高校的898支代表隊參加比賽，北京大學、復旦大學等國內幾乎所有重點大學，都組隊參加了本次比賽，參賽人數是首屆的近3倍，影響力與知名度迅速提升。

二、競賽教學平臺建設

1.競賽項目的申報與管理

競賽工作，需要精心的組織管理和各部門的協調合作，需要配備專門的機構和人員。為此，學校建立了競賽項目申報制度，每年由學校向對口學院實行項目申報和評審，配套相應的經費作為保障，由項目承擔人負責競賽的宣傳發動和組織管理等工作。

2.競賽配套硬件資源建設

競賽活動，需要固定的場地和設備。如，培訓教室、電腦機房等。經過多年的探索和實踐，目前已經建立了數學建模實驗室，擁有完備的計算機、打印機、掃描儀等硬件設備，基本可以滿足競賽的培訓輔導、通訊、資料搜索、計算等任務，為競賽的順利實施奠定了良好的硬件基礎。

3.競賽配套軟件資源建設

大數據時代的數學統計建模經常需要對海量數據進行統計分析，需要專門軟件作為支撐。目前主要配備了以下三個專門軟件，第一個是在工程領域的建模仿真上經常使用的軟件MATLAB，可用于算法開發、數據分析以及數值計算等，代表了當今國際科學計算軟件的先進水平；第二個是在運籌和優化領域經常使用的軟件LINGO，可用于求解非線性規劃，是求解優化模型的最佳選擇；第三個是目前非常流行的軟件R，R是一個用于統計計算和統計制圖的優秀工具，也是一套完整的數據處理、計算和制圖軟件系統。

三、指導教師師資隊伍建設

1.專業指導教師的選拔與培訓

高水平的專業指導教師隊伍不可或缺。針對數學統計競賽特點，選拔配備了一支專業的高水平指導教師隊伍，以年輕教師為主體，具有多樣學術背景，特別是挑選具有海外留學經歷的教師擔任競賽指導教師，借鑒國際上先進的培訓方案和專業軟件，以競賽活動為載體，在全面提升系列課程教學質量的同時，開展以數學統計建模為主題的教研活動和學生課外科技活動，培訓內容以往年獲獎優秀論文為案例，進行若干次模擬競賽與試題講評。這些教學培訓活動的開展，極大地促進了不同學科背景的專業教師之間的交流和合作，逐漸形成了一支熱愛建模教學和培訓，樂意為建模工作付出精力的教練團隊。

2.教練組的分配與統籌

如何合理分配使用教練組，是競賽活動過程中十分重要的一個環節。眾所周知，建模競賽通常有多個備選題目，涉及不同的領域，所采用的研究方案和方法也會有較大的差別。注重將不同專業背景的教師劃分成不同的教練組，根據學生的專業背景及興趣，有針對性地選擇對口的指導教師組成教練組，統籌協調，集體攻關。比如，對于大數據分析的競賽題，配備概率統計專業背景的教師，對于理論模型方面的競賽題，則配備數理方程和計算數學專業背景的教師。

3.指導教師的激勵獎勵機制

目前，國內高校對于教師的考核都非常嚴格，教師教學科研任務較重。對參賽學生的培訓和指導，必然要擠占教師完成本職工作的時間和精力。這個問題如果沒有得到有效的解決，勢必會影響教師對競賽活動的參與熱情和精力投入。為此，通過積極爭取，學校出臺一系列相應的激勵獎勵措施來鼓勵和支持教師投入到競賽活動當中。比如，對參賽學生的培訓和指導，納入教學工作量；對競賽活動提供一定的經費支持；學生競賽獲獎可獎勵教師業績點等。這些激勵獎勵機制，解決了指導教師的后顧之憂，極大地提高了教師對競賽活動的參與熱情。

四、學生競賽管理平臺建設

1.參賽學生的選拔機制

為了取得較好的競賽成績，需要選拔一批高素質的參賽學生。如何把一些基礎好、動手能力強的學生選拔出來，成為至關重要的第一環。我們采取了如下一些具體措施：（1）任課教師推薦制度。每學期開學初，部署教師注意發現一些數理基礎好的學生，作為參賽積極份子重點培養。期末考試后，根據學生平時的學習情況和最終考試成績，由任課教師推薦一些備選參賽學生。（2）篩選淘汰機制。匯總任課教師的推薦學生，教練組進行個別了解和考察，再通過一些筆試和面試環節，經過層層篩選，最終形成一支備選參賽學生隊伍，在暑假進行集中培訓。

2.競賽期間的管理協調機制

一個大型競賽項目的順利實施，離不開科學高效的管理協調機制。我們著重從后勤保障、部門協調兩個方面進行了科學的安排。首先，賽前和競賽期間，協調各部門，對實驗室機房的供電、網絡通訊、晚間保安力量的配備等做出周密安排，確保各部門運作正常，防止突發事件對競賽的干擾和影響。其次，競賽期間，教練組安排教師輪流值班，及時解答學生競賽過程中的各種問題，遇到復雜問題，教練組集體討論方案，迅速給出一些指導意見，避免學生陷入思維的死角，確保參賽學生能在規定的時間內提交研究成果。

3.獲獎學生的激勵獎勵機制

為了進一步擴大數學統計競賽的影響力和知名度，也為了吸引更多的學生參與到這些競賽活動當中，我們建立了一些對獲獎學生的激勵獎勵機制。比如，在個人的評優活動中，在研究生的保送過程中，在科技創新項目的申報上，對這些獲獎學生進行適當的傾斜。這些激勵獎勵措施，引導廣大學生積極投入到課程學習、動手能力和創新能力的培養實踐當中，形成熱愛學習、積極學習、享受學習的良好局面，引導他們不斷提高自身的綜合素質，勇敢接受挑戰，積極參與競爭。

4.獲獎學生的后期跟蹤提升機制

競賽活動只是短暫的一次知識和能力的檢驗，無法做到畢其功于一役，創新型人才的培養是一項長期的系統工程，對學生創新能力的培養必須貫徹人才培養的全過程。特別是對于獲獎學生，他們的創新能力已得到初步的展現，數學統計競賽已經點燃了他們的學習和研究熱情，為了進一步引導學生向更高的目標邁進，更好地促進他們的成才成長，需要配套后期的跟蹤和提升機制。經過多年的探索和實踐，形成了一些完善的措施和辦法。比如，根據學生的專業背景和自身興趣，對這些學生繼續進行相關的培訓和指導，依托數學建模實驗室平臺，成立學習興趣小組，開展一些更加復雜的研究項目。再比如，利用各種資源，積極聯系一些碩士生導師，為想考研的學生牽線搭橋，為學生的快速成長，搭建更高層次的平臺。

［1］戚偉.新華網評：建設創新型人才隊伍“四要素”［EB/ OL］.［2014年10月16日］.http：//news.xinhuanet.com/ comments/2014-10/16/c_1112845448.htm

［2］李興華，李冬梅，王樹忠.論數學建模與創新型人才的培養［J］.林區教學，2010，（9）：86-87.

［3］王曉勇，俞松坤.以學科競賽引領創新人才培養［J］.中國大學教學，2007，（12）：59-60.

［4］孫慧慧.數學建模在統計專業應用型人才培養中的作用［J］.林區教學，2015，（4）：84-84.

［5］柏連陽，蔣建初，盛正發.基于學科競賽的新建本科院校技術創新人才培養探析［J］.中國高教研究，2010，（08）：65-67.

［6］李金昌，林家蓮.實踐教學與學科競賽相結合，促進創新人才培養［J］.實驗技術與管理，2011，（11）：1-3+ 16.

［7］姜啟源，謝金星.一項成功的高等教育改革實踐——數學建模教學與競賽活動的探索與實踐［J］.中國高教研究，2011，（12）：79-83.

［8］李大潛.數學建模與素質教育［J］.中國大學教學，2002，（10）：41-43.

〔責任編輯：李海波〕

G642.4

A

1008-6714（2017）07-0067-03

10.3969/j.issn.1008-6714.2017.07.030

2017-04-21

南京林業大學高等教育研究重點課題（163101148）；南京林業大學“教學質量提升工程”課程建設項目（163101052）

朱德剛（1980-），男，安徽來安人，博士，從事大學數學教學與概率統計研究。