創新創業教育改革背景下開展數學建模教學活動的重要意義

【摘要】本文通過分析創新創業教育改革背景，根據寧夏大學新華學院的發展現狀，從學生綜合素質的培養、師資隊伍的建設、大學數學的教學改革，學院的人才培養目標四個方面，討論了在獨立學院開展數學建模教學活動的重要意義。

【關鍵詞】創新創業教育改革 大學數學 數學建模教學活動

【基金項目】2016年自治區高校創新創業教育改革項目（NXSC20160311）。

【中圖分類號】R47-4；G712 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2018）32-0224-02

一、創新創業教育改革背景簡介

2015 年5 月，國務院頒行的《關于深化高等學校創新創業教育改革的實施意見》明確指出：“深化高等學校創新創業教育改革，是國家實施創新驅動發展戰略、促進經濟提質增效升級的迫切需要，是推進高等教育綜合改革、促進高校畢業生更高質量創業就業的重要舉措。”2016年5月，寧夏回族自治區人民政府辦公廳印發的《寧夏回族自治區深化高等學校創新創業教育改革實施方案》指出：“高等學校創新創業教學改革的主要任務是：要廣泛開展多種形式、全員參與的創新創業教育專題學習和研討活動，把深化創新創業教育改革作為高等教育綜合改革的突破口，切實將創新創業教育融入人才培養全過程，豐富課程，創新教法，強化實踐，優化師資”。

寧夏大學新華學院是由寧夏大學按照新機制、新模式舉辦的一所全日制普通本科高等學校，擁有全日制本科在校生6700多名。截止目前，學院已向社會培養輸送了12屆共計14100余名各專業畢業生，是培養符合地方經濟發展的應用型人才的重要力量。2016年10月，寧夏大學新華學院結合學院實際制定了《寧夏大學新華學院深化創新創業教育改革實施方案》，該方案指出：“學院要毫不動搖地把深化創新創業教育改革作為學院教育工作的重中之重。”

數學在培養學生的創新精神和探索精神方面具有重要作用，而數學建模則在培養學生的創新和應用能力方面具有不可替代的作用。如何將培養具有創新性的人才與地方經濟發展很好地融合起來成為了一個重點問題。信息與計算機科學系數學老師們以數學建模教學活動為主要抓手，培養學生提出問題、分析問題、解決問題的能力，激發學生的創新思維，創新意識，力圖提升學生的創新創業能力。

二、數學建模教學活動的定義

數學建模是利用數學方法解決實際問題的一種實踐。即通過抽象、簡化、假設、引進變量等處理過程后，將實際問題用數學方式表達，建立起數學模型，然后運用先進的數學方法及計算機技術進行求解[1]。葉其孝老師指出我國大學中開展的數學建模教學活動大致有以下幾種[2]：

1.開設必修的或選修的數學建模課程；2.組織學生參加大學生數學建模競賽， 這是一種三人組隊、共三天（72 小時）的通訊競賽[3，4]；3.數學（建模）實驗室課程或活動， 實驗室裝備有許多良好的計算機和相應的軟件，為學生、教師創造、提供用數學建模方法解決各種實際問題的條件和交流活動的場所[5，6]；4.由團委或學生科協舉辦的各種與數學建模有關的學生科技發明和創造活動。

三、開展數學建模活動對培養學生綜合素質的重要意義

數學教育本質上是一種素質教育，數學建模教學活動對于創新能力的培養尤為重要，其過程是循序漸進、不斷發現問題、解決問題的過程；在認識論層面提供了從理論到實踐再從實踐到理論的雙向思維平臺[7]；也是培養學生思考問題的能力，提高學生數學創新能力的有效途徑。

在數學建模教學或賽前培訓中，需要學生認真閱讀題目，仔細推敲每一句話、每一個概念，深入分析題目中給出的條件，根據研究對象的具體情況，抓住問題的核心和關鍵，進行必要的合理假設，然后結合自己已掌握或通過查閱文獻資料而及時了解的相關知識，建立起相應的數學模型，將實際問題轉化為數學模型來求解，這一過程有助于培養學生將實際問題抽象簡化成數學問題的能力。

模型求解過程需要學生掌握、利用計算機和一些先進的數學軟件，這可以促進學生更深入地學習數學、研究數學，使學生具備利用軟件工具解決數學問題的素養與能力。

數學建模競賽或數學建模期末考核最終需要提交一篇科研論文，一方面，論文有嚴格的格式規范，且要保持完整性（問題分析、模型假設、模型的建立與求解、模型檢驗、誤差分析、模型推廣等）；另一方面，論文須具有較強的可讀性。撰寫論文的訓練過程有助于培養學生語言表達能力及文字寫作能力。

數學建模競賽或教學活動以小組（3人一組）為單位開展，在此過程中需要組員合理分工，取長補短，充分發揮個人潛力的同時能團結協作完成建模論文。這為學生們的合作精神、團隊意識的培養提供了一個良好的平臺[8]。

數學建模教學活動的開展是與應用型人才培養目標相一致的，數學建模能力與應用型人才的創新能力是吻合的，開展數學建模教學活動是激發學生創新思維，提高學生創新能力的重要且有效的途徑之一[9，10]。而且數學建模的題目來自生產實踐，通過參加數學建模活動或數學建模競賽，可以為大學生創新創業訓練（實踐）項目拓寬思路，提供素材。

四、開展數學建模活動對師資隊伍建設的重要意義

開展數學建模教學活動，有助于學院師資隊伍的建設。首先，教師從事數學建模教學工作時需要對數學專業課程的深入學習與研究，這可以提升教師的專業素養，改善教師的知能結構。其次，數學建模采用模塊化教學模式，推行啟發式、討論式、案例式、團隊式教學方法，這有助于教師在角色上由“灌注”型向“引領”型轉變。最后，數學建模競賽的題目涉及內容寬、廣、專，指導數學建模競賽有助于教師拓寬知識面，提升應用數學知識解決實際問題的意識與能力。

五、開展數學建模活動對大學數學教學改革的重要意義

大學數學教育的任務就是要通過教學活動讓學生學習、掌握數學的思想、方法和技巧， 并能學以致用。多年來的實踐使我們認識到以大學生數學建模競賽為主體的數學建模教學活動實際上是一種不打亂現行正常教學秩序的、規模相當大的大學數學教育改革的試驗[3]。

數學建模教學活動可以檢測學生對已學數學知識的掌握情況，可以檢測學生能否應用所學數學知識來解決實際問題， 從而有助于我們發現大學數學教學中存在的問題，進而進行相應的改善。在寧夏大學新華學院，對于數學專業來講， 數學建模課已經是必修課了，對于非數學專業來講， 我們選拔、組織學生參加數學建模培訓，數學建模競賽活動，鼓勵學生參與數學建模社團活動。系里許多教師已經開展了基于數學建模的大學數學教學改革研究，力圖將數學建模思想滲透在自己開設的課程中，并取得了很好的教學效果。

六、開展數學建模活動對學院實現人才培養目標的重要意義

數學建模采用模塊化教學，他積極實行啟發式、討論式、案例式、團隊式教學方法，打破“強調知識的系統性、完備性”的傳統約束，著力培養學生實踐能力、應用能力、合作能力、創新能力，使其知識、能力、人格形成有機融合，這有助于學院統籌理論教學和實踐教學，加大實踐教學比重，有助于統籌第一課堂（課堂教學）和第二課堂（課外活動），將第二課堂納入人才培養體系，有助于學院培養具有扎實專業功底，擁有較強實踐能力，具備創新創業能力和良好職業道德的人才，有助于學院實現“知識、能力、素質”協調發展的應用型人才培養目標。

總之，數學建模教學活動有助于培養學生綜合素質，激發學生創新思維，有助于加強師資隊伍建設，有助于推動大學數學教學改革，有助于促進學院實現人才培養目標，進而促進學院的長遠發展。

參考文獻：

[1]劉冬梅，大學生數學建模競賽與教學策略研究[J].山東師范大學，碩士學位論文，2008：10.

[2]葉其孝，數學建模教學活動與大學生教育改革[J].數學的實踐與應用，1997（1）：92-96.

[3]葉其孝，美國大學生數學模型競賽及一些想法[J].高校應用數學學報，1989（l）： 137-145.

[4]葉其孝，大學生數學建模競賽輔導教材[M].長沙：湖南教育出版社，1993.

[5]葉其孝，建立數學實踐課（數學實驗室）課程的探索[J].廣州：國家教委直屬高等工業院校應用數學協作組第四屆工作會議資料，1998.

[6]葉其孝，盡快建立我校的數學建模實驗室[J].北京理工大學科協第三屆學會、學術工作研討會論文集，1993，10：47-53.

[7]張再云，丁衛平，蕭振綱，李松華，甘向陽.數學建模與大學生數學創新能力培養的研究和探索[J].湖南理工學院學報，2015，02：85-87.

[8]閻晨光，蘇連青，孫曉嶺，基于數學建模的創新人才培養模式探索及分析[J].DOI：10.16534/j.cnki.cn13-9000/g.20170814.001

[9]李大潛，數學建模與素質教育[J].中國大學學報，2002（10）：33.

[10]張雙德，楊燦榮.大學生數學建模競賽與高等數學教育改[J].數學教育學報，1999（3）：64.

作者簡介：

任杰（1985.4-），女，寧夏中衛人，寧夏大學新華學院講師，研究生（2008級碩士），研究方向：運籌學與控制論。