數學建模競賽在計算機學科研究生創新能力培養中的作用研究

仁慶道爾吉 鄭碧瑩 李娜 許霞

關鍵詞 創新能力 計算機專業研究生 研究生數學建模競賽

中圖分類號：G643 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2019.09.021

Keywords innovative ability; postgraduate students majoring in computer science; postgraduate mathematical modeling competition

0 引言

實踐和創新能力普遍不強的事實是計算機專業研究生實踐創新能力的現狀。目前，中國正處在信息快速更新的時代，與計算機有關的信息產業正蓬勃發展。因此，更有必要讓計算機科學專業的研究生具備實用，創新和獨立的學習技能。目前，中國全日制研究生主要來自本科應屆生，雖有扎實的理論基礎，但缺乏與本專業相關的工作經歷和項目經驗，創新意識淡薄，創新能力不足，動手實踐的機會較少。加強專業實踐是提高實踐能力和增強創新意識的主要手段。數學建模競賽可以作為一項實踐項目，來彌補研究生在創新方面的不足。

2003年東南大學發起并成功主辦的“南京及周邊地區高校研究生數學建模競賽”打開了全國研究生數學建模競賽的大門，同年被納入教育部學位中心“全國研究生創新實踐系列活動”。此競賽是為全國各地的研究生舉辦的科技競賽。

數學建模是以實際問題為導向的數學模型在生活中的應用研究，將實際問題以數學的思維進行數學模型的建立，求解數學模型進而解決實際問題。這當中需要運用計算機來解數學模型，需要參賽人員具備一定的編程能力。計算機學科研究生在數學建模競賽中有不可替代的作用，同時要求具備一定的創新能力。數學模型往往被用來表現一個實際事務的抽象形式，是接近在某種概念上具有實際意義的事情，但它與實際事務有著本質的不同。有許多形式來描述一個真實的現象，如錄音，錄像，比喻，謠言等等。為了使描述更加科學，合理，客觀和可重復的，人們通常使用被認為是更加嚴格的數學語言描述各種現象。

自數學建模競賽開展以來，其參賽人數不斷增加，影響范圍越來越廣，截止到目前為止，該競賽已成功舉辦了十三屆研究生數學建模競賽。從中涌現出很多優秀的創新型人才，使他們在各自的領域內更好的發光發熱。

通過查閱和分析發現，國內目前關于數學建模方面的論文多為就競賽本身的簡介或是賽事回顧，關于數學建模競賽中研究生創新能力培養的研究論文很少，特定到計算機科學研究生方面的更是寥寥無幾。通過對已查閱的文獻進行分析，發現創新能力培養的研究可以分為以下兩個方面：（1） 理論研究。如數學建模與研究生創新能力的培養[1]（劉勇，2009）;融合數學建模思想的理工科研究生創新能力培養模式[2]（劉鳳秋，2014）;研究生數模競賽與西部高校研究生創新能力培養的研究[3]（戴喜生，2014）（2） 方法措施研究。基于數學建模教學改革推進研究生創新素質教育[4]（劉心歌，2016）;研究生數學建模與創新實踐培養的研究[5]（任澤民，2016）;基于研究生數學建模對研究生科研能力提升的若干思考[6]（張朝輝，2017）;工科研究生數學建模教育與創新能力的培養[7]（周生田，2016）;對研究生數學建模與創新的幾點思考[8]（朱道元，2015）。

1 數學建模競賽對提高計算機學科研究生創新能力的作用研究

1.1 研究生數學建模競賽對培養學生創新能力的重要性

在信息快速發展的現今，要求每一位合格的計算機學科研究生都必須具備創新能力。創新是指個人能夠調用所有獲得的信息，包括現有的知識，技術和經驗，以生產新的有價值的產品。數學建模競賽就是發揮學生創新能力的良好途徑。關鍵是培養研究生創新意識，掌握創新方法，并具備創新技能。創新具體表現為找到解決問題的新方法或者將以前的幾種方法重新組合。

第一，從宏觀上講，研究生數學建模競賽讓計算機學科研究生清楚的知道解決一個實際問題的全過程，增強了學生在今后學習工作中獨立分析問題并尋找解決辦法的能力。更讓計算機學科研究生深切的體會到現如今計算機學科的重要性，其應用的范圍之廣，解決的問題之難，方法之靈活。另外，研究生數學建模的大多數題目均來自于企業機構中存在的實際問題，解決了這些問題，即是為企業攻克了難題，甚至可以帶來一定程度的經濟收益。以此為前提，作為年輕且思維活躍的計算機技術學科研究生就會積極參加研究生數學建模競賽，通過競賽來培養自己的創新能力和創新意識，這并不僅僅是在教室里認真學習某一門專業課所能得到的效果。

第二，從微觀上講，研究生數學建模競賽為計算機科學研究生培養奠定了基礎，是培養計劃的基本路線：以基本理論出發，再以基本理論為基石從實際問題中提取出問題，最后將已學的和可搜集的知識梳理、探究并完美的解決問題。研究生獲得的基礎理論知識更多，更深入，更廣泛。首先，如何很好的將這些知識篩選整合，就是體現計算機學科研究生創新能力的一個重要環節。計算機學科研究生在解答問題過程中發現，即使是平時學習很好的，考試成績很高的學生，運用現有的理論知識也不能應用到解決實際問題。這時發現了解決現實問題的能力不足，這一點正是數學建模競賽要具備的基本技能。其次，研究生數學建模競賽中給出的問題往往只是某些數據信息，從這些數據信息中尋找問題所在，選擇正確的數學模型需要計算機學科研究生具有發現和提問的能力。最后，研究生數學建模競賽不只是單一的計算機學科類的競賽，而是幾個學科交叉才能完成的，需要用到自己本學科以外的知識，多元知識體系的構建是研究生應該具備的技能。

第三，研究生數學建模競賽為研究生群體提供一個很好的平臺以增強研究生的創新能力。盡管整個競賽僅歷時四天，但從開題到給出成績，卻需要參賽者們投入不少的精力。相信數學建模競賽一定可以培養出越來越多的優秀的計算機學科的創新型人才。

1.2 研究生數學建模競賽中提高計算機專業研究生創新能力的措施

第一， 賽前定期培訓。高校可以在研究生可以在自主完成組隊的前提下，利用周末及寒暑假，對完成組隊的研究生進行培訓，題目可由簡到難逐步提升。在賽前的假期，學校可結合科研熱點給出幾道模擬題下發隊員，并指派專門指導老師指導隊員完成任務，合理把控競賽進度。這樣做可以增強隊員彼此的默契度。其中，對于計算機科學專業的學生，他們應該鍛煉自己使用計算機建立數學模型的能力。因為，有越來越多求解數學模型和測試評估模型的應用需要使用計算機來解決。一個編程能力強的隊員，可以為模型的檢驗提供極大便利。

第二，開展經驗座談會。開展經驗座談會重要且必要，邀請一些專家和獲過獎的研究生分享參加數學建模競賽的經驗，這將極大地促進隊員在短時間內提升數學建模水平。同樣也可以通過查閱并閱讀相關的介紹經驗的論文，獲取一些建模過程中的高效方法。數學建模對于計算機研究生的培養，旨在最大程度地提升研究生創新能力。通過參與競賽，完成實際問題的提取、分解、深化、解決和延伸。同時，數學建模活動對計算機專業學生有較好的實踐效果，是計算機科學研究生能夠而且應該經歷的一項科技創新的實踐活動。

第三，賽后總結和反思。在整個比賽的過程中，探究涉及的思想和解決問題的方法都是研究生應具備的技能。因此，研究生應在比賽前進行一系列數學建模賽前訓練活動，找到自己的缺點，有針對性地進行補充學習。每名參賽隊員還應在建模指導老師的培訓之余，多閱讀優秀的競賽論文。分析為何別人可以做到而自己不能，并思考如何縮小這種差距。

2 結論

研究生數學建模競賽活動在培養跨學科科技創新人才，加強發散思維訓練中發揮著重要作用。由于研究生數學建模競賽可以激發計算機學科研究生的創新潛能，在培養研究生創新能力方面具有很強的促進作用。但是隨著時代的進步，科技的發展，需要我們不斷地發現問題并且總結經驗教訓，使研究生數學建模競賽成為促進研究生進步的一個更好的平臺。

基金項目：內蒙古自治區研究生教育教學改革研究與實踐課題項目，編號：YJG20181012802，YJG20151012805;內蒙古工業大學研究生教育教學改革項目，編號：YJG2017027， JY2014008;內蒙古自治區高等學校科學研究項目，編號NJSZ1834

參考文獻

[1] 劉勇，何曉川.數學建模與研究生創新能力的培養[J].中國研究生，2009（06）：48-50.

[2] 劉鳳秋，畢卉，陳東彥，李冬梅，孫偉.融合數學建模思想的理工科研究生創新能力培養模式[J].高師理科學刊，2014，34（05）：82-84.

[3] 戴喜生，魏鋒，舒慶春.研究生數模競賽與西部高校研究生創新能力培養的研究[J].廣西教育，2014（39）：31-32+35.

[4] 劉心歌，王鳳仙，韓旭里，唐美蘭.基于數學建模教學改革推進研究生創新素質教育[J].科教導刊（上旬刊），2016（01）：65-66.

[5] 任澤民，王洪珂，唐利明，陳照輝.研究生數學建模與創新實踐培養的研究[J].重慶與世界（學術版），2016.33（06）：1-4.

[6] 張朝輝.基于研究生數學建模對研究生科研能力提升的若干思考[J].產業與科技論壇，2017.16（23）：188-189.

[7] 周生田，陳華，李維國，高平發.工科研究生數學建模教育與創新能力的培養[J].教育教學論壇，2016（32）：135-136.

[8] 朱道元.對研究生數學建模與創新的幾點思考[J].高等數學研究，2015.18（03）：1-3.