依托學科競賽提高數學專業本科生創新能力研究

趙彥軍 姜淑珍 王增輝

【摘要】本文主要結合筆者所在院校近三年來數學與應用數學專業教學改革和全國大學生數學建模競賽的經驗，歸納與總結出兩者的目標均是為社會培養復合型、應用型的人才.基于兩者目標的一致性，本文探索依托學科競賽提高數學專業本科生復合型、應用型人才培養的改革之路.

【關鍵詞】建模競賽;復合型;應用型;人才培養

引 言

20世紀80年代初，為了適應科技發展要求，加速高等教育教學改革的需要，數學建模在全國范圍內已經進入多數高校的課堂教學中，成為一門實踐類的數學課程.

1990年，上海市率先揭開了全國大學生數學建模競賽的序幕.自1992年起，全國大學生數學建模競賽每年舉辦一次.近三十年來，全國大學生數學建模競賽在教育部和各級教育行政部門的支持下，已成為我國高校規模最大的基礎性學科競賽.

數學建模包括微積分、線性代數、運籌學、圖論、數學軟件等多個數學分支的知識.全國大學生數學建模競賽賽題涉及的內容涵蓋工業、農業、醫學、管理等領域.因此，全國大學生數學建模競賽能夠培養學生應用數學理論與計算機軟件解決實際問題的能力、對數學學科的宏觀駕馭能力、查閱文獻的能力、知識遷移的能力等.簡而言之，全國大學生數學建模競賽的目標是培養復合型、應用型的人才.

綜上所述，筆者發現數學與應用數學專業和全國大學生數學建模競賽兩者的培養目標在機理上一致，而且經過系統的數學建模培訓和參加過全國大學生數學建模競賽的大學生的確符合復合型、應用型人才的標準.為此，筆者以全國大學生數學建模競賽為驅動，推動了對數學與應用數學專業復合型、應用型人才培養的改革，開展了一系列的研究與實踐.

一、改革的歷程

筆者所在院校數學與應用數學專業的畢業生就業難是一個不爭的事實.在這種就業難的形勢下和在數學教育系領導班子的帶領下，筆者圍繞“培養復合型、應用型的人才”這一課題，走進就業市場，了解就業市場，按市場需求調整專業定位，為確保畢業生就業而不斷探索改革的方向.至今，我校已對人才培養模式進行了三次較大幅度的改革，并且從2018年開始探索以全國大學生數學建模競賽推動改革.

2018年，學校率先引進企業資金，實行校企合作.為了畢業生與市場面對面對接，學校領導系統地修改了數學與應用數學專業的人才培養方案，大幅度地刪減數學專業課的學時，增設了數學建模所需的實用軟件類課程.基于社會需求和學生的學情，學校領導于2019年在數學與應用數學專業上開始采取“訂單式”人才培養模式，優先選擇全國大學生數學建模競賽成績好的、動手能力強的學生與企業——吉林省盛世吉軟教育科技有限公司合作，為長春必捷必信息技術有限公司、東北師大理想軟件股份有限公司、上海安碩信息技術股份有限公司、長春華信永道科技有限公司等公司培養畢業生.2020年，在學校領導的大力支持下和在系領導的帶動和宣傳下，參加大學生數學建模競賽的人數達到建系以來的高峰，取得的成績也再創新高.

二、改革的內容

針對以全國大學生數學建模競賽為驅動，推動數學與應用數學專業復合型、應用型人才培養方案，筆者進行了一系列改革.

（一）以全國大學生數學建模競賽為驅動，優化數學與應用數學專業人才培養方案

數學與應用數學專業復合型、應用型人才的培養方案重新確定“強基礎、寬口徑、重應用、創特色”的辦學指導思想，并按課程設置分層次、立體化貫徹這一指導思想.在此基礎上，近三年來，該專業的摸索特色具體為“數學建模競賽、校企合作、訂單培養”.

數學與應用數學專業的課程設置為：公共基礎課，包括思想道德修養與法律基礎、大學外語、大學物理等十余門課程;專業基礎課，包括數學分析、高等代數、解析幾何、復變函數、常微分方程、數學建模、數值分析、數學軟件、概率論、數理統計、運籌學等;專業選修課，分為三個模塊，模塊一是應用數學方向，模塊二是教師教育方向，模塊三是基礎數學方向.對于專業基礎課，筆者立足于“強基礎，重應用”的辦學指導思想，優化重組課程.例如，筆者將原來90學時的高等代數Ⅱ、數值分析Ⅲ均縮減為72學時;將原來72學時的常微分方程縮減為54學時;將原來36學時的數學建模、數學軟件均增加到54學時;將原來只開一學期34學時的運籌學增加到68學時且分兩學期開課.對于專業選修課，筆者根據“寬口徑、創特色”的辦學指導思想，允許學生根據自身的興趣愛好選擇不同模塊的課程，確定不同的專業方向，以滿足學生將來從事不同行業工作的需求.

（二）在數學與應用數學專業的數學類主干課程中引入數學建模案例

教師應在數學類主干課程中引入數學建模案例，使學生了解他們所學的那些看起來枯燥無味而似乎天經地義的概念、性質、定理不是憑空想象創造出來的，而是有現實的來源和背景的.例如，在教學“數列極限”這一內容時，教師可以引入蛛網模型等;在教學“矩陣”這一內容時，教師可以引入產品的投入產出模型等.通過數學模型案例的引入，教師不僅能讓學生感受到所學數學知識的應用，而且能活躍學生的思維.

（三）三級全國大學生數學建模競賽機制促進復合型、應用型人才的發展

全國大學生數學建模競賽為每年9月第二周的周五至周日三天舉行.吉林省省級大學生數學建模競賽于2010年創辦至今已有11屆的歷史，時間為每年4月末至5月初五天舉行.為了更好地迎接國家級和省級數學建模競賽，筆者所在院校近三年來都組織校級數學建模競賽.競賽流程為在校學生參加校級數學建模競賽，校級數學建模競賽優勝隊參加5月份的省級數學建模競賽，省級數學建模競賽優勝隊參加9月份的全國大學生數學建模競賽.經過三級全國大學生數學建模競賽機制，學生增強了動手能力、主動思考能力和團隊協作能力，教師積累了豐富的指導經驗.同時，在參賽過程中，學生都會進行將數學知識和計算機軟件相結合解決實際問題的綜合訓練.學生經過大學四年數學類課程的熏陶以及全國大學生數學建模競賽的錘煉，不僅增加了動手實踐能力，而且提高了解決實際問題的綜合能力，這些都為培養復合型、應用型的人才打下了堅實的基礎.

三、改革的成果

近三年來，筆者所在院校一直堅持以地方經濟發展需求為導向，以培養復合型、應用型的人才為目標，不斷改革人才培養模式，優化人才培養方案.同時，筆者借助全國大學生數學建模競賽自身的特色，推動了對數學與應用數學專業復合型、應用型人才培養的改革，并取得了一系列成果.

（一）數學與應用數學專業的就業率大幅度提升

筆者所在院校自2014年以全國大學生數學建模競賽為平臺、校企合作為手段、增加學生的動手能力為目標以來，就業率發生了很大改變：2018年的就業率為85.9%，2019年的就業率為90%，2020年的就業率為91.9%.特別是IT“訂單式”培養方向畢業生的就業率已連續兩年高達100%，畢業生深受用人單位的認可和好評，就業形勢一年比一年好.

（二）數學與應用數學專業的考研率穩步提升

近三年來，數學與應用數學專業畢業生的考研率穩定在20%左右，而且每年呈上升趨勢，每年均有考取東北師范大學、南京師范大學、上海大學等知名高校的研究生，考研平均錄取率在全校名列前茅.

（三）參加國家級、省級大學生數學建模競賽的學生成績逐年創新高

近三年來，三次吉林省大學生數學建模競賽共獲一等獎13項，二等獎34項，三等獎7項;三次全國大學生數學建模競賽共獲吉林省賽區一等獎3項，吉林省賽區二等獎19項，吉林省賽區三等獎9項.特別是2015年的全國大學生數學建模競賽獲得國家二等獎1項.

（四）全國大學生數學建模競賽指導團隊的教研、科研水平大幅提高

目前，筆者所在院校數學教育系有專任教師8人，其中，教授3人，副教授1人，講師4人.

筆者所在院校數學教育系全體教師均參與全國大學生數學建模競賽的組織和指導工作.近三年來，他們承擔吉林省教育廳教育教學研究項目1項，已結項;吉林省“十二五”教育科學規劃重點項目1項，已結項;一般規劃項目2項，1項在研，1項已結項;吉林省高等教育學會高教科研重點項目1項，在研.

全國大學生數學建模競賽指導團隊不僅教研水平穩步提升，科研水平也大幅度提升.他們參與國家自然科學基金青年基金項目2項;承擔吉林省教育廳科研項目1項;參與吉林省科技廳項目1項;發表省級及以上科研論文10余篇，其中，CSCD檢索源論文5篇，SCI/EI檢索源論文5篇.

四、改革的期望

以全國大學生數學建模競賽推動數學與應用數學專業復合型、應用型人才的培養，有利于彌補傳統數學課程體系教學的不足，有利于培養大學生數學建模的思維習慣，因此，筆者將繼續進行一系列的改革，預計采取如下方案.

1.建立數學建模實訓室，搭建科研實驗平臺.

2.增強校企合作力度，開拓校外實踐基地.

3.實行導師責任制，確保培養各層次人才的質量.

4.建立實踐教學監控體系，完善教學質量監督體系.

結 語

具有良好數學基礎和修養的人，將具有更大的優勢和潛力.筆者將繼續堅持不懈地研究數學建模的內容和方法，探討推動數學與應用數學專業復合型、應用型人才培養的措施和方案.

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