浅谈对高职院校参加全国大学生数学建模竞赛的看法

2009-11-04王春香张彦周

科技传播 2009年18期

关键词：竞赛建模培训

王春香　张彦周

摘要本文针对我国高职院校的特点,阐述了高职院校开展数学建模活动的重要意义,特别提出了一套切实可行的适合我国高职院校数学建模思路,并对以数学建模为切入点推动高职数学教学改革进行了探索的工作

关健词数学建模;高职高专;素质教育

中图分类号 G718.5文献标识码 A文章编号 1674-6708(2009)05-0095-02

1 参加数学建模竞赛的背景

高等数学作为大学的一门基础理论课对大学教育是十分重要的,数学教育本质上是一种素质教育。数学的教学不能完全和外部世界隔离开来。关起门来在数学时的概念、方法和理论中打圈子,处于自我封闭状态,以致学生在学了许多据说是非常重要、十分有用的数学知识以后,却不怎么会应用或无法应用。高等教育要在高度信息化的时代培养具有创新能力的高科技人才,将数学建模引入教育过程已是大势所趋。

社会对数学的需求并不只是需要数学家和专门从事数学研究的人才,而更大量的是需要在各部门中从事实际工作的人,他们要善于运用数学知识及数学的思维方法来解决他们每天面临的大量的实际问题,取得经济效益和社会效益。要对复杂的实际问题进行分析,发现其中的可以用数学语言来描述的关系或规律,把这个实际问题化成一个数学问题,这就称为数学模型,建立数学模型的这个过程就称为数学建模。

大学生数学建模竞赛最早是1985年在美国出现的,1989年我国大学生(北京大学、清华大学、北京理工大学共4个队)开始参加美国的竞赛。经过两三年的参与,大家认为竞赛是推动数学建模教学在高校迅速发展的好形式,1992年由中国工业与应用数学学会数学模型专业委员会共同组织举办了我国10个城市的大学生数学模型联赛。

教育部领导及时发现、并扶植、培育了这一新生事物,决定从1994年起由教育部高教司和中国工业与应用数学学会共同主办全国大学生数学建模竞赛,每年一次。十几年来这项竞赛的规模以平均年增长25%以上的速度发展。

竞赛以通讯形式进行,3名学生组成一队,在3天时间内可以自由地收集资料、调查研究,使用计算机、软件和互联网,但不得与队外任何人包括指导教师讨论。每个队要完成一篇包括模型的假设、建立和求解,计算方法的设计和计算机实现,结果的分析和检验,模型的改进等方面的论文。竞赛评奖以假设的合理性、建模的创造性、结果的正确性和文字表述的清晰程度为主要标准。

全国大学生数学建模竞赛作为目前全国高校中规模最大的大学生课外科技活动,同时也是检验各院校数学建模水平一种高级形式,已越来越受全国大学生的喜爱和各校领导的重视,师生们参赛的热情与日俱增。参赛校数从1992年的79所增加到2006年的864 所;参赛队数从1992年的314个队增加到2006年的9 985个队;累计达16万多大学生(53 438个队)。

以深圳职业技术学院,水电职业技术学院,湖南交通职业技术学院及省内黄河水利职业技术学院等一批职业技术学院都已参加了全国大学生数学建模竞赛并取得了专科组的优异成绩,已成为学校的又一个办学特色。

高职院校办学重点和特色就是使学生掌握实用的技术,将来走上工作岗位上能解决一些实际问题。数学建模是数学走向应用的必经之路,在应用数学学科中占有特殊重要的地位。将数学建模课程引入我校课程及参加全国大学生数学建模竞赛意义重大、影响深远。

2参加数学建模竞赛的意义

1)数模竞赛是培养创新能力的一个极好载体,而且能充分考验学生的洞察能力、创造能力、数学语言翻译能力、文字表达能力、综合应用分析能力、联想能力、使用当代科技最新成果的能力,等等。学生们同舟共济的团队精神和协调组织能力,以及诚信意识和自律精神的塑造,都能得到很好地培养。

很多学生用“一次参赛,终生受益”来描述他们的感受。许多参加过竞赛的学生的自主学习和科研能力显著提高,在毕业设计中表现出明显的优势,得到用人单位的普遍认可。

2)数学教学改革的成功探索数学建模及其竞赛活动打破了原有数学课程自成体系、自我封闭的局面,为数学和外部世界的联系在教学过程中打开了一条通道,提供了一种有效的方式。同学们通过参加数学建模的实践,亲自参加了将数学应用于实际的尝试和对数学发现和创造的过程,取得了在课堂里和书本上所无法获得的宝贵经验和亲身感受,这必能启迪他们的数学心灵,促使他们更好地应用数学、品味数学、理解数学和热爱数学,在知识、能力及素质三方面迅速的成长。可以毫不夸张地说,数学建模的教育及数学建模竞赛活动是这些年来规模最大也最成功的一项数学教学改革实践,是对素质教育的重要贡献。

3)十几年来,全国数以千计的数学教师在从事数学建模教学和指导竞赛的过程中,知识面拓宽了,知识结构改善了,利用数学工具和计算机技术解决实际问题的意识和能力提高了,也培养了热爱学生、不计名利、献身祖国教育事业的精神,这都对一支新型的数学教师队伍的全面成长起着举足轻重的作用。

4)在高校教学评估中,学生积极参加包括数学建模竞赛在内的各项课外科技活动的情况,已被列为评估指标之一。数模竞赛对我国高校教育改革的意义正越来越凸显。

3 如何开展数学建模

3.1需要学院及基础部领导的大力支持

从领导的精神上的重视及各个部门的协调到活动实际活动经费资助,这项活动的顺利开展离不开领导的支持与帮助,因为这项活动从教师培训到选拔学生,进行培训到参加竞赛历时需要4个多月时间(6~9月),包括在暑假期间对学生进行的培训,需要场地,教师及机房的使用,需要领导的协调,同时需用的经费主要包括教师培训费用的支付;购置学生实习所用微机费用;购买数学建模教材及参考书费用;暑假期间对学生培训教师补贴费用;数学建模竞赛期间的费用等。

3.2需要一支高素质的教师队伍

要求教师具有敬业奉献精神,这项活动要求教师牺牲课外寒暑假的时间对学生进行辅导;同时需要教师具有较强的专业知识及利用数学工具和计算机技术解决实际问题的意识和能力,因为我们对学生进行辅导,所以教师对问题应有较深刻地认识;良好的团队合作精神是数学建模竞赛成功的保证,这项活动是一项集体活动需要教师之间良好的合作沟通。

3.3暑假培训的实施

数学建模竞赛是每年9月份举行,在暑假期间对学生进行建模竞赛的培训可以说是黄金时间。同时也考虑到教师及学生时间比较充分。所以集中20~30天时间对学生进行培训。暑假期间主要对学生进行数学建模课程讲授,历年竞赛试题的分析,及在计算机上的计算能力训练。其数学建模课程的主要内容为:

1)数学建模的简介;

2)初等方法建模;

3)微分方程建模;

4)运筹学建模;

5)图与网络方法建模;

6)随机性方法建模;

7)Matlab 简介

对学生计算能力的培养是必须的,因为最终是要解决实际问题的,我们必须把实际问题转化为我们的数学方程及数学语言,然后计算,主要是利用Matlab进行计算分析、绘图、仿真。

3.4数模竞赛队员的选拔工作

竞赛队员的选拔对竞赛来说是非常重要的,选拔的标准是具有扎实的数学专业基础知识,并将实际问题转换成数学问题的能力;要求学生要具备刻苦专研精神,一定的创新思维能力;有较强的计算机编程能力;良好的合作精神;查阅文献的能力。选拔的原则要坚持公平公正。