数学建模竞赛与大学生创新能力提高的研究与实践

刘家保，陆一南，陈中华

（安徽新华学院，安徽 合肥 230088）

数学建模竞赛与大学生创新能力提高的研究与实践

刘家保，陆一南，陈中华

（安徽新华学院，安徽 合肥 230088）

本文主要结合我院参加大学生数学建模竞赛的具体实践情况，论述了数学建模竞赛在当代大学生提高创新能力中扮演的重要作用。

数学建模；创新能力；高等教育

全国大学生数学建模竞赛创办于1992年，目前已成为全国高校竞赛中规模最大的基础性学科竞赛，也是世界上规模最大的数学类建模竞赛。同时也成为了各大高校高等数学教育改革的一个重要环节。创新是推动民族进步和社会发展的不竭动力，也是国家经济发展的不竭动力，所以培养大学生的创新意识成为了高校教育的重要目标。一年一次的全国大学生数学建模竞赛为培养大学生创新能力提供了一个很好的锻炼平台，充分挖掘了数学建模对大学生创新能力培养的潜力。我院从2006年开始组织在校大学生参与数学建模竞赛，在全校师生的共同努力下取得了很多的优秀成绩。

一、数学建模对大学生能力的提高

1.数学建模对大学生创新能力的培养

创新是以新思维、新发明和新描述为特征的一种概念化过程。创新人才结构应该包括以下六个方面要素：创新意识、创新思维、创新精神、创新人格、创新的知识储备、创新技能。从解决问题的方面来看，数学建模运用了归纳总结的方法解决实际的问题，它具有结合实际、辐射面广、依赖数学计算等特点。通过与所学的知识和数学归纳方法的结合。培养了大学生的创新能力。同时一个具体的问题可以拥有很多种解决方法，这样使得大学生的想象力和创造力在问题的解决过程中拥有了很大的发挥空间，促进了大学生对于平时数学知识的融会贯通，养成了多层面思考的良好习惯，从而对大学生以后的创新思维培养提供了更好的方法。

2.数学建模对大学生动手实践和总结能力的培养

运用数学建模方法解决现实问题，包括运用数学方式归纳问题即构造抽象模型和利用计算机软件求解所建立的数学模型。[1-3]数学模型的求解大多数要依赖于计算机软件才能完成，要求学生对计算机软件操作拥有一定的熟练度，如Matlab、Mathematics等计算机软件。[4-5]这些软件的实际求解操作中能培养大学生的计算机操作能力，同时也培养大学生运用已经学过的知识和在现实生活中总结出来的规律求解抽象问题的能力，这是符合当代大学应用型人才培养基本思想与方法的重要途径。

3.数学建模对大学生日常学习能力的培养

大学层次的高等数学教学不能只停留在理论阶段上，还应养成让大学生运用已掌握的数学知识解决现实问题的能力。学生通过对数学建模课程的学习与探究。使得学生养成科学的学习方法、浓厚的探究精神，并能从对实验数据的计算中总结并掌握推导事物规律的能力，进而提高学生对其他自然科学课程的学习兴趣。

4.数学建模对大学生未来踏入社会能力的培养

对于在校大学生而言，数学建模能够有效的解决生活中存在的实际问题，同时也能让学生认识到生活处处存在着数学。对于即将踏入社会生活的毕业生而言，能够通过数学建模来增加他们对生活中实际问题的理解，从而让学生掌握更多的分析处理问题的方法，提升高等院校综合素质教育的质量，培养更多与社会接轨的应用型人才。

二、在数学建模中提高大学生创新能力的方法

1.培养大学生动手实践意识，善于总结实验经验

在数学建模学习中，学校可以针对学生开设其他实践学习项目，让学生在比赛前能拥有丰富的实验解决问题经验，同时学校也可以在校园内开展数学建模相关预备赛，提高大学生对该数学建模的理解。善于让学生自我总结，做到心中有“竹”。

2.引导大学生自主思考，运用发散思维解决抽象问题

在数学建模中，学校要积极为学生构建独立思考的环境，为学生提供自由想象和解决的空间，鼓励学生提出不同的问题解决方法。善于让学生发现并探索新的问题解决方法，培养学生的发散思维，能更好的将抽象问题实体化。提高大学生创新思维和能力。

3.注重基础知识的培养，优化知识体系的建立

基础知识的熟练掌握是创新改造的必要条件。大学生基础知识掌握的扎实与否，对以后的创新思维培养具有很大的影响。高等数学课程作为大学数学的基础课程，对数学建模的学习拥有重要的理解作用。因此，在数学建模中，要学会优化学生的高等数学基础知识体系，提高学生对高等数学的学习兴趣，促使学生能够更好的掌握相关数学要素，使之能够更顺利的地运用数学建模方法解决实际问题。

4.培养大学生团队合作能力，增强创新意识

在当今充满竞争的社会环境中，大学生团队合作精神的培养对一个大学拥有重要的现实意义。在数学建模的过程中，学生们多人一组，相互讨论。并在指导老师带领下完成相关的比赛内容。在此过程中不仅培养了大学生的团队合作精神，使得大学生理解了相互协助的重要性，增强了其团队创新的意识。更有利于大学生今后的社会合作发展。

5.加强大学中数学建模课程的开设，提高大学创新意识的培养

作为参与数学建模竞赛前的学习准备，大学中数学建模课程的开设则显得尤为重要。我院从第一次参与安徽省数学建模竞赛以来就已开设了系统性的数学建模培训课程。争取对于不同专业系，不同基础的参赛选手给于最优的数模课程和建模指导。我院在长达10周的系统培训课程中使得很多大学生的数学建模水平都有了很大的提高，同时我们也采取了一系列的相关活动来加强本校大学生数学建模相关理论知识和实际操作水平，促进了本校大学生创新思维能力的培养。

6.培养大学生数学建模意识，提高大学生对事物的认识和转换能力

因为数学建模涉及到把实际事物转换成用数学语言描述的算法，并求解归纳出问题结果，再回归于本来的情况。这一整套的操作过程，对培养大学生认识及其转换事物的能力是有很大帮助的。学生在对事物的转换过程中需运用其他学科的知识综合求解，这样也就同时加强了大学生对于其他学科的学习兴趣，对高校综合素质教育的改革起了推动作用。

7.通过数学建模能够提高大学生查阅与筛选相关资料的能力

数学建模所需要的各学科知识很多，是否能找到需要的学科理论支撑是很重要的。数学建模对大学生查阅与使用各学科的资料起到了一个很好的推动作用。当数学建模要求大学生解决一个从未见过的问题时，学生必须围绕着问题的核心，运用各种方法找到与问题相关联的学科资料，并从中筛选出所需要的理论知识。这将有效的提高学生查阅资料的能力，也对该学生以后工作与生活中查阅相关资料产生很好的促进作用，同时也能拓宽大学生的知识视野，以便于其掌握更多相邻学科的理论知识，升华其对广阔自然科学的理解。

三、将数学建模思想融入到高等数学教育中的重要作用

1.将数学建模的解决思想融入到大学高等数学教学改革中，可以有效的改变高校传统无味的教学方法。教师可以将数学建模的相关思想融会贯通于平时的教学中，让学生们除了掌握基本的学科知识外还可以与实际问题相关联。在授课中最好能与现实生活现象相联系，带领学生运用数学建模的解决方法，循序渐进的求解出相关问题的结果，再与实际生活的结果相对比，从而加深学生对数学建模思想的理解，增强学生在实际生活中的创新能力。

2.把实际问题的求解与计算机相关软件相结合，培养学生的综合运用能力。把实际问题的求解转化成通过数学建模方法输入到计算机中并构造出模拟模型从而求解出问题结果。这比老师在平时授课中只是将大学课本中的抽象知识机械的灌输到学生记忆里要有效的多。如果在授课过程中运用计算机软件，把所得的抽象问题归纳总结并呈现在学生面前，学生就很容易理解其问题的核心，同时通过数学建模能够有效的提高大学生动手操作计算机解决实际问题的能力。

3.将数学建模作为一门课程对大学生进行教学，不仅能够让学生了解到基本的数学建模理论知识，更能为学生自主学习、自主实践、自主创新提供了有力的理论工具。教会学生运用数学建模的相关知识解决现实问题将有助于学生未来在社会的发展，提升其对事物的创新改造能力，让学生有思想、有工具敢于面对挑战，攀登科学的高峰，提升大学校园整体的创新氛围。

四、结束语

总之，数学建模竞赛对大学生创新能力的培养是一个系统的教育过程，高校教育改革中仍处于摸索阶段，还有很多的难题有待于探索。但是不可否认的是，数学建模在高校创新性人才培养中扮演着不可或缺的角色，许多在校大学生从中得到了很好的锻炼，拓宽了平时的知识面，提高了分析问题、转换问题、解决问题的能力，充分发挥了大学生的想象力、洞察力、创造力，促进了大学生综合素质的培养，更好的推动了高等院校培养应用性人才工程的实施。

[1] 尹湘锋，熊之光，王艳.论数学建模在高校素质教育中的作用[J].湘潭师范学院学报，2008，（1）.

[2] 姜启源，谢金星，叶俊.数学模型（第3版）[M].北京：高等教育出版社，2003.

[3] 裘哲勇，郝丽萍.数学建模教育在培养大学生素质中的作用[J].杭州电子工业学院学报，2001，（5）.

[4] 郑渊顺，李学顺，蔡海涛.数学建模课程与学生创新能力的培养[J].数学理论与应用，2000，（4）.

[5] 韦程东.指导学生参加全国大学生数学建模竞赛的探索与实践[J].高教论坛，2007，（1）.

Study and Practice of Mathematical Modeling Competition and University Students’ Improvement of Innovative Abilities

LIU Jia-bao, LU Yi-nan, CHEN Zhong-hua

By studying the practice situation of our college’s students’ participation in mathematical modeling competition, this paper illustrates the vital role mathematical modeling competition plays in students’improvement of innovative abilities.

mathematical modeling; innovative ability; higher education

O157.5

A

1008-7427（2012）08-0139-02

2012-06-14

安徽省省级自然科学基金资助项目，项目编号：KJ2010B076；大学生素质教育研究中心项目，项目编号：IFQE201224；安徽新华学院质量工程建设资助项目，项目编号：2011t s k c x 07。

作者刘家保系安徽新华学院讲师。