新建本科院校数学建模组织与发展探索研究*

张 学 俊 徐 新 萍 张 建 军

(江苏第二师范学院数学与信息技术学院，江苏南京 210013)

新建本科院校数学建模组织与发展探索研究*

张 学 俊 徐 新 萍 张 建 军

(江苏第二师范学院数学与信息技术学院，江苏南京 210013)

本文结合江苏第二师范学院实际情况，阐述了新建本科院校数学建模活动中遇到的具体困难，并对部分问题提出了解决方案.

数学建模；数学应用；教学改革

全国大学生数学建模竞赛始于1992年，目前已经成为世界上规模最大的基础性学科竞赛，与“机器人大赛”并称为最具权威的赛事.学生参与该竞赛能够起到“一次参赛，终生受益”的效果.2014年全国有1338所高校25347个队(含新加坡，印度)参与该项赛事，其中85%的为非数学专业学生.许多本科院校参加数学建模比赛已经一二十年了，积累了丰富的比赛经验，也取得了丰硕的成果.新建本科院校由于体制和学生人才培养模式等原因，数学建模水平往往才刚刚起步，在数学建模组织和学生培训等方面经验明显不足.

我校从去年开始组织学生参加数学建模竞赛培训，最终选拔3队学生参加了2013年“高教杯”数学建模竞赛，全部按时完成了比赛，并获得江苏省三等奖一项，为我校数学建模的发展开了一个好头.今年在学校领导的大力支持下，数学与信息技术学院继续开展该项活动，积极组织培训，参赛队伍扩大到5队，并获得一项江苏省二等奖.在2015-2020年间，预计将参赛队伍扩大至20-25支队伍，并持续稳定下来，参赛学生遍及全校所有系科.在组织学生参与赛事的同时，一批专业建模指导教师快速成长，数学建模课程建设同步发展，这都将为我校数学建模与数学实验的发展提供了强有力的保障.

1 组织数学建模训练与竞赛的意义

数学建模课程的开设与全国大学生数学建模竞赛的开展充分证明，这项活动对深化高等学校的数学课程改革，促进第二课堂活动的开展，推进大学生综合素质教育等方面都起到了积极的有益的作用[1].具体来讲，组织数学建模训练与竞赛有以下几方面的意义.

1.1 发散性思维能力的培养

数学建模竞赛的题目来源于生活，一般情况下，题目的解决方案并不唯一，很多情况下可以采用多种方法来进行建模求解，甚至有的时候答案也不唯一.所以学生在实际比赛过程中，不会拘泥于一种方法，可以尝试从多个角度，采用多种方法来解决问题，这样有利于学生发散性思维能力的培养.

1.2 创新意识与创新能力的培养

创新能力是各种能力的综合和最高形式.创新能力不仅仅体现对知识的摄取、改组和应用，更是一种追求创新的意识，是发现问题、积极探索的心理取向.大学生数学建模竞赛优秀论文的评定主要依据是论文中体现出来的创造性，所以这就为参赛者在解决问题的过程中要时刻考虑创造性提供了导向，而且大学生数学建模竞赛的赛题具有一定的开放性，解决问题的方法也不是唯一的，具有很大的灵活性，这为大学生的创新提供了很大的发挥空间，学生也必须打破传统的思维模式，充分发挥自身的创新能力.在建模过程中寻求更独特的创意，这也极大地激发了学生的创新意识.所以说大学生数学建模竞赛是对大学生创新能力培养的一种很好的方式.

1.3 提高数学学习的兴趣

数学课程很多情况下被学生认为是枯燥无味的.很多同学对于数学的认识停留在背公式，套公式的层面上，对于数学知识的实际运用了解得很少，这在很大程度上影响了学生学习数学课程的兴趣.而在数学建模过程中，学生有意识地运用所学的数学知识来建立数学模型，将自己掌握的知识运用到模型中去，无形中增强了学生应用数学知识解决问题的能力，也让学生在建模过程中体验到了数学在解决实际问题中的作用和价值，体会到数学无穷的力量，从而激发学生学习数学的兴趣.

1.4 培养学生团队合作的意识

建立一个好的数学模型使之能真实地反映实际问题的本质属性并不是一件容易的事情，也没有一个统一的模式可用，因此很多问题单靠个人的能力是不能解决的[2].每个人都必须学会与他人合作.大学生数学建模竞赛是一个团队项目，每个队由三人组成，三人在竞赛过程中，既要合理分工，充分发挥个人特长，同时又要积极配合，协同合作，将个人能力和团队精神有机结合，为了共同目标而努力.数学建模给大家提供了一个这样的机会，参加建模比赛的同学提高了与人交流和合作的能力，为将来的就业打下良好的基础.很多单位在进行校园招聘时，特别看重参加过数学建模比赛并获奖的经历.

1.5 增强学生运用数学理论解决实际问题的能力

数学建模就是充分利用所学的理论知识和专业技能来解决生活工作中的实际问题.建模比赛题目的原型基本上都是现实生活中出现的问题，经过适当的修改和提炼而成.这是数学在现实中的直接应用，竞赛过程中很多的优秀论文也被问题提出方所采纳，发挥出巨大的实际效益.学生在竞赛过程中，能够提高运用数学知识解决实际问题的能力，提升综合素质.

2 我校开展数学建模训练与竞赛的困惑与思考

2.1 现有课程设置不利于数学建模竞赛

很多大学都将数学建模课程作为数学系和一些工科专业的必修课程，这样，学生的整体数学建模兴趣和基本能力都比较高.我校是一所师范类院校，数学建模课程不是必修课，我们只能通过在全校开设数学建模选修课程来提高学生建模兴趣和基本知识.我校师范生选修课又偏重于教育类课程，导致数学建模选修课形同虚设.学校又规定数学专业学生不能选修这门课程，这就使得我们数学建模后期的训练和选拔几乎从零开始.

选取我院2017年10月～2018年6月收治的62例抑郁性神经症患者，所有患者均符合CCMD-3中有关抑郁发作的诊断标准。参照患者入院时间顺序进行编号，单号为常规组，双号为干预组（n=31）。常规组：男17例，女14例，年龄18～65岁，平均（32.12±6.32）岁。干预组：男16例，女15例，年龄19～66岁，平均（33.11±6.18）岁。就两组患者的临床基线资料行统计学分析未发现实质性差异；差异无统计学意义（P＞0.05）。

2.2 学生自主学习能力欠缺

数学建模不同于任何一门专业课程，能够通过课堂教学来完成所需知识的积累，数学建模过程中需要用到的知识几乎涉及所有数学学科，还要用到多种数学实验软件，例如Matlab，Lingo，Excel等等，甚至还需要用到专业的计算机图像处理软件.这么多的课程不可能在同一门课上讲完，这就需要学生具有较强的自主学习能力.很多本科院校，数学建模指导教师只需要将建模所需知识点和所需软件告知学生，学生在课后自主学习，将所有内容自己掌握.但是对于我们学校而言，学生自主学习能力不强，自主学习意识不够，导致很多知识必须由教师通过课堂教学来完成，短暂的课堂教学显然远远达不到预期的要求，这就导致建模过程中学生知识面狭窄，无法顺利完成模型建立和求解.

2.3 校区分散不利于竞赛选手的选拔和交流

由于历史的原因，我校目前8000多名学生分散草场门、小行、浦口三个校区，这给数学建模竞赛选手的选拔和交流带来很大的不便.在初期开始数学建模选修课程时，由于师资有限，不可能在三个校区同时进行开设和宣传，这就导致小行和浦口校区的学生无法参与到数学建模过程中来.不少基础理论扎实，学习能力强，对数学建模感兴趣的学生尤其是物理系学生无法参与，确实是一种遗憾和损失.即使克服困难选拔出来，在后期的集中培训过程和比赛过程中也会出现类似的问题.

2.4 师资匮乏导致指导经验不足

我校数学与信息技术学院数学系共有专业教师16人，不仅需要承担数学系600多名学生的专业课程教学，还要承担全校7000多名学生的高等数学等数学类公共课程的教学任务，人员缺编已经非常严重.而组织数学建模竞赛是一个长期的教学培训过程，一般周期至少半年，从3月份开始组织报名上课，到5月份遴选，再到暑期集训，以及最后的竞赛部分，都需要指导教师付出大量的工作.再加上我校数学建模工作刚刚起步，建模团队教师都没有指导经验和经历，一切从零开始摸索.尽管部分老师参加了“高校数学建模与数学实验课程教学及竞赛指导研讨会”，但其他院校已经启动20多年，整体水平很高，可借鉴的经验并不适合我校的实际情况.

3 形成适合我校现有条件和特点的数学建模教学培训模式

我们将采取融课堂教学、课外实践与竞赛辅导于一体的教学培训方法.随着2014年人才培养方案的修订，特别是数学与应用数学非师范及工科专业的招生，生源结构逐步适合数学建模训练的对象.一方面提高数学建模指导团队教师相关业务水平，通过自学相关课程和参加数学建模相关学术会议来逐步提高数学建模知识和竞赛题型解决技巧.另一方面直接邀请具有丰富数学建模指导经验的专家教授来校指导，进行交流，学习兄弟院校的先进经验，提高我校建模水平，尽快缩短与其它院校的差距.此外，我们要努力培养学生建模兴趣，增强学生自主学习的意识和习惯，学生通过自主学习逐步掌握数学建模所需的基础知识，注重学生综合素质的培养.冰冻三尺非一日之寒，只有长期锻炼和积累才能切实提高学生解决实际问题的能力.

4 竞赛准备及组队注意事项

4.1 组队应体现取长补短，准备应有分工

数学建模竞赛是一个团队活动，参加竞赛首先要构建一个合理优秀的团队.我校参加数学建模比赛的学生很多来自同一个专业或者同一个班级，在组队之时，他们总喜欢自己组成一支队伍.但是这样的组队思想并不合理，数学建模过程中，往往会出现各种不同背景的问题，所以不同专业的学生组队能够弥补知识方面的不足.我校将来会继续加大数学建模竞赛信息的宣传力度，争取吸收更多不同专业的学生参加.

4.2 分析对比获奖论文的各种做法

参加数学建模比赛的同学主要来自大学二、三年级，他们在论文写作，方法选择等方面能力欠缺，而这方面的能力不是短时间能够冲刺提高的.利用暑假时间阅读大量的获奖论文，并且进行比较，吸收经验，能够提升论文写作能力，加深对模型的认识了解.

4.3 加强数学建模全真模拟

数学建模比赛是在完整的三天内完成全部的题目解答以及论文写作，时间紧，任务重，一旦题目比较复杂的话，很多人会手忙脚乱，出现很多意想不到的问题.2013年数学建模比赛过程中，我校的两队选手几乎将所有精力和时间都放在题目解答和编程上面，忽视了最重要的论文写作，在比赛最后一个晚上才开始写论文，几乎通宵未睡，论文完成的质量也不高.只有通过数学建模全真模拟，才能让小组内同学进行磨合，亲身体会数学建模过程的困难，从而能够合理安排人员和时间.

4.4 善于随时总结，找出本队弱点，及时弥补盲点

通过几次校内全真模拟，能够让各自代表队了解自身的不足，并针对具体问题进行相应的练习，努力克服各种困难.同时学生也在不断地总结中相互熟悉，相互了解，也能提升团队合作意识.

4.5 比赛时，选题要慎重

在全国大学生数学建模比赛时，组委会会提供A，B两道题目供学生选择，各队学生在选择题目时应该根据选手中3人的各自特长，选择有利于自身的赛题.从学校整体角度看，指导教师要适当调整，确保两题都有队伍选择，不能只做一题，容易受到思路限制.

5 小结

新建本科院校由于体制和课程设置的问题，数学建模竞赛刚刚起步，在建模指导模式，指导教师队伍建设，建模学生培养，比赛过程组织等方面与很多本科院校存在着巨大的差距，只有通过不断地交流和积累，结合自身学校办学特色，寻找到适合自己学校的培养模式，走出一条符合本校人才培养的道路，才能提高学校数学建模水平，提升学生综合素质.

[1]戴牧民,吕跃进.数学建模教学与数学建模竞赛的历史背景与意义[J].广西大学学报(自然科学版),2003(2).

[2]杨启帆.数学建模[M].北京：高等教育出版社，2012.

(责任编辑 周 璇)

] 2013年江苏省高等教育教改研究立项课题“MPCK视角下‘三化一式’数学教育课程体系的优化与教学改革研究”(项目编号：2013JSJG145)；江苏省“青蓝工程”资助项目.

2014-08-10

张学俊，男，江苏镇江人，江苏第二师范学院数学与信息技术学院讲师，硕士.

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1671-1696(2014)11-0018-03

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