探索数学建模活动对应用型人才创新实践能力的培养

陈朝辉

（哈尔滨师范大学 数学科学学院，黑龙江哈尔滨150025）

一、引言

我国经济建设的转型需要大批应用型人才，而应用型人才的培养对高校人才培养提出了新的要求。为了适应国家经济发展的需要，教育部提出本科院校转型发展战略，并成立了应用技术大学联盟，初期已确立了34个单位作为联盟的发起单位进行试点、研究。由鲁晰部长主抓，当前发展已有一定的成效，目前已有两百多所高校想加入联盟中，第二批联盟成员正在考核之中。应用型大学的建设目标是培养应用型的人才，而应用型人才的培养须要教师改变传统的授课方式，注重学生创新实践能力的培养。数学建模活动为应用型人才的创新实践能力的培养提供了比较好的范例。

数学建模活动是一种不同于传统授课形式的教学模式，这种授课方式颠覆了传统的以讲授为主的教学形式，使数学课程不再枯燥、乏味，能够更好地调动学习者的主动性，激发学生主动探索知识、钻研理论知识的热情，并运用已经掌握的理论知识解决现实中的实际问题。为学生架起连接理论知识与实践操作的桥梁，同时为这一活动提供一个全国性的展示平台，通过竞争、协作使大学生具有较强的创新实践能力，更符合应用型人才培养的需求。

二、数学建模竞赛概述

数学建模活动包括数学建模理论课程、数学建模试验课程及数学建模竞赛。美国从1985年开始，每年举行一次大学生数学建模竞赛。我国从1990年开始派队前往美国参与此竞赛。1992年在部分城市进行了试点，1993年起，我国每年举行一次全国大学生数学建模竞赛。数学是一门比较抽象的学科，其利用符号语言研究数量、结构、变化及空间模型等。因此在传统的数学课程教学中多以基础知识、数学计算、推理和空间想象教学为主，学生只是纯粹的理论学习，实践能力的培养和实际操作的训练较少，培养出的学生应用数学的意识不强，创造能力不足。

我国的大学生数学建模竞赛是由教育部高等教育司和中国工业与应用数学学会共同主办的。这一竞赛是面向全国大学生的活动，通过竞赛不仅可以激励学生学习数学的积极性，还能实现提高学生建立数学模型的能力及运用计算机科学技术解决实际问题的能力及探索能力、团队协作能力等多方面的能力。这一竞赛活动在提高大学生综合能力的同时也推动了大学数学教学体系、教学内容和教学方法的改革。数学建模竞赛一般是在每年的9月中旬的某个周末（周五早上8 点至下周一早上8 点，连续72小时）举行。数学建模竞赛是以队为单位，每队3人，这3人须是同一所学校的学生，专业可以不同，比赛分本科、专科两组。每队可由一名指导教师或教师组带队，进行赛前辅导和参赛的组织工作，但在竞赛期间不得进行指导或参与讨论，否则按违规处理。竞赛期间参赛队员可以使用各种图书资料、计算机和软件，但不得与队外任何人（包括在网上）讨论竞赛内容。竞赛开始后，参赛队须到指定的网址下载试题并在规定时间内完成答卷，准时交卷。只有全体队员们分工合作、共同努力，才能在规定的时间内完成。

三、数学建模活动有助于培养大学生的创新实践能力

数学建模活动可以很好地在数学理论和现实问题之间架起一座桥梁。大学生通过数学建模活动，运用所学习的数学理论知识分析现实问题，做出合理假设，构建一个数学模型，最终使实际问题得到解决。这些实际问题涉及工程技术、农业、政治、经济管理、医学、生物学，社会生活等各个领域。大学生运用数学建模解决实际生产、生活中问题的过程中，培养大学生的创新实践能力，达到应用型人才培养的目标。

（一）数学建模活动能够激发大学生学习的兴趣

数学建模活动大都以实际问题为驱动，避免了抽象的数学理论的讲授及推演，大学生在所抛出的问题的引领下，能够形成较高的学习兴趣，同时成功解决问题的结果也给予大学生更高的自信心，进而更愿意去学习。

（二）数学建模活动使大学生的学习方式呈现多样化

数学建模活动的教学不同于传统的数学课堂教学，不仅仅只是掌握知识，更是为了解决实际问题。同时在数学建模活动中更加体现了“以学习者为中心”的教学理念，在活动中，教师的身份是指导者，小组成员须要查阅相关资料获取解决问题的知识，再通过小组成员的研讨、假设、探究、实验验证结论，解决实际问题，因此在学习方式上打破了传统封闭、单一的模式，学习方式更加开放、更加多样化。

（三）数学建模活动提高大学生获取、整理、加工，分析信息的能力

数学建模活动要解决现实生活中的实际问题，因此所涉及的知识面相当广，包括工业、经济、军事、社会、管理和信息技术等，而这些小组成员来自于某一专业的学生，面对他们不了解的行业，他们须要查阅资料、借助网络获取知识，并对知识进行加工，提取对解决实际问题有用的知识。在这一过程中，提高了大学生获取、整理、加工、分析信息的能力。

（四）数学建模活动培养了大学生团队协作的意识

数学建模活动是基于现实问题驱动的学习活动，尤其是活动中的数学建模竞赛。这种竞赛通常是由3名大学生组成一个参赛队，参赛队须要在72小时内完成来自于某一领域的现实问题，并且这一问题是没有现成答案的，队员们可以借助一切无生命的资源共同搜集资料、讨论，形成假设模型，设计计算方法，分析、检验模型的优缺点及改进方法，最终形成论文。这一过程需要团队成员的共同参与，分工协作，发挥自己的长处及优势，相互配合才能在短时间内解决没有现场答案的难题。因此数学建模活动培养了大学生团队协作的意识，为大学生毕业后参加工作、适应社会的分工协作作好准备。

四、数学建模活动为应用型人才的培养提供指导

数学建模活动这种以问题驱动为开始的教学模式不仅促进了数学教学的改革，同时对其他学科的教学活动也具有很好的借鉴。首先，这一问题是实际生活、生产中的问题，具有很强的真实性，能够充分地调动大学生学习的积极性，提高学习兴趣。在兴趣的驱动下，可以达到更好的学习效果。同时，大学生通过资料的收集、整理、加工，分析不仅可以获取到更多的知识，还能在这一过程中形成自己的学习风格，提高学习能力，比如学习资料的收集能力、分析问题的能力、解决问题的能力。除了一些显性的能力得到提高外，对大学生的隐性意识也具有一定的促进作用，比如分工协作的能力、将实际问题构建成数学模型的能力及交流沟通的能力等。因此，数学建模活动所倡导的人才培养目标可以为高校，尤其是以应用技术大学为建设目标的高校提供指导。

五、结束语

我国大学生数学建模竞赛自1993年开始在全国举行至今已有二十年有余，在这二十年的教学、竞赛的探索中培养了不少动手能力强的创新实践型人才，这些人才在后来的工作中也表现出比较强的综合能力，数学建模活动不仅改变了数学教学的方式、方法，对其他学科也具有很好的借鉴作用。尽管我国数学建模活动进行的有声有色，但地区、校际间存在较大差异，目前很多高校都看到了数学建模活动对应用型人才创新实践能力培养的巨大贡献，越来越重视数学建模活动，并形成了一整套自己的培养方案及配套师资、设备，也有越来越多的学者投入到这一领域的研究中，希望这一较好的教学模式能够应用到更多的学科教学中，为经济转型期的中国培养出更多具有创新实践能力的应用型人才。

［1］李宝萍.数学建模与大学生创新能力的培养［J］.长春理工大学学报，2013，（1）.

［2］姜启源，谢金星，叶俊.数学模型［M］.第四版.北京：高等教育出版社，2010.