数学建模对工科学生的影响

马德宜+刘佳丽

摘要：针对部分工科学生对数学建模竞赛不理解，本文结合作者自己的数学建模培训经验，从六个方面研究了数学建模对工科学生的影响。让工科学生充分了解数学建模的意义与作用，提高对数学建模的兴趣，实现自己的数学建模梦。

关键词：数学建模；工科学生；团队精神

中图分类号：G717 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）46-0207-02

一年一次的大学生数学建模竞赛在国内越来越受重视，越来越多的学生申请参加这个竞赛。同时，这个竞赛也实实在在地为学生带来了许多好处。但是，仍然有部分工科学生不了解数学建模，甚至认为数学建模竞赛就是数学竞赛，或者即使报名参加了数学建模，仍然不知道数学建模有什么作用。笔者作为大学生数学建模指导教师中的一员，结合自己的培训经验，谈谈数学建模对工科学生的影响。

一、深入了解数学，掌握数学前沿

作为一名工科学生，大学里接触到的数学一般为高等数学、线性代数和概率统计三门课程。这样也就让部分工科学生认为，数学就仅仅只有这三门课。如果参加了数学建模培训，就会大大扩展自己的视野，会了解到许多数学。比如偏微分方程、数值分析、图论、排队论、线性规划、非线性规划和动态规划等。进一步，还可以了解实变函数、泛函分析、近世代数和算子代数等。通过数学建模培训，虽然不能完全理解这些数学学科，但是至少知道哪门学科是重点研究哪方面的问题，这样如果以后遇到类似的问题，就知道这个问题是哪门学科重点关注的，更容易找到相关的数学专家去咨询。

二、数学建模思想，无缝融入专业

作为一名工科学生，从小学到大学，一直都要学数学，而且老师家长都希望小孩把数学学好。可是，部分学生总是对数学没有兴趣，也不知道学了数学有什么用。笔者认为造成这样原因的主要因素之一是工科学生没有在专业课和实际生活中运用数学。如果参加了数学建模培训，就会提高自己的数学建模思想，并时刻想着如何将自己专业中的问题进行建模。比如在电路中，根据相应的物理原理可以建立一个线性方程组，然后用线性代数的知识即可解决。如果进一步思考，当这个电路很复杂怎么办？仍然建立一个线性方程组，但这时出现了新的问题，未知数太多用草稿纸计算太复杂。不知不觉就用到了数学建模思想，只需要用软件编程求解即可。

三、熟练使用matlab，编程风格规范

作为一名工科学生，对于软件编程水平的要求不高，一般只需要掌握二级的C语言即可。但目前是大数据时代，许多数据信息的处理都要用到计算机，都需要编程。Matlab是一个入门快的软件，而且对于工程中需要用到的数据处理是足够的。如果参加了数学建模培训，就必须要熟练使用matlab。这是因为对于一个具体的实际问题，运用各种数学知识和专业知识建立模型之后，下一步的主要工作就是求解。这类模型大部分是不能用大学里学的高等数学的知识求出相应的解析解的，而是需要用matlab求出相应的数值解。对于各种各样的模型，都要快速求出相应的解，只有熟练使用matlab编程才有可能。编写程序不可避免地会出错，快速调试错误是基本功。如果养成良好的编程风格习惯，就会大大减轻调试错误的压力。另外，在熟练matlab编程之后，对于其他的编程语言更容易入门与理解，也有助于对各种工科专业软件的使用。

四、理解经典算法，了解现代算法

作为一名工科学生，对于算法了解并不多，大部分仅仅了解高中数学中学过的算法。在当前电脑普及的时代，许多问题都需要借助电脑来完成，理解更多算法是必要的。通过数学建模培训，可以学会各种经典算法的实现。比如，字符串匹配算法、快速排序、最短路径算法、深度广度优先搜索、二分查找和霍夫曼编码等经典算法。这些经典算法的学习可以提高建模计算的时间和精度，领略计算机求解问题的思路，让同学们学会站在计算机的角度思考问题，有利于借助计算机解决新问题。除了经典算法，也要了解现代算法。比如，现代优化算法和现代智能算法等。这些智能算法大多数是近似算法，在不能求出精确解时，退而求其近似解，只要相应的精度满足要求即可。

五、写作语法流畅，文章排版漂亮

作为一名工科学生，平时训练较多是动手能力，而对于写作能力却很少训练。这就导致有些工科学生把某个事情做好之后，想把它写出来却无从下手。通过数学建模培训，写作能力必须过关。数学建模，在建模完成之后，大部分都是数学公式，别人是很难看懂的，也不知道你建模的思路和依据是什么。要想别人理解你的思路，你就必须把它写出来，而且要思路清晰，理论依据可信。在这个过程中，时间也是有限的，这就要求平时训练的时候语法流畅，表述能力强。当你把自己不熟悉的数学原理用自己的话表述清楚时，你也不知不觉地学会了数学建模的知识，也提高了自己的写作能力。写作语法流畅了，整篇文章的总体框架就凸显了，让别人第一眼就眼前一亮地肯定是漂亮的文章排版。

六、培养合作习惯，打造团队精神

作为一名工科学生，个人自身的能力强是必须的，但合作精神同样重要。当前高速发展的社会分工越来越细，许多事情都不是个人能完成的，而是要依靠团队来共同完成。通过数学建模培训，团队合作意识逐步加强。数学建模，一般需要三个人，分别负责建模、编程和写作。如果三个人不合作，想写出一篇漂亮的数学建模竞赛的文章是非常困难的。负责编程的同学必须和建模的同学沟通，了解建模的思路和依据。负责编程的同学还要和写作的同学沟通，让写作的同学了解编程的流程及相应结果的含义。负责写作的同学还要和建模的同学沟通，理解建模过程及相应变量的意义才能写出好的表达。三个人除了相互沟通之外，每个人还需要辅助负责另外两个人的事情。比如建模编程的也需要会写作，这样文章写完之后，三个人再一起修改效果更好。

总之，参加数学建模培训与竞赛有利于全面提高工科学生的各种能力，为学生日后的发展奠定良好的基础。工科学生要正确理解数学建模的作用和意义，要培养数学建模的兴趣，把数学建模当成一种工具，提高对数学建模的认识。这样参加数学建模才是主动的、积极的，才不是浪费青春，才能真正实现数学建模梦。参加一次数学建模竞赛，受益终身；参加二次数学建模竞赛，终身受益。

参考文献：

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